DSP和CPU、单片机的区别比较

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简谈ARM、DSP、单片机的异同与应用场景

简谈ARM、DSP、单片机的异同与应用场景

简谈ARM、DSP、单片机的异同与应用场景单片机、ARM、DSP这三者的可以说是CPU,那这三者有什么区别吗? 首先,说CPU,中央处理器,本质就是一个集成电路,实现的功能就是从一个地方(如rom)读出一个指令,从一个地方(如ram)读出数据,然后根据指令的不同对数据做不同的处理(如相加),然后把结果存回某个地方(如ram)。

不同架构的cpu会有不同的指令,不同的存取方式,不同的速度,不同的效率,等等的差异。

然后,说单片机(通常意义所说的微控制器MCU),ARM(通常意义所说的高效能RISC),DSP(通常意义所说的通用数字信号处理器),这三个CPU分别是针对不同的应用而产生的CPU。

当然这也不是绝对的,因为ARM现在出的CPU囊括了MCU(如M0),RISC(如A8),DSP(如M4)。

也就是说单片机实际上是微控制器MCU、ARM是高效能RISC、DSP就是数字信号处理器喽,那您能具体的从这三者的功能谈谈它们的控制原理吗?微控制器MCU的目的主要是用作控制,他不需要多快的速度,如电饭锅的控制器,只需要控制发热元件的通断,信号等的开关等,但是对成本要求很严格,所以一般做得比较简单,4位、8位的很多。

高效能的RISC,常用于一些数据处理比较多的地方,最常见的莫过于现在的消费性电子产品了,手机,pad,MP4等等,目前ARM的商业模式主要是卖内核,集成到各家的SOC中间。

他其实就是个通用的CPU,能干各种各样的活,和Intel的CPU一样。

但是通用就有效能问题,在某些特殊场合,效能就显得没那么高了,如大量运算(譬如做FFT)的时候。

这样就有DSP的用武之地了。

DSP数字信号处理器,只要是做数字信号处理的模块都可以叫做一个DSP,如视频解码的IP 核。

通用的数字信号处理器,如TI 的TMS320C55x DSP。

该CPU 的长处就是在于运算,大量循环的计算,如连续1024 个乘加。

他的指令针对这种应用有特殊的处理,相比RISC 可以更快速高效地完成这类运算。

DSP和CPU、单片机的区别比较

DSP和CPU、单片机的区别比较

DSP和CPU、单片机的区别比较DSP和CPU、单片机的区别比较摘要:在过去的几十年里,单片机的广泛应用实现了简单的智能控制功能。

随着信息化的进程和计算机科学与技术、信号处理理论与方法等的迅速发展,需要处理的数据量越来越大,对实时性和精度的要求越来越高,低档单片机已不再能满足要求。

近年来,各种集成化的单片DSP的性能得到很大改善,软件和开发工具也越来越多,越来越好;价格却大幅度下滑,从而使得DSP器件及技术更容易使用,价格也能够为广大用户接受;越来越多的单片机用户开始选用DSP器件来提高产品性能,DSP器件取代高档单片机的时机已经成熟。

本文将从结构、性能、价格等方面对DSP器件和中央处理器CPU、单片机进行比较,探讨DSP、CPU和单片机在应用方面的实用性和性价比。

DSP(digitalsingnalprocessor)是一种独特的微处理器,有自己的完整指令系统,是以数字信号来处理大量信息的器件。

一个数字信号处理器在一块不大的芯片内包括有控制单元、运算单元、各种寄存器以及一定数量的存储单元等等,在其外围还可以连接若干存储器,并可以与一定数量的外部设备互相通信,有软、硬件的全面功能,本身就是一个微型计算机。

DSP采用的是哈佛设计,即数据总线和地址总线分开,使程序和数据分别存储在两个分开的空间,允许取指令和执行指令完全重叠。

也就是说在执行上一条指令的同时就可取出下一条指令,并进行译码,这大大的提高了微处理器的速度。

另外还允许在程序空间和数据空间之间进行传输,因为增加了器件的灵活性。

其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号,再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。

它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。

它的强大数据处理能力和高运行速度,是最值得称道的两大特色。

DSP与单片机的优缺点

DSP与单片机的优缺点

DSP与单片机的优缺点《DSP 与单片机的优缺点》在现代电子技术的领域中,DSP(数字信号处理器)和单片机是两种常见且重要的微处理器类型,它们各自具有独特的特点和适用场景。

