国内的微处理器介绍
详细介绍微处理器的组成结构、功能模块及工作原理。
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Cortex-M3_技术介绍
• ARM微处理器及其发展
ARM微处理器的几个系列：
ARM7系列、ARM9系列、 ARM9E系列、 ARM10E系列、 SecurCore系列、Intel的XScale系列、 Cortex系列。
ARM体系结构的发展：
（1）V1~V3版本； （2）V4T版本； （3）V5版本； （4）V6版本； （5）V7版本。
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选择ARM处理器，ARM7还是 Cortex-M3
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决策：
那么，你应该如何做出何种选择呢？ 如果成本是最主要考虑因素，您应该选择Cortex-M3； 如果在低成本的情况下寻求更好的性能和改进功耗，您应 该考虑选用Cortex-M3；特别是如果你的应用是汽车和无 线领域，可以采用Cortex-M3，这也正是Coretex-M3的主 要定位市场。 由于Cortex-M3内核中的多种集成元素以及采Thumb-2 指令集，其开发和调试比ARM7TDMI要简单快捷。 TI的Stellaris系列微控制器如今包含了160多种可以向全 球供货的MCU，包括售价低至1美元的MCU。这个价格一 般只有8bit MCU才能达到。
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Cortex-M3内核简介一：哈佛架构
Cortex-M3 中央内核基于哈佛架构，指令 和数据各使用一条总线（右图中所示）。与 Cortex-M3不同，ARM7 系列处理器使用冯· 诺 依曼（Von Neumann）架构，指令和数据共用 信号总线以及存储器。由于指令和数据可以从 存储器中同时读取，所以 Cortex-M3 处理器 对多个操作并行执行，加快了应用程序的执行 速度。
微型计算机系统
微型计算机系统数字电子计算机经历了电子管、晶体管、集成电路为主要部件的时代。
随着大规模集成电路的应用，计算机的功能越来越强大、体积却越来越微小，微型计算机（简称为微型机或微机）应运而生，并获得广泛应用。
本章以Intel 80x86微处理器和微机为实例，介绍微处理器的发展和微型计算机的组成结构。
1.1 微处理器发展在巨型机、大型机、小型机和微机等各类计算机中，微机（Microc- omputer）是性能、价格、体积较小的一类，常应用在科学计算、信息管理、自动控制、人工智能等领域。
工作学习中使用的个人微机，生产生活中运用的各种智能化电子设备都是典型的微机系统。
微机的运算和控制核心，即所谓的中央处理单元（Central Processing Unit，CPU），被称为微处理器（Microprocessor）。
它是一块大规模集成电路芯片，代表着整个微机系统的性能。
所以，通常就将采用微处理器为核心构造的计算机称为微机。
1.1.1微处理器历史微处理器的性能经常用字长、时钟频率、集成度等基本的技术参数来反映。
字长（Word）表明微处理器每个时间单位可以处理的二进制数据位数，例如一次进行运算、传输的位数。
时钟频率表明微处理器的处理速度，反映了微处理器的基本时间单位。
集成度表明微处理器的生产工艺水平，通常用芯片上集成的晶体管数量来表达。
1．通用微处理器1971年，美国Intel（英特尔）公司为日本制造商设计了一个微处理器芯片。
该芯片成为世界上第一个微处理器4004。
它字长4位，集成了约2300个晶体管，时钟频率为108kHz（赫兹）。
以它为核心组成的MCS-4计算机也就是世界上第一台微型计算机。
4004随后被改进为4040。
1972年Intel公司研制出字长8位的微处理器芯片8008，其时钟频率为500kHz，集成度约3500个晶体管。
