目前主流的嵌入式微處理器系列有:
ARM系列
MIPS系列
PowerPC系列
Super H系列
一、MPC/PPC系列
PowerPC(簡稱PPC),其基本設計源自IBM的POWER.1991年,APPLE(蘋果電腦)、IBM、Motorola(摩托羅拉)組成的AIM聯盟發展出Power微處理器架構。主要應用在通信、消費電子及工業控制、軍用裝備等領域。
IBM PowerPC:集成10/100Mbps以太網控制器、串并行接口、內存控制器以及其他外設的高性能嵌入式微處理器。
Motorola(Freescale) MPC:高度綜合的SOC設備,它結合了PPC微處理器核心的功能、通信處理器和單硅成分內的顯示控制器。這個設備可以在大量的電子應用中使用,特別是在低能源、便攜式、圖像捕捉和個人通信設備。(2015年,NXP收購Freescale,改名為NXP semiconductors)
PowerPC 405 GP技術規格
用在很多工業控制和軍事領域,性能超過ARM9性能
*Dhrystone是一個綜合性的基準測試程序,它時候為了測試編譯器和CPU處理整數指令和控制功能的有效性,認為地選擇一些“典型指令”綜合起來形成的測試程序。
二、ARM系列
ARM(Advanced RISC Machine)公司是一家專門從事芯片IP設計與授權業務的英國公司,其產品有ARM內核以及各類外圍接口。
ARM具有功耗低、性價比高、代碼密度高等三大特色。
目前,90%的移動電話、大量的游戲機、手持PC和機頂盒等都采用了ARM處理器,許多一流的芯片廠商都是ARM的授權用戶(License),如Intel、Samsung、TI、Motorola、ST等,ARM已稱為業界公認的嵌入式微處理器標準。
ARM架構一直不段升級,目前已發展支持64位的ARMV8體系。
2016年,日本軟銀以310億美元收購ARM。
ARM處理器版本
T代表支持Thumb 指令集,E代表支持DSP
ARM 按應用特征分類
應用處理器(Application Processor)
特征:MMU(支持續存管理,保護,如嵌入式LINUX,安卓),Cache,最快頻率,最高性能,合理功耗,多核
實時控制處理器(Real-Time Controller)
特征:MPU(不需要有續存管理),Cache,實時響應,合理性能,較低功耗
微控制器(Micro-Controller)
特征:no sub-memory system、 一般性能、最低成本、極低功耗
ARMv7(Cortex)
ARMv7定義了3種不同的處理器配置(processor profiles):
Profile A 是面向復雜、基于虛擬內存的OS和應用
Profile R是針對實時系統的
Profile M是針對低成本應用的優化微控制器
所有ARMv7 profiles實現Thumb-2技術,同時還包括了NEONTM技術的擴展提高DSP和多媒體處理吞吐量400%,并提供浮點支持以滿足下一代3D圖形和游戲以及傳統嵌入式控制應用。
三、MIPS系列
MIPS是世界上很流行的一種RISC處理器
MIPS的意思是“無互鎖流水級的處理器”(Microprocessor without interlocked piped stages).
其機制是盡量利用軟件辦法避免流水線種的數據相關問題。
MIPS處理器是由斯坦福(Stanford)大學John Hennessy教授領導的研究小組研制。
四、Super H系列
RENESAS 瑞薩科技公司
全球首屈一指的微控制器供應商
為移動電話、汽車及個人電腦/AV(音視頻)市場提供領先半導體系列解決方案之一。
2003年由日立有限公司、三菱電機股份有限公司合資建立。
Super H是由瑞薩公司開發的用于高性能價格比,小型化和高性能功耗比(MIPS/W)的嵌入式RISC處理器。
Super H產品線包括SH1、SH2、SH2-DSP、SH3、SH3-DSP、SH4、SH5及SH6。其中SH5、SH6是64位的。
SH特點:
64-bit RISC CPU:具有1.5 DMIPS/MHZ(Dhrystone 2.1),可選的128-bit Vector FPU
具有SHcompact RISC 16-bit指令集提供高密度代碼
32-bit的SIMD指令集Shmedia:可操作2/4/8-WAY的SIMD指令提供有效的多媒體性能Delivers
有效的Cache體系:SH-4系列具有2-way聯想分離Cache結構(4-way set associative caches)
SH-5集成了MMU能提供虛擬存儲和可變頁,這樣即可支持RTOS頁可支持復雜的OS比如Linux和Windows CE.NET等。
有效的能耗核。