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。

. H/ H6 q- {8 J& T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。
( C/ N$ K1 T# ]8 s* P, P" ~
8 S9 g. E/ ?+ o! W) q
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。


+ \' X$ [% I) z5 z. e5 T! x微处理器和微控制器区别所在
. ~- H9 u7 M: N2 J7 b3 P  b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：

' \0 M: i: ?! ^2 K- _; ?6 |
' s5 z- @# N( k2 ]
硬件结构
) L8 q9 F; T0 ?; K0 J+ S% G$ K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。

5 q8 E$ ?0 ^+ c6 p$ w" P: [

) R  z* f3 r" N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。

8 u; M3 _  \3 x
. A$ B% ~+ W9 b应用领域
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。

  M; g0 K, J9 {

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。

7 _! ^6 u* F' o9 T. H
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。
! ~, z! V1 y8 U! I+ {; `' y$ M

. E/ N4 |# Z9 U" f, C8 s指令集特征
7 U* j) u# B# V! q6 ~) T1 ^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。

+ J5 d- e  ~& V1 P
6 N5 [4 r0 K3 c. t; L# H# b
, y# Z5 M& \9 m1 ~6 o" B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。

) ~+ P1 x3 o+ o/ h
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。

) b, G4 h5 Y' I
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。
, h0 s! U5 w0 p( `& R

DSP芯片分类以及特点
7 j1 l2 ~4 M3 V( `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。
/ f2 a" j4 F0 E% U) ^! a' Q5 o: {4 V

/ e- A+ m+ ?1 b- b
8 d; h! m( U( c! K; ^2 U根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特点：

• 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法
  ) n. i) e9 e' A* a
• 程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据
  2 ~8 s( G1 u0 }7 Z- I8 B! w; Q
• 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
  
• 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
  0 t9 D8 i) O5 m. y6 ?4 r
• 支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行
  

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。

4 z  c: @2 E$ e2 P
4 _' V; p4 j! w! n  D1 ~8 s- CDSP芯片可以按照下列三种方式进行分类。


9 |) s2 e) B- g  b3 g  b  K; {按基础特性分
: W6 d# @2 T# d0 Z" ?; ?% N, p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。


! J( ^! A' V4 Q7 r, K" W/ m
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。


按数据格式分
+ f- h6 {, U( h+ L3 P. T$ m) o. s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。

( x! K% V2 l" A- x7 @. v
6 `$ {% F( F  D9 F  F* ~
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。


1 k$ s: P6 Z% [& ]1 \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。

4 w( T5 S4 L1 D# H3 c: g5 J) w
按用途分
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。
! q3 Z/ {4 }# R$ F  J' R

敬请期待：五一抽奖活动

. [" H6 M& R1 ^2 H

欢迎各位粉丝踊跃参与

# E# ]- l: C- t, y. M. I- o" W

( ^* b5 |% r( `( S3 X↓↓↓↓点击阅读原文，查看更多新闻
1 _1 ^, @- j& u
来源：http://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1556614806&ver=1577&signature=1-W3JhCW41VTOB3Qj1PMw1NYaWn4EuYcd9bztjlN6GxilxFjCVvMSFQkVOe1M6cXFZD71SoUxErHIy1UcVSdlp6sKEwO93mlkLwBGbOxQ9TfVeBNR*YrgGeuT*iUYJRB&new=1
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！