由于嵌入式系统的专用型与定制性,与全球PC市场不同,没有一种微处理器或者微处理器公司可以主导嵌入式系统。本文分析了当前市场上主流的一些32位嵌入式微处理器的特点和应用场合,并对其未来发展做一些展望。这里只是按照体系结构分类,不涉及具体的处理器芯片。
ARM处理器是由英国的ARM公司设计的32位RISC处理器。毫无疑问,ARM芯片是嵌入式微处理器中的佼佼者,是很多数字电子产品的核心。如今95%的手机里面的核心处理器使用的都是ARM芯片,而ARM在整个手持市场上占有90%以上的份额,这是一个惊人的比例。
ARM处理器核的技术特点:
采用RISC架构的ARM微处理器一般有如下特点:
●体积小、功耗低、低成本、高性能;
●流水线结构;
●支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集,能很好兼容8位/16位器件;
●大量使用寄存器,指令执行速度更快;
●大多数数据操作都在寄存器中完成;
●寻址方式灵活,执行效率高;
●指令长度固定,支持条件执行;
●具有桶形移位器(barrel shifter),可以提高数学逻辑运算速度,不过也增加了硬件的复杂性,会占用更多的芯片面积;
●AMBA互联总线协议,可以有效地将各个IP组件粘接起来;
●ARM的大部分设计都采用RISC思想,当然它也综合一些CISC的设计理念以达到最佳地性能,所以ARM不是纯粹的RISC架构;
MIPS处理器简介:MIPS 是一种RISC结构的CPU,MIPS起源于一个学术研究项目,该项目的设计小组连同几个半导体厂商合伙人希望能制造出芯片并拿到市场上去卖。结果是该结构得到了工业领域内最大范围的具有影响力的制造商们的支持。
MIPS处理器主要有以下技术特点:
●MIPS的设计保持纯粹的RISC风格,其设计始终保持简洁性,它倾向于把复杂的工作交给编译器去做。很多大学课程都喜欢选择MIPS体系结构来讲解计算机体系结构。MIPS的设计还是保持着学院派的作风,有一定理想化的色彩,因此到了实际商用领域,不如ARM这种以RISC为主但是也会引入一些CISC设计思想的处理器更具竞争力;
●占用更小的芯片面积,功耗方面比ARM芯片稍大一些;
●具有32位和64位两种架构的指令集,而ARM只有32位架构的指令集;
●核内包含大量寄存器、指令数和字符;
●可视的流水线延迟间隙;
●多发射核技术,这种技术将处理器中的闲置处理单元分割出来虚拟为另一个核心,以提高处理单元的利用率,避免了处理单元闲置浪费;
●MIPS是开放式的架构,用户可以在开发的内核中加入自己的指令;
Powerpc简介:PowerPC是由苹果(Apple)公司和IMB以及早期的(现在的飞思卡尔半导体)组成的联盟(简称为AIM)共同设计的微处理器架构,以对抗在市场上占有压倒优势的x86处理器。
PowerPC架构具有以下特点:
●指令 load/store 在 GPRS 与 FPRS 之间存取数据;
●统一定长的精简指令格式易于实现超标量流行线;
●最多支持 4 个operands,运算结果典型存放在 first operand;
● E-754 标准浮点数,单精度(single-float)和双精度(double-float)指令运算;
●PowerPC 架构允许实现某一功能为特定的硬件平台;
●用户层指令的存取缺省在 caches 执行。特殊指令跨越 caches 存取;
●支持 big-endian 和 little-endian 模式;
●支持 64-bit 地址模式;