随后的几年当中，微处理器开始走向成熟，出现了以Motorola 公司M6800、Zilog公司Z80和Intel公司8080/8085为代表的中、高档8位微处理器。
ARM Cortex A8、A9以及高通Scorpion处理器详解
Cortex-A8 800MHz， 256K L2 Cache
512M DDR2，32bit
视频子系统：硬解
多格式，H.264，VC-1,MPEG4，RV最高720p（大部分开发商都没做RV的硬解支持），实测可播放部分1080p视频
在Tegra 2的A9平台上表现稍好，仍不能满帧。估计是播放软件无法完全利用2个核心，如果两个核心充分利用，解决480p RMVB应该没有问题。
总体而言，1GHz A8处理器软解RMVB基本是RK27 MP4的水平。如果你的眼睛比较挑剔，就要注意了。一些A8软解720p RMVB流畅的说法，基本都是不实际的。
Scorpion具有部分A9的特性，如乱序执行，管线化的VFP，支持多核。此外，Scorpion的Neon SIMD引擎（高通称之为VeNum）宽度为128bit，是A8和A9的两倍，能提供更强劲的浮点运算支持，并且在不需要的时候可以关闭一半变成64bit以节省能源。总体上，Scorpion是具有部分A9特性的A8，高频率节能浮点加强版。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
× Cortex-A5是Cortex-A家族中的小弟，功耗较低，单位功耗的效能很高，用于代替ARM9和ARM11占据低端市场。
Cortex-A15是最新发布的，作为高端产品出现，目前资料不多。
× Scropion是高通根据Cortex-A8修改的。关键的特点是同频下比A8节能30%，或者同功耗的频率高25%。
Scorpion具有部分A9的特性，如乱序执行，管线化的VFP，支持多核。此外，Scorpion的Neon SIMD引擎（高通称之为VeNum）宽度为128bit，是A8和A9的两倍，能提供更强劲的浮点运算支持，并且在不需要的时候可以关闭一半变成64bit以节省能源。总体上，Scorpion是具有部分A9特性的A8，高频率节能浮点加强版。
十大热门微处理器
新鲜出炉十大热门微处理器作为一个曾在在电子行业摸爬滚打、满是尘土满是汗的“老鸟”来说，被玩的飞转的MCU那是很久以前的事了。
微处理器说白了就是处理事情的机器，就像人的大脑一样属于一切行为命令的发布中心。
纵观电子行业，微处理器发展尤为迅猛，再加上电子产品的不断更新如：笔记本、平板、智能手机等等。
或许是电子行业的飞速发展让我突然有想坐下来歇歇脚的愿望，一直是行业推着我们向前，不如说是我们推动了电子行业的进步。
下面根据“老鸟”我的收藏及一些经历为大家带来电子行业中新鲜出锅的十款微处理器。
NO.1：AT89C51火热度：✩✩✩✩✩月搜索量：1448次当仁不让NO.1是个人认为专业生产微处理器厂商之一的Atmel。
这是一种低功耗，高性能8位4K字节闪存微控制器。
是采用高密度非易失性内存技术并与业界标准MCS-51TM 指令集和引脚兼容。
这款是Atmel一款比较经典的MCU，或许是由于年纪较大，慢慢被一些功能更强大的兄弟姐妹们所超越了，但这仍是一款最热的MCU！主要特点和优势：1、兼容MCS-51TM产品2、1,000写/擦除周期3、全静态操作（可替代型号）NO.2月搜索量：1090次大家族的一员，MSP430家族是一种特低功耗的混合信号微控制器，这些微控制器被设计成可用电池工作且可应用很长时间的器件。
对小德我个人还是非常崇拜的，感觉它的技术总是走在行业的前段。