先来说说单片机。

单片机的优点之一就是成本相对较低。

这使得它在很多对成本敏感的应用中颇具优势,比如一些简单的家电控制、小型玩具等。

而且,单片机的开发工具通常比较简单,容易上手,对于初学者或者小型项目的开发者来说,学习门槛不高。

它的指令系统相对简单,编程也相对容易,这意味着开发者能够在较短的时间内掌握其编程技巧,快速实现自己的想法。

单片机的另一个优点是功耗低。

在一些依靠电池供电的设备中,比如便携式仪表、智能手环等,低功耗特性至关重要。

单片机能够在满足功能需求的前提下,最大程度地延长电池的使用寿命。

此外,单片机的稳定性和可靠性也比较高。

经过多年的发展和优化,单片机在各种环境下都能稳定工作,不容易出现故障。

然而,单片机也有一些不足之处。

首先是处理速度相对较慢。

对于一些需要进行大量数据处理和复杂运算的任务,单片机可能就显得力不从心了。

其次,它的存储容量通常有限,难以应对大规模的数据存储和处理需求。

再者,单片机的外部接口资源相对较少,在需要连接多个外部设备或者进行高速通信的场景中,可能无法满足要求。

接下来谈谈 DSP。

DSP 的最大优点就是强大的数据处理能力。

它专门为数字信号处理而设计,具有专门的硬件乘法器和哈佛结构等,能够快速地进行乘法和累加运算,这使得它在音频处理、图像处理、通信等领域能够大展身手。

DSP 通常具有很高的运行速度,可以在短时间内完成大量复杂的数学运算。

DSP 的另一个显著优点是精度高。

在对精度要求较高的应用中,比如精密测量、医疗设备等,DSP 能够提供更准确的结果。

而且,DSP 拥有丰富的片上外设和接口,能够方便地与各种外部设备进行连接和通信,具有很强的扩展性。

不过,DSP 也并非完美无缺。

首先,它的成本相对较高,这限制了它在一些对成本要求苛刻的应用中的使用。

什么是DSP?DSP、单片机MCU、嵌入式微处理器的区别

什么是DSP?DSP、单片机MCU、嵌入式微处理器的区别

什么是DSP?DSP、单⽚机MCU、嵌⼊式微处理器的区别DSP有两个意思,既可以指数字信号处理这门理论,此时它是Digital Signal Processing的缩写;也可以是Digital Signal Processor的缩写,表⽰数字信号处理器,有时也缩写为DSPs,以⽰与理论的区别。

本书中DSP仅⽤来代表数字信号处理器。

DSP属于嵌⼊式处理器。

在介绍DSP之前,先扼要地介绍⼀下嵌⼊式处理器。

简单的说,嵌⼊式处理器就是嵌⼊到应⽤对象系统中的专⽤处理器,相对于通⽤CPU(如x86系列)⽽⾔,⼀般对价格尺⼨、功耗等⽅⾯限制⽐较多嵌⼊式处理器⼤体可分为以下⼏类:1 嵌⼊式微处理器嵌⼊式微处理器可谓是通⽤计算机中CPU的微缩版。

相对于通⽤CPU,嵌⼊式微处理器具有体积⼩、功耗少、成本低的优点,当然在速度上也慢⼀些嵌⼊式微处理器在软件配置上常常可以运⾏嵌⼊式操作系统,应⽤于⽐较⾼档的领域。

典型的如32位的ARM、64位的MIPS。

2 嵌⼊式微控制器嵌⼊式微控制器的最⼤特点是单⽚化,常称为单⽚机。

顾名思义,单⽚机就是将众多的外围设备(简称外设,如A/D,IO等)集成到⼀块芯⽚中,从⽽⼤幅度降低了成本。

单⽚机⾮常适合控制领域,典型的如⼤名⿍⿍的51系列。

3 专⽤微处理器相对于上述⽐较通⽤的类型,专⽤微处理器是专门针对某⼀特定领域的微处理器。

如昂贵的视频游戏机微处理器等。

DSP本质上也属于专⽤微处理器DSP对系统结构和指令进⾏了优化设计,使其更适合于执⾏数字信号处理算法(如FFT,FIR等)。

DSP运⾏速度⾮常快,在数字信号处理的⽅⽅⾯⾯⼤显⾝⼿。

由于越来越⼴泛的领域需要⾼速数字信号处理,DSP也有越来越通⽤化的倾向,常常可以把DSP单独列成⼀类。

TI的DSP包括哪些系列?⾃1982年推出第⼀款DSP后,德州仪器公司(Texas Instrument简称TI)不断推陈出新、完善开发环境,以其雄厚的实⼒在业界得到50%左右的市场份额。

【详解】单片机、ARM、DSP、模块、CPU 之间的区别对比

【详解】单片机、ARM、DSP、模块、CPU 之间的区别对比

【详解】单片机、ARM、DSP、模块、CPU之间的区别对比单片机01什么是单片机单片机已广泛称作微控制器(MCU),单片机是一块类似PC的芯片,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上;只是没PC强大,但它可以嵌入到其它设备中从而对其进行操控。

概括的讲:一块芯片就成了一台计算机单片机的多机应用系统可分为功能集散系统、并行多机处理及局部网络系统。

体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。

同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

03应用单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等;ARM01什么是ARMARM是微处理器行业中一家知名企业,研发了RISC处理器、有关技能及软件。

ARM既能够认为是一个公司的名称,也能够认为是对一类微处理器的通称,本文主要指ARM架构面向低核算商场规划的第一款RISC微处理器。

ARM内核是一个嵌入式系统。

RISC架构的指令,寄存器和流水线特征使它非常适合于并02优点耗电少节能、高功能、16位/32位双指令集、价格低、协作伙伴多;嵌入式片上资源丰富;03应用应用领域大多为小家电,终端设备;DSP01什么是DSPDSP是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件,它不仅具有可编程性,而且运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。

02优点强大数据处理能力和高运行速度03应用目前DSP应用主要应用图形与图像仪器仪表自动控制医疗家用电器信号处理通信语音等无线模块01什么是无线模块物联网中涉及到的模块大多数是无线通信模块,简称无线模块。

无线通信模块的原理是将电磁波信号发送或者接收且转换成我们能理解的信息。

无线通信模块的作用是将物于物之间联系起来,让各类物联网终端设备实现信息传输能力,也让各种智能设备有一个物联网的信息接口。

DSP与单片机的区别

DSP与单片机的区别

DSP与单片机的区别DSP:适合于数字信号处理,例如FFT、数字滤波算法、加密算法和复杂控制算法等。

ARM:具有强大的事务处理功能,可以配合嵌入式操作系统使用单片机:适用于简单的测控系统,功能相对简单,价格较低ARM是通用处理器,和x86一样,可以在上面跑各种操作系统。

DSP根据名字就知道他是干嘛的了,一般用来作为专门处理数字信号。

单片机的工作ARM和dsp都能作,只是它便宜(而且有些单片机可靠性比arm 和dsp都要强,比如工业控制用的单片机),主要当作简单的控制器来使用,比如工业中的温度控制等。

单片机展开编辑本段单片机的工作过程单片机自动完成赋予它的任务的过程,也就是单片机执行程序的过程,即一条条执行的指令的过程,所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用的命令的形式写下来,这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的,一条指令对应着一种基本操作;单片机所能执行的全部指令,就是该单片机的指令系统,不同种类的单片机,其指令系统亦不同。

