嵌入式微处理器简介-RK3288工控主板RK3399工控主板-联智通达
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作者:lanxus
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发布时间: 2019-10-24
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微处理器（Micro Processor Unit，MPU）是嵌入式系统的核心部件，其内部由32位运算器、控制器、寄存器组和存储器等组成。
微处理器系统的功能和标准与通用微处理器基本类似，只是在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面专门做了适当的增强。与工业控制计算机相比，微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高等优点。主流的微处理器芯片有基于ARM（Advanced RISC Machines）、Am186/88、PowerPC、68000、MIPS等系列的产品。
具有32位体系结构微处理器的性能优势如下：
微处理器（Micro Processor Unit，MPU）是嵌入式系统的核心部件，其内部由32位运算器、控制器、寄存器组和存储器等组成。
微处理器系统的功能和标准与通用微处理器基本类似，只是在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面专门做了适当的增强。与工业控制计算机相比，微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高等优点。主流的微处理器芯片有基于ARM（Advanced RISC Machines）、Am186/88、PowerPC、68000、MIPS等系列的产品。
具有32位体系结构微处理器的性能优势如下：
（1）寻址空间大。在ARM体系结构里，所有的资源，如存储器、控制寄存器、I/O端口等都是在有效的地址空间内进行统一编址的，方便程序在不同的微处理器间移植。
（2）运算和数据处理能力强。由于采用了先进的CPU设计理念、多总线接口（哈佛结构）、多级流水线、高速缓存、数据处理增强等技术，这样使得 C、C++、Java 等高级语言得到了广泛的应用，几乎所有的通信协议栈都能在32位CPU中实现。另外，多数的微处理器都包含DMA控制器，这样可进一步提高整个芯片的数据能力。
（3）支持操作系统。如果某个系统有多任务的调度、图形化的人机界面、文件管理系统、网络协议等需求，那么就必须使用嵌入式操作系统。一般复杂的操作系统在多进程管理中还需要硬件存储器保护单元或内存管理单元的支持，RK3288工控主板目前 ARM9以上的微处理器均有这些功能，可运行Linux、WinCE和VxWorks等多种嵌入式操作系统。
目前，嵌入式系统的主流是以32位嵌入式微处理器为核心的硬件设计，以及基于实时操作系统（RTOS）的软件设计，并强调基于平台的设计和软、硬件协同设计。MPU 系统设计的工作量主要是软件设计，约占70％的工作量，硬件设计约占30％的工作量。
2．ARM系列S3C2440微处理器
1991年 ARM 成立于英国剑桥，主要业务是设计32位的嵌入式处理器。但它本身并不直接从事芯片生产，而是采用技术授权、转让设计许可的方式，由合作的半导体生产商从ARM公司购买其设计的 ARM 处理器核，根据各自需求，加入适当的外围电路接口和先进技术，形成具有自己特色的微处理器。由于 ARM 技术获得了众多的第三方在工具、制造和软件方面的支持，又降低了系统成本，使得产品更容易进入市场并被消费者所接受，因此具备强大的市场竞争力。ARM 公司是一个纯粹的知识产权的贩卖者，公司的业务没有硬件和软件，只有图纸上的知识产权。目前，采用ARM技术知识产权（IP核）、由各公司生产的处理器已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品。随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式系统技术也将获得更广阔的发展空间。
目前，常用的ARM系列嵌入式微处理器有ARM7、ARM9、ARM11和Cortex相关产品系列。ARM体系架构RK3399工控主板的每个系列微处理器都提供一套特定的配置来满足设计者对功耗、性能和体积的需求。基于ARM体系架构的微处理器一般是由32位ALU总线、37个通用寄存器及状态寄存器、32位桶形移位寄存器、指令译码及控制逻辑、指令流水线和数据/地址寄存器等部件组成。
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