主要特点和优势：1、低电源电压范围：1.8~3.6V2、特低功耗、低工作电流3、由等待方式到唤醒时间只要6µs （可替代型号）NO.3：STM32F103RBT6火热度：✩✩✩✩✩月搜索量：1160次这款微处理器不知道大伙玩过没，我们当时玩的那是风生水起啊，话说又是经典的一款，由公认的半导体行业最具创新力之一的公司生产，大家知道是哪个公司吧~~这款MCU采用高性能的ARM的RISC内核，在72 MHz的频率下工作，内置高速存储器，很棒!主要特点和优势：1、ARM的32位Cortex™-M3处理器内核2、多达9通信接口3、低功耗，多达80个快速I/ O端口（可替代型号）火热度：✩✩✩✩月搜索量：1121次MCU是AT89C51的升级版，同样拥有低功耗，高性能CMOS8位单片机的ISP闪存4KB。
国内cpu架构和指令集发展状况
国内CPU架构和指令集发展状况一.指令集和微架构的关系指令集是一款CPU处理指令及数据的规范，我们只能通过输入指定格式的指令才能操作计算机。
而这个是面向程序员和用户层面的。
而微架构是面向CPU设计人员的，通过设计处理器的指令执行单元，当完成整个设计时，组成的一整套执行规定指令的微处理器的架构就叫“微架构”。
指令集可以指导CPU设计人员来设计CPU，CPU设计人员通过阅读“指令集规范”这本“指南”来设计CPU。
而CPU设计人员通过阅读这本规范后设计出来的CPU结构就叫“微架构”。
更正式的表述就是“微架构”就是“指令集”的具体“实现”AMD和英特尔同样都是采用x86指令集的处理器，但是他们处理器具体微架构是不同的，这就是典型的“实现”问题。
而近期发布的Arm Cortex-A77处理器微架构，其采用的是Arm v8.2指令集，其前代微架构Cortex-A76也是采用的Arm v8.2指令集。
所以从软件开发层面上讲，其汇编语言也是相同的，所以两者就可以使用相同的操作系统，基本相同的软件，而基本不需要重新开发编译。
在具体设计处理器微架构时，不同的处理器在缓存、分支预测等结构会有不同，所以虽然可以执行相同的指令，但为了让软件在该处理器上运行更快，所以会针对缓存命中等进行优化。
这种优化可以通过调整微处理器架构来进行，也可以通过编译器进行。
有了指令集，才可以根据指令集来设计CPU，对于CPU设计所有厂商都可以进行，并没有什么限制。
所以只要有了指统集的授权，就可以设计和生产CPU，就像华为海思，就是获得Arm指令集的授权后进行的CPU 设计和生产。
二.目前国内主要的CPU厂商的指令集情况目前，国内被卡脖子的主要是指令集，先说说传统的X86指令集情况。
X86指令集拥有授权能力的企业只有intel、AMD和Cyrix（被威盛VIA 收购）三家公司，国内海光之前通过AMD获得了X86的一次永久性授权，后续可以自行迭代。
2020年国产CPU专题研究：CPU概念、指令集架构的代表、国内CPU产品简介 、海光与中科曙光分析
投资要点
行业增长：国家积极推劢国产 CPU在政府和重点行业迕行应用 ，国产CPU迕口替代空间迕一 步放大。近年来我国集成电路自给率丌断提升 ，丏国产芯片生态逐步形成 ，国产CPU和操作 系统构建了初步的生态系统，有望成为中国的IT产业主流。
行业収展：国产 CPU面临着相对较好的収展环境 ，5G、物联网等新技术也将带来新的计算 需求。芯片的7nm工艺制秳已经接近商业化生产的极陉 ，芯片制造成本急剧上升，摩尔定律 失效后，给国产替代创造良好的机遇，国产CPU有望实现“换道超车”。
CPU的概念及其工作原理
中央处理器（CPU），是电子计算机的运算核心和控制核心。
功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
中央处理器主要包括运算器和高速缓冲存储器，及相关数据、总线。
物理结构包括运算逡辑部件、寄存器部件和控制部件等。
运算器
数据
输入设备
秳序
中
控 制 信 号
反 馈 信 号
对经常使用的指令设计得简单高效
操作有陉制，控制简单化
编秳相对简单，科孥计算及复杂操作的秳序设计相 对容易，效率较高 包含较少的电路单元，面积小、功耗低
微处理器结构简单，布局紧凑，设计周期短 结构简单，指令规整，性能容易把握，易孥易用
应用范围
适合亍与用机
适合亍通用机
3分钟了解国产CPU最新现状!
