|
在谈论嵌入式处理器体系之前，需要先谈一下处理器，记得在哪看到说，不同处理器之间最本质区别就是指令集和逻辑体系。
1.指令与指令集
指令构成=操作码+操作数，前者即操作行为，后者为操作对象的数据或者数据所在内存单元地址，程序为指令序列，指令也称为程序指令。指令的执行是由CPU完成的，CPU是处理器的简称，cpu核心部件=控制单元CU+执行单元EU，（数量：EU>CU,EU=核数量）。
CPU执行指令的过程如下：cpu根据程序计数器（pc）指向的存储器地址取出指令，指令译码器（ID）将指令中的操作码翻译成相应控制信号，时钟脉冲与控制信号相结合，就控制各个部件完成相应操作。
指令的集合就构成了指令集（ISA），指令集包括精简指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）两类，前者：大多嵌入式处理器使用RISC，如ARM使用ARM指令集，MIPS使用MIPS32指令集，后者：早期的X86处理器。一个处理器至少支持一种指令集，这也在一程度上反映了其逻辑体系。
2.处理器的基本逻辑体系
也常和计算机体系结构放在一起，处理器逻辑体系是CPU+存储器+总线结构一起来看的，其逻辑体系主要有3类：冯诺依曼、哈佛结构。两者的改进型。
（1）冯诺依曼，程序指令和数据存储使用同个存储器，同时使用同一套总线传输的计算机体系结构，取指令和取操作数以分时复用方式在同一套总线上进行。
（2）哈佛结构，程序指令和数据采用独立的物理存储器，并通过两套总线进行独立传输。
（3）两者的融合或者改进，也比较多。
3.不同类型的嵌入式处理器
嵌入式处理器只是微处理器的分支。
3.1微控制器（mcu）
即单片机，以CPU为核心，通过内部总线在片内集成存储器（程序、数据）、定时器/计数器、特定I/O接口与组件等，因此叫做单片机，代表：MCS-51、AVR单片机，在消费电子、汽车电子、工业控制上用的多一些。
3.2嵌入式微处理器（empu）
其逻辑结构、设计原理同通用微处理器比较接近，但是其设计主要是针对一定的应用,如移动终端、通信服务，形成了多种体系结构，如ARM/MIPS/Power PC等。
EMPU的I/O集成度普遍比较低，因此硬件设计主要偏向以其为核心进行外部I/O扩展。
3.3数字信号处理器（DSP）
强调其计算能力，代表有TI公司的TMS320各个系列，AD公司的ADSP21xx系列，DSP的特点是：集成度高、哈佛结构，计算核体系优化。
3.4可编程逻辑器件（PLD）
即可根据需求来配置或动态改变电路逻辑的集成电路，典型PLD：可编程阵列逻辑（PAL）、可编程逻辑阵列（PLA）、复杂可编程逻辑器件（CPLD）、现场可编程门阵列（FPGA）。
这里主聊FPGA，其以Verilog或VHDL编程方式进行逻辑电路设计和布局。
3.5片上系统（Soc）
通过将计算机系统所需要的微处理器、存储器、I/O接口等资源集成到单一芯片内部，就构成了片上系统，该芯片仅需要少量逻辑和接口扩展，然后植入嵌入式软件就可以构造出完整嵌入式系统。
部分SOC芯片采用FPGA作为核心，通过在线编程接口，根据需要改变SOC的硬件逻辑，就称为片上可编程系统（SoPC).
3.6多核、众核处理器（MP）
这就涉及到处理器发展趋势了，单位面积晶体管数量的提高、优化的计算体系和提高的工作频率等技术虽然提高了处理器的性能，但是受限于现有处理器设计技术，并行化成为现阶段提高计算性能的有效途径，因此现有复杂计算系统都基于多个或者异构处理器来设计。
多核处理器（MP）在单颗处理器中集成2个及以上完整计算核（MCU/EMPU/DSP的一种或者组合），每个核可独立运行程序指令，各个计算核之间数据共享和同步方式有两种：通过片上Cache结构、通过总线互联结构。比如TI的TMS320C6678就是为同构的八核DSP嵌入式处理器。
计算核数量在10个以上的处理器可以称为众核处理器，众核处理器体系主要有两类：注重图形并行处理的专用体系，代表：ARM Mali GPU和AMD GCN;面向通用高性能计算。代表Intel MIC。
|