嵌入式世界是一个多姿多彩的世界。如同生物的多样性一样,嵌入式处理器也充满了多样化,尤其是信息化、数字化的今天,嵌入式处理器遍及我们能够想像到的各个角落,因此,每种处理器都有存在的理由,都有可伸展的方向。20世纪80年代中期,4/8位单片机进入了战国时代,雄并举, Intel公司的MCS-51最具代表性,发展延续至今。20世纪90年代以后,16位、32位乃至64位微处理器及各种DSP(数字信号处理)处理器闪亮登场,迅速抢占各自的优势领地。
嵌入式系统发展到今天,处理器林林总总,千差万别。但就其主流来看,51系列单片机仍为广大嵌入式工程师所喜爱,成为许多低端控制领域的宠儿,同时也是嵌入式爱好者的入门首选;MOTOROLA的PowerPC系列在通信领域占据着主导地位,是通信产品当仁不让的核心;TI的TMS320系列DSP处理器几乎独霸了嵌入式DSP市场;而信息终端、手持产品及许多消费类产品则是ARM处理器的天下,而且其应用正以风卷残云之势渗透到IT产业的各个领域。 为什么嵌入式处理器有如此飞快的发展?原因是嵌入式产品的更新换代越来越快,无论是
工业控制、通信、汽车、医疗设备,还是银行证券、家用电器,其智能化程度越来越高,对微处理器的性能、功能、处理速度要求也越来越高。以往8位、16位单片机恐怕很难满足现在用户的需求了,采用32位甚至64位芯片的嵌入式系统已经是业界的必然选择。同时技术的进步也使嵌入式系统不再高不可攀,其成本在不断下降,有些系统使用32位机其整体成本甚至比用8位机还要低,原来人们担心的技术和成本因素不再成为障碍,这也为嵌入式系统普及、应用和发展提供了有利条件。 那么,在可预见的将来,嵌入式处理器会有什么样的发展趋势呢?
1. 32位处理器在兴起
市场的发展加速了观念的变化,观念的变化又促进了市场的发展。8位MCU市场已逐步趋向稳定,32位MPU和SoC代表着嵌入式技术的发展方向。32位处理器应用范围扩大的驱动因素主要有以下两个方面。
1)手机、数码相机、MP3播放机、PDA、游戏机等手持设备以及各种信息家电等有更高性能要求的多媒体和通信设备的推出促进了32位处理器的应用。在这些应用中,庞大的多
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媒体数据必然需要更大的存储空间,目前许多32位微控制器都可以使用同步SDRAM,因此可极大地降低使用更大容量数据存储器的成本。而8位微控制器一般只能使用成本较高的SRAM作为数据存储器。此外除了处理应用控制功能之外,还有需要支持因特网接入的应用。在MCU运行TCP/IP或其他通信协议的情况下,要求系统建立在RTOS上就必然成为一种现实需求,而8位单片机难以胜任。另外有越来越多的像电视机、汽车音响及电子玩具等传统应用也与时俱进地提出数字化和“硬件软化”的要求,它们对计算性能的要求及存储器容量的需求都超出绝大多数8位微控制器能提供的范围。
2)由于IT技术发展的推动,随着高端32位CPU价格的不断下降和开发环境的成熟,促使32位嵌入式处理器日益挤压原先由8位微控制器主导的应用空间。随着32位处理器在全球范围的流行,32位的RISC嵌入式处理器已经开始成为高中端嵌入式应用和设计的主流。此外,随着第三方的开发工具支持的不断增加,开发工具的价格在逐步降低,另一方面技术供应商在不断提高开发工具的灵活性和智能化程度,使得开发环境不断改善。
2. 处理器IP(知识产权)
为了满足多内核与SoC设计的需要,有一些厂家专门供应处理器内核的IP(也包括外设的
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IP),主要有16位、32位和64位,有软核与硬核之分。这一方面,ARM公司是一个非常成功的例子。多内核处理器和SoC市场发展前景广阔,我们有理由相信会有越来越多的公司提供处理器IP,也会有越来越多的组织选用这些IP。
3. 可编程处理器
