
1.1.4 嵌入式处理器
嵌入式处理器是嵌入式系统的核心,是控制、辅助系统运行的硬件单元。嵌入式处理器包括的范围很广,包括从最初的4位处理器、目前仍在大量使用的8位单片机,到最新的广受青睐的32位、64位嵌入式CPU等。
嵌入式处理器诞生于20世纪70年代末,其间经历了单片微型计算机、嵌入式微控制器、网络化、软件硬化4个发展阶段。
1.单片微型计算机阶段
单片微型计算机(Single Chip Microcomputer,SCM)阶段,主要是单片微型计算机体系结构探索阶段。Zilog公司推出的Z80等系列单板机的“单板机模式”获得成功,走出了与通用计算机完全不同的发展道路。
2.嵌入式微控制器阶段
嵌入式微控制器大发展阶段,主要的技术方向是满足嵌入式系统应用不断扩展的需要,在芯片上集成了更多种类的外围电路与端口电路,突显其微型化和智能化的实时控制功能,如80C51微控制器是这类产品的典型代表。
3.网络化阶段
随着互联网的高速发展,不论是手持还是固定的嵌入式电子产品都希望能连接互联网。因此,网络模块集成于芯片上就成为一种发展趋势。
4.软件硬化阶段
随着市场上CPU芯片产品的使用范围越来越广,对速度、性能等方面的要求越来越高。同时,留给产品开发的时间越来越短,而软件功能和系统却越来越复杂,对多媒体等大型文件的实时处理要求越来越高(如MP3、MP4播放器,GPS导航仪等),手持型数字电视设备飞速发展,有时还需要实时在线快速改变逻辑功能。尤其是对低功耗的需要越来越迫切,仅仅采用软件的方式已远远不能满足这些市场发展的实际需要。同时,半导体设计和加工技术的飞速发展,以及设计水平自动化程度的提高,极大地降低了嵌入式处理器芯片的设计难度,为软件硬化的普及发展带来了极大的促进作用。
由于嵌入式系统广阔的应用前景,很多半导体制造商都大规模生产嵌入式处理器,而自主设计处理器也已经成为未来嵌入式领域的一大发展趋势。
嵌入式处理器从单片机、DSP到FPGA,已经发展出各式各样的品种,运算速度越来越快,性能越来越强,价格也越来越低。目前具有嵌入式功能特点的处理器已有千种。