为使单片机能自动完成某一特定任务,必须把要解决的问题编成一系列指令(这些指令必须是选定单片机能识别和执行的指令),这一系列指令的集合就成为程序,程序需要预先存放在具有存储功能的部件——存储器中。

存储器由许多存储单元(最小的存储单位)组成,就像大楼房有许多房间组成一样,指令就存放在这些单元里,单元里的指令取出并执行就像大楼房的每个房间的被分配到了唯一一个房间号一样,每一个存储单元也必须被分配到唯一的地址号,该地址号称为存储单元的地址,这样只要知道了存储单元的地址,就可以找到这个存储单元,其中存储的指令就可以被取出,然后再被执行。

程序通常是顺序执行的,所以程序中的指令也是一条条顺序存放的,单片机在执行程序时要能把这些指令一条条取出并加以执行,必须有一个部件能追踪指令所在的地址,这一部件就是程序计数器PC (包含在CPU中),在开始执行程序时,给PC赋以程序中第一条指令所在的地址,然后取得每一条要执行的命令,PC在中的内容就会自动增加,增加量由本条指令长度决定,可能是1、2或3,以指向下一条指令的起始地址,保证指令顺序执行。

单片机与DSP汇编语言的区别

单片机与DSP汇编语言的区别

单片机与DSP汇编语言的区别单片机与DSP在硬件上的不同就在一定程度上决定了两者汇编语言的不同。

DSP微处理器的主要特点有:1.DSP内部采用程序空间和数据空间分开的哈佛结构,允许同时取指令和取操作数,还允许在程序空间和数据空间互相传送数据。

2.许多DSP芯片内部都采用多总线结构,这样可以保证在一个机器周期内多次访问程序空间和数据空间。

3.DSP每执行一次指令,需要通过预取指、取指、译码、寻址、取操作数和执行等流水线阶段。

4.DSP内部包括多个处理器单元,他们可以在一个指令周期内同时进行运算。

5.具有特殊的DSP指令,比如TMS320C54xx中的MACD(乘法、累加和数据移动)指令等。

6.还有指令周期短、运算精度高,硬件配置强等特点。

单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)简称单片机,又称微控制器(Microcontroller Unit)或嵌埋式控制器(Embeded Controller),是将计算机的基本部件微型化,使之集成一块芯片上的微机。

片内含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。

根据以上DSP与单片机的特点,我们就可以看出单片机多用于一些简单的数字信号处理,而DSP更适合于数字信号处理软件和硬件资源,用于比较复杂的数字信号处理算法。

所以要满足两者处理器在不同程度上的需求,两者的汇编语言也就对应的不相同了。

本文以MCS-51单片机和TMS320C54系列DSP来比较两者在汇编语言上的不同之处。

一、寻址方式的区别在汇编语言的指令格式上两者相同,都是标号:指令操作数1,操作数2,操作数3;注释。

但DSP汇编语言指令的数据传递是从左至右,单片机是从右至左。

在寻址方式上,DSP有七种寻址方式,立即数寻址、绝对地址寻址(数据存储器寻址、程序存储器地址寻址、端口地址寻址、*(lk)寻址)、累加器寻址、直接寻址、间接寻址(单操作数寻址、循环寻址、位倒序寻址、双操作数寻址)、存储器映射寄存器寻址,堆栈寻址。

关于cpu,mcu,dsp的区别是什么

关于cpu,mcu,dsp的区别是什么

关于cpu,mcu,dsp的区别是什么cpu,mcu,dsp是什么要解释两者的区别,要先明白两者的相同之处:两者都有总线和外界联系,有自己的缓存体系,以及数字和逻辑运算单元。

一句话,两者都为了完成计算任务而设计。

两者的区别在于存在于片内的缓存体系和数字逻辑运算单元的结构差异:CPU虽然有多核,但总数没有超过两位数,每个核都有足够大的缓存和足够多的数字和逻辑运算单元,并辅助有很多加速分支判断甚至更复杂的逻辑判断的硬件;GPU的核数远超CPU,被称为众核(NVIDIA Fermi有512个核)。

每个核拥有的缓存大小相对小,数字逻辑运算单元也少而简单(GPU初始时在浮点计算上一直弱于CPU)。

从结果上导致CPU擅长处理具有复杂计算步骤和复杂数据依赖的'计算任务,如分布式计算,数据压缩,人工智能,物理模拟,以及其他很多很多计算任务等。

GPU由于历史原因,是为了视频游戏而产生的(至今其主要驱动力还是不断增长的视频游戏市场),在三维游戏中常常出现的一类操作是对海量数据进行相同的操作,如:对每一个顶点进行同样的坐标变换,对每一个顶点按照同样的光照模型计算颜色值。

GPU的众核架构非常适合把同样的指令流并行发送到众核上,采用不同的输入数据执行。

在 -左右,图形学之外的领域专家开始注意到GPU与众不同的计算能力,开始尝试把GPU用于通用计算(即GPGPU)。

之后NVIDIA发布了CUDA,AMD 和等公司也发布了OpenCL,GPU开始在通用计算领域得到广泛应用,包括:数值分析,海量数据处理(排序,Map- Reduce等),金融分析等等。

简而言之,当程序员为CPU编写程序时,他们倾向于利用复杂的逻辑结构优化算法从而减少计算任务的运行时间,即Latency。

当程序员为GPU编写程序时,则利用其处理海量数据的优势,通过提高总的数据吞吐量(Throughput)来掩盖Lantency。

目前,CPU和GPU的区别正在逐渐缩小,因为GPU也在处理不规则任务和线程间通信方面有了长足的进步。

cpu和dsp的区别

cpu和dsp的区别

DSP 具有高运算速度的专注算法密集型事务,低能耗,产生的热量少,适合嵌入式系统。

专注与处理数字信号。

数据总线和地址总线分开,使程序和数据分别存储在两个分开的空间,允许取指令和执行指令完全重叠。

CPU 是对事务的管理很突出,运算效率低,产生的热量大,需加风扇。

CPU 是多功能的处理器,强调的是多功能,适应很多不同的环境和任务,所以兼容性是最重要的。

浮点运算能力和整数运算能力同等重要。

从外部看CPU 的结构,主要由两个部分组:一个是内核,另一个是基板.FPGA (现场可编程门阵列)可以用VHDL 或overidle 来编程,灵活性强,由于能够进行编程、除错、再编程和重复操作,因此可以充分地进行设计开发和验证。

