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怎样去选择一种合适的嵌入式处理器呢

微处理器是什么？微处理器是有哪些部分组成的？怎样去选择一种合适的嵌入式处理器呢？


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许海明

2021-12-24 15:53:04
微处理器


微处理器的组成

微处理器是嵌入式系统的核心部分，从外部结构上看，它至少应该具有如下图所示的这些接口

微处理器从功能上看，它应包括如下图所示的控制单元、算术逻辑单元和寄存器




  • 控制单元
    主要负责取指、译码和取操作数等基本动作，并发出主要的控制指令。
  • 算术逻辑单元
    主要完成算术运算和逻辑运算
  • 寄存器
    用于存储暂时性的数据，主要是从存储器中所得到的数据和算术逻辑单元中处理好的数据。

选择合适的嵌入式处理器



  • 选择处理器的总体原则
    选择处理器取决于应用的需要、设计目标和设计约束。“合适”是最好的。
  • 嵌入式处理器指令集
    目前，常见的指令集有：
    1）复杂指令集（Complex Instruction Set Computer, CISC）
    2）精简指令集（Reduced Instruction Set Computer, RISC）
  • 选择处理器必须考虑的因素
    1）指令集
    2）操作数的最大宽度
    3）处理速度和时钟频率
    4）对时间要求严格的复杂算法的解决能力

总线

种类

总线可分为片外总线（如ISA总线、PCI总线等）和片内总线（如AMBA、AVALON等）。
我们主要关心的是片外总线。
片外总线的功能：主要实现模块之间、设备之间、系统之间的互连
总线上的其他硬件设备

在嵌入式系统中，CPU可能还要控制和管理外部设备或与外部设备进行信息交换（如前面介绍的地下油罐监视器，无线条形码扫描仪等），为解决这类问题，通常是给每个硬件设备分配一个地址空间，而所分配的地址空间是内存所没有用到的。这种方案称为内存映射。
直接内存访问

直接内存访问（DMA）
DMA是指从I/O设备读取数据写入内存或从内存读取数据写入I/O设备的威廉希尔官方网站 ，这两个过程都没有软件的参与。我们要解决的是内存访问发生冲突的问题
中断

中断程序

微处理器的特点之一是可以被中断，所谓中断是指CPU可以停止它正在执行的程序转而去执行其它程序，即中断程序。
中断请求

通知微处理器去运行中断程序的信号称为中断请求(IRQ)。输入可以是边沿触发，也可以是电平触发。
其它常用的元器件

通用异步收发器和RS-232

通用异步收发器（UART）是最常用的设备之一，其目的是通过串行接口转换数据。
常用的串行接口标准是RS-232接口，该接口在计算机中的应用也是非常广泛的。
可编程逻辑阵列

CPU为了有效地控制其它元器件或/和外围设备，需要一些组合逻辑威廉希尔官方网站 （胶合威廉希尔官方网站 ），组合逻辑威廉希尔官方网站 一般由门威廉希尔官方网站 来构建。


  • PAL（Programmable Array Logic，可编程逻辑阵列）
    PAL是一块芯片，它能提供许多可自由定义输入/输出信号的、任意连接的逻辑门威廉希尔官方网站 。
  • PLD（Programmable Logic Devices，可编程逻辑设备）
    又称为PAL编程器，它把用户在计算机上编写的 PAL 程序写入 PAL 芯片中，构造需要的胶合威廉希尔官方网站

示意图及其规范

常见的元器件

从符号、编号、型号规格三个方面去理解和掌握。
电阻，电容，二极管，三极管，门威廉希尔官方网站 ，集成威廉希尔官方网站 芯片
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