恩智浦盘点基于ARM的微控制器

恩智浦盘点基于ARM的微控制器

ARM_Cortex各系列处理器分类比较

Cortex-M系列 M0: Cortex-M0是目前最小的ARM处理器,该处理器的芯片面积非常小,能耗极低,且编程所需的代码占用量很少,这就使得开发人员可以直接跳过16位系统,以接近8 位系统的成本开销获取32 位系统的性能。Cortex-M0 处理器超低的门数开销,使得它可以用在仿真和数模混合设备中。 M0+: 以Cortex-M0 处理器为基础,保留了全部指令集和数据兼容性,同时进一步降低了能耗,提高了性能。2级流水线,性能效率可达1.08 DMIPS/MHz。 M1: 第一个专为FPGA 中的实现设计的ARM 处理器。Cortex-M1 处理器面向所有主要FPGA 设备并包括对领先的FPGA 综合工具的支持,允许设计者为每个项目选择最佳实现。 M3: 适用于具有较高确定性的实时应用,它经过专门开发,可使合作伙伴针对广泛的设备(包括微控制器、汽车车身系统、工业控制系统以及无线网络和传感器)开发高性能低成本平台。此处理器具有出色的计算性能以及对事件的优异系统响应能力,同时可应实际中对低动态和静态功率需求的挑战。 M4: 由ARM 专门开发的最新嵌入式处理器,用以满足需要有效且易于使用的控制和信号处理功能混合的数字信号控制市场。 M7: 在ARM Cortex-M 处理器系列中,Cortex-M7 的性能最为出色。它拥有六级超标量流水线、灵活的系统和内存接口(包括AXI 和AHB)、缓存(Cache)以及高度耦合内存(TCM),为MCU 提供出色的整数、浮点和DSP 性能。 互联:64位AMBA4 AXI, AHB外设端口(64MB 到512MB) 指令缓存:0 到64kB,双路组相联,带有可选ECC 数据缓存:0 到64kB,四路组相联,带有可选ECC 指令TCM:0 到16MB,带有可选ECC 数据TCM:0 到16MB,带有可选ECC

ARM单片机简介

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器设计公司的名称,ARM既不生产爱心篇也不销售芯片,是专业从事技术研发和授权转让的公司,世界知名的半导体电子公司都与ARM简历了合作伙伴关系,包括国内许多公司也从ARM购买芯核技术用于设计专用芯片。arm单片机以其低功耗和高性价比的优势逐渐步入高端市场,成为了时下的主流产品。 目录 arm单片机的优势 arm单片机的结构特性 arm单片机的工作状态和模式 arm单片机的寄存器结构 arm单片机的常见异常 arm单片机的应用 arm单片机的发展趋势 arm单片机的优势 ARM单片机采用了新型的32位ARM核处理器,使其在指令系统,总线结构,调试技术,功耗以及性价比等方面都超过了传统的51系列单片机,同时arm 单片机在芯片内部集成了大量的片内外设,所以功能和可靠性都大大提高。arm单片机的结构特性 具有统一和固定长度的指令域,使指令集和指令译码都大大简化 具有一个大而统一的寄存器文件,大多数数据操作都在寄存器中完成,使指令执行速度更快 采用加载/存储结构,使数据处理时只对寄存器操作,而不直接对存储器操作 寻址方式简单而灵活,所有加载/存储的地址都只由寄存器的内容和指令域决定,执行效率高 每一条数据处理指令都对算术逻辑单元和移位寄存器进行控制,以最大限度的提高算术逻辑单元和移存器的利用率 采用自动增减地址的寻址方式,有利于优化循环程序的执行 引入多寄存器加载/存储指令,有利于实现数据吞吐量的最大化 arm单片机的工作状态和模式

基于STM32的经典项目设计实例

13个基于STM32的经典项目设计实例,全套资料STM32单片机现已火遍大江南北,各种教程资料也是遍布各大网站论坛,可谓一抓一大把,但大部分都差不多。今天总结了几篇电路城上关于STM32 的制作,不能说每篇都是经典,但都是在其他地方找不到的,很有学习参考意义的设计实例。尤其对于新手,是一个学习stm32单片机的“活生生”的范例。 1.开源硬件-基于STM32的自动刹车灯设计 自动刹车灯由电池供电并内置加速度传感器,因此无需额外连接其他线缆。使用两节5号电池时,设计待机时间为一年以上(待机功耗66微安),基本可以实现永不关机,即装即忘。 2.基于STM32F407的openmv项目设计资料 本项目是一个openmv,通过摄像头可以把图像实时传输给显示屏显示。MCU选择的是STM32F407(STM32F407数据手册),ARM Cortex-M4内核,最高频率可达180Mhz,包含一个单精度浮点DSP,一个DCMI(数字相机接口)。 3.STM32无线抢答器 无线抢答器采用STM32F302(STM32F302数据手册)芯片主控,同时用蓝牙,语音模块,数码管,七彩灯等部件构成,当主持人按下抢答键时,数码管进入倒记时,选手做好准备,当数码管从9变为0时,多名选手通过手机上虚拟按键进行抢答,同时语音播报抢答结果,显示屏上显示选手的抢答时间。 4.基于ARM-STM32的两轮自平衡小车 小车直立和方向控制任务都是直接通过控制小车两个电机完成的。假设小车电机可以虚拟地拆解成两个不同功能的驱动电机,它们同轴相连,分别控制小车的直立平衡、左右方向。 5.基于STM32F4高速频谱分析仪完整版(原创) 本系统是以STM32F407(STM32F407数据手册)进行加Blackman预处理,再做1024个点FFT进行频谱分析,最后将数据显示在LCD12864上,以便进行人机交互!该系统可实现任意波形信号的频谱显示,以及可以自动寻找各谐波分量的幅值,频率以及相位并进行8位有效数据显示。 6.基于STM32F4的信号分析仪设计(有视频,有代码) 这次基于discovery的板子做一个信号分析仪,就是练手,搞清楚STM32F4(STM32F4系列数据手册)中的USB固件编写,USB驱动的开发,上位机UI开发等一整套流程,过一把DIY的瘾。 7.基于STM32F4的解魔方机器人-stm32大赛二等奖(有视频) 本系统是基于Cortex-M4内核的STM32微控制器的解魔方机器人,在硬件方面主要有OV7670摄像头,LCD,舵机,在软件方面主要有OV7670的驱动,摄像头颜色识别算法,解魔方算法和舵机动作算法。整个设计过程包括电子系统的设计技术及调试技术,包括需求分析,原理图的绘制,制版,器件采购,安装,焊接,硬件调试,软件模块编写,软件模块测试,系统整体测试等整个开发调试过程。

