第1章 单片机概述.ppt

* 1.9.2 嵌入式DSP处理器(DSP) DSP（Digital Signal Processor)，非常擅长于高速实现各种数字信号处理运算（如数字滤波、FFT、频谱分析等）。由于硬件结构和指令的特殊设计，使其能够高速完成各种数字信号处理算法。 1981年，TI公司研制出TMS320系列的首片低成本、高性能DSP处理器芯片，使DSP技术向前跨出意义重大的一步。 上世纪90年代，由于无线通信、各种网络通信、多媒体技术的普及和应用，高清晰度数字电视的研究，极大地刺激了 * * DSP在工程上的推广应用。DSP大量进入嵌入式领域。推动DSP快速发展的是嵌入式系统的智能化，例如各种带有智能逻辑的消费类产品，生物信息识别终端，实时语音压解系统、数字图像处理等。这类智能化算法一般都是运算量较大，特别是向量运算、指针线性寻址等较多，而这些正是DSP的长处所在。 但在一些实时性要求很高的场合，单片DSP的处理能力还是不能满足要求。因此，又研制出了多总线、多流水线和并行处理的包含多个DSP处理器的芯片，大大提高了系统的性能。 与单片机相比，DSP的高速运算能力和多总线，处理的算法的复杂度和大的数据处理流量是单片机不可企及的。 * DSP的主要厂商有美国TI、ADI、Motorola、Zilog等公司。TI公司位居榜首，占全球DSP市场约60％左右。DSP代表性的产品是TI公司的TMS320系列。TMS320系列处理器包括用于控领域的C2000系列，移动通信的C5000系列，以及应在通信和数字图像处理的C6000系列等。 今天，随着全球信息化和Internet网的普及，多媒体技术的广泛应用，尖端技术向民用领域迅速的转移，数字技术大范围进入消费类电子产品，使DSP不断更新换代，性能指标不断提高，价格不断下降，已成为新兴科技：通信、多媒体系统、消费电子、医用电子等飞速发展的推动力量， * * 力，据国际著名市场调查研究公司Forward Concepts 发布的一份统计和预测报告显示，目前世界DSP产品市场每年正以30％的增幅大幅度增长，是目前最有发展和应用前景的嵌入式处理器之一。 1.9.3 嵌入式微处理器 嵌入式微处理器(Embedded MicroProcessor Unit， EMPU)的基础是通用计算机中的CPU。与单片机相比，单片机本身（或稍加扩展）就是一个小的计算机系统，可独立运行，具有完整的功能。而嵌入式微处理器仅仅相当于单片机中的CPU。 * * 在应用设计中，将嵌入式微处理器装配在专门设计的电路板上，只保留和嵌入式应用有关的母板功能，可大幅减小系统体积和功耗。为满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。 代表性产品为ARM系列，ARM是Advanced RISC Machines 的缩写，其中RISC是精简指令集计算机的缩写。同时ARM也是设计ARM处理器的美国公司的简称。ARM家族主要有5个产品系列：ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10和SecurCore。 * * 下面以ARM7为说明嵌入式微处理器基本性能。 嵌入式处理器的地址线为32条，能扩展较大的存储器空间，所以可配置实时多任务操作系统(RTOS)。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。 常用的RTOS为Linux（数百KB）和VxWorks（数MB）以及μC-OSⅡ。由于嵌入式实时多任务操作系统具有高度灵活性，可很容易地对它进行定制或作适当开发，即对它进行“裁减”、“移植”和“编写”，从而设计出用户所需的应用程序，来满足需要。 * * 由于能运行实时多任务操作系统，所以能处理复杂的系统管理任务和处理工作。因此，在移动计算平台、媒体手机、工业控制和商业领域（例如，智能工控设备、ATM机等）、电子商务平台、信息家电（机顶盒、数字电视）、军事等，已成为继单片机、DSP之后的电子信息技术应用的又一大热点 广义上讲，凡是系统中嵌入了“嵌入式处理器”，如单片机、DSP、嵌入式微处理器，都称为“嵌入式系统”。也有仅把 “嵌入”嵌入式微处理器的系统，称为“嵌入式系统”。还没有严格的定义。目前的“嵌入式系统”，多指后者。 * * 1.9.4 嵌入式片上系统SOC(System On Chip) 随着超大规模集成电路设计技术发展，一个硅片上实现一个复杂的系统，即System On Chip(SOC)，即片上系统。 核心思想是把整个电子系统全部集成在一个芯片中。避免大量PCB板设计及板级的调试工作。设计者面对的不再是电路及芯片，而是根据系统的固件特性和功能要求，把各种通用处理器内核及各种外围功能部件模块作为SOC设计公司的标准库，成为VLSI设计中的标准器件，用VHDL等