嵌入式處理器的主要特點.doc

嵌入式處理器的主要特點創(chuàng)易電子整理出品，創(chuàng)易更懂電子， http:/52/ 全系列阻容感一本全掌控。2.1嵌入式微處理器的優(yōu)點2.1.1 低功耗2.1.2功能豐富2.1.2其他2.2嵌入式微處理器的特點三 常用處理器概況3.1 處理器分類現(xiàn)狀3.1.1嵌入式微處理器 (Embedded Microprocessor Unit, EMPU)3.1.2 嵌入式微控制器 (Microcontroller Unit, MCU)3.1.3 嵌入式DSP處理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)3.1.4嵌入式片上系統(tǒng)(System On Chip)3.2 處理器的主要參數(shù)3.2.1主頻3.2 處理器的緩存四 處理器比較4.1 嵌入式控制器和嵌入式處理器的比較4.2 常見處理器簡介及特點4.2.1 ARM處理器4.2.2 MIPS4.2.3 Power PC4.2.4 X864.2.5 DSP4.3 應用領域4.3.1 ARM4.3.2 MIPS4.3.3 PowerPC4.3.4 X864.3.5 DSP隨著數(shù)字信息技術和網(wǎng)絡技術高速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地滲透到科學研究、工程設計、軍事技術、各類產(chǎn)業(yè)和商業(yè)文化藝術以及人們的日常生活等方方面面中。國內(nèi)外各種嵌入式產(chǎn)品進一步開發(fā)和推廣，嵌入式技術越來越和人們的生活緊密結合。嵌入式系統(tǒng)的核心部件是各種類型的嵌入式處理器，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全世界嵌入式處理器的品種總量已經(jīng)超過1000多種，流行體系結構有30幾個系列，其中8051體系的占有多半。生產(chǎn)8051單片機的半導體廠家有20多個，共350多種衍生產(chǎn)品，僅Philips就有近100種。現(xiàn)在幾乎每個半導體制造商都生產(chǎn)嵌入式處理器，越來越多的公司有自己的處理器設計部門。嵌入式處理器的尋址空間一般從64KB到16-32MB，處理速度從O.IMIPS到2000MIPS, 常用封裝從8個引腳到144個引腳。嵌入式開發(fā)人員面臨的主要挑戰(zhàn)是如何選擇一款最合適的處理器，既不會為了提高性能而超過預算，又不會犧牲功能特性。理想的嵌入式解決方案是： 選擇最合適的CPU、外設和接口；現(xiàn)場遠程更新，保持競爭，滿足需求的變化；不必改動電路板設計，提升性能針對需要的功能進行加速；避免處理器和ASSP過時的風險；將多種功能在一個芯片中實現(xiàn)，降低了總成本、復雜度和功耗。市場上常見的主流處理器結構有ARM，POWERPC，X86，MIPS，DSP等，本文將對這些類型處理器的綜合性能進行比較研究。二 嵌入式處理器的主要特點嵌入式微處理器與普通臺式計算機的微處理器設計在基本原理上是相似的，但是工作穩(wěn)定性更高，功耗較小，對環(huán)境 (如溫度、適度、電磁場、振動等)的適應能力強，體積更小，且集成的功能較多。在桌面計算機領域，對處理器進行比較時的主要指標就是計算速度，從33MHz主頻的386計算機到現(xiàn)在3GHz主頻的Pentium 4處理器，速度的提升是用戶最主要關心的變化，但在嵌入式領域，情況則完全不同。嵌入式處理器的選擇必須根據(jù)設計的需求，在性能、功耗、功能、尺寸和封裝形式、SoC程度、成本、商業(yè)考慮等等諸多因素之中進行折中，擇優(yōu)選擇。2.1嵌入式微處理器的優(yōu)點2.1.1 低功耗低功耗是嵌入式處理器的重要特點之一，反之也正是嵌入式系統(tǒng)廣泛的應用需求促進了低功耗處理器技術的不斷發(fā)展。為降低微處理器的能耗，一方面可以采用更新的技術工藝生產(chǎn)更小工藝尺寸的芯片，從而通過降低芯片的工作電壓來降低功耗:另一方面是采用低功耗的體系結構設計，如ARM系列的處理器; 或者改進半導體技術，減小芯片中每個CMOS單元的漏電流:此外還可以通過讓芯片內(nèi)暫時不用的功能部件休眠或關閉以降低總體的能量消耗?，F(xiàn)在一些常見的用于移動設備的嵌入式微處理器的功耗一般都在瓦以下 (臺式計算機中的CPU往往是幾十瓦甚至100瓦以上) ，而且許多嵌入式微處理器都具備動態(tài)電壓改變的能力，可以在負載較低的情況下降低電壓工作，甚至進入休眠狀態(tài)，減少能耗，延長設備持續(xù)工作時間。