单片机和linux嵌入式操作系统区别

单片机和linux嵌入式操作系统区别 随着嵌入式行业硬件平台的性能增强,项目需求和功能日益复杂,ARM公司推出的 CORTEX-M3,更是让以往做单片机的工程师在芯片和技术选型面临两难选择,本专题将从芯片价格、整个系统的硬件软件设计及维护的成本等各个方面给您提供一个参考,并从技术角度分析单片机和带操作系统的系统的软件开发的异同点。 ● 1.单片机与ARM等新处理器的价格比较 ● 2.带操作系统与不带操作系统的软件开发的区别 ● 2.1.驱动开发的区别 ● 2.2.应用程序开发的区别 1. 单片机与ARM等新处理器的价格比较 表1

自己不熟悉的芯片和技术,最后的成本也可能更高。 2. 带操作系统与不带操作系统的软件开发的区别 用通俗的话来说,一个处理芯片不运行操作系统,我们就把它称为单片机,而单片机编程就是写裸板程序,这个程序直接在板子上运行;相对的,另一种程序就是基于操作系统的程序,说得简单点就是,这种程序可以通过统一的接口调用“别人写好的代码”,在“别人的基础上”更快更方便地实现自己的功能。 2.1. 驱动开发的区别 驱动开发的区别我总结有两点:能否借用、是否通用。 2.1.1 能否借用 基于操作系统的软件资源非常丰富,你要写一个Linux设备驱动时,首先在网上找找,如果有直接拿来用;其次是找到类似的,在它的基础上进行修改;如果实在没有,就要研究设备手册,从零写起。而不带操作系统的驱动开发,一开始就要深入了解设备手册,从零开始为它构造运行环境,实现各种函数以供应用程序使用。 举个例子,要驱动一块LCD,在单片机上的做法是: ①首先要了解LCD的规格,弄清楚怎么设置各个寄存器,比如设置LCD的时钟、分辨率、象素 ②划出一块内存给LCD使用 ③编写一个函数,实现在指定坐标描点。比如根据x、y坐标在这块内存里找到这个象素对应的小区域,填入数据。 基于操作系统时,我们首先是找到类似的驱动,弄清楚驱动结构,找到要修改的地方进行修改。 下面是单片机操作LCD的代码: ①初始化: void Tft_Lcd_Init(int type) { /* * 设置LCD控制器的控制寄存器LCDCON1~5 * 1. LCDCON1: * 设置VCLK的频率:VCLK(Hz) = HCLK/[(CLKVAL+1)x2] * 选择LCD类型: TFT LCD * 设置显示模式: 16BPP * 先禁止LCD信号输出 * 2. LCDCON2/3/4: * 设置控制信号的时间参数 * 设置分辨率,即行数及列数 * 现在,可以根据公式计算出显示器的频率: * 当HCLK=100MHz时,

浅谈ARM Cortex系列处理器之区别

浅谈ARM Cortex系列处理器之区别市面上ARM Cortex系列包括3个系列,包括ARM Cortex-A, ARM Cortex-R, ARM Cortex-M,Z这三种系列,并且每个系列又分多种子版本,每个子版本都有各自的特点。很好的为设计人员提供非常广泛的具有可扩展性的性能选项,从而有机会在多种选项中选择最适合自身应用的内核,而非千篇一律的采用同一方案。 其中, 1,Cortex-A—面向性能密集型系统的应用处理器内核 2, Cortex-R—面向实时应用的高性能内核 3, Cortex-M—面向各类嵌入式应用的微控制器内核 Cortex-A处理器为利用操作系统(例如Linux或者Android ,IOS)的设备提供了一系列解决方案,这些设备被用于各类应用,从低成本手持设备到智能手机、平板电脑、机顶盒以及企业网络设备等。早期的Cortex-A系列处理器(A5、A7、A8、A9、A12、A15和A17)基于ARMv7-A架构。每种内核都共享相同的功能集,例如NEON媒体处理引擎、Trustzone安全扩展、单精度和双精度浮点支持、以及对多种指令集(ARM、Thumb-2、Thumb、Jazelle 和DSP)的支持。与此同时,这些处理器也具有极高的设计灵活性,能够提供所需的最佳性能和预期的功效。 介绍过Cortex-A,下面介绍Cortex-R系列——衍生产品中体积最小的ARM处理器,这一点也最不为人所知。Cortex-R处理器针对高性能实时应用,例如硬盘控制器(或固态驱动

