已经有很多种CPUMPU了,为什么还要有DSP芯片呢

已经有很多种CPUMPU了,为什么还要有DSP芯片呢,第1张

中央处理器(CentralProcessUnit,CPU),是计算机的核心配件之一,其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,所谓的计算机的可编程性主要是指对CPU的编程。dsp芯片是为了快速处理数字信号,它在结构上和数据、地址总线是分开的,没有像微处理器一样将计算机系统集成在一起,它主要处理带有智能逻辑的消费类产品,生物信息识别终端,ADSL接入、虚拟现实显示等,其运算量大,功率消耗也比较大。和单片机相比,它的的通用功能会相对比较弱一些。

通用微处理器有被让人们称为单片机,它是将计算机系统集成到了一块芯片中。通用微处理器是以某中微处理内核为核心,拥有A/D、FlashRAM等各种功能和外设。一个单片机能够延生多种产品,最大限度的和应用需求相匹配,减小了功耗和成本。CPU是计算机中的核心配件,只有火柴盒那么大,几十张纸那么厚,但它却是一台计算机的运算核心和控制核心,计算机中所有 *** 作都由CPU负责读取指令,对指令翻译编码并执行指令的核心部件,CPU、内部存储器和输入/输出设备是电子计算机的三大核心部件,现在著名的中央处理器(CPU)制造商主要为Intel和AMD。dsp芯片也被人们称为数字信号处理器,它常用于军事、医疗、家用电器等领域。我们根据它的工作时钟和指令类型,可以将它分为静态DSP芯片和一致性DSP芯片。按照它的工作数据格式将它分为定点DSP芯片和浮点DSP芯片。我们还可以根据它的用途不同,将它分为通用型DSP芯片和专用型DSP芯片。通常来说dsp芯片的程序和数据是分开存放的,它的内部存在快速的RAM,这样导致我们可以通过数据总线同时访问指令和数据。Dsp芯片能够支持无开销循环及跳转的硬件,能够并行执行多个 *** 作,像取指、译码等 *** 作可以重复 *** 作,具有稳定性好、精度高、大规模集成性等多个优点。不过它的功率消耗大,成本高。

除了Intel公司外,最有力的挑战的就是AMD公司。AMD公司专门为计算机、通信和消费电子行业设计和制造各种创新的微处理器(CPU、GPU、APU、主板芯片组、电视卡芯片等)、闪存和低功率处理器解决方案,AMD致力为技术用户从企业、政府机构到个人消费者提供基于标准的、以客户为中心的解决方案,AMD是目前业内唯一一个可以提供高性能CPU、高性能独立显卡GPU、主板芯片组三大组件的半导体公司,为了明确其优势,AMD提出3A平台的新标志,在笔记本领域有“AMDVISION”标志的就表示该电脑采用3A构建方案,AMD有超过70%的收入都来自于国际市场,是一家真正意义上的跨国公司。

嵌入式系统硬件层的核心是嵌入式微处理器,嵌入式微处理器与通用CPU最大的不同在于嵌入式微处理器大多工作在为特定用户群所专用设计的系统中,它将通用CPU许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于嵌入式系统在设计时趋于小型化,同时还具有很高的效率和可靠性。 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;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CISC(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。 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,目前全世界嵌入式微处理器已经超过1000多种,体系结构有30多个系列,其中主流的体系有ARM、MIPS、PowerPC、X86和SH等。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。

要搞清楚单片机与PLC的异同,首先得明确什幺是单片机,什幺是PLC。对此,我们简要回顾一下计算机的发展历程也许有帮助,按计算机专家的原始定义,计算机系统由五大部分--即控制单元(CU)、算术运算单元(ALU)、存储器(Memory)、输入设备(Input)、输出设备(Output)组成。早期计算机(晶体管的或集成电路的,不包括电子管的)的CU或ALU由一块甚至多块电路板组成,CU和ALU是分离的,随着集成度的提高,CU和ALU合在一块就组成了中央处理单元(CPU),接着将CPU集成到单块集成电路中就产生MPU或MCU,出现了如Intel4004、8008、8080,8085、8086、8088、Z80等MPU。此后,MPU的发展产生了两条分支,一支往高性能、高速度、大容量方向发展,典型芯片如:Intel80186、286、386、486、586、P2、P3、P4等,速度从47MHz到现在的32GHz。另一支则往多功能方向发展,将存储器(ROM、PROM、EPROM、EEPROM、FLASH ROM、SRAM等)、输入/出接口(Timer/Counter、PWM、ADC/DAC、UART、IIC、SPI、RTC、PCA、FPGA等)全部集成在一块集成电路中而成为SOC。依愚之见,这就是当今广泛应用的单片计算机,简称单片机。这一分支可谓品种繁多,位宽从8位到32位,引脚数从6个到几百个,工作频率从几十KHz到几百MHz,体系结构既有CISC也有RISC,数不胜数。常用的有MCS-51系列、MCS-96系列、PIC系列、AVR系列、ARM7/9系列、TMS320系列、MSP430系列、MOTOROLA众多的单片机等等。

至此,我们可以将计算机核心处理器的发展划分为三个阶段:板级的CPU、芯片级的MPU和SOC。

PLC是什幺呢?PLC的全称是Programmable Logic Controller(可编程序控制器),刚引入国内时,曾简称为PC。后来,IBM-PC获得广泛应用,PC成了个人电脑的代名词,才改为PLC。PLC还有另外的一个意思是Power Line Carrier(电力线载波)。

PLC是一种产品,但这种产品有点特别,在没有下载控制程序之前,它不具备任何控制功能,也就是说,没有应用程序的PLC是毫无用处的。PLC实际上是专为工业环境使用的通用控制平台,它必须进行二次开发才能完成最终控制目的,因此,它还需程序编辑/调试软件的配合。

PLC是智能产品,它的核心控制器采用什幺方案呢?板级的CPU肯定是不能考虑的,MPU也要好几块集成电路构成,以Z80 MPU为例,需要Z80MPU、PIO、CTC、SIO、EPROM、SRAM等,把这些集成电路安装在一块电路板上,这就是早期的单板计算机。这种方案体积太大,不适合现代要求。由此可见,PLC的核心控制器采用单片机是最合适的。

由此可得出结论:

1, PLC是建立在单片机之上的产品,单片机是一种集成电路,两者不具有可比性。

2, 单片机可以构成各种各样的应用系统,从微型、小型到中型、大型都可,PLC是单片机应用系统的一个特例。

3, 不同厂家的PLC有相同的工作原理,类似的功能和指标,有一定的互换性,质量有保证,编程软件正朝标准化方向迈进。这正是PLC获得广泛应用的基础。而单片机应用系统则是八仙过海,各显神通,功能千差万别,质量参差不齐,学习、使用和维护都很困难。

最后,从工程的角度,谈谈PLC与单片机系统的选用;

1, 对单项工程或重复数极少的项目,采用PLC方案是明智、快捷的途径,成功率高,可靠性好,手尾少,但成本较高。

2,对于量大的配套项目,采用单片机系统具有成本低、效益高的优点,但这要有相当的研发力量和行业经验才能使系统稳定、可靠地运行。最好的方法是单片机系统嵌入PLC的功能,这样可大大简化单片机系统的研制时间,性能得到保障,效益也就有保证。

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