可编程也是处理器的一个发展方向。许多传统的单片机公司利用片内Flash来实现现场可编程,如Atmel、Microchip等公司最先推出这类产品,现在几乎所有的8位单片机公司都推出了这种可现场编程的单片机。但这里所说的可编程是指对处理器本身的定制,即通过编程的办法现场“制造”出用户所需要的处理器。无线报警系统
可编程主要有CPU+FPGA和PSOC(programmable system on a chip)。前者FPGA厂商大显身手,Altera公司推出了SOPC(system on programmable chip)概念,Xilinx公司也有类似产品,途径是通过FPGA进行编程,但FPGA厂商面临的问题是成本与功耗的问题。后者由Cypress公司提出,该产品被美国EDN杂志评为2003年度“热门产品”。PSOC的方法是大马拉小车,首先做出一个功能齐全的SoC,用户可根据需要选择用哪些外设和精度,例如A/D还是D/A,精度是8位还是12位。处理器的可编程将引起一个有趣的现象:在开发
嵌入式系统软件之前要先把处理器定制好Cortex-M0 处理器
智能装备与系统
ARM Cortex™-M0 处理器是现有的最小、能耗最低和能效最高的 ARM 处理器。该处理器硅面积极小、能耗极低并且所需的代码量极少,这使得开发人员能够以 8 位的设备实现 32 位设备的性能,从而省略 16 位设备的研发步骤。Cortex-M0 处理器超低的门数也使得它可以部署在模拟和混合信号设备中。
处理器cortex-m0的特点:
能耗最低的最小 ARM 处理器
Cortex-M0 的代码密度和能效优势意味着它是各种应用中 8/16 位设备的自然高性价比换代产品,同时保留与功能丰富的 Cortex-M3 处理器的工具和二进制向上兼容性。
超低的能耗
羟基氧化钴Cortex-M0 处理器在不到 12 K 门的面积内能耗仅有 85 µW/MHz(0.085 毫瓦),所凭借的是作为低能耗技术的领导者和创建超低能耗设备的主要推动者的无与伦比的 ARM 专门技术。 盐酸储存罐
简单
指令只有 56 个,这样您便可以快速掌握整个 Cortex-M0 指令集(如果需要);但其 C 语言友好体系结构意味着这并不是必需的。可供选择的具有完全确定性的指令和中断计时使得计算响应时间十分容易。
优化的连接性
设计为支持低能耗连接,如 Bluetooth Low Energy (BLE)、IEEE 802.15 和 Z-wave,特别是在这样的模拟设备中:这些模拟设备正在增加其数字功能,以有效地预处理和传输数据。
能耗最低的Cortex-M0处理器(ARM)
时间:2009-02-24 12:35:25 来源:21ic 作者:
ARM日前推出了ARM® Cortex™-M0处理器,这是市场上现有的最小、能耗最低、最节能的ARM处理器。该处理能耗非常低、门数量少、代码占用空间小,使得MCU开发人员能够
以8位处理器的价位,获得32位处理器的性能。超低门数还使其能够用于模拟信号设备和混合信号设备及MCU应用中,可望明显节约系统成本,同时保留功能强大的Cortex-M3处理器的工具和二进制兼容能力。
在180ULL工艺上使用ARM标准单元库时, ARM 凭借其作为低能耗技术的领导者和创建超低能耗设备的主要推动者的丰富专业技术,使得Cortex-M0处理器在不到12K门的面积内能耗仅有85微瓦/MHz (0.085毫瓦)。该处理器把ARM的MCU路线图扩展到超低能耗MCU和SoC应用中,如医疗器械、电子测量、照明、智能控制、游戏装置、紧凑型电源、电源和马达控制、精密模拟系统和IEEE 802.15.4 (ZigBee)及Z-Wave系统。Cortex-M0处理器还适合拥有诸如智能传感器和调节器的可编程混合信号市场,这些应用在传统上一直要求使用独立的模拟设备和数字设备。
通过采用为180ULL工艺提供的ARM超高密度标准单元库和ARM功耗管理工具包(PMK)、为Cortex-M0专门构建的低能耗存储例程以及Keil™微控制器开发工具包,ARM增强了Cortex-M0处理器的低能耗运行的特点。ARM低能耗库是为实现静态和动态低能耗并使硅晶面积最小化而优化设计的。PMK拥有动态和泄漏功率管理功能,低能耗存储例程则支持外部功率闸,大大减少功率泄漏。