控制器)、企业中的网络设备和打印机、消费电子设备(例如蓝光播放器和媒体播放器)、以及汽车应用(例如安全气囊、制动系统和发动机管理)。Cortex-R系列在某些方面与高端微控制器(MCU)类似,但是,针对的是比通常使用标准MCU的系统还要大型的系统。例如,Cortex-R4就非常适合汽车应用。Cortex-R4主频可以高达600MHz(具有2.45DMIPS/MHz),配有8级流水线,具有双发送、预取和分支预测功能、以及低延迟中断系统,可以中断多周期操作而快速进入中断服务程序。Cortex-R4还可以与另外一个Cortex-R4 构成双内核配置,一同组成一个带有失效检测逻辑的冗余锁步(lock-step)配置,从而非常适合要求安全系数的系统。 最后,我们来讨论Cortex-M系列,自首款Cortex-M处理器于2004年发布以来,此系列处理器Cortex-M4、Cortex-M3、Cortex-M1 FPGA 和Cortex-M0 Cortex-M7等几种相关处理器。特别设计针对竞争已经非常激烈的MCU市场。Cortex-M系列基于ARMv7-M架构(用于Cortex-M3和Cortex-M4)构建,而较低的Cortex-M0+基于ARMv6-M架构构建。当一些主流MCU供应商选择这系列内核,并开始生产MCU器件后,Cortex-M处理器迅速受到市场青睐。可以肯定的说,Cortex-M之于32位MCU就如同8051之于8位MCU——受到众多供应商支持的工业标准内核,各家供应商采用该内核加之自己特别的开发,在市场中提供差异化产品。例如,Cortex-M系列能够实现在FPGA中作为软核来用,但更常见的用法是作为集成了存储器、时钟和外设的MCU。在该系列产品中,有些产品专注最佳能效、有些专注最高性能、而有些产品则专门应用于诸如智能电表这样的细分市场 其中,Cortex-M3和Cortex-M4是非常相似的内核。二者都具有1.25DMIPS/MHz 的性能,配有3级流水线、多重32位总线接口、时钟速率可高达200MHz,并配有非常高效的调试选项。最大的不同是,Cortex-M4的内核性能针对的是DSP。Cortex-M3和Cortex- M4具有相同的架构和指令集(Thumb-2)。然而,Cortex-M4增加了一系列特别针对处理DSP算法而优化的饱和运算和SIMD指令。以每0.5秒运行一次的512点FFT 为例,如果分别在同类量产的Cortex-M3 MCU和Cortex-M4 MCU上运行,完成同样的工作,Cortex-M3所需功耗约是Cortex-M4所需功耗的三倍。而对于成本特别敏感的应用或者正在从8位迁移到32位的应用而言,Cortex-M系列的最低端产品可能是最佳选择。虽然Cortex-M0+的性能为0.95DMIPS/MHz,比Cortex-M3和Cortex-M4的性能稍稍低一些,但仍可与同系列其他高端产品兼容。

单片机C语言编程实例

单片机C语言编程实例 前言 INTEL公司的MCS-51单片机是目前在我国应用得最广泛的单片机之一.随着 单片机应用技术的不断发展,许多公司纷纷以51单片机为内核,开发出与其兼容的 多种芯片,从而扩充和扩展了其品种和应用领域。 C语言已成为当前举世公认的高效简洁而又贴近硬件的编程语言之—。将C语言向单片机上的移植,始于20世纪80年代的中后期。经过十几年的努力,C语言终于成为专业化单片机上的实用高级语言。用C语言编写的8051单片机的软件,可以大大缩短开发周期,且明显地增加软件的可读性,便于改进和扩充,从而研制出规模更大、性能更完善的系统。因此,不管是对于新进入这一领域的开发者来说,还是对于有多年单片机开发经验的人来说,学习单片机的C语言编程技术都是十分必要的。. C语言是具有结构化.模块化编译的通用计算机语言,是国际上应用最广.最多的计算语言之一。C51是在通用C语言的基础上开发出的专门用于51系列单片机编程的C语言.与汇编语言相比,C51在功能上.结构上以及可读性.可移植性.可维护性等方面都有非常明显的优势。目前 最先进、功能最强大、国内用户最多的C51编译器是Keil Soft ware公司推出的KeilC51。第 一章单片机C语言入门 1.1建立您的第一个C项目 使用C语言肯定要使用到C编译器,以便把写好的C程序编译为机器码, 这样单片机才能执行编写好的程序。KEIL uVISION2是众多单片机应用开发软 件中优秀的软件之一,它支持众多不同公司的MCS51架构的芯片,它集编辑, 编译,仿真等于一体,同时还支持PLM、汇编和C语言的程序设计,它的界面 和常用的微软VC++的界面相似,界面友好,易学易用,在调试程序,软件仿真 方面也有很强大的功能。因此很多开发51应用的工程师或普通的单片机爱好者,都对它十分喜欢。 以上简单介绍了KEIL51软件,要使用KEIL51软件,必需先要安装它。KEIL51是一个商业的软件,对于我们这些普通爱好者可以到KEIL中国代理周 立功公司的网站上下载一份能编译2K的DEMO版软件,基本可以满足一般的个

