计算机软考嵌入式系统设计师考试知识点(5)
嵌入式处理器的结构、特点与分类(不同类型的典型嵌入式处理器及其特点,嵌入式处理器分类等)
(1)不同内核嵌入式微控制器性能比较
性能 内核 |
51内核 |
其他8位内核 |
16位内核 |
其他32位内核 |
ARM Cortex-M内核 |
处理速度 |
差 |
差 |
一般 |
好 |
好 |
低能耗 |
好 |
好 |
好 |
差 |
好 |
代码密度 |
差 |
差 |
一般 |
差 |
好 |
内存>64KB |
差 |
差 |
差 |
好 |
好 |
向量中断 |
好 |
好 |
好 |
一般 |
好 |
低中段延时 |
好 |
好 |
好 |
差 |
好 |
低成本 |
好 |
好 |
好 |
差 |
好 |
多供资源 |
好 |
差 |
差 |
差 |
好 |
编译器选择 |
好 |
一般 |
一般 |
一般 |
好 |
软件可移植性 |
好 |
一般 |
一般 |
一般 |
好 |
(2)冯–诺依曼结构和哈佛结构的区别
两者连接CPU程序存储器和数据存储器的方式不同
冯–诺依曼结构 CPU 程序/数据存储器
哈佛结构 程序存储器 CPU 数据存储器
程序总线 数据总线
(3)分类
按指令集分为:复杂指令集结构CISC和精简指令集结构RISC
按存储机制分为:冯–诺依曼结构和哈佛结构
按字长分为:8位、16位、32位、64位结构
按不同内核系列可以分为:51、AVR、PIC、MSP430、PowerPC、Coldfile、ARM
(4)不同典型内核简介
内核系列 |
推出公司 |
内核结构 |
简单描述 |
51 |
Intel |
CISC 哈佛结构 |
8位字长,常用于简单的检测与控制应用领域,最早被称为单片机。其价格低,应用资料齐全,开发工具便宜,开发周期短,成本低,因此被广泛应用到各个行业。随着1T改进型51内核的推出,加上许多器件厂家增加了自己的特色组件,51系列还在使用。 |
AVR |
Atmel |
RISC 哈佛结构 |
8位、16位和32位三类字长的微控制器内核,以适应不同应用层次的要求。主要特点是高性能、高速度、低功耗。 |
PIC |
Microchip |
RISC 哈佛结构 |
8位、16位和32位三类字长的微控制器内核,以适应不同应用层次的要求。主要用于工业控制,主要优势是针对性强,特别是抗干扰能力强。 |
MSP430 |
TI |
RISC 冯-结构 |
16位字长的微控制器区内核,广泛应用于手持设备嵌入式应用系统中,突出特点就是以超低功耗著称全球。 |
MIPS |
MIPS |
RISC 哈佛结构 |
高性能高档次32位和64位处理器内核。主要特点是适应于高速、大数据吞吐量应用场合 |
PowerPC |
Apple,IBM,Motorola |
RISC 哈佛结构 |
高性能高档次含有32位子集的64位处理器内核。具有优异的性能、较低的能耗以及较低的散热量。 |
MC68K |
Motorola |
RISC 哈佛结构 |
32位字长的处理器内核,具有超标量的超级指令流水线,性能优异明显,主要用于与高端嵌入式应用领域。 |
Coldfile |
Frescale |
RISC 哈佛结构 |
32位字长的高性能处理器内核,性能优越,集成度高,可用于工业应用领域、消费电子领域、医疗电子领域、测试与测量领域等。 |
ARM |
ARM |
RISC 多数为哈佛结构 |
32位字长的高性能处理器内核,目前嵌入式处理器的领跑者 |