嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心。
目前據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全世界嵌入式處理器的品種總量已經(jīng)超過(guò)1000種,流行體系結(jié)構(gòu)有30幾個(gè)系列,其中8051體系的占有多半。根據(jù)現(xiàn)狀,嵌入式處理器可以分成嵌入式微控制器(emcu)、嵌入式dsp處理器(edsp)、嵌入式微處理器(empu)、嵌入式片上系統(tǒng)(esoc)4類。
1. 嵌入式微處理器(embedded microprocessor unit, empu)
嵌入式微處理器的基礎(chǔ)是通用計(jì)算機(jī)中的cpu。在應(yīng)用中,將微處理器裝配在專門(mén)設(shè)計(jì)的電路板上,只保留和嵌入式應(yīng)用有關(guān)的母板功能,這樣可以大幅度地減小系統(tǒng)體積和功耗。為了滿足嵌入式應(yīng)用的特殊要求,嵌入式微處理器雖然在功能上和標(biāo)準(zhǔn)微處理器基本是一樣的,但在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面一般都做了各種增強(qiáng)。
嵌入式處理器目前主要有am186/88、386ex、sc-400、power pc、68000、mips、arm系列等。
2.
嵌入式微控制器(embedded microcontroller unit, emcu)
嵌入式微控制器又稱單片機(jī),顧名思義,就是將整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一塊芯片中。嵌入式微控制器一般以某一種微處理器內(nèi)核為核心,芯片內(nèi)部集成rom/eprom、ram、總線、總線邏輯、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、watchdog、i/o、串行口、脈寬調(diào)制輸出、a/d、d/a、flash
ram、eeprom等各種必要的功能和外設(shè)。為適應(yīng)不同的應(yīng)用需求,一般一個(gè)系列的單片機(jī)具有多種衍生產(chǎn)品,每種衍生產(chǎn)品的處理器內(nèi)核都是一樣的,不同的是存儲(chǔ)器和外設(shè)的配置及封裝。這樣可以使單片機(jī)最大限度地和應(yīng)用需求相匹配,功能不多不少,從而減少功耗和成本。
3. 嵌入式dsp處理器(embedded digital signal processor,edsp)
dsp處理器對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì),使其適合于執(zhí)行dsp算法,編譯效率較高,指令執(zhí)行速度也較高。在數(shù)字濾波、fft、譜分析等方面dsp算法正在大量進(jìn)入嵌入式領(lǐng)域,dsp應(yīng)用正從在通用單片機(jī)中以普通指令實(shí)現(xiàn)dsp功能,過(guò)渡到采用嵌入式dsp處理器。嵌入式dsp處理器有兩個(gè)發(fā)展來(lái)源:一是dsp處理器經(jīng)過(guò)單片化、emc改造、增加片上外設(shè)成為嵌入式dsp處理器,ti的tms320c2000
/c5000等屬于此范疇;二是在通用單片機(jī)或soc中增加dsp協(xié)處理器,例如intel的mcs-296和infineon(siemens)的tricore。
4. 嵌入式片上系統(tǒng)(embedded system on chip,esoc)
隨著edi的推廣和vlsi設(shè)計(jì)的普及化,以及半導(dǎo)體工藝的迅速發(fā)展,在一個(gè)硅片上實(shí)現(xiàn)一個(gè)更為復(fù)雜的系統(tǒng)的時(shí)代已來(lái)臨,這就是soc。各種通用處理器內(nèi)核將作為soc設(shè)計(jì)公司的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù),和許多其他嵌入式系統(tǒng)外設(shè)一樣,成為
vlsi設(shè)計(jì)中一種標(biāo)準(zhǔn)的器件,用標(biāo)準(zhǔn)的vhdl等語(yǔ)言描述,存儲(chǔ)在器件庫(kù)中。用戶只需定義出其整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng),仿真通過(guò)后就可以將設(shè)計(jì)圖交給半導(dǎo)體工廠制作樣品。這樣除個(gè)別無(wú)法集成的器件以外,整個(gè)嵌入式系統(tǒng)大部分均可集成到一塊或幾塊芯片中去,應(yīng)用系統(tǒng)電路板將變得很簡(jiǎn)潔,對(duì)于減小體積和功耗、提高可靠性非常有利。