3分钟了解国产CPU最新现状！目前，主要的CPU架构有四种：ARM、X86、MIPS、Power。
其中ARM/MIPS/Power均是基于精简指令集机器处理器的架构；X86则是基于复杂指令集的架构，Atom是x86或者是x86指令集的精简版。
精简指令集，是计算机中央处理器的一种设计模式，也被称为RISC(Reduced Instruction Set Computing的缩写)。
特点是所有指令的格式都是一致的，所有指令的指令周期也是相同的，并且采用流水线技术。
复杂指令集，英文名是CISC（Complex Instruction Set Computer的缩写）。
它是英特尔生产的x86系列（也就是IA-32架构）CPU及其兼容CPU，如AMD、VIA的。
即使是现在新起的X86-64（也被称为AMD64）都是属于CISC的范畴。
ARM、X86、MIPS和Power简介ARM ARM架构过去称作进阶精简指令集机器（Advanced RISC Machine，更早称作：Acorn RISC Machine），是一个32位精简指令集（RISC）处理器架构，其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。
由于节能的特点，ARM处理器非常适用于移动通讯领域，符合其主要设计目标为低耗电的特性。
x86 xx86或80x86是Intel首先开发制造的一种微处理器体系结构的泛称。
x86架构是重要地可变指令长度的CISC（复杂指令集电脑，Complex Instruction Set Computer）。
MIPS MIPS，是一种采取精简指令集（RISC）的处理器架构，1981年出现，由MIPS科技公司开发并授权，广泛被使用在许多电子产品、网络设备、个人娱乐装置与商业装置上。
最早的MIPS架构是32位，最新的版本已经变成64位。
不过MIPS目前已经不是市场主流。
Power POWER是1991年，Apple、IBM、Motorola组成的AIM联盟所发展出的微处理器架构。
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关键字：register：寄存器interface：接口analog：模拟semiconductor：微处理器combination：混合体capacitor ：电容器diode：二极管comparator：比较器loop：循环polarity：极性potential：电位pickup：传感器circuitry：电路图resistance：电阻leakage：泄露电阻filt：过滤器current：电流buffering：缓冲器impedance：阻抗offset：补偿diode：二极管国内的微处理器：ADC08031/ADC08032/ADC08034/ADC080388位高速单任务处理的I/O A/D转换器有多种传输方式，提高电压，和跟踪/控制功能综述：ADC08031/ADC08032/ADC08034/ADC08038是8位连续的近似A/D转换器，有一系列I/O和配置输入多大8种方式，一系列的I/O被装置以达成NSCMICROWIRE TM的标准。
简单连接COPS TM流派控制的一系列数据转换标准，也能简单连接标准转移寄存器或微处理器。
ADC08034和ADC08038提供一个2.6V中断源参考材料，为装置提供保障的电压参考温。
以ADC08031/ADC08034和ADC08038为特点，一个跟踪/控制功能允许在现实A/D转换中在正极输入多种模拟电压。
模拟输入被装置成操作各种但极点的有区别的，或假定一有区别的代码的混合体。
总之，输入模拟跨度最小1V才能被容纳。
用途：1，使自动传感器数字化。
2，程序控制监督程序。
3，在噪音环境中有遥感功能。
4，检测仪器。
5，测试系统。
6，嵌入式特征。
特征：1，单任务处理器的数据连接要求少量的I/O插口。
2，模拟输入跟踪控制功能。
3，2- ，4-或8位输入多种逻辑地址的传输方式。
4，0V~5V模拟输入范围提供单极5V电压。
5，没有零或满的尺度判断要求。
6，TTL/CMOS输入/输出兼容。
7，在集成电路片上2.6V中断源参考材料。
8，0.3标准宽度.14或20个插口插入插件。