单片机和嵌入式系统linux的区别转自21IC电子网

单片机和嵌入式系统linux的区别 随着嵌入式行业硬件平台的性能增强,项目需求和功能日益复杂,ARM公司推出的CORTEX-M3,更是让以往做单片机的工程师在芯片和技术选型面临两难选择,本专题将从芯片价格、整个系统的硬件软件设计及维护的成本等各个方面给您提供一个参考,并从技术角度分析单片机和带操作系统的系统的软件开发的异同点。 ● 1.单片机与ARM等新处理器的价格比较 ● 2.带操作系统与不带操作系统的软件开发的区别 ● 2.1.驱动开发的区别 ● 2.2.应用程序开发的区别 1. 单片机与ARM等新处理器的价格比较 表1 型号架构资源价格(元) AT89S51 8051 最高频率33MHz 4 4KB Flash 128B内部RAM 32个可编程IO引脚 两个16bit的计数器 一个UART口 SST89E564RD 8051 最高频率40MHz 35

从表1里面各种芯片的资源,大概就可以猜知它们的应用场合。51单片机通常被用来做一些比较简单的控制,比如采集信号、驱动一些开关。AT89S51的Flash 只有4K,一个稍微复杂的程序就不止4K了。SST89E564RD是一种扩展的51单片机,它的Flash达到64KB,可以外接最多64KB的SRAM。在SST89E564RD上的程序可以写得更复杂一些,但是它对外的接口也比较少。 CORTEX-M3系列的处理器,对外接口极其丰富,这使得它的应用面更广,但是限于它的Flash、内存还是比较小,一般不在上面运行操作系统,它算是一个性能非常突出的单片机。 HI3510 是海思半导体公司的一款用于监控设备的芯片,一般上面运行Linux系统,通过摄像头采集数据、编码,然后通过网络传输。另一端接收到数据之后,再解码。在上面运行的程序非常复杂,有漂亮的图片界面、触摸屏控制、数据库等等。对声音图像的编解码更是用到DSP核。 S3C2440 是一款通用的芯片,它与“高级单片机”STM32F103相比,多了存储控制器和NAND控制器──这使得可以外接更大的Flash、更大的内存;多了内存管理单元(MMU)──这使得它可以进行地址映身(虚拟地址、物理地址之间的映射)。可以在S3C2440上运行Linux系统,运行更大更复杂的程序。 在具体工作中,怎么选择这些芯片呢?一句话:成本!进行任何产品的开发都要考虑性价比,一切应该从“成本”出发。成本不仅包括芯片的价格,也包括整个系统的硬件、软件设计及维护的难易。 芯片价格可以在电子市场问到,也可以在https://www.360docs.net/doc/5814967803.html,.上找到有卖这种芯片的柜台,然

armcortex各系列处理器分类比较

: Cortex-M系列 M0: Cortex-M0是目前最小的ARM处理器,该处理器的芯片面积非常小,能耗极低,且编程所需的代码占用量很少,这就使得开发人员可以直接跳过16位系统,以接近8 位系统的成本开销获取 32 位系统的性能。Cortex-M0 处理器超低的门数开销,使得它可以用在仿真和数模混合设备中。 M0+: 以Cortex-M0 处理器为基础,保留了全部指令集和数据兼容性,同时进一步降低了能耗,提高了性能。2级流水线,性能效率可达 DMIPS/MHz。 ^ M1: 第一个专为 FPGA 中的实现设计的 ARM 处理器。Cortex-M1 处理器面向所有主要 FPGA 设备并包括对领先的 FPGA 综合工具的支持,允许设计者为每个项目选择最佳实现。 M3: 适用于具有较高确定性的实时应用,它经过专门开发,可使合作伙伴针对广泛的设备(包括微控制器、汽车车身系统、工业控制系统以及无线网络和传感器)开发高性能低成本平台。此处理器具有出色的计算性能以及对事件的优异系统响应能力,同时可应实际中对低动态和静态功率需求的挑战。 M4: 由 ARM 专门开发的最新嵌入式处理器,用以满足需要有效且易于使用的控制和信号处理功能混合的数字信号控制市场。 # M7: 在 ARM Cortex-M 处理器系列中,Cortex-M7 的性能最为出色。它拥有六级超标量流水线、灵活的系统和内存接口(包括 AXI 和 AHB)、缓存(Cache)以及高度耦合内存(TCM),为MCU 提供出色的整数、浮点和 DSP 性能。 互联:64位 AMBA4 AXI, AHB外设端口 (64MB 到 512MB) 指令缓存:0 到 64kB,双路组相联,带有可选 ECC 数据缓存:0 到 64kB,四路组相联,带有可选 ECC 指令TCM:0 到 16MB,带有可选 ECC 数据TCM:0 到 16MB,带有可选 ECC ;