2.1.2功能豐富功能豐富是嵌入式處理器的另一個重要特點。PC機平臺上處理器都要通過北橋和南橋芯片與計算機中其他部件相連，但在嵌入式系統(tǒng)中，許多外設控制器都被直接集成在芯片內(nèi)部，這樣不但縮小了電路板的面積，節(jié)約了成本，而且提高了系統(tǒng)的可靠性。將多種外圍設備控制器 (如串口、以太網(wǎng)控制器、LCD控制器等) 以及部分存儲系統(tǒng) (如Cache, SRAM, DRAM. EEPROM.Flash) 集成在芯片內(nèi)部，由于在芯片內(nèi)部可以很容易地實現(xiàn)更寬的總線，因此這樣的集成設計還可以在一定程度上提高系統(tǒng)的性能。2.1.2其他此外，性能、封裝形式、成本、供貨周期、技術支持力度等因素也對嵌入式處理的選擇具有重要影響。2.2嵌入式微處理器的特點l 、對實時多任務有很強的支持能力，能完成多任務并且有較短的中斷響應時間，從而使內(nèi)部的代碼和實時內(nèi)核心的執(zhí)行時間減少到最低限度。2、 具有功能很強的存儲區(qū)保護功能。這是由于嵌入式系統(tǒng)的軟件結構已模塊化，而為了避免在軟件模塊之間出現(xiàn)錯誤的交叉作用，需要設計強大的存儲區(qū)保護功能，同時也有利于軟件診斷。3、可擴展的處理器結構，以能最迅速地開展出滿足應用的最高性能的嵌入式微處理器。4、 嵌入式微處理器必須功耗很低，尤其是用于便攜式的無線及移動的計算和通信設備中靠電池供電的嵌入式系統(tǒng)更是如此級。三 常用處理器概況嵌入式處理器的應用主要包括兩個部分，一部分是工業(yè)應用，比如:自動化流水線、核電站的自動報警系統(tǒng)及應急處理等，這部分對處理器的實時響應、穩(wěn)定性的要求一般來說比較高.另一部分是生活應用，比如:智能手機、PDA、信息家電和個人汽車上的自動控制等，無處不用到嵌入式處理器，它們對處理器的性能要求也越來越高。因此，如何評估嵌入式處理器的性能是一個重要的課題。3.1 處理器分類現(xiàn)狀嵌入式系統(tǒng)的核心部件是各種類型的嵌入式處理器，目前據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界嵌入式處理器的品種總量已經(jīng)超過1000多種，流行體系結構有30幾個系列，其中8051體系的占有多半。生產(chǎn)8051單片機的半導體廠家有20多個，共350多種衍生產(chǎn)品，僅Philips就有近100種?，F(xiàn)在幾乎每個半導體制造商都生產(chǎn)嵌入式處理器，越來越多的公司有自己的處理器設計部門。嵌入式處理器的尋址空間一般從64kB到16MB，處理速度從0.1 MIPS到2000 MIPS，常用封裝從8個引腳到144個引腳。根據(jù)其現(xiàn)狀，嵌入式計算機可以分成下面幾類。 3.1.1嵌入式微處理器 (Embedded Microprocessor Unit, EMPU) 嵌入式微處理器的基礎是通用計算機中的CPU。在應用中，將微處理器裝配在專門設計的電路板上，只保留和嵌入式應用有關的母板功能，這樣可以大幅度減小系統(tǒng)體積和功耗。為了滿足嵌入式應用的特殊要求，嵌入式微處理器雖然在功能上和標準微處理器基本是一樣的，但在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面一般都做了各種增強。 和工業(yè)控制計算機相比，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優(yōu)點，但是在電路板上必須包括ROM、RAM、總線接口、各種外設等器件，從而降低了系統(tǒng)的可靠性，技術保密性也較差。嵌入式微處理器及其存儲器、總線、外設等安裝在一塊電路板上，稱為單板計算機。如STD-BUS、PC104等。近年來，德國、日本的一些公司又開發(fā)出了類似“火柴盒”式名片大小的嵌入式計算機系列OEM產(chǎn)品。 嵌入式處理器目前主要有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM系列等。3.1.2 嵌入式微控制器 (Microcontroller Unit, MCU) 嵌入式微控制器又稱單片機，顧名思義，就是將整個計算機系統(tǒng)集成到一塊芯片中。