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。

, }+ I, t+ C; V+ t0 g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。

+ X# y5 `9 c  p& t" J
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。
  n$ [9 M$ E4 O) ~% w1 H) T
6 m3 n$ p8 t; f% c5 S3 g
) A5 f3 q$ v* E; u# I; y微处理器和微控制器区别所在
2 u6 O6 K/ V8 c9 y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：

4 O, A4 I6 W, B% F# Q

硬件结构
) x2 h9 `" y- s7 O3 u' w) H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。

  O  G" x. |5 J+ S

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。

" q  o  M3 c3 J9 o3 z
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。
+ _8 `) K. b, ^  f


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。
. z& }8 e# n9 J& c0 D
! M6 v* x6 l4 R0 ^: A8 W. l5 P
& e! }# f5 N4 _/ W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。
' g; n/ E! I4 r; H& G
: e' B: {2 J" `5 t/ r
# `: |- }' o3 |3 H7 q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。
- ]" _# M* s, T3 T6 i( [1 `

% ?; ]4 y. X0 m# O  a8 H; i! |
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。
8 c: D. x' d0 `( I
3 e& [/ R. I$ l0 \
. D( r5 b/ Q, S* o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。

. `2 F* n8 N5 |) W0 I; E9 O( |& a
8 M; c6 Q$ R' j3 X; d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。
: {" Q$ X5 R) T6 ?+ J2 N$ n, [
  \- ^6 f; f) t( |" v! d8 J( S
DSP芯片分类以及特点
; G4 s9 f6 }7 X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。
, r5 H- q* \1 x2 P; r5 z. v+ \$ e. E

- ~5 n" \. H& x) T; C+ f
$ k% U8 R) n! G; W" \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 P$ j6 j0 U1 i0 R$ N
8 y, s2 v6 M* v. T( ^

• 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法
    g1 Z* d0 V& L0 g, \, C2 T6 a% Y
• 程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据
  * I8 D6 a! H% K
• 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
  ! B$ e2 a4 h8 m2 c9 O! ^, T8 \
• 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持
  ) Y' E5 w; Y" w' j! y0 @) P
• 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
  1 L( c' [$ x6 |; Q: k9 v
• 可以并行执行多个操作
  ( t2 B+ t8 k+ c! K' T/ |
• 支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行
  , ^2 B7 U. D2 w2 j" E: J7 I+ Y

* E+ C' a0 ~" B: X% s8 f5 D" l3 ?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 M! ~0 l! Z# J, q: @; s+ W( w- ^
. [  s+ v. y/ Y9 ~% v# H
! ^" q* m  w% E* _% [DSP芯片可以按照下列三种方式进行分类。
. O2 y% @$ }  D; E- o' t/ I

按基础特性分
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。



; K/ V! e$ w# S* Q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。
1 U( d5 z4 }. W) A* n
2 l! D# {3 U* s9 E; ]
# J) m# Z3 P0 `" f0 P! j5 `/ g按数据格式分
6 I( `8 y% }) N$ P) T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。


/ `  y8 K) F. ?: x0 j7 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。
; @) I. `$ n. L9 r; n1 T9 K% A

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。


  [0 [' g# D/ A" h! Z3 l: X. F) A, Y. j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。

, t6 I5 U" N  ~+ C! t
0 i# o: Q2 ^4 H9 u7 D+ G+ o

敬请期待：五一抽奖活动

' G/ K/ B4 t2 x# D8 {# P7 t- p

欢迎各位粉丝踊跃参与

7 d* n5 r$ k* L

, r# ^! |, I+ k) D↓↓↓↓点击阅读原文，查看更多新闻

0 ^) z+ z+ e* P来源：http://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1556614806&ver=1577&signature=1-W3JhCW41VTOB3Qj1PMw1NYaWn4EuYcd9bztjlN6GxilxFjCVvMSFQkVOe1M6cXFZD71SoUxErHIy1UcVSdlp6sKEwO93mlkLwBGbOxQ9TfVeBNR*YrgGeuT*iUYJRB&new=1
' {& l8 d: L7 n9 D- I: ^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！