DSP (数字信号处理器) CPU (中央处理器) 专注性DSP 专注的都是算法密集性的事务 CPU 对事务管理很突出 结构的复杂程度DSP 特注重高性能,其结构在同等条件比通用CPU 要复杂得多 体系结构DSP 有分开的代码和数据总线即“哈佛结构” CPU 是冯.诺伊曼结构的 标准化和通用性 DSP 主要还是用来开发嵌入式的信号处理系统了,不强调人机交互,一般不需要很多通信接口,因此结构也较 为简单,便于开发 CPU 的标准化和通用性做得很好,支持操作系统,所以以CPU 为核心的系统方便人机交互以及和标准接口设备通信,非常方便而且不需要硬件开发流水线结构 大多数DSP 都拥有流水结构,即每条指令都由片内多个功能单元分别完成取指、译码、取数、执行等步骤,这样可以大大提高系统的执行效率。

但流水线的采用也增加了软件设计的难度,要求设计者在程序设计中考虑流水的需要快速乘法器DSP 有专用的硬件乘法器,它可以在一个时钟周期内 完成MAC 运算。

硬件乘法器占用了DSP 芯片面积的很大一部分 通用CPU 采用一种较慢的、迭代的乘法技术,它可以在多个时钟周期内完成一次 乘法运算,但是占用了较少了硅片资源 地址发生器 DSP 有专用的硬件地址发生单元,这样它可以支持许多信号处理算法所要求的特定数据地址模式。

CPU、MCU、MPU、DSP的区别

CPU、MCU、MPU、DSP的区别

CPU(Central Processing Unit,中央处理器)发展出来三个分枝,一个是DSP (Digital SignalProcessing/Processor,数字信号处理),另外两个是MCU(Micro ControlUnit,微控制器单元)和MPU(Micro Processor Unit,微处理器单元)。

MCU集成了片上外围器件;MPU不带外围器件(例如存储器阵列),是高度集成的通用结构的处理器,是去除了集成外设的MCU;DSP运算能力强,擅长很多的重复数据运算,而MCU则适合不同信息源的多种数据的处理诊断和运算,侧重于控制,速度并不如DSP。

MCU区别于DSP的最大特点在于它的通用性,反应在指令集和寻址模式中。

DSP 与MCU的结合是DSC,它终将取代这两种芯片。

在20世纪最值得人们称道的成就中,就有集成电路和电子计算机的发展。

20世纪70年代出现的微型计算机,在科学技术界引起了影响深远的变革。

在70年代中期,微型计算机家族中又分裂出一个小小的派系--单片机。

随着4位单片机出现之后,又推出了8位的单片机。

MCS48系列,特别是MCS51系列单片机的出现,确立了单片机作为微控制器(MCU)的地位,引起了微型计算机领域新的变革。

在当今世界上,微处理器(MPU)和微控制器(MCU)形成了各具特色的两个分支。

它们互相区别,但又互相融合、互相促进。

与微处理器(MPU)以运算性能和速度为特征的飞速发展不同,微控制器(MCU)则是以其控制功能的不断完善为发展标志的。

DSP有两个意思,既可以指数字信号处理这门理论,此时它是Digital Signal Processing的缩写;也可以是Digital Signal Processor的缩写,表示“数字信号处理器”,有时也缩写为DSPs,以示与理论的区别。

MPU是Micro Processor Unit的缩写,指“微处理器”。

早期甚至多达7、8颗,但目前大多合并成2颗,一般称作北桥(North Bridge,是主板芯片组中起主导作用的最重要的组成部分,也称为主桥)芯片和南桥(South Bridge,南桥芯片负责I/O总线之间的通信)芯片,在计算机中起到转接桥的作用,转接数据.CPU是英语“Central Processing Unit”的缩写,指“中央处理单元”,是计算机的大脑,起到运算数据的作用,而CPU的指令调用、数据传输、各个设备的工作状态都需要CPU通过MPU转接控制才能完成.MCU(MicroControllerUnit)中文名称为“微控制单元”,又称单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer),简称“单片机”,是指随着大规模集成电路的出现及其发展,将计算机的CPU、RAM、ROM、定时数器和多种I/O接口集成在一片芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制。

单片机与DSP芯片区别(二)2024

单片机与DSP芯片区别(二)2024

单片机与DSP芯片区别(二)引言:单片机(Microcontroller)和DSP芯片(Digital Signal Processor)是嵌入式系统中常用的两种处理器。