STM32介绍以及与通常ARM的区别

STM32介绍以及与通常ARM的区别 ARM是英国的芯片设计公司,其最成功的莫过于32位嵌入式CPU核----ARM 系列,最常用的是ARM7和ARM9,ARM公司主要提供IP(Intellectual Property core 知识产权的核心)核,就是CPU的内核结构,只包括最核心的部分,并不是完整的处理器。ARM把这个核卖给各大半导体公司,如 Philips 三星,ATMEL,甚至Intel等许多公司。ARM为了对付 8位机市场,最近推出了 Cortex-M3核,STM32就是意大利的意法半导体基于Cortex-M3的32位嵌入式处理器, Cortex_M3核性价比更高,价格低,可以与8位单片机竞争。 一、ARM Cortex-M3 处理器初探 单片机市场的规模可以用“巨无霸”来形容,预计到2010时每年能有20G 片的出货量。世界各地的器件供应商纷纷亮出自己的得意之作,他们提供的器件和架构也是各具特色。业界内部可谓是百花齐放,热闹非凡,好戏不断。各行各业对单片机能力的要求也一直“得寸进尺”,而且还又要马儿跑,又要马儿不吃草——处理器必须在不怎么增加主频和功耗的条件下干更多的活儿。另一方面,处理器之间的互连也在加深,看这一串串熟悉的字眼:串口,USB,以太网,无线数传……处理器如欲支持这些数据通道,就必须在片上塞进更多的外设。软件方面的情况也如出一辙:应用程序的功能一直在花样翻新,性能需求也是变本加厉:更高的运算速度,更硬的实时能力,更多的功能模块,更炫的图形界面,……所有这些要求单片机都得照单全收。 在这个大环境下,ARM Cortex‐M3处理器,作为Cortex系列的处女作,为了让32位处理器入主作庄单片机市场,轰轰烈烈地诞生了!由于采用了最新的设计技术,它的门数更低,性能却更强。许多曾经只能求助于高级32位处理器或DSP的软件设计,都能在CM3上跑得很快很欢。相信用不了多久,CM3就一定能在32位嵌入式处理器市场中脱颖而出,像当年8051推动整个业界那样,再次放飞设计师的梦想,实现多年的夙愿! 二、CM3的招牌功夫包括: ?性能强劲。在相同的主频下能做处理更多的任务,全力支持劲爆的程序设计。?功耗低。延长了电池的寿命——这简直就是便携式设备的命门(如无线网络应

Cortex系列ARM核心及体系结构简介.

众所周知,英国的ARM公司是嵌入式微处理器世界当中的佼佼者。ARM一直以来都是自己研发微处理器内核架构,然后将这些架构的知识产权授权给各个芯片厂商,精简的CPU架构,高效的处理能力以及成功的商业模式让ARM公司获得了巨大的成功,使他迅速占据了32位嵌入式微处理器的大部分市场份额,甚至现在,ARM芯片在上网本市场的也大有与INTEL的ATOM处理器一较高低的实力。 目前,随着对嵌入式系统的要求越来越高,作为其核心的嵌入式微处理器的综合性能也受到日益严峻的考验,最典型的例子就是伴随3G网络的推广,对手机的本地处理能力要求很高,现在一个高端的智能手机的处理能力几乎可以和几年前的笔记本电脑相当。为了迎合市场的需求,ARM公司也在加紧研发他们最新的ARM架构,Cortex系列就是这样的产品。在Cortex之前,ARM核都是以ARM 为前缀命名的,从ARM1一直到ARM11,之后就是 Cortex系列了。Cortex在英语中有大脑皮层的意思,而大脑皮层正是人脑最核心的部分,估计ARM公司如此命名正有此含义吧。 一.ARMv7架构特点 下表列出了ARM微处理器核心以及体系结构的发展历史: 表一: ARM微处理器核心以及体系结构的发展历史 我们可以看到,Cortex系列属于ARMv7架构,这是ARM公司最新的指令集架构,而我们比较熟悉的三星的S3C2410芯片是ARMv4架构,ATMEL公司的 AT91SAM9261芯片则是ARMv5架构。

ARMv7架构是在ARMv6架构的基础上诞生的。该架构采用了Thumb-2技术,Thumb-2技术是在ARM的Thumb代码压缩技术的基础上发展起来的,并且保持了对现存ARM解决方案的完整的代码兼容性。Thumb-2技术比纯32位代码少使用 31%的内存,减小了系统开销。 同时能够提供比已有的基于Thumb技术的解决方案高出38%的性能。ARMv7架构还采用了NEON技术,将DSP和媒体处理能力提高了近4倍,并支持改良的浮点运算,满足下一代3D图形、游戏物理应用以及传统嵌入式控制应用的需求。此外,ARMv7还支持改良的运行环境,以迎合不断增加的JIT(Just In Time)和DAC(DynamicAdaptive Compilation)技术的使用。另外,ARMv7架构对于早期的ARM处理器软件也提供很好的兼容性。 ARMv7架构定义了三大分工明确的系列:“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用;“R”系列针对实时系统;“M”系列对微控制器和低成本应用提供优化。下图为v5至v7架构比较: 图一:v5至v7架构比较 由于应用领域不同,基于v7架构的Cortex处理器系列所采用的技术也不相同,基于v7A的称为Cortex-A系列,基于v7R的称为Cortex-R系列,基于v7M的称为Cortex-M系列。下面一一介绍。 二.Cortex-A8 Cortex-A8第一款基于ARMv7构架的应用处理器。Cortex-A8是ARM公司有史以来性能最强劲的一款处理器,主频为600MHz到1GHz。A8可以满足各种移动设备的需求,其功耗低于300毫瓦,而性能却高达2000MIPS。 Cortex-A8也是ARM公司第一款超级标量处理器。在该处理器的设计当中,采用了新的技术以提高代码效率和性能,采用了专门针对多媒体和信号处理的NEON