嵌入式微控制器一般以某一種微處理器內(nèi)核為核心，芯片內(nèi)部集成ROM/EPROM、RAM、總線、總線邏輯、定時/計數(shù)器、WatchDog、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等各種必要功能和外設。為適應不同的應用需求，一般一個系列的單片機具有多種衍生產(chǎn)品，每種衍生產(chǎn)品的處理器內(nèi)核都是一樣的，不同的是存儲器和外設的配置及封裝。這樣可以使單片機最大限度地和應用需求相匹配，功能不多不少，從而減少功耗和成本。 和嵌入式微處理器相比，微控制器的最大特點是單片化，體積大大減小，從而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。微控制器的片上外設資源一般比較豐富，適合于控制，因此稱為微控制器。 嵌入式微控制器目前的品種和數(shù)量最多，比較有代表性的通用系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300等。另外還有許多半通用系列如：支持USB接口的MCU 8XC930/931、C540、C541；支持I2C、CAN-Bus、LCD及眾多專用MCU和兼容系列。目前MCU占嵌入式系統(tǒng)約70的市場份額。 特別值得注意的是近年來提供X86微處理器的著名廠商AMD公司，將Am186CC/CH/CU等嵌入式處理器稱之為Microcontroller, MOTOROLA公司把以Power PC為基礎的PPC505和PPC555亦列入單片機行列。TI公司亦將其TMS320C2XXX系列DSP做為MCU進行推廣。 3.1.3 嵌入式DSP處理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP) DSP處理器對系統(tǒng)結構和指令進行了特殊設計，使其適合于執(zhí)行DSP算法，編譯效率較高，指令執(zhí)行速度也較高。在數(shù)字濾波、FFT、譜分析等方面DSP算法正在大量進入嵌入式領域，DSP應用正從在通用單片機中以普通指令實現(xiàn)DSP功能，過渡到采用嵌入式DSP處理器。嵌入式DSP處理器有兩個發(fā)展來源，一是DSP處理器經(jīng)過單片化、EMC改造、增加片上外設成為嵌入式DSP處理器，TI的TMS320C2000 /C5000等屬于此范疇；二是在通用單片機或SOC中增加DSP協(xié)處理器，例如Intel的MCS-296和Infineon (Siemens) TRICOR。 推動嵌入式DSP處理器發(fā)展的另一個因素是嵌入式系統(tǒng)的智能化，例如各種帶有智能邏輯的消費類產(chǎn)品，生物信息識別終端，帶有加解密算法的鍵盤， ADSL 接入、實時語音壓解系統(tǒng)，虛擬現(xiàn)實顯示等。這類智能化算法一般都是運算量較大，特別是向量運算、指針線性尋址等較多，而這些正是DSP 處理器的長處所在。 嵌入式DSP處理器比較有代表性的產(chǎn)品是Texas Instruments的TMS320系列和Motorola的DSP56000 系列。 TMS320系列處理器包括用于控制的 C2000系列，移動通信的C5000系列，以及性能更高的C6000和C8000系列。DSP56000目前已經(jīng)發(fā)展成為DSP56000，DSP56100，DSP56200和DSP56300等幾個不同系列的處理器。另外PHILIPS公司也推出了基于可重置嵌入式DSP結構低成本、低功耗技術上制造的R. E. A. L DSP處理器，特點是具備雙Harvard結構和雙乘/累加單元，應用目標是大批量消費類產(chǎn)品。 3.1.4嵌入式片上系統(tǒng)(System On Chip) 隨著EDI的推廣和VLSI設計的普及化，及半導體工藝的迅速發(fā)展，在一個硅片上實現(xiàn)一個更為復雜的系統(tǒng)的時代已來臨，這就是System On Chip(SOC)。各種通用處理器內(nèi)核將作為SOC設計公司的標準庫，和許多其它嵌入式系統(tǒng)外設一樣，成為 VLSI設計中一種標準的器件，用標準的 VHDL等語言描述，存儲在器件庫中。用戶只需定義出其整個應用系統(tǒng)，仿真通過后就可以將設計圖交給半導體工廠制作樣品。這樣除個別無法集成的器件以外，整個嵌入式系統(tǒng)大部分均可集成到一塊或幾塊芯片中去，應用系統(tǒng)電路板將變得很簡潔，對于減小體積和功耗、提高可靠性非常有利。 SOC可以分為通用和專用兩類。通用系列包括Infineon的TriCore，Motorola的M-Core，某些ARM系列器件，Echelon和Motorola聯(lián)合研制的Neuron芯片等。