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。
" V0 {( V3 H1 f* e% e+ z
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。

5 t6 c) V" E: O8 n7 O8 k
" R9 d& k: ?6 n8 q7 T7 T8 b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。

4 j! M: m3 C. s
7 i9 h! m( E$ n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：


* A2 Q! u8 I/ p) w) z7 \8 d
. h7 k# H: v; |& U: {硬件结构
& w+ o1 O7 |9 b% L" V$ M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。
0 _3 a4 g: g6 s
! M3 _# I) w' d0 b! x' z
: h/ V6 E  Z8 D3 L
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。


应用领域
& P% `" m2 D" r0 H2 u3 N& }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。

. j; t! |. }  O" `+ @! ~

$ M" F! s" ?  [, J# j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。
6 @) x. t$ t7 y8 S& g
5 _$ d+ t" j1 t" H3 Z' g
1 I/ J0 l4 @& h  o- c0 Q/ J+ 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。

' I- b- D! {3 Z0 j) e" d8 ^
+ k+ v3 e; `/ j3 d: ^1 o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。
% Y' [* t  D' b; I! G  Z
/ p. b+ B7 z& O
' g0 r5 A. g  V% 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。

. C/ u  y$ s2 C% T0 U
: _9 V4 E9 b4 j8 h, x/ \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。
* {9 l% y8 i: k! i. Z6 V" 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。
) {$ q5 z2 D4 l) e
( x& _. M& K* t* w2 i5 U& B8 m
DSP芯片分类以及特点
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( G7 Q9 d, L& Y


7 d7 v9 r1 e, N. L1 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：

% t1 t4 a5 F# f, L
• 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法
  
• 程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据
  / r( V$ f9 J# e* A- E# \" M8 u
• 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
  ! V3 P& O) z% _$ `* D. \
• 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
  

4 s2 Q3 A$ P% j& c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。


: }5 w: [2 y4 g+ z) P7 UDSP芯片可以按照下列三种方式进行分类。
7 w! E7 ], o2 a- N+ L$ Q; i0 R

: ?7 S- |4 a/ s  B8 v按基础特性分
  J$ V$ r% p$ g! m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。
; \8 d9 ^' R. Y& e! s
* ]" v& ^0 @: J+ g9 q3 G
4 B6 X( R$ i3 Y+ o
& b. q* q6 G: f. _1 o( K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。

  L1 M+ Y  t6 j+ y
按数据格式分
# q- f* F7 E/ C% z# b' ]0 }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。
+ L$ L: s% O" H, s7 k  S& U
# ]6 w, B% d3 N3 P; n8 G7 B
) w- v" D' c4 }
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 m' {! s; ^/ O9 U
) ]$ n. z; N! I5 J- Y% d
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。
; X" }6 a/ e9 ~" |
: ]! ^. ]! K* u) I
( g5 c" {. ?5 @: J. j% I+ ~; k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。
/ `. g3 u) {) M& B  s; V
$ R1 K1 S. L) ~2 L% |/ B0 T
3 f* n' }; \, c2 t$ I4 n: c

敬请期待：五一抽奖活动

& M  D. L' Y2 j( M# T( F+ O

欢迎各位粉丝踊跃参与

! u, V/ d8 v# l! p4 N$ \/ S

) w2 L, Q, p0 r↓↓↓↓点击阅读原文，查看更多新闻

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！