嵌入式微处理器(DSP与ARM)
深入理解DSP、ARM、FPGA的区别与联系
深入了解DSP与ARM的区别与联系这些天正准备找工作的事，对于一些理论上的，或者说表面上的知识需要梳理下，所以有空整理了这篇简陋的比较，权当从另一个侧面理解下这两款主流处理器的特点了吧！DSP：DSP（digital singnal processor）是一种独特的微处理器，有自己的完整指令系统，是以数字信号来处理大量信息的器件。
一个数字信号处理器在一块不大的芯片内包括有控制单元、运算单元、各种寄存器以及一定数量的存储单元等等，在其外围还可以连接若干存储器，并可以与一定数量的外部设备互相通信，有软、硬件的全面功能，本身就是一个微型计算机。
DSP采用的是哈佛设计，即数据总线和地址总线分开，使程序和数据分别存储在两个分开的空间，允许取指令和执行指令完全重叠。
也就是说在执行上一条指令的同时就可取出下一条指令，并进行译码，这大大的提高了微处理器的速度。
另外还允许在程序空间和数据空间之间进行传输，因为增加了器件的灵活性。
其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。
它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，源源超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。
它的强大数据处理能力和高运行速度，是最值得称道的两大特色。
DSP芯片，由于它运算能力很强，速度很快，体积很小，而且采用软件编程具有高度的灵活性，因此为从事各种复杂的应用提供了一条有效途径。
其主要应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。
根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特点：（1）在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；（2）程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据；（3）片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问；（4）具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持；（5）快速的中断处理和硬件I/O支持；（6）具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器；（7）可以并行执行多个操作；（8）支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
基于IA架构的嵌入式微处理器
DDR2 400/533
PCI-E
Max Display Resolution: LVDS: 1366x768 (24bit color)
USB 2.0 Controller
IDE ATA 100
SDVO: 1280x1024/
LPC HD Audio SDIO
HDTV 720P/1080i
8 USB 2.0 Host Ports
Legacy IO
PCI Express
Tolapai结构
Classic IA Partitioning 2004
CPU
MCH
Memory
ICH
I/O
I/O
Device Device
Communications Processor 2007
Integrated SoC with IA CPU Optimized power / performance
Graphics Video Decode
Acceleration PCI-E
PCI USB 2.0 USB Client
SDIO Display Ports Avg . Power1,2 Thermal Design
Power1,3 3DMark 03 3Dmark 05
Little River +ICH7U 22x22x2.4 + 15x15X1.4
Includes 1 USB 2.0 Client Port
BIOS SIO
Codec
USB 2.0 and PCI-E Ports For expansion
HD Audio
1 Power under BAPCO* Mobile Mark 2005 Office Productivity Work Load 2 Dependent on the SKU 3 USB OTG Not Supported
什么是DSP？DSP、单片机MCU、嵌入式微处理器的区别
什么是DSP？DSP、单⽚机MCU、嵌⼊式微处理器的区别DSP有两个意思，既可以指数字信号处理这门理论，此时它是Digital Signal Processing的缩写；也可以是Digital Signal Processor的缩写，表⽰数字信号处理器，有时也缩写为DSPs，以⽰与理论的区别。
