常見的嵌入式處理器比較分析

時間：2024-10-07 10:48:29 嵌入式培訓我要投稿

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常見的嵌入式處理器比較分析

　　嵌入式系統本身是一個相對模糊的定義。嵌入式系統已經滲透到我們生活中的每個角落，工業、服務業、消費電子……，而恰恰由于這種范圍的擴大，使得“嵌入式系統”更加難于明確定義。下面是小編整理的關于常見的嵌入式處理器比較分析，歡迎大家參考!

　　幾款常用的常用嵌入式處理器性能

　　(1) ARM

　　它采用32位元精簡指令集(RISC)架構或者復雜指令集CISC架構，流行的產品系列主要有ARM7、ARM9、　ARM9E、ARM10E、SecurCore及StrongARM ARM11系列。其中ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10為4個通用處理器系列，每一個系列提供一套相對獨特的性能來滿足不同應用領域的需求，共有37個寄存器，通過它本身的代碼開發優化可節省30%～40%以上的存儲空間。SecurCore系列專門為安全要求較高的應用而設計。

　　ARM處理器具有體積小、低功耗、低成本、高性能;大量使用寄存器，指令執行速度更快;指令長度固定。支持Thumb/ARM雙指令集，能很好的兼容8位/16位器件; 　　尋址方式靈活簡單，執行效率高;大多數數據操作都在寄存器中完成等特點，得到廣泛的應用，ARM公司也憑借其雄厚的資金實力，不斷的開發出新的產品供業界參考，最近還有消息要進入服務器市場。

　　(2) 單片機

　　單片機是一種集成在電路芯片，是采用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力CPU、RAM、ROM、I/O口和中斷系統、定時器/計時器等功能集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統。常用單片機芯片包括：PIC、EMC、ATMEL、PHLIPIS 51LPC系列、HOLTEK、德州儀器等公司生產的單片機產品。

　　簡單的說它就是一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。單片機內部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲器件，它是一種在線式實時控制計算機，在線式就是現場控制，需要的是有較強的抗干擾能力，較低的成本，靠程序運行的并且可以修改。

　　單片機集成度高，一般最基本的配置包括CPU、4KB容量的ROM、128 B容量的RAM、 2個16位定時/計數器、4個8位并行口、全雙工串口行口。同時由它開發的系統結構簡單，使用方便，實現模塊化;也易于二次開發，由于其本身的`技術過硬它的可靠性高，可工作到10^6 ~10^7小時無故障; 并具有很好的數據處理力能，可以提供各種強大的功能，整個系統的運行速度快。成本第得到眾多廠家的青睞。

　　(3) DSP

　　數字信號處理是一種通過使用數學技巧執行轉換或提取信息，來處理現實信號的方法，這些信號由數字序列表示。DSP是一種獨特的微處理器，是以數字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉換為0或1的數字信號。再對數字信號進行修改、刪除、強化，并在其他系統芯片中把數字數據解譯回模擬數據或實際環境格式。它的強大數據處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色。

　　對元件值的容限不敏感，受溫度、環境等外部因素影響小;容易實現集成;VLSI可以分時復用，共享處理器;方便調整處理器的系數實現自適應濾波;可實現模擬處理不能實現的功能：線性相位、多抽樣率處理、級聯、易于存儲等;可用于頻率非常低的信號等優點，相對也會存在相應的缺點，如它既然是數字信號處理器，硬件系統出來的是模擬信號，故需要模數轉換;同時由于是模擬信號轉成數字信號，為了讓信號盡量不失真或者將失真降低到最低，采樣頻率就會有所限制，導致其處理頻率范圍有限，不然就會可能導致產生誤差;數字系統由耗電的有源器件構成，沒有無源設備可靠。這些確定隨著電子元器件技術的發展以及芯片技術的發展，半導體器件的性能會得到進一步的提高，從而會讓DSP處理器的誤差降到最低，所以還是具有很好的市場前景。

　　DSP微處理器一般具有如下主要特點：在一個指令周期內可完成一次乘法和一次加法; 片內具有快速RAM，通常可通過獨立的數據總線在兩塊中同時訪問;快速的中斷處理和硬件I/O支持;具有低開銷或無開銷循環及跳轉的硬件支持;可以并行執行多個操作; 持流水線操作，使取指、譯碼和執行等操作可以重疊執行等多個特點。正是因為具備這些特點，顯示出其強大的功能性能。

　　(4) MIPS

　　MIPS是世界上很流行的一種RISC處理器，其機制是盡量利用軟件辦法避免流水線中的數據相關問題，是八十年代中期RISC CPU設計的一大熱點。MIPS是賣的最好的RISC CPU。MIPS的系統結構及設計理念比較先進，其指令系統經過通用處理器指令體系MIPS I、MIPS II、MIPS III、MIPS IV到MIPS V，嵌入式指令體系MIPS16、MIPS32到MIPS64的發展已經十分成熟。在設計理念上MIPS強調軟硬件協同提高性能，同時簡化硬件設計。

　　A、在通用方面，MIPS R系列用于構建SGI的高性能工作站、服務器和超級計算機系統。

　　B、在嵌入式方面，MIPS K系列是目前僅次于ARM的用得最多的處理器之一，其應用領域覆蓋游戲機、路由器、激光打印機、掌上電腦等各個方面。

　　(5) PowerPC

　　它是1994年推出的基于PowerPC的計算機通過在PowerPC上運行一個特殊程序就可運行DOS或傳統的Macintosh軟件,這種特殊程序可分別識別和執行80386或68030CPU的機器指令。 POWER系列處理器是它退出桌面市場后才開發出來的服務器用處理器，蘋果電腦用的處理器只是Power系列里的一種，目前的Power系列處理器不能用于桌面PC。

　　PowerPC的類型主要包括

　　A、Power PC 400 系列--這一款芯片主要用于嵌入式系統，但Power PC靈活的架構使它可以被用于從機頂盒這樣的小設備到藍色基因超級計算機。圍繞Power PC 400內核，有許多具體實現，用于建造藍色基因超級計算機的處理芯片就是包含了兩個Power PC 440處理器內核和兩個浮點處理內核。

　　B、 Power PC 600系列--Power PC 601是Power PC 600系列中的第一款，它綜合了POWER和Power PC架構的特點，并且盡量保持與POWER 1和隨后的其他Power PC芯片的兼容性，甚至與摩托羅拉的88110兼容。

　　C、 Power PC 700系列---Power PC 740和Power PC 750，與604e非常相像，Power PC 750是第一款銅導線處理器，蘋果公司用它生產了G3，但很快就被G4所取代，使用的是摩托羅拉7400，在2002年發布的32位的Power PC 750FX曾經震驚業界，因為它是第一款達到1GHz主頻的處理器。

　　D、Power PC 900系列--64位的Power PC 970，實際上是單處理器內核的POWER 4，可以同時執行200條指令，最高達到2 GHz以上的主頻，而僅僅消耗十數瓦的電力。低功耗使它被大量用于筆記本電腦和手持設備上，還有一些高密度的存儲、服務器也在使用它。

　　總結

　　嵌入式處理器是整個嵌入式系統的核心部件，一個好的系統，需要建立在一個好的處理器的基礎上開發和研制(嵌入式微處理器結構)，因此選擇一款好的產品對整個產品的研發是灰常重要的，文章是簡單和大家介紹幾款常用的嵌入式處理器，分析他們的功能和性能，同時列舉每種處理器中常用的一些型號和簡單分析其型號的特點。如需要更加深入的了解某一個產品，希望可以到公司的網站去下載相關的技術文章來參考。

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