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。

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。


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。
1 N% t) T4 k2 J. Z
& T8 N" i4 ], N& O1 i$ B% Q
5 Y, K+ w) R) p, n) d8 c' S微处理器和微控制器区别所在
1 u# {9 v% e5 x- Z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：
' H  i( _2 l1 X3 s- B


硬件结构
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。

" k3 h: c2 L5 |" _

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。
& m) ?/ P2 Y$ @) S5 @! y# J
* r* k+ r9 @! ?' ]/ x
应用领域
" n# J: H1 f, m; C5 x' ~( P, `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。

% J9 Q4 I. o& i% U! E* l: G4 ^
" q: D$ u9 D2 k) F8 E# V
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  x5 e1 X: h$ }7 {
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。


: ~- T4 }# _, a# }/ v$ ^3 _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。

; T, K2 ^' k1 f2 x
) j* `7 |3 m  L
5 E: a3 ]9 [6 `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。
. i3 y7 _& i, f! o. [& P* ?
) G4 V7 f. N7 w" t* G
% _4 I  N2 G3 l( L# J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。

4 x# {/ i6 {" _0 T1 d0 _0 ~
  n: |( Z0 J$ E5 R, F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。
; k6 j4 a/ z' b0 H4 g

DSP芯片分类以及特点
# R, [& T) |$ B5 o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。


. s' ^. ^: o' p5 ^8 _) R  @
根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特点：

• 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法
  
• 程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据
  / U7 U2 m$ M$ t- R
• 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
  + p' t* i/ s! R4 O0 A( z, o
• 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持
  
• 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
  ' u! f. J. v/ U8 p' T- m
• 可以并行执行多个操作
  
• 支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行
  ; [+ `4 Q& v& x/ ?

' U& m% P' f5 x4 |3 c
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。
- a) c8 \! d  B1 E2 W* a
( a6 H8 k. n, a- T7 J* N5 {
6 f! V3 H+ N' ^4 L. PDSP芯片可以按照下列三种方式进行分类。
. L/ g# p( i& r/ R
! f1 }. ?2 A3 T) f, ?" I
按基础特性分
7 t8 H* Y* Z3 U0 q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。



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。


按数据格式分
  L- W6 g- e5 m, [- k0 a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。

( O; X4 Q3 W- H
. j" t; m9 k& ^% [6 ?6 _' A1 R
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。

% C% h# I. t4 Y2 g1 B4 V( `
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。
2 v1 F9 u; {& r! M1 F

按用途分
& s( z" U" r4 W9 T  B$ H% n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。
" N1 L/ p( {* o! ~" X# m

敬请期待：五一抽奖活动

欢迎各位粉丝踊跃参与

1 z2 A3 K; V, B7 B↓↓↓↓点击阅读原文，查看更多新闻

" L( m2 C( d2 i) _  B来源：http://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1556614806&ver=1577&signature=1-W3JhCW41VTOB3Qj1PMw1NYaWn4EuYcd9bztjlN6GxilxFjCVvMSFQkVOe1M6cXFZD71SoUxErHIy1UcVSdlp6sKEwO93mlkLwBGbOxQ9TfVeBNR*YrgGeuT*iUYJRB&new=1
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！