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ARMCortex-A8嵌入式微处理器

【摘要】:嵌入式微处理器是由通用计算机中的CPU演变而来的。嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在一块电路板上,称为单板计算机。据不完全统计,全世界的嵌入式微处理器已经超过1000多种,体系结构也有很多种类。但与全球PC市场不同的是,没有一种嵌入式微处理器可以主导市场,仅以32位的产品而言,就有100种以上的嵌入式微处理器。嵌入式微处理器的选择是根据具体的应用而决定的。

嵌入式微处理器是由通用计算机中的CPU演变而来的。它的特征是具有32位以上的处理器,具有较高的性能,当然其价格也相应较高。但与计算机处理器不同的是,在实际嵌入式应用中,只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件,去除其他的冗余功能部分,这样就可以在应用中以最低的功耗和资源实现嵌入式应用的特殊要求;将微处理器装配在专门设计的电路板上,这样可以大幅度减小系统体积和功耗。为了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。和工业控制计算机相比,嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点,但是在电路板上必须包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等器件,从而降低了系统的可靠性,技术保密性也较差。嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在一块电路板上,称为单板计算机。如STD-BUS、PC104等。目前主要的嵌入式微处理器类型有Am186/88、386EX、SC-400、PowerPC、68000、MIPS系列等。

嵌入式微处理器的体系结构可以采用冯·诺依曼体系或哈佛体系结构,冯·诺依曼(Von Neumann)结构也称普林斯顿结构,是一种将程序指令存储器和数据存储器并在一起的存储器结构。冯·诺依曼结构的计算机其程序和数据共用一个存储空间,程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置;采用单一的地址及数据总线,程序指令和数据的宽度相同。哈佛(Harvard)结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。哈佛结构是一种并行体系结构,它的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中,即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器,每个存储器独立编址、独立访问。指令系统可以选用精简指令系统(Reduced Instruction Set Computer,RISC)和复杂指令系统(Complex Instruction Set Computer,CISC)。RISC计算机在通道中只包含最有用的指令,确保数据通道快速执行每一条指令,从而提高了执行效率,并使CPU硬件结构设计变得更为简单。(www.chuimin.cn)

嵌入式微处理器有各种不同的体系,即使在同一体系中也可能具有不同的时钟频率和数据总线宽度,或集成了不同的外设和接口。据不完全统计,全世界的嵌入式微处理器已经超过1000多种,体系结构也有很多种类。但与全球PC市场不同的是,没有一种嵌入式微处理器可以主导市场,仅以32位的产品而言,就有100种以上的嵌入式微处理器。嵌入式微处理器的选择是根据具体的应用而决定的。