经常看到的一些缩写词,.欢迎大家给它们的特性及应用给出解释:CPLD,PLC,PLD,PIC,FPGA,SOC,ARM,AVR,430,DSP,SOC
CPLD
PLC
PLD
PIC
FPGA
SOC
ARM
AVR
430
DSP
SOC
如果大家还有不明白的,往下加吧.
问题点数：10、回复次数：13Top
1 楼diffbine（沉）回复于 2005-06-03 08:23:40 得分 0
HDL, Verilog 、 VHDL
现在，芯片构架的设计一般是通过专门的硬件设计语言Hardware Description Languages (HDL)来完成，所谓硬件设计语言（ HDL）顾名思义，是一种用来描述硬件工作过程的语言。现在被使用的比较多的有 Verilog 、 VHDL。 这些语言写成的代码能够用专门的合成器生成逻辑门电路的连线表和布局图，这些都是将来发给芯片代工厂的主要生产依据。对于硬件设计语言（ HDL）一般的人都基本上不会接触到，我们在这里只给大家简略的介绍一下：在程序代码的形式上HDL和C也没有太大的不同，但他们的实际功能是完全的不同。比如下面这个Verilog语言中非常基本的一条语句：
always@(posedge clock) Q <= D;
这相当于C里面的一条条件判断语句，意思就是在时钟有上升沿信号的时候，输出信号 'D' 被储存在'Q'。 就是通过诸如此类的语句描述了触发器电路组成的缓存和显存之间数据交换的基本方式。
/* from www.fpga.com.cn */
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2 楼diffbine（沉）回复于 2005-06-03 08:25:16 得分 0
PLD FPGA
PLD是可编程逻辑器件（Programable Logic Device）的简称，FPGA是现场可编程门阵列（Field Programable Gate Array)的简称，两者的功能基本相同，只是实现原理略有不同，所以我们有时可以忽略这两者的区别，统称为可编程逻辑器件或PLD/FPGA。
PLD是电子设计领域中最具活力和发展前途的一项技术，它的影响丝毫不亚于70年代单片机的发明和使用。
PLD能做什么呢？可以毫不夸张的讲，PLD能完成任何数字器件的功能，上至高性能CPU,下至简单的74电路，都可以用PLD来实现。PLD如同一张白纸或是一堆积木，工程师可以通过传统的原理图输入法，或是硬件描述语言自由的设计一个数字系统。通过软件仿真，我们可以事先验证设计的正确性。在PCB完成以后，还可以利用PLD的在线修改能力，随时修改设计而不必改动硬件电路。使用PLD来开发数字电路，可以大大缩短设计时间，减少PCB面积，提高系统的可靠性。 PLD的这些优点使得PLD技术在90年代以后得到飞速的发展，同时也大大推动了EDA软件和硬件描述语言（HDL)的进步。
如何使用PLD呢？其实PLD的使用很简单，学习PLD比学习单片机要简单的多，有数字电路基础，会使用计算机，就可以进行PLD的开发。
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3 楼diffbine（沉）回复于 2005-06-03 08:35:48 得分 0
/* from http://www.teachersong.com/pic/jianjie.htm */
PIC
当今单片机厂商琳琅满目，产品性能各异。针对具体情况，我们应选何种型号呢？首先，我们来弄清两个概念：集中指令集（CISC）和精简指令集（RISC）。采用CISC结构的单片机数据线和指令线分时复用，即所谓冯.诺伊曼结构。它的指令丰富，功能较强，但取指令和取数据不能同时进行，速度受限，价格亦高。采用RISC结构的单片机数据线和指令线分离，即所谓哈佛结构。这使得取指令和取数据可同时进行，且由于一般指令线宽于数据线，使其指令较同类CISC单片机指令包含更多的处理信息，执行效率更高，速度亦更快。