微處理器發(fā)展趨勢如何?微處理器與微控制器有什么區(qū)別?

處理器的出現(xiàn)為智能設(shè)備提供了基礎(chǔ)，每一枚處理器都在發(fā)揮著重要作用。為增進(jìn)大家對處理器的認(rèn)識，本文將對微處理器、微處理器的發(fā)展趨勢以及微處理器與微控制器的區(qū)別予以介紹。如果你對處理器具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、微處理器

微處理器與傳統(tǒng)的中央處理器相比，具有體積小、重量輕和容易模塊化等優(yōu)點(diǎn)。微處理器的基本組成部分有：寄存器堆、運(yùn)算器、時序控制電路，以及數(shù)據(jù)和地址總線。

自從人類1947年發(fā)明晶體管以來，50多年間半導(dǎo)體技術(shù)經(jīng)歷了硅晶體管、集成電路、超大規(guī)模集成電路、甚大規(guī)模集成電路等幾代，發(fā)展速度之快是其他產(chǎn)業(yè)所沒有的。半導(dǎo)體技術(shù)對整個社會產(chǎn)生了廣泛的影響，因此被稱為“產(chǎn)業(yè)的種子”。中央處理器是指計算機(jī)內(nèi)部對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并對處理過程進(jìn)行控制的部件，伴隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，芯片集成密度越來越高，CPU可以集成在一個半導(dǎo)體芯片上，這種具有中央處理器功能的大規(guī)模集成電路器件，被統(tǒng)稱為“微處理器”。需要注意的是：微處理器本身并不等于微型計算機(jī)，僅僅是微型計算機(jī)的中央處理器。

微處理器已經(jīng)無處不在，無論是錄像機(jī)、智能洗衣機(jī)、移動電話等家電產(chǎn)品，還是汽車引擎控制，以及數(shù)控機(jī)床、導(dǎo)彈精確制導(dǎo)等都要嵌入各類不同的微處理器。微處理器不僅是微型計算機(jī)的核心部件，也是各種數(shù)字化智能設(shè)備的關(guān)鍵部件。國際上的超高速巨型計算機(jī)、大型計算機(jī)等高端計算系統(tǒng)也都采用大量的通用高性能微處理器建造。

二、微處理器發(fā)展趨勢

單芯片多微處理器將多個功能結(jié)構(gòu)不同或多個功能結(jié)構(gòu)相同的微處理器集成在一個芯片上，甚至將整個系統(tǒng)集成在一個芯片上。

多線程結(jié)合指令級現(xiàn)場交換和順序調(diào)度技術(shù)，是數(shù)據(jù)流模型和馮·諾依曼模型的有機(jī)結(jié)合。以線程作為執(zhí)行調(diào)度的基本單位，多個線程按數(shù)據(jù)流驅(qū)動的方式并發(fā)地執(zhí)行，達(dá)到在一個物理微處理器上實(shí)現(xiàn)多個邏輯微處理器，提高執(zhí)行效率。

微處理器存儲器耦合將微處理器和存儲器集成在一個芯片上，以提供充足的存儲帶寬和極大的并行性。

可重構(gòu)計算結(jié)構(gòu)將FPGA技術(shù)和微處理器技術(shù)相結(jié)合，且在一個芯片上用可重構(gòu)邏輯依據(jù)計算需求構(gòu)造多個簡單微處理器的連接，實(shí)現(xiàn)高度并行的體系結(jié)構(gòu)。

三、微處理器與微控制器區(qū)別

1.硬件結(jié)構(gòu)。微處理器是一個單芯片CPU，而微控制器則在一塊集成電路芯片中集成了CPU和其他電路，構(gòu)成了一個完整的微型計算機(jī)系統(tǒng)。

除了CPU，微控制器還包括ram、rom一個串行接口、一個并行接口，計時器和中斷調(diào)度電路。雖然片上ram的容量比普通微型計算機(jī)系統(tǒng)還要小，但是這并未限制微控制器的使用。

2、應(yīng)用領(lǐng)域。微處理器通常作為微型計算機(jī)系統(tǒng)中的CPU使用。其設(shè)計正是針對這樣的應(yīng)用，這也是微處理器的優(yōu)勢所在。然而，微控制器通常用于面向控制的應(yīng)用。其系統(tǒng)設(shè)計追求小型化，盡可能減少元器件數(shù)量。在過去，這些應(yīng)用通常需要用數(shù)十個甚至數(shù)百個數(shù)字集成電路來實(shí)現(xiàn)。

3、指令集特征。微處理器的指令集增強(qiáng)了處理功能，使其擁有強(qiáng)大的尋址模式和適于操作大規(guī)模數(shù)據(jù)的指令。微處理器的指令可以對半字節(jié)、字節(jié)、字，甚至雙字進(jìn)行操作。通過使用地址指針和地址偏移，微處理器提供了可以訪問大批數(shù)據(jù)的尋址模式。自增和自減模式使得以字節(jié)、字或雙字為單位訪問數(shù)據(jù)變得非常容易。

微控制器的指令集適用于輸入輸出控制。例如，電磁鐵控制著馬達(dá)的開關(guān)，而電磁鐵由一個1位的輸出端口控制。微控制器具有設(shè)置和清除單位的指令，也能執(zhí)行其他面向位的操作，如對“位”進(jìn)行邏輯和異或的運(yùn)算，根據(jù)標(biāo)志位跳轉(zhuǎn)等。

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