專用SOC一般專用于某個或某類系統(tǒng)中，不為一般用戶所知。一個有代表性的產(chǎn)品是Philips的Smart XA，它將XA單片機內(nèi)核和支持超過2048 位復雜RSA算法的CCU單元制作在一塊硅片上，形成一個可加載JAVA或C語言的專用的SOC，可用于公眾互聯(lián)網(wǎng)如Internet安全方面。3.2 處理器的主要參數(shù)3.2.1主頻主頻，就是CPU的時鐘頻率，簡單說是CPU運算時的工作頻率（1秒內(nèi)發(fā)生的同步脈沖數(shù)）的簡稱。單位是Hz。它決定計算機的運行速度，隨著計算機的發(fā)展，主頻由過去MHZ發(fā)展到了現(xiàn)在的GHZ（1G=1024M）。通常來講，在同系列微處理器，主頻越高就代表計算機的速度也越快，但對與不同類型的處理器，它就只能作為一個參數(shù)來作參考。另外CPU的運算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指標。由于主頻并不直接代表運算速度，所以在一定情況下，很可能會出現(xiàn)主頻較高的CPU實際運算速度較低的現(xiàn)象。因此主頻僅僅是CPU性能表現(xiàn)的一個方面，而不代表CPU的整體性能。說到處理器主頻，就要提到與之密切相關的兩個概念：倍頻與外頻，外頻是CPU的基準頻率，單位也是MHz。外頻是CPU與主板之間同步運行的速度，而且目前的絕大部分電腦系統(tǒng)中外頻也是內(nèi)存與主板之間的同步運行的速度，在這種方式下，可以理解為CPU的外頻直接與內(nèi)存相連通，實現(xiàn)兩者間的同步運行狀態(tài)；倍頻即主頻與外頻之比的倍數(shù)。主頻、外頻、倍頻，其關系式：主頻外頻倍頻。早期的CPU并沒有“倍頻”這個概念，那時主頻和系統(tǒng)總線的速度是一樣的。隨著技術的發(fā)展，CPU速度越來越快，內(nèi)存、硬盤等配件逐漸跟不上CPU的速度了，而倍頻的出現(xiàn)解決了這個問題，它可使內(nèi)存等部件仍然工作在相對較低的系統(tǒng)總線頻率下，而CPU的主頻可以通過倍頻來無限提升 (理論上)。我們可以把外頻看作是機器內(nèi)的一條生產(chǎn)線，而倍頻則是生產(chǎn)線的條數(shù)，一臺機器生產(chǎn)速度的快慢 (主頻) 自然就是生產(chǎn)線的速度 (外頻) 乘以生產(chǎn)線的條數(shù) (倍頻) 了。3.2 處理器的緩存? 緩存 (Cache)大小是CPU的重要指標之一，其結構與大小對CPU速度的影響非常大。簡單地講，緩存就是用來存儲一些常用或即將用到的數(shù)據(jù)或指令，當需要這些數(shù)據(jù)或指令的時候直接從緩存中讀取，這樣比到內(nèi)存甚至硬盤中讀取要快得多，能夠大幅度提升CPU的處理速度。? 所謂處理器緩存，通常指的是二級高速緩存，或外部高速緩存。即高速緩沖存儲器，是位于CPU和主存儲器DRAM (Dynamic RAM) 之間的規(guī)模較小的但速度很高的存儲器，通常由SRAM（靜態(tài)隨機存儲器）組成。用來存放那些被CPU頻繁使用的數(shù)據(jù)，以便使CPU不必依賴于速度較慢的DRAM（動態(tài)隨機存儲器）。L2高速緩存一直都屬于速度極快而價格也相當昂貴的一類內(nèi)存，稱為SRAM (靜態(tài)RAM) ，SRAM (Static RAM) 是靜態(tài)存儲器的英文縮寫。由于SRAM采用了與制作CPU相同的半導體工藝，因此與動態(tài)存儲器DRAM比較，SRAM的存取速度快，但體積較大，價格很高。?處理器緩存的基本思想是用少量的SRAM作為CPU與DRAM存儲系統(tǒng)之間的緩沖區(qū)，即Cache系統(tǒng)。80486以及更高檔微處理器的一個顯著特點是處理器芯片內(nèi)集成了SRAM作為Cache，由于這些Cache裝在芯片內(nèi)，因此稱為片內(nèi)Cache。486芯片內(nèi)Cache的容量通常為8K。高檔芯片如Pentium為16KB，Power PC可達32KB。Pentium微處理器進一步改進片內(nèi)Cache，采用數(shù)據(jù)和雙通道Cache技術，相對而言，片內(nèi)Cache的容量不大，但是非常靈活、方便，極大地提高了微處理器的性能。片內(nèi)Cache也稱為一級Cache。由于486，586等高檔處理器的時鐘頻率很高，一旦出現(xiàn)一級Cache未命中的情況，性能將明顯惡化。