BMT硬件之系统(一):单片机、DSP、嵌入式、微控制器的区分

时间:2022-09-28 20:07:48

在国内读本科的时候看着单片机、DSP、嵌入式、SoC总是分不清楚,因为感觉杂乱总觉得没有抓住主线,加上专业课对其要求不高,也就糊里糊涂的混过去了!

最近为考试准备着,也把这些概念再次捋了一遍!不得不说,国外教授做的PPT很简单,但是也很明了,没有什么高深的东西,但是感觉一下子就明白了似的!(高不高深都得弄懂啊,因为考试是口试。本来说不好拗口的德语,如果再不把专业的内容逻辑弄清楚,考试必挂的节奏,一切都是逼出来的~~~~,不扯了),总结的不好或者有错,望不吝指出!


首先我们要搞清楚,中文中常出现的两个名称:微控制器(microcontroller)和微处理器(microprocessor)。微处理器简单来说就是我们常说的CPU,但是CPU只是微处理器一种,也就是说我们常说的计算机PC中的CPU是微处理器的一种。

微处理器包括的结构我们在大学计算机基础课都学过:ALU(数学、逻辑单元)负责做最简单的计算的,一切复杂的算法都是由其完成;寄存器,在程序执行过程中源程序或者数据以及计算结果暂时存放的地方;控制器,执行代码中的指令,将代码数据等传输到对应的寄存器;总线就是数据或者程序传输的通道,他将以上的器件联系起来,一般分为数据总线、地址总线和控制总线。一个基本的微处理器就是这样。


微处理器只是一个通用的集成器件,如果我们要完成一些功能,还需要一些外围的设备(periphery),外围的设备和结构包括:I/O接口(负责和外围设备进行通信),包括串行接口(如USB、I²C、SPI、RS232、Ethernet等)和并行接口(如IEC、PXI等);中端处理器;程序存储器、数据存储器、ADC/DAC转换器等。当微处理器键入这些元素时构成了所谓的微控制器。微控制器就是要去控制某一个硬件,实现一个功能。比如我们控制洗衣机的自动洗衣过程,控制MP3音乐的播放等!

通过上面的例子我们要问:控制洗衣机和控制MP3的微控制器一样吗?答案是,可以一样也可以不一样!洗衣机的控制过程相对的简单,有个定时功能就差不多了,高级一点的还有水位和温度检测等;而MP3我们要求音乐的品质时,对于控制器的要求也高,同样的MP3文件在不同的播放器中放出的效果千差万别,这就是因为其中的微控制器不同造成的。我们可以拿着控制洗衣机的微控制器去控制MP3,只是音质很差罢了;我们 也可以拿着MP3的微控制器去控制洗衣机,不过大材小用罢了。就如社会分工一样,精英炒股搞金融、搞政治,普通百姓扫扫地、打打麻将就好了。所以根据用途或者性价比微控制器分化出不同的种类:单片机、DSP、嵌入式等。


单片机应该算其中最简单、性价比最高的,一般几十块钱可以买到,实现像LED等的控制、温度检测等。

DSP(digital signal processor)数字信号处理器,应该和数字信号处理(也是DSP,但是英文为:digital signal processing)区别开来。一般用来处理数字信号或者数字图像,比如应用在数字播放器(MP3、MP4)、医学图像处理(CT、Ultrashall)等。

嵌入式相对来说就要高端型,带有操作系统,一般在手持设备(PAD)中应用。


以前还学了一个叫做片上系统(SoC),在我看来SoC只是一种工艺或者概念,就是将微处理器的所有结构设计成一个封装好的集成器件,因为集成器件可以减少设计和开发的成本,还能屏蔽一些干扰等。