单片机 的简单介绍及其比较分析

以下,我们将对单片机,dsp,pld/eda分别加以介绍,并作比较和分析。

品种齐全,型号多样

单片机

自从intel推出51系列单片机,许多公司对它做出改进,发展成为增强型51系列,而且新的单片机类型也不断涌现。如motorola和philips均有几十个系列,几百种产品。cpu从8,16,32到64位,多采用risc技术,片上i/o非常丰富,有的单片机集成有a/d,“看门狗”,pwm,显示驱动,函数发生器,键盘控制等,它们的价格也高低不等,这样极大地满足了开发者的选择自由。

随着超大规模集成电路的发展,nmos工艺单片机被cmos代替,并开始向hmos过渡。供电电压由5v降到3v,2v甚至到1v,工作电流由ma降至μa,这在便携式产品中大有用武之地。

dsp又叫数字信号处理器。顾名思义,dsp主要用于数字信号处理领域,非常适合高密度,重复运算及大数据容量的信号处理。现在已经广泛应用于通信、便携式计算机和便携式仪表、雷达、图像、航空、家用电器、医疗设备等领域,常见的手机、数字电视和数码相机都离不开dsp。dsp用于手机和基站中为移动通信的发展做出重要贡献,将在5g和3g中扮演重要角色。可以说,dsp已经融入到生活的方方面面。

dsp相对于一般微处理器作了很大的扩充和增强,主要是:

a)修正的哈佛结构,多总线技术以及流水线结构。将程序与数据存储器分开,使用多总线,取指令和取数据同时进行,以及流水线技术,这使得速度有了较大的提高。

eda技术

当今电子系统的复杂性在不断增加,而电子产品的更新换代越来越快,传统的设计方法难以适应。随着计算机技术的发展,ecad在某种程度上减轻了设计人员的工作压力,但其智能化、自动化水平仍不尽人意。于是eda技术作为一种全新的技术诞生了。它正改变着数字系统和设计方法,设计过程和设计观念。

eda(即electronicdesignautomation)即电子设计自动化,它是以计算机为工具,在eda软件平台上,对用硬件描述语言hdl完成的设计文件自动地逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真,直至对于特定目标芯片进行适配编译、逻辑影射和编程下载等。设计者只需用hdl语言完成系统功能的描述,借助eda工具就可得到设计结果,将编译后的代码下载到目标芯片就可在硬件上实现。这里的目标芯片就是pld器件(fpga/cpld)。fpga/cpld是eda技术的物质基础,这两者是分不开的。可以说没有pld器件,eda技术就成为无源之水。

eda技术作为一种现代电子系统开发方式,具有两方面特点。

修改软件程序即可改变硬件

由于fpga/cpld可以通过软件编程对该硬件的结构和工作方式进行重构,修改软件程序就相当于改变了硬件,这是非常有用的。软件可以使用自顶向下的设计方案,而且可以多个人分工并行工作,这些来ip核产业的崛起,将若干软核结合起来就可以构成一个完整的系统,这一切极大地缩短了开发周期和上市时间,有利于在激烈的市场竞争中抢占先机。

速度快,可靠性高

mcu和dsp都是通过串行执行指令来实现特定功能,不可避免低速,而fpga/cpld则可实现硬件上的并行工作,在实时测控和高速应用领域前景广阔;另一方面,fpga/cpld器件在功能开发上是软件实现的,但物理机制却和纯硬件电路一样,十分可靠。而mcu和dsp芯片在强干扰条件下,尤其是强电磁干扰下,很可能越出正常的工作流程,出现pc跑飞现象。eda高可靠性正好克服了它们这一先天不足。

结束语

单片机,dsp和fpga/cpld各具特色,满足了不同需要,已经成为数字时代的核心动力。为了充分发挥它们的优势,三者结合成为一个新的发展趋势。

mcu与dsp的结合

mcu价格底,能很好地完成通信和智能控制的任务,但信号处理能力差。dsp恰好相反。把两者结合,能满足同时需要智能控制和数字信号处理的场合,如蜂窝电话,无绳网络产品等,这有利于减小体积,降低功耗和成本。

dsp和fpga/cpld的结合

研芯科技专业芯片解密12年,业内客户评价高,拥有功能强大的解密平台,目前已经服务上万家企业,抄板单片机解密帮助客户新产品快速上市,收费合理,分期付款,用心的服务;不成功不收费! pcb抄板软件，深圳pcb抄板。