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主要是应用领域不用,结构不同,总体来说,通用的cpu,性能好,但散热和稳定性问题依旧存在;嵌入式的cpu,性能更差,但是散热很低,稳定性好能耗低。
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嵌入式处理器包括DSP(数字信号处理器),empu(嵌入式微处理器),mcu(嵌入式微控制器)。而通用cpu的体系结构随不同的公司而异。
7 p3 O6 \8 W, o% d7 Z! g* r9 W主要有intel公司的奔腾系列、赛扬系列、酷睿系列、至强系列,amd公司的毒龙系列、闪龙系列、速龙系列,还有其他公司如via(威盛)、中芯微等生产的产品。这两类芯片由于应用领域的不同,所以在结构、耗能、发热等方面有着相当大的差异。0 g' j9 Q; V6 h5 E3 w
一、应用领域
/ T8 \1 E7 ~; ]: J嵌入式处理器的应用领域通常是较专一的。dsp主要用于数字信号的采集、变换、滤波、压缩、识别等处理。强大的处理能力使它广泛应用于视频编解码领域,我们日常所用到的mp3、mp4、手机、dvd等数码产品都是以它为核心的。
9 r1 n) E# s( @/ |/ O而mcu。主要用于工业控制领域,俗称为单片机,它的处理能力通常较差,但可靠性较高。而em-pu则是在提供一定通用性的情况下追求比mcu更好的性能。
6 O0 T1 Y4 d+ _1 }2 J与嵌入式处理器不同,通用cpu则是要求能从事很多任务,比如电脑可以用来看电影、打游戏、上网等,而且要能使用不同的操作系统和硬件外设等,这就对cpu的处理能力和兼容性提出了很高的要求。什么都能做,必然什么都不精。看电影它不如dvd,打游戏它不如ps2。当然随着电脑性能不断的提高,这些情况会改善。但是噪音和发热量大这两个弊端估计在近期不会有大的改善。6 S2 b3 p1 N% m: W
二、处理器硬件结构
% W' v, D& E: R" x+ x; s由于应用领域的不同,这两种处理器的结构也不同。作为嵌入式处理器的代表,dsp主要采用了改进的哈佛结构(指令和数据分开存储,独立编址,独立访问)。多总线结构(如ti的tms320c54×内部有8条总线、四条地址、三条数据、一条程序),多级流水线技术(如ti的tms320c54x有2~6级不等的流水线。可以加快处理速度),专用硬件乘法器,特殊的dsp指令等。底层指令分为采用精简指令集(cisc)和复杂指令集(risc)两类,前者使用了x86架构,后者则有如ARM(advanceriscma./ v) [9 q7 G/ }, H* y& F
chines),mips,powerpc等多种架构。1 I/ @/ W: `: t! k& B" f+ u
通用cpu沿用了x86架构,除早期产品外也采用了哈佛结构,当然也有多级流水(p4的流水线达到了惊人的3l级,理论上流水线越多主频越容易提高。但它所带来的性能提升远不如发热和耗能大得多。所以现在intel放弃了这个被称为netburst的架构。而是在p-m架构的基础上改进产生了酷睿微架构。流水线减少为15级,主频和功耗下降了。但性能却提高了),还有很多特性如ht超线程、硬件防毒、sse指令集、l1和l2两级缓存等,但没有专用的硬件乘法器使它在做ff'r等特殊运算时要比dsp慢得多,当然通用cpu能支持更多的指令集,但它毕竟是通用的,所以效率一定比专用dsp差很多。最近intel和amd都推出了双核处理器。即将两个处理器内核封装在一片硅片上,现又推出四核的,提升了处理器性能。而嵌入式处理器则更容易多核集成,甚至可以将十多个完成不同功能的内核集成在一起。5 ~' r9 P+ k& l2 Q7 Z" u# h
三、实际使用
- T. k. W5 ]1 h" g5 L8 O在实际使用方面,嵌入式处理器要求:
9 I. T* h; ?! n* @$ b# C+ Z1.更低的功耗。你肯定无法想象如果mp4依靠电池只能工作很短时间,这产品是否还有存在价值。
6 p& {' X+ p) P) \) v/ a e2.严格控制发热量,否则它无法应用于手持设备。这直接影响用户的使用体验。8 K8 V( c' x- O) d0 v6 X
3.强大的安全性和可靠性。特别是工业控制领域,如果你的处理器出现死机的话,会造成多大损失。9 z1 H# n& i% l# y
4.低成本。0 @6 X2 g) C) @ w
5.低空间占有。
' ~& n v6 |, l& D4 X7 e6.电磁兼容性好。/ o$ L: f. k' G8 A. p
而通用cpu则更重视强大的运算能力。对不同软硬件的兼容性、可扩展性、任务的并行处理能力、可升级空间等,当然对功耗、发热也不是没要求,只是相对于嵌入式处理器要小些。但是在能源紧缺的今天,通用cpu也更加重视功耗和发热,比如intel公司最新发布的酷睿双核桌面处理器功耗为同主频奔腾d双核处理器的60%。
7 I3 f. i5 X& N0 M但处理能力却为它的1.5倍。移动版的处理器功耗更低。所以现在有一些对性能要求较高的手持设备(如掌上电脑)采用了intel的超低电压版处理器,并搭载微软的windows操作系统。
) U. G; p p: c1 u1 |* z当然dsp在这方面也毫不示弱,目前最新的armllmpcore处理器的主频已超过300mhz.
5 A$ Q+ y8 _% W! |5 z& c& `* ]但功耗却只有600mw,显然它更适合一些小型以视频播放为主的手持设备。
/ u; S2 D1 N- ]5 b在行业的准则内,通用与效率总是一对矛盾。显然,dsp等嵌入式处理器走的是专一高效路线,而通用cpu走的是多用途多功能路线。他们的并存使我们的生活变得多姿多彩。使生产的自动化进程越来越快。
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