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设备的电路，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，需要一些组合逻辑电路（胶合电路），组合逻辑电路一般由门电路来构建。

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、任意连接的逻辑门电路。
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，构造需要的胶合电路

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，门电路，集成电路芯片
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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，门电路，集成电路芯片。

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