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选微处理器MPU,还是单片机MCU?两者区别详解

发布时间:2022/8/10 3:07:00

来源:http://www.szinter.com.cn/news851161.html

每个新的设计方案都必须是单片机或微处理器。当选择彼此之间的第一个时,必须考虑一些元素。以下是微处理器和单片机的简要描述和比较。

考虑选择微处理器(MPU)或是单片机(MCU)当时,应用类型通常是主要因素。另一方面,最终的选择是操作系统和行内存等元素。然而,有时微处理器和单片机的核心集成应用被称为异构框架。

操作系统

针对一些依据Linux或者安卓系统等操作系统的电子计算机密集型工业生产和消费应用,必须快速连接或广泛的客户插座,微处理器是最佳选择。这是因为大多数单片机没有操作系统,只有原始的机器程序,解决循环系统和状态机器,几乎所有的手动控制都可以操作程序。众所周知,许多高性能单片机可以应用FreeRTOS这种即时操作系统(RTOS),然后,可预测的方法应用程序,即时响应必须硬即时个人行为。

作为一操作系统操作系统,具有许多专业的软件、一般的硬件配置和快速发展的生态系统Linux取得了巨大的成功。它的另一个优点是没有客户或授权批准费用。但是,嵌入式Linux一起工作的应用程序至少需要300到400 DMIPS(ARM-Dhrystone MIPS)性能更适合微处理器。这种应用程序没有很好的计算水平和运行内存。

若采用复杂或高处理速度的自动控制系统, RTOS非常有效,但至少要配合50 DMIPS高性能单片机。这比嵌入式Linux性能规定要少得多。传统式的RTOS设计方案精减,可在单片机上运行。对于即时计算硬件配置,这也是有效的,例如,如果反应时间过长,就会产生致命的不良影响。即使必须适用许多功能、终断源和规范串行通信接口,也建议应用程序包含RTOS的单片机。

内 存

微处理器和单片机之间的另一个关键区别是,微处理器依赖于外部存储器来存储和执行程序,而单片机依赖于嵌入式闪存芯片。非易失性存储器通常存储在微处理器中,例如eMMC或串行通信闪存芯片。在整个运行过程中,将其载入外界DRAM并在这里执行操作程序。DRAM而且非易失性存储器有几百兆甚至几千兆字节容积,这意味着微处理器几乎从不受存储容量的限制。但有一个潜在的缺陷:外部存储器可能会促进PCB设计方案的合理布局越来越复杂。

即使是今天的高性能单片机,如意法半导体(STMicroelectronics)生产制造的STM32H多也只给2 MB对于许多必要的操作系统来说,程序运行内存很可能是不够的。由于程序位于上述运行内存中,其特点是运行和重置整个过程的速度明显更快。

计算水平

计算能力是典型的选择要素。然而,在这方面,微处理器和单片机之间的界限越来越模糊。例如,如果你会ARM系统架构被视为单片机和微处理器销售市场上最常见的系统架构之一,这是不言而喻的。ARM给予不同CPU实现各种规定的系统架构:

Cortex-A性能最大化,综合操作系统得到了改进。 在智能机或网络服务器等功能齐全的机,如智能机器或网络服务器。 Cortex-M较小,具备大量的上面外接设备,可是耗能较低,而且对于嵌入式运用实现了提升。

Dhrystone不一样CPU性能测试标准。根据该标准,低价单片机一般有30台 DMIPS,目前性能最大的单片机(包括嵌入式程序闪存芯片)与这种低价单片机的区别达到了1027 DMIPS。相比之下,微处理器的发展点约为1万 DMIPS。

能 耗

单片机在能耗方面表现出色,远低于微处理器。虽然微处理器具有环保节能的方法,但其能耗仍远高于典型的单片机。而且微处理器采用外部存储器,很难转化为环保节能。单片机是一种更强的选择,特别是对于消费电子设备或智能电表,它必须有较长的充电电池运行时间,很少使用或没有客户插座。

连通性

大部分单片机和微处理器都选用了全部基本外部设备插口。但是,如果客户需要快速的外部设备,单片机中就找不到千兆以太网等相关端口。虽然这实际上已经成为微处理器中的标准单片机。由于单片机几乎无法解决这种高速接口形成的信息量,信息量。一个关键问题是:是否有足够的网络带宽和安全通道来解决爆发信息?

即时主要表现

当即时性能是最重要的考虑因素时,单片机必须是首选。凭着CPU核心、嵌入式闪存芯片和手机软件(RTOS或原装机OS),单片机可以优秀地执行即时日常任务。由于Cortex-A微处理器采用高性能生产线,客户可以看到,在自动跳转和终断期间,随着生产线的深度不断提高,时间延迟也在上升。因为OS与微处理器一起实行多个任务,因而难以完成硬即时实际操作。

基本的系统软件IC

因为开关电源早已集成化在单片机中,因而他们仅必须一个单脉冲信号开关电源。另一方面,微处理器必须很多不一样工作电压的电原来为核心和其他部件配电,因此通常是需要一个独特配制的电池管理IC(也就是说,系统软件基本集成ic)开展配电管理方法。

结 语

很难说哪个微处理器或单片机是更强的选择,但工作经验规,你应该自始至终衡量各种优缺点。以下方面可作为一般的具体指导:

单片机特别适用于以能耗为重点、价格低廉的移动智能终端及其即时要求。 微处理器特别适用于与操作系统一起运行,必须高速接口的聚集计算。 手机游戏等图形密集型应用独特的微处理器进行连接网络解决。

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