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嵌入式处理芯片规划的新动向和新规划

发布时间:2019-11-14    阅览次数:98

虽然国内已有多家公司或科研单位研制出了一些自主版权的嵌入式微处理器,但是存在着功用、功耗、软件兼容性、价格等问题,与国际水平还有较大的距离。根柢原因是咱们仍是选用了传统、过期的嵌入式微处理器的规划方法和体系结构,没有自己立异的规划技能和体系结构。可以说,刚刚起步的国产嵌入式微处理器芯片的研制和产业化作业火燎需求选用全新的嵌入式微处理器的规划技能和体系结构。

嵌入式微处理器的翻开进程

为了更好的了解嵌入式微处理器的翻开趋势,简明了解一下其翻开进程是必要的。嵌入式微处理器诞生于20世纪70年代末,到现在,其间经历了SCM、MCU、网络化、软件硬化四大翻开阶段。

1.SCM阶段:即单片微型核算机(Single Chip Microcomputer)阶段,首要是单片微型核算机的体系结构根究阶段。Zilog公司Z80等系列单片机的“单片机方法”获得成功,走出了SCM 与通用核算机完全不同的翻开旅程。

2.MCU阶段:即嵌入式微操控器(Micro-Controller Unit,单片机)大翻开阶段,首要的技能方向是:为满意嵌入式体系运用不断扩展的需求,在芯片上集成了更多种类的外围电路与接口电路,突显其微型化和智能化的实时操控功用。80C51微操控器是这类产品的典型代表类型。

3.网络化阶段:跟着互联网的高速翻开,各个体系,不论是手持型仍是固定式的嵌入式电子产品都希望能联接互联网。因而,网络模块集成于芯片上就成为了一个重要模块。

4.软件硬化阶段:跟着商场对CPU芯片产品的运用面越来越广,对速度、功用等方面的要求越来越高,一起要求的产品开发的时间越来越短,而软件功用和体系却越来越凌乱,要求实时处理的多媒体等大型文件的处理要求越来越多(如MP3、MP4播放器、GPS导航仪等),以及手持型数字电视飞速翻开的需求,有的还需求实时在线快速改动逻辑功用,尤其是对低功耗的需求越来越严,只是选用软件的方法已远远不能满意这些商场翻开的实践需求。一起,跟着半导体规划和加工技能的飞速翻开以及规划水平的自动化程度的行进,极大地降低了嵌入式微处理器芯片的规划难度。为软件硬化的广泛翻开带来了极大的促进作用。

软件硬件化思维的商场需求

咱们看到越来越多的嵌入式微处理器集成了硬件的视频处理逻辑、网络处理逻辑、专用处理电路等等,不少公司已把语音、图画功用也硬件化了,并集成到嵌入式微处理器中。甚至,有的微处理器为了满意网络化的需求,不只在其上集成了网络电路接口,更将TCP/IP协议也用硬件逻辑电路完毕了。这样就大大减轻了CPU和软件开发的难度和作业量。因为嵌入式微处理器与互联网的联接越来越严密了,需求处理多媒体信息的要求越来越强了。仅靠软件其功耗和速度越来越不能满意整个体系的要求了。

早年的嵌入式微处理器功用的行进,首要是依托行进主频或处理器的位数来完毕。跟着商场对功用和速度的要求越来越高,以及处理器规划技能和生产工艺的不断翻开以及对整机功耗的绑缚,处理器突破性的功用提高还必须依托处理器新的体系结构及软件硬化等新的技能规划方法来完毕。

传统的通用核算机芯片体系结构和规划方法,如图灵机只处理了可核算问题,不关心核算的功率。而冯•诺依曼结构虽能有效地经历算法的规划,却不能有效地经历微处理器芯片体系结构的规划。一起,现在核算机的点评体系也是越来越全面了。尤其是在点评一个嵌入式微处理器芯片或体系时,其技能方针不能只以几个单一的功用方针来断定,而是转向多方面的功用方针来断定。即不只仅断定一个“高功用”方面就行了,而是要断定几个方面,如“高功用,高效能,高兼容性、低功耗,低成本,易开发”等等。


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