详解微处理器和微控制器区别

ctlMtMMm

中央处理器是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心，它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

主要包括运算器和高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线。它与内部存储器和输入/输出设备合称为电子计算机三大核心部件。
3 y: n! [# g! o2 t6 ?
) o4 \- f2 }- `
目前，嵌入式处理器的高端产品有：Advanced RISC Machines公司的ARM、Silicon Graphics公司的MIPS、IBM和Motorola的Power PC 、Intel的X86和i960芯片、AMD的Am386EM、Hitachi的SH RISC芯片；掌上电脑的处理器有六类处理器，分别是：英特尔的PXA系列处理器、MIPS处理器、StrongARM系列处理器、日立SH3处理器、摩托罗拉龙珠系列处理器和德州仪器OMAP系列处理器。
* Y, J. j0 Z4 `0 G
' r( a; M0 Y- A) P& m! k
  v0 i& `4 X$ V4 D6 {微处理器和微控制器区别所在
微处理器和微控制器的区别，这样的区别主要集中在硬件结构、应用领域和指令集特征三个方面：


) m( W; ?% ~  L
硬件结构
微处理器是一个单芯片CPU，而微控制器则在一块集成电路芯片中集成了CPU和其他电路，构成了一个完整的微型计算机系统。除了CPU，微控制器还包括RAM、ROM、一个串行接口、一个并行接口，计时器和中断调度电路。
% Y7 Y* q- F2 d, e  p6 b
# M7 m' X8 s+ u2 T" D
$ r! b* g) h# _8 M
  {4 T" l, Z2 Y$ r9 u虽然片上RAM的容量比普通微型计算机系统还要小，但是这并未限制微控制器的使用。在后面可以了解到，微控制器的应用范围非常广泛。其中，微控制器的一个重要的特征是内建的中断系统。作为面向控制的设备，微控制器经常要实时响应外界的激励。

/ p# ]1 l+ n0 c( Z. a
应用领域
' L3 B7 O+ a$ x- v4 ?% Y: h微处理器通常作为微型计算机系统中的CPU使用，其设计正是针对这样的应用，这也是微处理器的优势所在。然而，微控制器通常用于面向控制的应用，系统设计追求小型化，尽可能减少元器件数量。
- C. i" t6 @7 D5 I4 C

1 s& z, h: u3 |3 U% L! i9 R
在过去，这些应用通常需要用数十个甚至数百个数字集成电路来实现。使用微控制器可以减少元器件的使用数量，只需一个微控制器、少量的外部元件和存储在ROM中的控制程序就能够实现同样的功能。
* d1 X8 d% I8 a0 C4 W2 l6 }
7 R% @% _8 r2 y6 S4 G" M$ g- o
微控制器适用于那些以极少的元件实现对输入/输出设备进行控制的场合，而微处理器适用于计算机系统中进行信息处理。
8 @  v4 G$ K% _# ]
' P4 e+ _% _- i% \* }" S
. i, c$ z* O: H指令集特征
由于应用场合不同，微控制器和微处理器的指令集也有所不同。微处理器的指令集增强了处理功能，使其拥有强大的寻址模式和适于操作大规模数据的指令。微处理器的指令可以对半字节、字节、字，甚至双字进行操作。



! B& F: ]4 B( z- X% ], @) ^1 e: J通过使用地址指针和地址偏移，微处理器提供了可以访问大批数据的寻址模式。自增和自减模式使得以字节、字或双字为单位访问数据变得非常容易。另外，微处理器还具有其他的特点，如用户程序中无法使用特权指令等。

- u: d6 Q5 u" K
微控制器的指令集适用于输入/输出控制。许多输入/输出的接口是单/位的。例如，电磁铁控制着马达的开关，而电磁铁由一个1位的输出端口控制。微控制器具有设置和清除单位的指令，也能执行其他面向位的操作，如对“位”进行逻辑与、或和异或的运算，根据标志位跳转等。

0 P+ |" H: g8 h7 X
很少有微处理器具备这些强大的位操作能力，因为设计者在设计微处理器时，仅考虑以字节或更大的单位来操作数据。
- n7 i$ H7 v# o# u4 y7 ]

DSP芯片分类以及特点
8 }5 n) F. I" m7 Z/ E. t! w% |数字信号处理器里的CPU是专门设计用来极快地进行离散时间信号处理计算的，比如那些需要进行音频和视频通信的场合。特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。

