京东6.18大促主会场领京享红包更优惠

 找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

查看: 1491|回复: 0

详解微处理器和微控制器区别

[复制链接]

15

主题

0

回帖

10

积分

新手上路

积分
10
发表于 2019-4-30 17:26:43 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 中国
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。
" @9 o# ~9 w6 i1 O: y  S: j& [( [7 @/ q: Q# v
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。
$ r+ `1 Q& D3 }+ z* u+ ~
* U  ]+ y+ j, `) g, M# o
* G0 ?3 d+ F' n2 K% H. }0 l
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。
# Z/ |0 Z3 i( @( ]/ E9 u# n
9 D0 d" z  u" {4 a  s

" Z' o$ o4 i/ Y微处理器和微控制器区别所在
! e% @; B+ J9 x6 }9 g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:
7 `7 E+ Q! W- F' W. A( ]" V+ x: x

5 K  w) H  ]* m* g  q, d
% e5 q8 |" h# F7 H
硬件结构' o4 z$ I9 }; E# S/ G# {7 ^
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。
% @6 B$ B3 I" c8 v8 h( p# b5 y: d
! A! z7 a+ v* x6 Y: s0 {; |! u
/ k( {- Y4 @6 Y& x
) E% C5 ?7 F& ?0 g2 G! K& q
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。
: O9 {% a' i* v7 w% \* b7 t; v- |( l. N  A, u" V. J1 r

, C: @& d' j1 L5 `$ [0 N  s应用领域$ X4 o& z) \# l: T
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。5 o3 p" |# O' F
7 z- q8 ]2 W# r; k0 b
' {' I2 {4 B/ c; R) P

; f2 s) g" e: b8 g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。
' m8 y- X* }* G0 V# u9 l3 u
, z* P: y# E# a+ B
, m  Q7 R8 m+ w0 O0 \. r" d- N
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。2 w+ N% t7 v+ Y3 r6 u# H8 ?4 n! t' ?
! {5 u. v& \) ?; r3 y  t$ [! G( ~
% k% w0 [" @: H+ V! ^9 g
指令集特征
' q  s- Y6 |+ ]& w4 F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。
* ?9 ^2 J! Y+ w& @
7 G" W+ J/ l# J/ u) b5 v% N" f
, E1 `+ {/ n3 J# W7 y$ t( v* A

# x5 N' V# N- @( U: k, L" ~2 a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。
) m3 V9 A% B8 s$ b% F% |* X
) \+ W  `7 J# y; _
! \: Z" Z0 I( T* U
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。, W& G2 ?9 k& a% n5 R1 N0 T

/ q' b# o4 M4 S$ M# a; t; k5 O
" ~5 [  I: _3 t4 C% 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。
* r# M" d( T/ D( J( ^9 A. T3 k- F+ W- e7 Q# p# O

5 E4 M2 O4 W; i+ ADSP芯片分类以及特点
, y) v8 d1 F: E) z+ 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。' g5 }1 Q& o, y6 i" q
& {8 N% p! }$ O5 j+ x% a
7 M3 s. f1 [: [: T# n' W5 j

7 }! G! I$ R* ]& r( k根据数字信号处理的要求,DSP芯片一般具有如下主要特点:
  p$ s1 v* I1 b& d2 `/ C4 t6 b8 j: o2 w) w
) |7 |8 }8 |! c# s
    ) E9 s# Q9 U  @$ B- k& D- Y) c  j
  • 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法
    1 F; g/ F( D% s
  • 程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数据/ V; E- J& w0 g6 B
  • 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! G% V; s& j& q
  • 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持
    - ]! ]8 [3 S5 V+ `' t7 ]
  • 快速的中断处理和硬件I/O支持
    , s% p, ?" ]2 A
  • 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器
    3 s+ _9 {. I, n2 p) o8 ~
  • 可以并行执行多个操作- q; e+ B. i9 V$ M- q/ W
  • 支持流水线操作,使取指、译码和执行等操作可以重叠执行
    ' v& s- J# j0 i# E' B% V" v5 G

) Q* ^8 C/ K) q0 \! a* P) G; T. X& }+ q
( U) h* s. b- B8 n2 F8 _+ V- a
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。, @' Q8 S! ^- b: x7 K2 ~; p/ B0 t: B9 |
: [, a  G8 c" R$ S+ @0 i9 e$ I

  r. K6 {6 z& c0 L$ wDSP芯片可以按照下列三种方式进行分类。* L! B, ?9 ?9 H

; a0 K  D% R7 O& u) c9 B9 w% [
* [/ f0 ~$ w' V, A! b9 {按基础特性分6 l' e8 H1 L) D0 Z0 A
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。4 A+ `4 H* ~4 z  K( v$ A
& P# l4 C* H3 O4 T- |: B6 j# z
: R$ R  d  s# _4 ]+ j: x5 I
/ u( U. f7 {: v7 u8 w) f7 [/ I0 s
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。
; B, K) a8 Q5 j; e2 E/ j6 i
" t! i+ z6 j( t6 a% ^9 J0 e

1 s8 G$ J! h+ Y" b按数据格式分7 z, [8 f$ P  D4 S! P
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。
0 T8 |/ p* Q! L- E! k% g, k, T* d1 ?% h7 w: Y9 ]6 m7 M

: n" I" |: O! I  Q- B
5 U) }' U0 A$ a! w2 ~8 I
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 r. G' X4 u5 p- c# l2 a, @

' p. x2 p) V) o) x1 A6 `

* ^) c- Q$ V* P4 u$ r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。
2 _3 `" j& p) b3 p5 I, y$ m$ ^1 g3 E: ^! T0 U& K# S% O$ F

; ^5 v5 @. `9 U* D, D8 v( e4 {& A7 k# m! w按用途分
6 ^# k3 s, s# {& v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。
0 o. i5 x/ Z+ V, v4 H
7 M8 W: H  E4 ~# ~4 z: o* a. ~1 w: j* J0 z& h
敬请期待:五一抽奖活动

& n; l+ z9 J/ ]. T0 N  H2 V
欢迎各位粉丝踊跃参与

0 o. l  ~& \/ Z  i, _5 X

1 c6 X5 m3 w  s2 y$ e% M% P* D5 q↓↓↓↓点击阅读原文,查看更多新闻
- K2 q4 b% N5 Z
  g2 V4 M; m' J: y来源:http://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1556614806&ver=1577&signature=1-W3JhCW41VTOB3Qj1PMw1NYaWn4EuYcd9bztjlN6GxilxFjCVvMSFQkVOe1M6cXFZD71SoUxErHIy1UcVSdlp6sKEwO93mlkLwBGbOxQ9TfVeBNR*YrgGeuT*iUYJRB&new=1
* n( ~0 L$ }1 e3 c$ w+ W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!

本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?立即注册

×

帖子地址: 

梦想之都-俊月星空 优酷自频道欢迎您 http://i.youku.com/zhaojun917
回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

QQ|手机版|小黑屋|梦想之都-俊月星空 ( 粤ICP备18056059号 )|网站地图

GMT+8, 2026-7-17 08:03 , Processed in 0.058203 second(s), 28 queries .

Powered by Mxzdjyxk! X3.5

© 2001-2026 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表