CPU;MPU;MCU三者以及ARMDSPFPGA三者的区别

CPU ? MPU ? MCU 1 CPU(Central Processing Unit,中央处理器) (1) 1.1 CPU的组成 (2) 1.2 CPU的工作原理 (2) 2 MPU(Microprocessor Unit,微处理器) (4) 2.1 MPU的组成 (5) 2.2 MPU的分类 (5) 2.3 MPU的体系结构:冯.诺伊曼结构和哈佛结构 (5) 2.4 MPU的典型代表:DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器). 6 3 MCU(Microcontroller Unit,微控制器/单片机) (7) 3.1 MCU的概念 (7) 3.2 MCU的概述 (8) 3.3 MCU的分类 (9) 3.4 MCU的架构:CISC架构和RISC架构 (9) 3.5 常见的MCU (10) 3.6 MCU的典型代表:ARM (14) 4 CPLD(Complex Programmable Logic Device,复杂可编程逻辑器件) (15) 5 FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列) (15) 6 DSP,ARM,FPGA的区别 (15) 1 CPU(Central Processing Unit,中央处理器) 中央处理器(CPU)是电子计算机的主要器件之一,其功能主要是解释计算机 指令及处理计算机软件中的数据。

1.1 CPU的组成 CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。 运算器:进行算术运算和逻辑运算(部件:算数逻辑单元、累加器、寄存器组、路径转换器、数据总线)。 控制器:控制程序的执行,包括对指令进行译码、寄存,并按指令要求完成所规定的操作,即指令控制、时序控制和操作控制。复位、使能(部件:计数器、指令暂存器、指令解码器、状态暂存器、时序产生器、微操作信号发生器)。 寄存器:用来存放操作数、中间数据及结果数据。 1.2 CPU的工作原理 CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令,放入指令寄存器,并对指令译码,将指令分解成一系列的微操作,然后发出各种控制命令,执行微操作,从而完成一条指令的执行。可分为四个阶段:提取(Fetch)、解码(Decode)、执行(Execute)和写回(Writeback)。 注:指令是计算机规定执行操作的类型和操作数的基本命令。指令是由一个字节或者多个字节组成,其中包括操作码字段、一个或多个有关操作数地址的字段以及一些表征机器状态的状态字以及特征码。有的指令中也直接包含操作数本身。 第一阶段:提取 从存储器或高速缓冲存储器中检索指令(为数值或一系列数值)。由程序计数器(Program Counter)指定存储器的位置,程序计数器保存供识别目前程序位置的数值。换言之,程序计数器记录了CPU在目前程序里的踪迹。

ARMCortexA8构架介绍.

ARM Cortex A8不是CPU,是个内核,只是构架。一般TI德州仪器,三星会炫耀其CPU 是A8构架,我不清楚楼主说的是哪款。 如果同主频的高通与TI或三星比,高通数据处理最快,系统运行和上网速度优于三星与TI,但图形处理不如三星与TI。 如果不是同主频,1GBhz高通,比TI或三星的600MBhz,那高通的系统运行速度是其两款的两倍以上,由于主频不同,TI或三星,的图形处理优势也全无。 目前市面上的CPU大体分为三大厂商,高通,TI德州仪器,三星。三个厂商都是买ARM 执照在改造ARM构造。 高通与TI,三星不同,高通是把A8做为平台,工艺技术跟A8接近,而TI与三星是改造 A8为自己所用。我把主频定为1GBhz,来对比。 1.高通: 高通的Snapdragon SD8X50是最早与大家见面的1GHz处理器解决方案,基于Cortex-A8架构,它集中于CPU,GPU ,通信芯片,GPS芯片等多种芯片,很多厂商喜欢高通的CPU,原因是1个高通CPU,通信、GPS…全部解决很省地。该图形处理器基本数据为输出为 22Mpolygon/sec,像素填充率为1.33亿。它GPU的图形处理能力是这三个厂里最弱的。但高通的Snapdragon处理器在数据处理能力上要略高于其他Cortex-A8的处理器,所以Snapdragon SD8250在系统运行及数据运算上还是略优于其他处理器。它的Radio最好最适合手机,系统运行快,上网快,不足多媒体比其他两厂要差,多媒体是指图形处理能力也就是玩游戏之类的,采用较大的65MN,耗电大。HTC最爱,代表作HTC Desire G7。2.TI德州仪器: 德州仪器OMAP36xx系列处理器也是基于Cortex-A8架构的解决方案。该图形处理器基本数据为多边形生成率为14Mpolygon/sec,象素填充率为每秒5亿,它是

PLC,DSP,ARM,单片机有什么区别

自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)取代传统继电器控制装置以来,PLC得到了快速发展,在世界各地得到了广泛应用。同时,PLC的功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高,PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的PLC不再局限于逻辑控制,在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。 作为离散控的制的首选产品,PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展,世界范围内的PLC年增长率保持为20%~30%。随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大,近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。但是,在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速。综合相关资料,2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右,在自动化领域占据着十分重要的位置。 PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的,二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制,首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令;并通过数字输入和输出操作,来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求,并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行,以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器,在程序运行过程中,每执行一步该计数器自动加1,程序从起始步(步序号为零)起依次执行到最终步(通常为END指令),然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC,循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程,在解算逻辑方面,表现出快速的优点,在微秒量级,解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理,16位(也有32位的)为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。 相同I/O点数的系统,用PLC比用DCS,其成本要低一些(大约能省40%左右)。PLC没有专用操作站,它用的软件和硬件都是通用的,所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC 的控制器,可以接收几千个I/O点(最多可达8000多个I/O)。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少,采用PLC较为合适。PLC由于采用通用监控软件,在设计企业的管理信息系统方面,要容易一些。 近10年来,随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大,越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制,PLC在我国的应用增长十分迅速。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高,今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头。 通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器,但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器,现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。 数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来,随着计算机和信息技术的飞速发展,数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里,数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。