" K* n' D" Q% k: J9 }

1 ^  S  [( H4 u3 ~3 q. E根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特点：
' |7 w3 X4 W3 [2 W! E- f8 F3 d
3 S& c6 A0 F/ |9 i& b4 I

• 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法
  & ?) c# A; z4 F$ s0 H4 s
• 程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据
  
• 片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问
  
• 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持
  6 G# Q/ [7 q0 x5 e7 D1 e& E- ^/ s
• 快速的中断处理和硬件I/O支持
  
• 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器
  
• 可以并行执行多个操作
  
• 支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行
  , ]) A8 f, H. Z9 m/ i1 X

当然，与通用微处理器相比，DSP芯片的其他通用功能相对较弱些，DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。
. u( k3 Y- O8 K
, \4 j! r2 u" |5 F% E
! l+ _% c) W( P* N% wDSP芯片可以按照下列三种方式进行分类。

! S. M. c. w# b- ^' L
按基础特性分
3 ^1 Q2 G; q9 }* T这是根据DSP芯片的工作时钟和指令类型来分类的。如果在某时钟频率范围内的任何时钟频率上，DSP芯片都能正常工作，除计算速度有变化外，没有性能的下降，这类DSP芯片一般称为静态DSP芯片。



如果有两种或两种以上的DSP芯片，它们的指令集和相应的机器代码机管脚结构相互兼容，则这类DSP芯片称为一致性DSP芯片。例如，美国TI公司的TMS320C54X就属于这一类。
; W. g/ ~, h# t, M0 P( U
# d5 s# v" l7 N- t( K" R- @
按数据格式分
这是根据DSP芯片工作的数据格式来分类的。数据以定点格式工作的DSP 芯片称为定点DSP芯片，如TI公司的TMS320C1X/C2X、TMS320C2XX/C5X、TMS320C54X/C62XX系列、ADI公司的ADSP21XX系列、ATT公司的DSP16/16A、Motolora公司的MC56000等。



以浮点格式工作的称为浮点DSP芯片，如 TI公司的TMS320C3X/C4X/C8X，ADI公司的ADSP21XXX系列，ATT公司的DSP32/32C，Motolora公司的 MC96002等。
, ~2 [2 v( m$ U$ t8 G6 T% z
6 Q& [$ a0 W, u4 r' r* g, ?
不同浮点DSP芯片所采用的浮点格式不完全一样，有的DSP芯片采用自定义的浮点格式，如TMS320C3X，而有的DSP芯片则采用IEEE的标准浮点格式，如Motorola公司的MC96002、FUJITSU公司的 MB86232和ZORAN公司的ZR35325等。
5 Y& r; f2 w0 O0 N* D  @. ]% C
( I* q/ u) @; ~$ P+ }& L' D$ o% l; ]
- G( @+ i" f9 ]3 h2 o( l按用途分
  M$ u" E5 z- ~0 T$ T按照DSP的用途来分，可分为通用型DSP芯片和专用型DSP芯片。通用型DSP芯片适合普通的DSP应用，如TI公司的一系列DSP芯片属于通用型DSP芯片。专用DSP芯片是为特定的DSP运算而设计的，更适合特殊的运算，如数字滤波、卷积和FFT，如Motorola公司的DSP56200，Zoran公司的ZR34881，Inmos公司的IMSA100等就属于专用型DSP芯片。

) u- l& C3 L+ K: M2 }
0 ~* S' F; ~  M' V' F5 g9 }

敬请期待：五一抽奖活动

' X' }% D! t8 t) c1 V; }7 X  G

欢迎各位粉丝踊跃参与

7 P0 K7 [; K8 |7 c

: F. L. E1 o; Z# e# ?- g5 W↓↓↓↓点击阅读原文，查看更多新闻
! s4 f+ ~9 _  o; c$ ]  g
来源：http://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1556614806&ver=1577&signature=1-W3JhCW41VTOB3Qj1PMw1NYaWn4EuYcd9bztjlN6GxilxFjCVvMSFQkVOe1M6cXFZD71SoUxErHIy1UcVSdlp6sKEwO93mlkLwBGbOxQ9TfVeBNR*YrgGeuT*iUYJRB&new=1
6 M1 S/ B( _4 d0 M免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！