同时，这种单片机指令多为单字节，程序存储器的空间利用率大大提高，有利于实现超小型化。属于CISC结构的单片机有Intel8051系列、Motorola和M68HC系列、Atmel的AT89系列、台湾Winbond(华邦)W78系列、荷兰Pilips的PCF80C51系列等；属于RISC结构的有Microchip公司的PIC系列、Zilog的Z86系列、Atmel的AT90S系列、韩国三星公司的KS57C系列4位单片机、台湾义隆的EM-78系列等。一般来说，控制关系较简单的小家电，可以采用RISC型单片机；控制关系较复杂的场合，如通讯产品、工业控制系统应采用CISC单片机。不过，RISC单片机的迅速完善，使其佼佼者在控制关系复杂的场合也毫不逊色。
自从我95年接触PIC单片机以来，便一直热衷于这种单片机的开发与应用。有不少朋友问我：PIC到底有什么优势？也许你也会有这样的疑问，所以我在这里略谈几点自己的看法。
1) PIC最大的特点是不搞单纯的功能堆积，而是从实际出发，重视产品的性能与价格比，靠发展多种型号来满足不同层次的应用要求。就实际而言，不同的应用对单片机功能和资源的需求也是不同的。比如，一个摩托车的点火器需要一个I/O较少、RAM及程序存储空间不大、可靠性较高的小型单片机，若采用40脚且功能强大的单片机，投资大不说，使用起来也不方便。PIC系列从低到高有几十个型号，可以满足各种需要。其中，PIC12C508单片机仅有8个引脚，是世界上最小的单片机.该型号有512字节ROM、25字节RAM、一个8位定时器、一根输入线、5根I/O线，市面售价在3－6元人人民币。这样一款单片机在象摩托车点火器这样的应用无疑是非常适合。PIC的高档型号，如PIC16C74（尚不是最高档型号）有40个引脚，其内部资源为ROM共4K、192字节RAM、8路A/D、3个8位定时器、2个CCP模块、三个串行口、1个并行口、11个中断源、33个I/O脚。这样一个型号可以和其它品牌的高档型号媲美。
2) 精简指令使其执行效率大为提高。PIC系列8位CMOS单片机具有独特的RISC结构，数据总线和指令总线分离的哈佛总线（Harvard）结构，使指令具有单字长的特性，且允许指令码的位数可多于8位的数据位数，这与传统的采用CISC结构的8位单片机相比，可以达到2:1的代码压缩，速度提高4倍。
3) 产品上市零等待（Zero time to market）。采用PIC的低价OTP型芯片，可使单片机在其应用程序开发完成后立刻使该产品上市。
4) PIC有优越开发环境。OTP单片机开发系统的实时性是一个重要的指标，象普通51单片机的开发系统大都采用高档型号仿真低档型号，其实时性不尽理想。PIC在推出一款新型号的同时推出相应的仿真芯片，所有的开发系统由专用的仿真芯片支持，实时性非常好。就我个人的经验看，还没有出现过仿真结果与实际运行结果不同的情况。
5) 其引脚具有防瞬态能力,通过限流电阻可以接至220V交流电源,可直接与继电器控制电路相连,无须光电耦合器隔离，给应用带来极大方便。
6) 彻底的保密性。PIC以保密熔丝来保护代码，用户在烧入代码后熔断熔丝，别人再也无法读出，除非恢复熔丝。目前，PIC采用熔丝深埋工艺，恢复熔丝的可能性极小。
7) 自带看门狗定时器，可以用来提高程序运行的可靠性。
8) 睡眠和低功耗模式。虽然PIC在这方面已不能与新型的TI－MSP430相比，但在大多数应用场合还是能满足需要的。Top
4 楼ericzhangali（另一个空间）回复于 2005-06-03 09:36:54 得分 2
arm就不用解释了吧
dsp不就是数字信号处理么Top
5 楼_1_2_3_4（暈來暈去)(努力學習電子技術）回复于 2005-06-03 14:27:16 得分 2
支持樓主掃盲Top
6 楼nhpljd（楚非）回复于 2005-06-03 14:43:28 得分 2
这个扫盲班来的正及时，学习一下，MarkTop
7 楼diffbine（沉）回复于 2005-06-03 15:19:15 得分 0
/* 来自新浪爱问 */
AVR
选自AVR研讨会演讲提纲!