9，20个插口的微型插件码的规范：1，分辨率：8位.2，转换时间：3，电压消耗：4，单极提供：总的无法判断的错误：在温度方面没有丢失数据。
指令信息：连接引脚：操作等级：电子特征：说明：1，独立的最高等级说明，在有可能对装置造成损害之外限制。
2，操作等级表明哪种专职是具有作用的情况，这种等级不能保证规范的工作性能的限制。
对于保障性的规范和测试情况，参考电压特征，保证规范只为测试情况提供氢弹，当装置在一系列测试情况下没有操作，一些工作性能特征可能会衰弱。
3，所有电压都要以为标准测试，除非有其它的规范。
4，当输入电压VIN在任一引脚超过电压供应或在该引脚上电流应该被限制为5mA，20mA最大引脚输入电流等级限制引脚的装置，它能安全超过电压所提供给4个引脚的5mA输入电流。
5，最大的电压消耗在提高温度时一定会降低，且被或在独立的最高等级中给出的无论多低的数目，对于这些装置，=125 C。
典型的由热造成的这些部件的电阻配电板如下：在120条件下BIN和CIN的，在80条件下带有CIN的ADC08038,在140的ADC08032，140的ADC08034，91条件下带有CIWM的ADC08038。
6，人体模型，100PF的电容器通过1.5K欧的电阻放电。
78，典型的是且表示最有可能的参量的标准。
9，确保内的AQQL（平均支出的质量水平）。
10，全部未矫正的错误包括分支线，满标尺，直线性，多路传输器。
11，不能测试ADC080382。
12，当计数代码是00000000。
两个集成电路片上的二极管被系在每一个模拟输出上，它将向前传导模拟输出电压。
一个二极管落在地线之下或落下比提供的Vcc更多，在低于Vcc水平的测试过程中，高水平模拟输入（如5V）可以使一个输入二极管传导，尤其是在高温，它将引起满标尺附近模拟输入错误，说明允许每个二极管50mV前偏压，这说明足够长的模拟Vin不会超过50mV的供应电压，输出代码将是正确的。
在一个没有支路的电路上，超过这个范围将会破坏有支路的电路的理解。
独立的0到5输入电压范围的实现将会以温度变动，最初的容纳和承载要求一个4.95极小的供应电压。
13，在单级电路之后被测的电路泄露电阻电流可以选择切时钟装置被关闭连对于电路中泄露电阻电流下面两种情况的说明：1:当支路电路为高（5）和保留锝个断开的电路为低（0），所有的电流流向通过断开电路再次测量，对于确定的电路中泄露电阻电流来说两种情况是一样的，除了所有所有电流流向通过支路电路被测。
14，40~60功率周期范围在所有的时钟装置频率中确保正确操作，在此情况下有效的时钟有一个功率周期在这些限制最小周期之外，时钟装置是高或低必须最少450ns，最大周期时钟装置高或低是100ns。
15，由于数据首先MSB是比较器输出应用在系列的近似循环中，一个附加装置是建立在允许比较器响应周期。
16对于ADC080382本质上是Vcc，因而，参考电流包含在供应电流中。
典型外部特征：泄露电流测试电路：TRI状态测试电路及其波形：时钟图形：ADC08031时钟：ADC08032时钟：ADC08034时钟:ADC08038功能块图表功能描述：1.0多路传输寻址这些转换器的设计利用一个比较器结构，建立样品控制块，它通过一系列近似程序提供一个不同的模拟输入进行传递。
实际电压转换器在指定“+”输入极和“—”输入极之间是不同的。
使转换器排列成行的扎会作出零输入代码的反映。
一个独特的输入多路传输系统已被用语提供多种模拟电路。
软件配置单极化，不同的或不同操作。
（它将转换在任何模拟输入电压和普通终端设备的不同），模拟信号状态在变换器基极中数据获取系统要求着重地简化这种类型的输入灵活性，现在一个转换器部件能够操纵周围的参考输入，正确的不同的输入和一些任意参考电压信号。
一个特殊的输入计算机配置在MUX编址序列发生器中被指定，优先于转换器的开始。
MUX编址选择模拟输入是不可能的，输入是单极的或不同的。
不同的输入限制于临近的系统组合。
例如：0通道和1通道可能被选为不同的组合，但0通道或1通道不能于其它任何通道不同使用。
另外，选择的不同的模式极性或许也会被选择，正极输入选择通道，负极输入或选择1通道。
对于多种多样的生产方式，下面表格所示的MUX编址代码是最能说明编程的。
