嵌入式微处理器讲解.pptVIP

（3）嵌入式微控制器:51系列、96系列、68K系列、Microchip的PIC系列等，典型的嵌入式微控制器集成了CPU内核、中断控制器、定时器/计数器、存储器（RAM、FLASH等）以及其它外设。通常不需要扩展外部存储器。现在MCU主要有8位、16位和32位三种，其中8位MCU市场占有率达到近一半以上，而32位MCU的增长速度非常快。在大多数设备，控制规律较简单，选择8位的MCU较为合适，从CPU的集成度、开发工具、开发的复杂性等方面，都具有很大优势，特别是现在集成了各种外围接口，如Flash存储器、A/D.D/A等，完全满足一些较简单的控制系统的需求。8位微控制器的代表就是8051系列和摩托罗拉的68HC05系列。16位MCU:16位MCU与DSP的结合具有较广的应用。32位:较复杂的系统控制和系统综合处理机，Motorola的68K系列CPU，随后在其基础上推出了ColdFire系列，主要应用于消费类电子以及工业过程控制设备中。32位的ARM、PowerPC和MIPS。（4）DSP:为数字信号处理设计的处理器。定点DSP和浮点DSP。定点DSP完成定点运算，精度低、耗电低、成本低。适合低端市场，浮点DSP能处理浮点运算，计算能力强、成本高，高端市场。可以采用处理器+DSP的设计方法来结合两者的优点。dsp处理器经过单片化、emc改造、增加片上外设成为嵌入式dsp处理器在通用单片机或soc中增加dsp协处理器，例如intel的mcs-296和infineon(siemens)的tricore。（5）SoC:各种通用处理器内核将作为soc设计的标准库，用标准的vhdl、verlog等硬件语言描述，成为vlsi设计中一种标准的器件，存储在器件库中。用户只需定义出其整个应用系统，仿真通过后交给半导体工厂制作样品。针对特定应用而设计，如HDTV、ADSL、CableModem等,集成的资源比一般MCU更专业化，可以根据设计人员的要求来构建定制SoC，价格高于MCU。3.3嵌入式处理器的技术指标（1）功能：处理器的种类、外部接口的种类和数量，集成的多需要外围扩展的就少，可靠性高成本低。根据系统的需要尽量选择集成所需接口种类和数量的处理器。（2）字长：参与运算的数的基本位数，决定于寄存器、运算器和数据总线的宽度，直接影响硬件的复杂度。字长越长，包含的信息量越多，能表示的数据有效位数也越多，计算精度越高，而且处理器的指令可以较长，指令系统的功能就较强。通常有1、4、8、16.32、64位字长。（3）处理速度:现在通常采用在单位时间内各类指令的平均执行条数，即根据各种指令的使用频度和执行时间来计算。n为处理器指令类型数，为第i类指令在程序中的使用频度，为第i类指令的执行时间，为平均指令执行时间，其倒数就是处理器的运新高速度的指标，单位为MIPS。还有其它的方法衡量处理器的速度，如MFLOPS（每秒百万次浮点运算）、主频。（4）工作温度:商业级（0~55℃）、工业级（-40~85℃）、军用级（-55~125℃）、航天级（更宽），七专:专技；专料；专线；专人；专检；专卡（跟踪卡片）；专筛。MIL-STD-883:（5）功耗:嵌入式处理器一般包含待机功耗和工作功耗，功耗与运行频率、电源电压都有关系，如mW/MHz。开关管的开关损耗。（6）寻址功能:与地址总线的宽度有关。对于集成了存储器的处理器意义不大。（7）其它:包括性价比、工艺等。３.4选择原则MCU选择主要应该考虑以下几点:⑴根据系统处理数据的主要类型来定CPU总线的位数，如果主要数据的位数大于8位，就应该选择16位或32位的CPU。如对信号采样时，A/D或D/A为12位的，如果采用8位的CPU，在输入或输出以及在中间的数据处理时都要进行数据的类型转换，影响程序运行效率。⑵对于工业应用来说,价格成本是影响CPU选型的另外的一个比较重要的原因,8位的MCU基本都在1美元以下,32位的CPU相对较贵。但是对于武器系统来说,通常供货稳定性和可靠性是选择的一个非常重要的原因,因为从武器设计到退役往往几十年,不仅要保证设计时能买到CPU,更要保证在设备维护时有相应的备件来替换。⑶开发工具的支持。开发工具在嵌入式系统的开发中具有重要地位,不仅影响开发的进度,而且直接关系到设备的性能,甚至项目的成败。⑷操作系统的支持。一般简单的机电系统应用不需要操作系统,直接采用汇编或C就可以编程,一般采用8位MCU就可以完成任务；而对于较复杂的应用,通常需要操作系统的支持。⑸代码的继承性往往决定了CPU的选择,在军用设备中,