虽然它们都被广泛应用于各种应用中,但它们在设计结构、应用领域和性能特点方面存在一些显著的区别。

本文将继续探讨单片机和DSP芯片之间的区别,以帮助读者更好地理解和选择适合自己的处理器。

正文:一、设计结构的差异1. 单片机常采用CISC架构,而DSP芯片通常采用RISC架构。

2. 单片机集成了处理器核心、存储器、IO接口等功能于一个芯片中,而DSP芯片通常更专注于数学运算和信号处理。

3. 单片机常具有通用性和可编程性,而DSP芯片则针对特定应用领域进行了优化。

二、应用领域的差异1. 单片机主要应用于控制型任务,如家电控制、工业自动化等。

2. DSP芯片主要应用于信号处理、音频处理、图像处理等领域。

3. 单片机适用于实时性要求不高且计算量较小的任务,而DSP芯片则适用于对实时性和计算能力要求较高的任务。

三、性能特点的差异1. 单片机通常主频较低,运算速度相对较慢,但具有低功耗和较强的IO能力。

2. DSP芯片通常具有高速的浮点运算能力,适用于高性能计算需求。

3. 单片机通常具有较小的存储器容量,而DSP芯片则通常具有较大的存储器容量。

四、编程和开发环境的差异1. 单片机编程通常使用C语言或汇编语言进行开发。

2. DSP芯片编程通常使用特定的DSP语言进行开发,如MATLAB、Simulink等。

3. 单片机通常具有更广泛的开发工具和支持社区。

五、成本和可用性的差异1. 单片机通常价格较低,且易于获得。

2. DSP芯片通常价格较高,且较难获得。

3. 单片机通常具有更广泛的选择范围和市场竞争力。

总结:单片机和DSP芯片在设计结构、应用领域、性能特点、编程和开发环境以及成本和可用性等方面存在明显的差异。

了解这些区别,能够帮助开发人员在选择合适的处理器时进行有针对性的选择,以满足项目需求。

DSP与单片机的区别

DSP与单片机的区别

DSP与单⽚机的区别
以前刚学习单⽚机时,经过⼀订的编程,能实现很多不同的功能,当时就觉得单⽚机真的是神通⼴⼤。

后来接触到DSP,发现DSP处理数字在通信上,更加⽅便。

于是我就很好奇的问⾃⼰,DSP和单⽚机,究竟有什么区别
看到某论坛⼀篇关于DSP和单⽚机区别的帖⼦,经过仔细整理,现在再次介绍DSP与单⽚机的区别,同时让⾃⼰重温⼀下DSP与单⽚机真正的魅⼒:
1 、存储器结构不同
单⽚机使⽤冯。

诺依曼存储器结构。

这种结构中,只有⼀个存储器空间通过⼀组总线(⼀个地址总线和⼀个数据总线)连接到处理器核。

⼤多数DSP采⽤了哈佛结构,将存储器空间划分成两个,分别存储程序和数据。

2 、定点计算
⼤多数DSP使⽤定点计算,⽽不是使⽤浮点。

为了不使⽤浮点机器⽽⼜保证数字的准确,DSP处理器在指令集和硬件⽅⾯都⽀持饱和计算、舍⼊和移位。

3 、专门的寻址⽅式
DSP处理器往往都⽀持专门的寻址模式.这些⾮常专门的寻址模式在GPP中是不常使⽤的,只有⽤软件来实现。

4、对密集的乘法运算的⽀持
单⽚机不是设计来做密集乘法任务的,即使是⼀些现代的GPP,也要求多个指令周期来做⼀次乘法。

⽽DSP处理器使⽤专门的硬件来实现单周期乘法。

DSP处理器还增加了累加器寄存器来处理多个乘积的和。

累加器寄存器通常⽐其他寄存器宽,增加称为结果bits的额外bits来避免溢出。

5 、零开销循环
单⽚机是Single-chip Microcomputer的较准确译法,但最能准确反映单⽚机设计思想、并且有长远技术眼光的词汇是Microcontroller(微控制器)。