本书中DSP仅⽤来代表数字信号处理器。
DSP属于嵌⼊式处理器。
在介绍DSP之前，先扼要地介绍⼀下嵌⼊式处理器。
简单的说，嵌⼊式处理器就是嵌⼊到应⽤对象系统中的专⽤处理器，相对于通⽤CPU（如x86系列）⽽⾔，⼀般对价格尺⼨、功耗等⽅⾯限制⽐较多嵌⼊式处理器⼤体可分为以下⼏类：1 嵌⼊式微处理器嵌⼊式微处理器可谓是通⽤计算机中CPU的微缩版。
相对于通⽤CPU，嵌⼊式微处理器具有体积⼩、功耗少、成本低的优点，当然在速度上也慢⼀些嵌⼊式微处理器在软件配置上常常可以运⾏嵌⼊式操作系统，应⽤于⽐较⾼档的领域。
典型的如32位的ARM、64位的MIPS。
2 嵌⼊式微控制器嵌⼊式微控制器的最⼤特点是单⽚化，常称为单⽚机。
顾名思义，单⽚机就是将众多的外围设备（简称外设，如A/D，IO等）集成到⼀块芯⽚中，从⽽⼤幅度降低了成本。
单⽚机⾮常适合控制领域，典型的如⼤名⿍⿍的51系列。
3 专⽤微处理器相对于上述⽐较通⽤的类型，专⽤微处理器是专门针对某⼀特定领域的微处理器。
如昂贵的视频游戏机微处理器等。
DSP本质上也属于专⽤微处理器DSP对系统结构和指令进⾏了优化设计，使其更适合于执⾏数字信号处理算法（如FFT，FIR等）。
DSP运⾏速度⾮常快，在数字信号处理的⽅⽅⾯⾯⼤显⾝⼿。
由于越来越⼴泛的领域需要⾼速数字信号处理，DSP也有越来越通⽤化的倾向，常常可以把DSP单独列成⼀类。
TI的DSP包括哪些系列？⾃1982年推出第⼀款DSP后，德州仪器公司（Texas Instrument简称TI）不断推陈出新、完善开发环境，以其雄厚的实⼒在业界得到50%左右的市场份额。
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。
嵌入式考试简答填空
嵌入式一、填空题1、根据嵌入式系统使用的微处理器，可以将嵌入式系统分为 (嵌入式微处理器)，嵌入式 DSP，(嵌入式微控制器)以及片上系统。
2、从嵌入式操作系统特点可以将嵌入式操作系统分为实时操作系统和(分时操作系统)，其中实时系统亦可分为(硬实时系统)和软实时系统。
3、内核负责管理各个任务，或者为每个任务分配 CPU 时间，并且负责任务之间的(通信)，内核的基本服务是(任务切换)。
4、 ARM7TDMI 采用(三)级流水线结构，ARM920TDMI 采用(五)级流水线。
5、按操作系统的分类可知，Dos 操作系统属于顺序执行操作系统，Unix 操作系统属于(分时)操作系统，VxWorks 属于(实时)操作系统。
6、ARM7TDMI 中， T 表示支持 16 位 Thumb 指令集， D 表示 (支持片上调试) ， M 表示内嵌乘法器 Multiplier，I 表示(嵌入式 ICE)，支持在线断点和调试。
7、嵌入式系统体系结构一般具有 (冯.诺伊曼结构) 和 (哈佛结构) 两种基本形式。
8、嵌入式存储系统一般由(高速缓存)、(内存)和(外存)组成。
9、嵌入式存储系统具有(大端格式)和(小端格式)两种数据存放格式。
10、从编程的角度看，ARM 微处理器的一般有(ARM)和(HUMB)两种工作状态。
11、ARM 系列微处理器支持的边界对齐格式有： (字节对齐) 、 (半字对齐) 和(字对齐)。
12、 ARM 微处理器有 (七) 种工作模式，它们分为两类 (非特权模式) 、 (特权模式)。
其中用户模式属于(非特权模式)。
二、简答题1. 简要叙述嵌入式系统的定义。
答：嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础，软、硬件可裁剪，适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特殊要求的专用计算机系统。
2. 什么是嵌入式实时操作系统？简单叙述其特点。
答：当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的嵌入式操作系统。
51、arm、dsp区别
应该从价格，编写程序的难易度，执行效率，外围电路这几个方面去回答。
广义的嵌入式无非几种：传统的什么51、AVR、PIC称做嵌入式微控制器；ARM是嵌入式微处理器；DSP；FPGA。
客观的讲，工作需求量上DSP的需求比ARM要多，而ARM和FPGA差不多。
DSP因为数字处理与通信领域的空前发展而火暴，MP3 射象头，应用面很广。
FPGA的兄弟一般做ANSIC（特殊芯片设计，好象是这么翻译的）。
而ARM单纯说来并不比一个单片机强多少，但是它的独特就在于不断下降的价格和提升的性能。
C51 是传统的方法，其技术已经是比价成熟的；DSP：主要是面对数字信号方面的处理，其针对性有速度快，精度高等优点；ARM：主要是目前的热点，其核心主要是应用Thumb指令，进行一定的程序设计，是SOC的一个分支；FPGA，CPLD：主要是可编程器件，其主要是应用一些编程语言，如VHDL，Verilog language进行程序编程，下载实现功能；ASIC：其主要是专用集成电路设计，主要是根据客户的需求，进行一定的设计，应用vhdl ,verilog language。