郭天祥的学ARM和学单片机一样简单视频教程1.08G

郭天祥的学ARM和学单片机一样简单视频教程1.08G 第一章嵌入式开发系统概况(70分钟)(第一讲) 一、开发平台硬件资源 二、开发平台软件资源及文档 三、开发平台硬件安装 四、开发平台软件安装 1、VMARE虚拟机的安装 2、LINUX操作系统的安装 3、交叉环境GCC的安装编译 第二章测试程序讲解 一、整板测试(33分钟)(第二讲) 1、在u-boot下用串口下载测试程序 2、对各个实验进行演示操作,测试相应模块的功能 3、在u-boot下用网口下载测试程序 二、ADS1.2 开发环境使用及启动代码分析(第二讲) 1、ADS1.2 开发环境使用(22分钟) (1)、工程的建立 (2)、工程的编译分析 (3)、硬件的仿真调试 2、启动代码分析(80分钟) (1)、代码启动流程分析 (2)、相关寄存器配置分析 (3)、44binit.s讲解 (4)、option.s讲解 (5)、memcfg.s讲解 (6)、main.c讲解 (7)、相应头文件讲解 三、S3C444B0X I/O口与中断的分析(第三讲) 1、S3C444B0X I/O口(37分钟) (1)、I/O口寄存器配置 (2)、I/O口控制LED代码分析 (3)、UART寄存器配置及代码简要分析 2、中断(46分钟) (1)、中断模式 (2)、中断寄存器配置 (3)、仿真调试按键外部中断的程序流程 四、AD温度采集显示、音频接口、NAND flash 读写(第四讲) 1、AD温度采集显示(30分钟) (1)、AD工作原理 (2)、AD寄存器配置 (3)、LM35温度传感器介绍 (4)、代码分析

(5)、仿真演示实验 2、音频(32分钟) (1)、WAV格式及结构分析 (2)、IIS相关寄存器配置及代码分析 (3)、硬件结构分析 (4)、仿真演示实验 3、 NAND Flash (41分钟) (1)、NAND Flash与NOR Flash区别 (2)、芯片参数分析 (3)、硬件结构分系 (4)、对应芯片手册的读写时序分析代码 (5)、仿真演示实验 五、USB D12从设备(108分钟)(第五讲) 1、USB协议介绍 2、下位机代码简要分析 3、DRIVER STUDIO软件的安装 4、上位机驱动sys、inf文件生成概述 5、上位机应用程序的实现 (1)、工程的建立 (2)、代码编写及分析 (3)、对应应用程序编写下位机程序实现USB通信 第三章 ucos讲解(145分钟)(第六讲) 一、uC/OS-II的简单应用 1、uC/OS-II简介 (1)、MAIN函数的结构 (2)、任务的结构 (3)、重要uC/OS-II API函数介绍 (4)、多任务的机制 2、代码分析 (1)、启动代码分析 (2)、相关函数和结构体的介绍 (3)、任务的创建 (4)、S3C44B0X定时器介绍 3、邮箱的实现 (1)、邮箱的建立 (2)、程序流程分析 (3)、仿真演示实验 4、事件的实现 (1)、事件的建立 (2)、程序流程分析 (3)、仿真演示实验 5、uC/OS-II实现AD对LM35温度采集 (1)、uC/OS-II文件目录介绍

Cortex系列ARM内核介绍

Cortex系列ARM内核介绍 众所周知,英国的ARM公司是嵌入式微处理器世界当中的佼佼者。ARM一直以来都是自己研发微处理器内核架构,然后将这些架构的知识产权授权给各个芯片厂商,精简的CPU架构,高效的处理能力以及成功的商业模式让ARM公司获得了巨大的成功,使他迅速占据了32位嵌入式微处理器的大部分市场份额,甚至现在,ARM芯片在上网本市场的也大有与INTEL的ATOM处理器一较高低的实力。 目前,随着对嵌入式系统的要求越来越高,作为其核心的嵌入式微处理器的综合性能也受到日益严峻的考验,最典型的例子就是伴随3G网络的推广,对手机的本地处理能力要求很高,现在一个高端的智能手机的处理能力几乎可以和几年前的笔记本电脑相当。为了迎合市场的需求,ARM公司也在加紧研发他们最新的ARM架构,Cortex系列就是这样的产品。在Cortex之前,ARM核都是以ARM为前缀命名的,从ARM1一直到ARM11,之后就是Cortex系列了。Cortex在英语中有大脑皮层的意思,而大脑皮层正是人脑最核心的部分,估计ARM公司如此命名正有此含义吧。 一.ARMv7架构特点 下表列出了ARM微处理器核心以及体系结构的发展历史: 表一: ARM微处理器核心以及体系结构的发展历史 我们可以看到,Cortex系列属于ARMv7架构,这是ARM公司最新的指令集架构,而我们比较熟悉的三星的S3C2410芯片是ARMv4架构,ATMEL公司的AT91SAM9261芯片则是ARMv5架构。 ARMv7架构是在ARMv6架构的基础上诞生的。该架构采用了Thumb-2技术,Thumb-2技术是在ARM的Thumb代码压缩技术的基础上发展起来的,并且保持了对现存ARM解