单片机,dsp,plc的比较

单片机,dsp,plc的比较

DSP器件与单片机的比较在过去的几十年里,单片机的广泛应用实现了简单的智能控制功能.随着信息化的进程和计算机科学与技术、信号处理理论与方法等的迅速发展,需要处理的数据量越来越大,对实时性和精度的要求越来越高,在某些领域,低档单片机已不再能满足要求.近年来,各种集成化的单片DSP的性能得到很大改善,软件和开发工具也越来越多,越来越好;价格却大幅度下滑,从而使得DSP器件及技术更容易使用,价格也能够为广大用户接受;越来越多的单片机用户开始考虑选用DSP器件来提高产品性能,DSP器件取代高档单片机的可能性越来越大.本文将从性能、价格等方面对单片机和DSP器件进行比较,在此基础上,以TI的MS320C2XX系列DSP器件为例,探讨DSP器件取代高档单片机的可行性.1.单片机的特点所谓单片机就是在一块芯片上集成了CPU、RAM、ROM(EPROM或EEPROM)、时钟、定时/计数器、多种功能的串行和并行I/O口.如Intel公司的8031系列等.除了以上基本功能外,有的还集成有A/D、D/A,如Intel公司的8098系列.概括起来说,单片机具有如下特点:具有位处理能力,强调控制和事务处理功能.价格低廉.如低档单片机价格只有人民币几元钱.开发环境完备,开发工具齐全,应用资料众多.后备人才充足.国内大多数高校都开设了单片机课程和单片机实验.2.DSP器件的特点与单片机相比,DSP器件具有较高的集成度.DSP具有更快的CPU,更大容量的存储器,内置有波特率发生器和FIFO缓冲器.提供高速、同步串口和标准异步串口.有的片内集成了A/D和采样/保持电路,可提供PWM输出.DSP器件采用改进的哈佛结构,具有独立的程序和数据空间,允许同时存取程序和数据.内置高速的硬件乘法器,增强的多级流水线,使DSP器件具有高速的数据运算能力.DSP器件比16位单片机单指令执行时间快8~10倍,完成一次乘加运算快16~30倍.DSP器件还提供了高度专业化的指令集,提高了FFT快速傅里叶变换和滤波器的运算速度.此外,DSP器件提供JTAG接口,具有更先进的开发手段,批量生产测试更方便,开发工具可实现全空间透明仿真,不占用用户任何资源.软件配有汇编/链接C编译器、C源码调试器.目前国内推广应用最为广泛的DSP器件是美国德州仪器(TI)公司生产的TMS320系列.DSP开发系统的国产化工作已经完成,国产开发系统的价格至少比进口价格低一半,有的如TMS320C2XX开发系统只有进口开发系统价格的1/5,这大大刺激了DSP器件的应用.目前,已有不少高校计划建立DSP实验室,TI公司和北京闻亭公司都已制订了高校支持计划,将带动国内DSP器件的应用和推广(哈尔滨工程大学就是其中的一所,他们的实力非常强大)3.DSP器件大规模推广指日可待?通过上述比较,我们可得出结论:DSP器件是一种具有高速运算能力的单片机.从应用角度看:DSP器件是运算密集型的,而单片机是事务密集型的,DSP器件可以取代单片机,单片机却不能取代DSP.DSP器件价格大幅度下滑,直逼单片机?DSP器件广泛使用了JTAG硬件仿真,比单片机更易于硬件调试.国产化的DSP开发系统为更多用户采用DSP器件提供了可能性.DSP取代单片机的技术和价格的市场条件已经成熟?大规模推广指日可待?(现在吹牛的人真是一点草稿都不打.不过DSP确实功能够强大.)结论:使用单片机的不一定了解DSP,并且非要用DSP不可;但使用DSP的一定了解单片机,并且能做出性价比高的产品.附:DSP器件的典型应用随着DSP性能不断改善,用DSP器件来作实时处理已成为当今和未来技术发展的一个新热点.TI公司最新推出的TMS320C2XX系列具有良好的性能价格比,基本可以取代16位单片机.其中TMS320C203单片价格不到人民币100元,芯片内置544字的高速SRAM.外部可寻址64K字程序/数据及I/O,指令周期在25ns~50ns之间,实时性处理比16位单片机快2倍以上,可取代一般的单片机.MS320F206除了具有TMS320C203的功能外,内置32K字零等待快闪存储器,可满足单片设计的要求,能最大限度减少用户板的体积.TMS320F240的指令、DSP核与TMS320C203、F206完全兼容,内置8K/16K字快闪存储器,增加了两路10位A/D,每路采样频率可达166kHz,提供9路独立的PWM输出,内置SCI和SPI接口,内置CAN总线接口.这些大大增强了TMS320X240的处理能力,在电机控制领域显示了强大的生命力.它是一个典型的TMS320F240的用户系统,它实现如下功能:3相PWM输出/3相电流测量/按键控制、液晶显示/RS232通信,A/D、D/A接口,62K字零等待SRAM,扩展的输入、输出及双向I/O口/JTAG接口.PlcPLC可以认为是“封装”好了的单片机.PLC内部也是具有和单片机功能相同的智能控制部分,对外来说,则是扩展了单片机输入输出口的驱动能力,相当与添加了三极管和继电器.还有其他的比如抗干扰能力等都作了比较好的处理,因此,PLC经常应用在工作环境比较恶劣的地方,比如矿山,高压等地方.对于PLC来说,有一套不同于单片机的指令,这是各个厂家在开发生产时,把PLC 的指令对应成了内部单片机可以识别的指令.相对来说,PLC可以实现的功能更简单,设计人员可以发挥的余地比较小.因为对于单片机来说,PLC可以使用的部分有对外连接,而没有连接出来的部分则是不能用的.可以说,PLC的内核也是单片机,但是对外来说则是应用于专门场合的“单片机”-PLC了.。

CPU、MCU、MPU、DSP的区别和介绍

CPU、MCU、MPU、DSP的区别和介绍

CPU、MCU、MPU、DSP的区别CPU(Central Processing Unit,中央处理器)发展出来三个分枝,一个是DSP (Digital Signal Processing/Processor,数字信号处理),另外两个是MCU (Micro Control Unit,微控制器单元)和MPU(Micro Processor Unit,微处理器单元)。

MCU集成了片上外围器件;MPU不带外围器件(例如存储器阵列),是高度集成的通用结构的处理器,是去除了集成外设的MCU;DSP运算能力强,擅长很多的重复数据运算,而MCU则适合不同信息源的多种数据的处理诊断和运算,侧重于控制,速度并不如DSP。

MCU区别于DSP的最大特点在于它的通用性,反应在指令集和寻址模式中。

DSP与MCU的结合是DSC,它终将取代这两种芯片。

在20世纪最值得人们称道的成就中,就有集成电路和电子计算机的发展。

20世纪70年代出现的微型计算机,在科学技术界引起了影响深远的变革。

在70年代中期,微型计算机家族中又分裂出一个小小的派系--单片机。

随着4位单片机出现之后,又推出了8位的单片机。

MCS48系列,特别是MCS51系列单片机的出现,确立了单片机作为微控制器(MCU)的地位,引起了微型计算机领域新的变革。

在当今世界上,微处理器(MPU)和微控制器(MCU)形成了各具特色的两个分支。

它们互相区别,但又互相融合、互相促进。

与微处理器(MPU)以运算性能和速度为特征的飞速发展不同,微控制器(MCU)则是以其控制功能的不断完善为发展标志的。

CPU、MPU、MCU、DSP介绍DSP有两个意思,既可以指数字信号处理这门理论,此时它是Digital Signal Processing的缩写;也可以是Digital Signal Processor的缩写,表示“数字信号处理器”,有时也缩写为DSPs,以示与理论的区别。

MPU 是Micro Processor Unit的缩写,指“微处理器”。

单片机与DSP芯片区别(一)2024

单片机与DSP芯片区别(一)2024

单片机与DSP芯片区别(一)引言:单片机(Microcontroller)和DSP(Digital Signal Processor)芯片是嵌入式系统中常见的两种处理器。