在這種情況下采用的辦法是在處理器芯片之外再加Cache，稱為二級Cache。二級Cache實際上是CPU和主存之間的真正緩沖。由于系統(tǒng)板上的響應時間遠低于CPU的速度，如果沒有二級Cache就不可能達到486，586等高檔處理器的理想速度。二級Cache的容量通常應比一級Cache大一個數(shù)量級以上。在系統(tǒng)設置中，常要求用戶確定二級Cache是否安裝及尺寸大小等。二級Cache的大小一般為128KB、256KB或512KB。在486以上檔次的微機中，普遍采用256KB或512KB同步Cache。所謂同步是指Cache和CPU采用了相同的時鐘周期，以相同的速度同步工作。相對于異步Cache，性能可提高30%以上。四 處理器比較4.1 嵌入式控制器和嵌入式處理器的比較單片機是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng)。盡管他的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有外存。同時集成諸如通訊接口、定時器，實時時鐘等外圍設備。而現(xiàn)在最強大的單片機系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡、復雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。單片機內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲器件，不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多，不過價錢也是低的，一般不超過10元即可。用它來做一些控制電器一類不是很復雜的工作足矣了。我們現(xiàn)在用的全自動滾筒洗衣機、排煙罩、VCD等等的家電里面都可以看到它的身影！和嵌入式微處理器相比，微控制器的最大特點是單片化，體積大大減小，從而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。微控制器的片上外設資源一般比較豐富，適合于控制，因此稱為微控制器。4.2 常見處理器簡介及特點4.2.1 ARM處理器ARM（Advanced RISC Machines），既可以認為是一個公司的名字，也可以認為是對一類微處理器的通稱，還可以認為是一種技術的名字。1991年ARM公司成立于英國劍橋，主要出售芯片設計技術的授權。目前，采用ARM技術知識產(chǎn)權（IP）核的微處理器，即我們通常所說的ARM微處理器，已遍及工業(yè)控制、消費類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)、無線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場，基于ARM技術的微處理器應用約占據(jù)了32位RISC微處理器75以上的市場份額，ARM技術正在逐步滲入到我們生活的各個方面。ARM微處理器是一種高性能、低功耗的32位微處器，它被廣泛應用于嵌入式系統(tǒng)中。ARM9代表了ARM公司主流的處理器，已經(jīng)在手持電話、機頂盒、數(shù)碼像機、GPS、個人數(shù)字助理以及因特網(wǎng)設備等方面有了廣泛的應用。采用RISC架構的ARM微處理器一般具有如下特點：1、體積小、低功耗、低成本、高性能；2、支持Thumb（16位）/ARM（32位）雙指令集，能很好的兼容8位/16位器件；3、大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快；4、大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成；5、尋址方式靈活簡單，執(zhí)行效率高；6、指令長度固定；4.2.2 MIPSMIPS技術公司是是美國著名的芯片設計公司，采用精簡指令系統(tǒng)計算結構(RISC)來設計芯片，它設計制造高性能、高檔次及嵌入式32位和64位處理器的廠商，在RISC處理器方面占有重要地位。1984年，MIPS計算機公司成立。1992年，SGI收購了MIPS計算機公司。1998年，MIPS脫離SGI，成為MIPS技術公司。 MIPS是世界上很流行的一種RISC處理器。MIPS的意思是“無內(nèi)部互鎖流水級的微處理器” (Microprocessor without interlocked piped stages) ，其機制是盡量利用軟件辦法避免流水線中的數(shù)據(jù)相關問題。