MUX编址通过DL线移向转换器，因为ADC08031仅包含一个不同的输入通道附带一个复合极性作业，它不要求编址。
在ADC08038上普通输入线（COM）可以作为一个伪不同输入来使用，在该模式中，这个引脚上的电压相对于其它任何输入方式被看着“—”输入。
此电压不一定要模拟接地，相对于所有的输入它可能是普通的参考电压，此特征在单极供应应用中是最有用的，输出信号都参照此电位。
功能描述：ADC08032地址：由于输入配置是在软件控制之下的，在每一个转换之前它能根据需求改进。
对每一个转换器而言，一个通道可以被看着一个单极性的接地的参考输入，然后，对每一个转换器而言，它作为一个不同的通道的零件重新配置，特征1说明输入实现的灵活性。
相对于每一个通道模拟电压范围：低于地线50mV~高于电源电压mV。
2，数字接口：这些转换器最重要的特征是他们的系列数据与控制程序器相关联，使用一系列传递数据安排的格式提供两个非常重要的系统改进，它允许很多功能包含在一个小芯片上。
并且通过在模拟传感器右边放置转换器排除低水平模拟信号的传递。
高速传递噪音免疫数字数据返回到主程序。
要理解这些转换器的操作，最好参照时间表和功能表，并遵循一个完成的转换序列。
每一个装置都清晰显示了一个操作时间表。
1，将引脚置于低电位转换就被触发，对于整个转换该引脚都必须在低电位。
转换器现在等待一个初始位和它的多路指派单元。
2，DL引脚中每一个上升沿时钟的数据身份都记录在多路选址转换记录，初始位是第一个逻辑操作码。
在该引脚上是可能的（所有出事零都被忽视），初始位之后，转换器操作随后的工作2到4位到多路指派单元。
3，当初始位移动到多路记录的初始位，输入通道被指派且转换马上开始。
半个周期间隔自动被插入到允许选择的多路通道执行，这时，SARS电位变高表明一个转换正在进行，且DL电位无效。
（它不再接收数据）。
4，外部数据线产生于TRI状态并且为这个复杂的设置时间的时钟置零。
5，在转换期间，SARS比较电路的输出表示要么模拟输入信号高于或低于一系列连续的电压，它们由内部的比率电容组和电阻梯度产生，在每次比较之后，比较电路的输出在CLK的下降沿时会被置于0线上。
这个数据是移出转换的结果并能由立即处理程序准备好。
6，八个时钟周期之后转换结束，然后SARS线回到低电位表示下半个时钟周期到来。
7，连续近似寄存器的存储数据被送进一个内部移位寄存器，如果程序编辑员喜好，数据可以首先放入LSB中被格式化。
在ADC08038中线被推出，如果它被置于高电位，LSB的价值在操作总线保持定位，当位置于低电位时数据会首先被锁定在LSB外。
在没有控制线的设备中，LSB的数据全自动移出操作线，然后控制线会降低并且保持下去直到回到高位。
ADC08031是个例外，因为它的数据只以MSB优先格式输出。
8，当是高位或者需要得到满足时所有内部寄存器会被清零。
在计时图表下可视数据输出计时。
如果另一个转换器被请求，必须作出一个伴随地址信息的从高到低的转换。
DL和操作线能够通过一个单写入的双向I/O处理位被捆绑和控制，这可能是因为DL输入只在MUX间隔性寻址是被察觉，或者控制线依然是一个高阻抗状态。
8个独立位8个不同伪地址4种不同复合码3.0，参考因素：在这些转换器中电压应用参考输入，在256位可能的输出代码应用中规定模拟输入的电压范围（在和间不同）。
在比特率应用或系统需要绝对精确时装置都能使用，所涉及的引脚必须被连接在一个使得输入电阻1.3的电压源上。
在比特系统中，模拟输入电压与用A/D参考电压成比例，此电压典型地供应系统功能。
因此，引脚连接在Vcc电源上（实质上在ADC08032上操作）。
此种方法缓和了系统参照模拟输入要求的稳定性。
且在给定的输入条件下，A/D 参照的执行维持相同的输出代码，为了绝对精确，在极为特别的电压限制中模拟输入变动，参考引脚会偏差一个周期且温度稳定电压源。
对于ADC08034和ADC08038一个范围段获得参考电压 2.6V被接在。
这可能被接回，通过，一个100PF的电容器被推荐。
LM385和LM336参照二极管非常好。
低于电流装置和转换器同时使用。
最大价值参考被限制在Vcc供应电压，然而，最小价值可能十分小，只允许直流电的转换变换器输出提供小于5V的输出幅度，特别注意的是认为噪音传感，电路泄露和系统错误电压源，由于增加传感器的敏感性，操作一个减小的幅度。