尽管它们在处理数字信号方面有一些相似之处,但它们在架构、功能和应用领域上存在着显著区别。

本文将介绍单片机和DSP芯片的区别,并从硬件设计、指令集体系结构、处理能力、资源管理和编程环境五个方面进行详细阐述。

一、硬件设计1. 单片机通常集成了处理器核、存储器、输入输出端口和外设控制器等关键组件,形成一个完整的计算平台。

2. DSP芯片支持更复杂和精确的数字信号处理,具有更多的算术逻辑单元(ALU)和专门设计的数据通路。

3. 单片机通常支持多种外设,如GPIO、UART、I2C和SPI等,适用于各种嵌入式应用。

4. DSP芯片通常设计用于高性能的信号处理任务,如音频和视频处理,它们具有更多的片内RAM和DMA控制器。

二、指令集体系结构1. 单片机常用的指令集体系结构包括CISC(复杂指令集计算机)和RISC(精简指令集计算机)两种。

2. DSP芯片通常采用定制的指令集体系结构,专为数字信号处理任务进行了优化。

3. 单片机的指令集较为通用,适用于广泛的应用领域。

4. DSP芯片的指令集更加专注于数字信号处理,提供更高效的算法和运算指令。

三、处理能力1. 单片机的处理能力较低,适用于一些简单的控制和监测任务。

2. DSP芯片具有优秀的浮点运算性能和高速数字信号处理能力,适用于复杂的算法运算。

3. 单片机的频率通常在几十MHz到几百MHz之间。

4. DSP芯片通常具有更高的运行频率,以满足对实时性要求较高的应用需求。

四、资源管理1. 单片机通常具有有限的存储容量,包括Flash存储器和RAM。

2. DSP芯片通常具有更大的片上内存(On-chip Memory),能够存储更多的数据和指令。

3. 单片机通常使用栈和堆来进行存储和管理。

4. DSP芯片通常提供专门的缓冲区和数据管理单元(DMA)等资源管理功能。

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DSP和CPU、单片机的区别比较DSP和CPU、单片机的区别比较摘要:在过去的几十年里,单片机的广泛应用实现了简单的智能控制功能。

随着信息化的进程和计算机科学与技术、信号处理理论与方法等的迅速发展,需要处理的数据量越来越大,对实时性和精度的要求越来越高,低档单片机已不再能满足要求。

近年来,各种集成化的单片DSP的性能得到很大改善,软件和开发工具也越来越多,越来越好;价格却大幅度下滑,从而使得DSP器件及技术更容易使用,价格也能够为广大用户接受;越来越多的单片机用户开始选用DSP器件来提高产品性能,DSP器件取代高档单片机的时机已经成熟。

本文将从结构、性能、价格等方面对DSP器件和中央处理器CPU、单片机进行比较,探讨DSP、CPU和单片机在应用方面的实用性和性价比。

DSP(digitalsingnalprocessor)是一种独特的微处理器,有自己的完整指令系统,是以数字信号来处理大量信息的器件。

一个数字信号处理器在一块不大的芯片内包括有控制单元、运算单元、各种寄存器以及一定数量的存储单元等等,在其外围还可以连接若干存储器,并可以与一定数量的外部设备互相通信,有软、硬件的全面功能,本身就是一个微型计算机。

DSP采用的是哈佛设计,即数据总线和地址总线分开,使程序和数据分别存储在两个分开的空间,允许取指令和执行指令完全重叠。

也就是说在执行上一条指令的同时就可取出下一条指令,并进行译码,这大大的提高了微处理器的速度。

另外还允许在程序空间和数据空间之间进行传输,因为增加了器件的灵活性。

其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号,再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。

它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,远远超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。

它的强大数据处理能力和高运行速度,是最值得称道的两大特色。

由于它运算能力很强,速度很快,体积很小,而且采用软件编程具有高度的灵活性,因此为从事各种复杂的应用提供了一条有效途径。

单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。

单片机也称微控制器或嵌入式控制器,它是为中、低成本控制领域而设计和开发的。

单片机的位控能力强,I/O接口种类繁多,片内外设和控制功能丰富、价格低、使用方便,但与DSP相比,处理速度较慢。

DSP具有的高速并行结构及指令、多总线,单片机却没有。

DSP处理的算法的复杂度和大的数据处理流量更是单片机不可企及的。

嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU(微处理器)。

是嵌入式系统的核心。

为满足嵌入式应用的特殊要求,嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的,但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。

与工业控制计算机相比,嵌入式微处理器具有体积小、质量轻、成本低、可靠性高的优点,但是在电路板上必须包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等器件,从而降低了系统的可靠性,技术保密性也较差。

在应用设计中,嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在专门设计的一块电路板上,只保留和嵌入式应用有关的母板功能,可大幅度减小系统的体积和功耗。

目前,较流行的是基于ARM7、ARM9系列内核的嵌入式微处理器。

中央处理器(Central Processing Unit,CPU)是一台计算机的运算核心和控制核心。

CPU、内部存储器和输入/输出设备是电子计算机三大核心部件。

电脑中所有操作都由CPU负责读取指令,对指令译码并执行指令的核心部件。

其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

所谓的计算机的可编程性主要是指对CPU的编程。

CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。

差不多所有的CPU的运作原理可分为四个阶段:提取(Fetch)、解码(Decode)、执行(Execute)和写回(Writeback)。

DSP 、单片机以及CPU都是嵌入式家族的一员。

最大区别是DSP能够高速、实时地进行数字信号处理运算。

数字信号处理运算的特点是乘/加及反复相乘求和(乘积累加)。

为了能快速地进行数字信号处理的运算,(1)DSP设置了硬件乘法/累加器,(2)能在单个指令周期内完成乘/加运算。

(3)为满足FFT、卷积等数字信号处理的特殊要求,目前DSP大多在指令系统中设置了“循环寻址”及“位倒序”寻址指令和其他特殊指令,使得寻址、排序的速度大大提高。

DSP完成1024复点FFT的运算,所需时间仅为微秒量级。

高速数据的传输能力是DSP 高速实时处理的关键之一。

新型的DSP设置了单独的DMA总线及其控制器,在不影响或基本不影响DSP处理速度的情况下,作并行的数据传送,传送速率可达每秒百兆字节。

DSP内部有流水线,它在指令并行、功能单元并行、多总线、时钟频率提高等方面不断创新和改进。

因此,DSP与单片机、嵌入式微处理器相比,在内部功能单元并行、多DSP核并行、速度快、功耗小、完成各种DSP算法方面尤为突出。

DSP与CPU的区别从表面上来看,DSP与标准微处理器有许多共同的地方:一个以ALU为核心的处理器、地址和数据总线、RAM、ROM以及I/O端口,从广义上讲,DSP、微处理器和微控制器(单片机)等都属于处理器,可以说DSP是一种CPU。