MIPS的系統(tǒng)結構及設計理念比較先進，其指令系統(tǒng)經(jīng)過通用處理器指令體系MIPS I、MIPS II、MIPS III、MIPS IV到MIPS V，嵌入式指令體系MIPS16、MIPS32到MIPS64的發(fā)展已經(jīng)十分成熟。在設計理念上MIPS強調(diào)軟硬件協(xié)同提高性能，同時簡化硬件設計。和英特爾采用的復雜指令系統(tǒng)計算結構(CISC)相比，RISC具有設計更簡單、設計周期更短等優(yōu)點，并可以應用更多先進的技術，開發(fā)更快的下一代處理器。MIPS是出現(xiàn)最早的商業(yè)RISC架構芯片之一，新的架構集成了所有原來MIPS指令集，并增加了許多更強大的功能。4.2.3 Power PC二十世紀九十年代，IBM(國際商用機器公司)、Apple（蘋果公司）和Motorola（摩托羅拉）公司開發(fā)PowerPC芯片成功，并制造出基于PowerPC的多處理器計算機。PowerPC架構的特點是可伸縮性好、方便靈活。PowerPC 體系結構規(guī)范（PowerPC Architecture Specification）發(fā)布于 1993 年，它是一個 64 位規(guī)范 ( 也包含 32 位子集 )。幾乎所有常規(guī)可用的 PowerPC（除了新型號 IBM RS/6000 和所有 IBM pSeries 高端服務器）都是 32 位的4.2.4 X86x86是一個Intel通用計算機系列的標準編號縮寫,也標識一套通用的計算機指令集合,X與處理器沒有任何關系，它是一個對所有*86系統(tǒng)的簡單的通配符定義，例如：i386, 586,奔騰(Pentium)。由于早期Intel的CPU編號都是如8086,80286來編號,由于這整個系列的CPU都是指令兼容的,所以都用X86來標識所使用的指令集合如今的奔騰,P2,P4,賽揚系列都是支持X86指令系統(tǒng)的,所以都屬于X86家族。x86以無可比擬的性能價格比優(yōu)勢成為計算平臺的標準。但是x86仍然基于32位技術對于高端的企業(yè)級服務器與工作站應用無能為力。與ARM架構的產(chǎn)品相比，嵌入式X86處理器普遍擁有高得多的性能，但功耗也高了許多，盡管依然可以維持無風扇運行狀態(tài)，但根本無法用于PDA、智能手機等完全依*電池運作的掌上計算產(chǎn)品。真正對嵌入式X86處理器產(chǎn)生需求的是網(wǎng)絡終端、瘦客戶機、廉價/低能耗型PC、家庭消費電子產(chǎn)品、POS終端機等要求PC軟件延續(xù)性的領域，對應設備體積相對較大，不依*電池運行，但要求具有較高的性能、低能耗、低噪音和高可靠性等優(yōu)點。2006年X86推出了首款雙核處理器。4.2.5 DSPDSP是在模擬信號變換成數(shù)字信號以后進行高速實時處理的專用處理器，其處理速度比最快的CPU還快1050倍。在當今的數(shù)字化時代背景下，DSP己成為通信、計算機、消費類電子產(chǎn)品等領域的基礎器件。業(yè)內(nèi)人士預言，DSP將是未來集成電路中發(fā)展最快的電子產(chǎn)品，并成為電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的決定因素。DSP是屬于Modified Harvard架構，即它具有兩條內(nèi)部總線：數(shù)據(jù)總線、程序總線。程序與數(shù)據(jù)存儲空間分開，各有獨立的地址總線和數(shù)據(jù)總線，取址和讀數(shù)可以同時進行，目前已達到90億次浮點運算/秒（9000MFLOPS）。它采用流水作業(yè)，每條指令的執(zhí)行劃分為取指令、譯碼、取數(shù)、執(zhí)行等若干步驟，由片內(nèi)多個功能單元分別完成。相當于多條指令并行執(zhí)行，從而大大提高了運算速度。乘法指令在單周期內(nèi)完成，優(yōu)化卷積、數(shù)字濾波、FFT、相關、矩陣運算等算法中的大量重復乘法。采用循環(huán)尋址（Circular addressing），位倒序（bit-reversed）等特殊指令使FFT、卷積等運算中的尋址、排序及計算速度大大提高。1024點FFT的時間已小于1s。具有獨立的DMA總線和控制器，有一組或多組獨立的DMA總線，與CPU的程序、數(shù)據(jù)總線并行工作，在不影響CPU工作的條件下，DMA速度已達800Mbyte/s以上。多處理