51应用广,价格便宜,运算能力,内部资源在做稍大控制时表现不足.不过它的布尔处理器是独有的.ARM是介于微处理器与微控制器之间的.运算能力接近DSP,控制模块同与普通单片机相同.而DSP强调的较大的数据处理能力,如在运行控制,图像处理方面,优势较大.我想这个问题的出发点应该是：作为Processor，这几种器件有什么有优缺点。
其实C51，ARM，DSP都不是单独作为芯片来提供给用户的，都要加一些外围电路来支持。
例如：memory controller,interrupt controller,timer,UART,SPI,I2C 等等。
所以要比较最好从processor的角度来比较他们。
(1). C51是8位的；ARM是32位的；DSP有16位的，也有更高的。
嵌入式操作系统原理及应用(笔记)
嵌入式操作系统原理及应用嵌入式操作系统定义：根据IEEE：嵌入式操作系统是“用来控制或监控机器装置或工厂等大规模系统的设备，是一个软硬件的综合体。
我国：以应用为中心，以计算机技术为基础较硬件可裁剪，适应应用系统功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专门计算机系统。
特点：精简内存空间待机时间长可以外界设备连接动态加载应用程序网络通信分类：复合型嵌入式操作系统通用型嵌入式操作系统专业型实时操作系统开发应用程序接口为单一功能设计（早期）嵌入式系统的架构：应用程序（图形化用户界面、支援程序库）系统服务驱动程序系统核心HAL硬件电路嵌入式处理器：1、嵌入式微处理器EMPU例如：ARM系类2、嵌入式微控制器MUC 例如：单片机3、嵌入式DSP处理器EDSP4、嵌入式片上系统嵌入式操作系统概述：实时操作系统(硬、软)和分时操作系统典型嵌入式操作系统WINDOWS CESYMBIANEmbedded Linux Android系统嵌入式系统开发方法步骤：源代码编写：编写源C/C++及汇编程序程序编译：通过专用编译器编译程序软件仿真调试：在SDK中仿真软件运行情况程序下载：通过JTAG、USB 、UART 方式下载到目标板上软硬件测试、调试：通过JTAG等方式联合调试程序下载固化：程序无误，下载到产品上生产调试方法：发光二极管法电路内部仿真逻辑分析器CPU仿真器协同认证工具第二章嵌入式软件设计结构与方法嵌入式软件系统结构组成：初始化引导代码、板级支持包、操作系统、通信协议栈、图形用户界面和应用软件；四层：板级支持包BSP、操作系统层、用户应用软件底层和用户应用软件高层(GUI、协议、设备驱动、文件系统)BSP:介于软件与硬件之间，主要为屏蔽底层硬件的多样性，根据操作系统要求对硬件直接操作，向操作系统提供底层硬件信息并最终启动操作系统。
嵌入式操作系统:一般包括嵌入式内核、嵌入式TCP/IP网络系统、嵌入式文件系统、嵌入式GUI系统和电源管理系统；应用软件：应用软件的开发基于操作系统、网络通信协议栈、图形用户接口、文件系统等一系列的底层API，由多个相对独立的应用任务组成，每个应用任务完成特定的工作，如:I/O 任务、计算任务和通信任务等，由操作系统调度任务的运行。
嵌入式处理器的分类
行DSP算法，因而能够对离散时间信号进行极快的处理计算，提高了编 译效率和执行速度。
11
3. 嵌入式DSP（Distal Signal Processor）
• 在数字滤波、FFT、频谱分析等方面，嵌入式 DSP获得了大规模的应用。
• SOC最大的特点就是成功实现了软、硬件无缝结合，直接在处理器片内嵌入式操作系统 的代码模块，满足了单片系统要求的高密度、高速度、高性能、小体积、低电压和低 功耗等指标。
14
４.嵌入式片上系统（System on Chip）
• 目前比较典型的几款SoC产品包括Simens的TriCore、Philips的Smart XA、Motorola 的M-Core、某此ARM系列器件、Echelon和Motorola联合研制的Neuron芯片等。
• Introduced in1874 • 8-bit architecture • Still used in some
micorcontroller applications!
6
1.嵌入式微控制器（MicroController）
• 与嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单 片化，体积大大减少，从而使功耗和成本降低，可 靠性提高。
嵌入式处理器的分类
2
学习内容
1. 嵌入式微控制器（MCU） 2. 嵌入式微处理器（MPU） 3. 嵌入式DSP处理器（DSP） 4. 嵌入式片上系统（SOC）
3
嵌入式处理器的分类
嵌入式处理器
嵌入理器 （DSP）
嵌入式片上系统 （SoC）
4
1.嵌入式微控制器（MicroController）