单片机的发展趋势与应用实例

单片机发展趋势 单片微型计算机,简称单片机,就是将微处理器、存储器ROM和RAM、定时/计数器、中断系统、I/O接口、总线和其他多功能器件集成在一块芯片上的微型计算机。由于单片机的重要领域为智能化电子产品,一般需要嵌入仪器设备内,故又称嵌入式微型控制器。由于其具有可靠性较高,便于扩展,体积小,成本低等等特点,单片机已经广泛的应用于民用电子产品,智能仪表,工业测控、军工等等领域。但是,单片机也存在着比如片内存储容量较小等等缺点。那么已经很发达的单片机技术未来将何去何从呢?下面我将根据目前的市场需求与单片机本身的特点,从内部器件的优化,外围器件电路的扩展优化,整体可靠性与集成度的提高三个方面简要描绘一下单片机的发展蓝图。 一、内部器件的优化 1、CPU的改进。CPU是单片机的核心,他的功能的发展与提高,势必会带动单片机的发展。目前单片机内大多数为单CPU结构,只有8根数据总线。未来单片机会采用双CPU结构,增加数据总线,提高数据处理速度与能力;同时,采用流水线结构,提高处理和运算速度,以适应实时控制和处理的需要。 2、增大存储容量。目前的单片机片内容量较小,片内ROM一般小于8KB,RAM一般小于256B。虽然可以扩展但是这样一来会带来较多麻烦,如接口的扩展等等,而且程序很难保密。所以,片内EPROM的E2PROM化,以及程序的保密化成为单片机的发展潮流。 3、提高并行接口的驱动能力,以减少外围驱动芯片从而增加外围I/O的逻辑功能和控制的灵活性。 二、外围器件电路的优化 1、以串行方式为主的外围扩展任将为主导。串行扩展具有方便、灵活、电路系统简单,占有I/O接口资源少等等优点,可以大大降低远距离传送成本等等功效,所以,未来外围设备的扩展将以串行方式为主。 2、外围电路的内装化。由于集成电路工艺的不断改进和提高,越来越多的复杂外围电路集成到单片机中,如D/A转化器、A/D转化器、看门狗电路、?LCD 控制器等。这样使得单片机系统的体积大大减小,功能大大提高。 3、和互联网的连接。对于高度发达的信息时代,世界变小了。所以,异地

dsp、单片机以及嵌入式微处理器区别

DSP 、单片机以及嵌入式微处理器都是嵌入式家族的一员。最大区别是DSP 能够高速、实时地进行数字信号处理运算。数字信号处理运算的特点是乘/加及反复相乘 求和(乘积累加)。为了能快速地进行数字信号处理的运算,(1)DSP设置了硬件乘法/累加器,(2)能在单个指令周期内完成乘/加运算。(3)为满足FFT、卷积等数字信号处理的特殊要求,目前DSP大多在指令系统中设置了“循环寻址”及“位倒序”寻址指令和其他特殊指令,使得寻址、排序的速度大大提高。DSP完成1024复点FFT的运算,所需时间仅为微秒量级。 高速数据的传输能力是DSP高速实时处理的关键之一。新型的DSP设置了单独的DMA总线及其控制器,在不影响或基本不影响DSP处理速度的情况下,作并行的数据传送,传送速率可达每秒百兆字节。DSP内部有流水线,它在指令并行、功能单元并行、多总线、时钟频率提高等方面不断创新和改进。因此,DSP与单片机、嵌入式微处理器相比,在内部功能单元并行、多DSP核并行、速度快、功耗小、完成各种DSP算法方面尤为突出。 单片机也称微控制器或嵌入式控制器,它是为中、低成本控制领域而设计和开发的。单片机的位控能力强,I/O接口种类繁多,片内外设和控制功能丰富、价格低、使用方便,但与DSP相比,处理速度较慢。DSP具有的高速并行结构及指令、多总线,单片机却没有。DSP处理的算法的复杂度和大的数据处理流量更是单片机不可企及的。嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU(微处理器)。是嵌入式系统的核心。为满足嵌入式应用的特殊要求,嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的,但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。与工业控制计算机相比,嵌入式微处理器具有体积小、质量轻、成本低、可靠性高的优点,但是在电路板上必须包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等器件,从而降低了系统的可靠性,技术保密性也较差。在应用设计中,嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在专门设计的一块电路板上,只保留和嵌入式应用有关的母板功能,可大幅度减小系统的体积和功耗。目前,较流行的是基于ARM7、ARM9系列内核的嵌入式微处理器。 嵌入式微处理器与DSP的一个很大区别,就是嵌入式处理器的地址线要比DSP 的数目多,所能扩展的存储器空间要比DSP的存储器空间大的多,所以可配置实时多任务操作系统(RTOS)。RTOS是针对不同处理器优化设计的高效率、可靠性和可信性很高的实时多任务内核,它将CPU时间、中断、I/O、定时器等资源都包装起来,留给用户一个标准的应用程序接口(API),并根据各个任务的优先级,合理地在不同任务之间分配CPU时间。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。常用的RTOS:Linux(为几百KB)和VxWorks(几MB)。 由于嵌入式实时多任务操作系统具有的高度灵活性,可很容易地对它进行定制或作适当开发,来满足实际应用需要。例如,移动计算平台、信息家电(机顶盒、数字电视)、媒体手机、工业控制和商业领域(例如,智能工控设备、ATM机等)、电子商务平台,甚至军事应用,吸引力巨大。所以,目前嵌入式微处理器的应用是继单片机、DSP之后的又一大应用热门。但是,由于嵌入式微处理器通常不能高效地完成许多基本的数字处理运算,例如,乘法累加、矢量旋转、三角函数等。它的 体系结构对特殊类型的数据结构只能提供通用的寻址操作,而DSP则有专门的简捷寻址机构和辅助硬件来快速完成。所以嵌入式微处理器不适合高速、实时的数字信号处理运算。而更适合“嵌入”到系统中,完成高速的“通用”计算与复杂

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