但DSP和一般的CPU又不同。

嵌入式微处理器与DSP的一个很大区别,就是嵌入式处理器的地址线要比DSP的数目多,所能扩展的存储器空间要比DSP的存储器空间大的多,所以可配置实时多任务操作系统(RTOS)。

RTOS是针对不同处理器优化设计的高效率、可靠性和可信性很高的实时多任务内核,它将CPU时间、中断、I/O、定时器等资源都包装起来,留给用户一个标准的应用程序接口(API),并根据各个任务的优先级,合理地在不同任务之间分配CPU时间。

由于嵌入式实时多任务操作系统具有的高度灵活性,可很容易地对它进行定制或作适当开发,来满足实际应用需要。

例如,移动计算平台、信息家电(机顶盒、数字电视)、媒体手机、工业控制和商业领域(例如,智能工控设备、ATM 机等)、电子商务平台,甚至军事应用,吸引力巨大。

所以,目前嵌入式微处理器的应用是继单片机、DSP之后的又一大应用热门。

但是,由于嵌入式微处理器通常不能高效地完成许多基本的数字处理运算,例如,乘法累加、矢量旋转、三角函数等。

它的体系结构对特殊类型的数据结构只能提供通用的寻址操作,而DSP则有专门的简捷寻址机构和辅助硬件来快速完成。

所以嵌入式微处理器不适合高速、实时的数字信号处理运算。

而更适合“嵌入”到系统中,完成高速的“通用”计算与复杂的控制用途。

DSP在注重高速的同时,也在发展低价位控制芯片。

美国Cygnal公司的C8051F020 8位单片机,内部采用流水线结构,大部分指令的完成时间为1或2个时钟周期,峰值处理能力为25MIPS。

片上集成有8通道A/D、2路D/A、两路电压比较器,内置温度传感器、定时器、可编程数字交叉开关和64个通用I/O 口、电源监测、看门狗、多种类型的串行总线(两个UART、SPI)等。

DSP与单片机的比较DSP器件的特点与单片机相比,DSP器件具有较高的集成度。

DSP具有更快的CPU,更大容量的存储器,内置有波特率发生器和FIFO缓冲器。

提供高速、同步串口和标准异步串口。

有的片内集成了A/D和采样/保持电路,可提供PWM 输出。

DSP器件采用改进的哈佛结构,具有独立的程序和数据空间,允许同时存取程序和数据。

内置高速的硬件乘法器,增强的多级流水线,使DSP器件具有高速的数据运算能力。

DSP器件比16位单片机单指令执行时间快8~10倍,完成一次乘加运算快16~30倍。

DSP器件还提供了高度专业化的指令集,提高了FFT 快速傅里叶变换和滤波器的运算速度。

此外,DSP器件提供JTAG接口,具有更先进的开发手段,批量生产测试更方便,开发工具可实现全空间透明仿真,不占用用户任何资源。

通过上述比较,我们可得出结论:DSP器件是一种具有高速运算能力的单片机从应用角度看:DSP器件是运算密集型的,而单片机是事务密集型的,DSP 器件可以取代单片机,单片机却不能取代DSP。

DSP器件价格大幅度下滑,直逼单片机。

DSP器件广泛使用了JTAG硬件仿真,比单片机更易于硬件调试。

国产化的DSP开发系统为更多用户采用DSP器件提供了可能性。

DSP取代单片机的技术和价格的市场条件已经成熟,大规模推广指日可待。

DSP器件的典型应用随着DSP性能不断改善,用DSP器件来作实时处理已成为当今和未来技术发展的一个新热点。

TI公司最新推出的TMS320C2XX系列具有良好的性能价格比,基本可以取代16位单片机。

其中TMS320C203单片价格不到人民币100元,芯片内置544字的高速SRAM。

外部可寻址64K字程序/数据及I/O,指令周期在25ns~50ns 之间,实时性处理比16位单片机快2倍以上,可取代一般的单片机。

TMS320F206除了具有TMS320C203的功能外,内置32K字零等待快闪存储器,可满足单片设计的要求,能最大限度减少用户板的体积。

TMS320F240的指令、DSP核与TMS320C203、F206完全兼容,内置8K/16K字快闪存储器,增加了两路10位A/D,每路采样频率可达166kHz,提供9路独立的PWM输出,内置SCI和SPI接口,内置CAN总线接口。

这些大大增强了TMS320X240的处理能力,在电机控制领域显示了强大的生命力。

它是一个典型的TMS320F240的用户系统,它实现如下功能: 3相PWM输出/3相电流测量/按键控制、液晶显示/RS232通信,A/D、D/A 接口,62K字零等待SRAM,扩展的输入、输出及双向I/O口/JTAG接口结论 DSP 技术的不断完善,各种DSP器件的不断推出,将为实时数字信号处理的应用创造前所未有的广阔空间。

单片机用户在硬件和软件方面的设计经验可使他们很容易从单片机升级到DSP。

DSP、单片机以及CPU三者各有所长,技术的发展使得DSP、单片机、CPU 相互借鉴对方的优点,互相取长补短。

现在,部分单片机内部都有硬件乘法器,单片机内部也有了DSP内部才有的流水线作业(但规模小些)借鉴PC机的优点,DSP内部也有了一定规模的高速缓存。

吸收Intel的嵌入式系统芯片和系统软件的优点。

有的DSP内部集成了高速运行的DSP内核及控制功能丰富的嵌入式处理器内核。

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