双龙老耿
(1) 为什么选用AVR单片机? Flash程序存储器可擦写1000次以上,不再有报废品产生。PIC
有的是OTP,只能烧录一次。AVR程序存储器数据为16位组织,也可按8位理解。PIC是12/14位程序
存储器,作寄存器转移和算术、逻辑运算带来不便。
(2) 为什么选用AVR单片机? 高速度(50ns)、低功耗!硬件应用Harward结构,具有预取指令功能,
使得指令可以在一个时钟周期内执行。PIC要4个时钟周期执行一条指令。MSC-51要12个时钟周期
执行一条指令。
(3) 为什么选用AVR单片机? 超功能精简指令!具有32个通用工作寄存器(相当于8051中的32个累
加器,克服了单一累加器数据处理造成的瓶颈现象),有128B～4KB个SRAM,可灵活使用指令运算。
(4) 为什么选用AVR单片机? 工业级产品!具有大电流(灌电流)10～20mA或40mA(单一输出),可直
接驱动SSR或继电器;有看门狗定时器(WDT),安全保护,防止程序走飞,提高产品的抗干扰能力。
(5) 为什么选用AVR单片机? 程序写入可以并行写入(用万用编程序器),也可用串行在线ISP擦
写。也就是说不必将IC拆下拿到万用编程上烧录,而可直接在电路板上进行程序修改、烧录等操
作,方便产品现场升级。有ISP、JTAG及自编功能,这是今后单片机编程的发展方向 。
(6) 为什么选用AVR单片机? AVR的I/O口是真正的I/O口,能正确反映I/O口的真实情况。I/O口
有输入/输出, 三态高阻输入,也可设定内部拉高电阻作输入端的功能,便于作各种应用特性所需
(多功能I/O口)
(7) 为什么选用AVR单片机? 高度保密(LOCK)!
–不可破解的Lock bit技术
–不象Mask ROM那样可通过电子显微镜破解–Flash单元深藏于芯片内部
–可多次烧写的Flash且具有多重密码保护锁死(LOCK)功能,因此可快速完成产品商品化,并可多
次更改程序(产品升级)而不必浪费IC或电路板,大大提高产品质量及竞争力。
(8) 为什么选用AVR单片机? AVR内带模拟比较器,I/O口可作A/D转换用,可组成廉价的A/D转换
器。
(9) 为什么选用AVR单片机?可重设启动复位。AVR系列有内部电源开关启动计数器,可将低电平复
位(/RESET)直接接到Vcc端。当电源开时,由于利用内部RC的看门狗定时器,可延迟MCU启动执行程
序。这种延时使I/O口稳定后执行程序,以提高单片机工作可靠性。有的还有内部复位电压检测电
路BOD,而检测电压可调。
(10)为什么选用AVR单片机?具有休眠省电功能(POWER DOWN)及闲置(IDLE)低功耗功能。一般耗
电在1～2.5mA,典型功耗情况,WDT关闭时为100nA
(11) 为什么选用AVR单片机? 像8051一样,有多个固定中断向量入口地址,可快速响应中断。而
PIC只有一个中断入口,要查询后才能响应中断,失去了最佳响应中断时间。
(12) 为什么选用AVR单片机? AT90S1200/2343/ATtiny15等部分AVR器件具有内部RC振荡器-
1MHz的工作频率,使该类单片机成为无外加元器件即可工作,就是一片芯片,可谓简单方便,作加密
器件使用更妙。
(13) 为什么选用AVR单片机? 计数器/定时器,C/T有8位和16位,可作比较器;计数器外部中断和
PWM(也可当D/A)用于控制输出,有的有3-4个PWM,作电机无级调速是理想器件。
(14) 为什么选用AVR单片机?有串行异步通讯UART接口,不占用定时器和SPI传输功能,因其高速故
可以工作在一般标准整数频率,而波特率可达576K。
(15) 为什么选用AVR单片机? AT90S4414/AT90S8515具有可扩展外部数据存储器达64KB。它们
的引脚排列及功能与8051相似,即可替代替8051系列单片机(8751或8752)的应用系统。仅差复位
电平,只需对调复位电阻、电容位置。还增加很多新功能,WDT,A/D,PWM等
(16) 为什么选用AVR单片机? 工作电压范围宽(2.7～6.0V),电源抗干扰性强。 AT90LXX为低电
压器件(2.7～6.0V), AT90SXX电压为 (4.0～6.0V),最低器件ATtiny12己到1.8V ～ 5.5V。
(17) 为什么选用AVR单片机? AT90S4434/8535具有8路10位A/D;AT90S2333/4433具有6路10位
A/D;功能更强的ATmega103/128有Flash 128KB,EEPROM 4KB,RAM 4KB,I/O端口48个,中断源16
个 ,外中断8个,SPI,UART,8路10位A/D,ISP。
(18) 为什么选用AVR单片机? 并具有较大容量、可擦写10万次的EEPROM,对掉电后数据保存带来
方便,来电后能记住掉电时的工体状态,EEPROM(64B～4KB) 。
(19) 为什么选用AVR单片机? 新的高档AVR ATmega16/32/64/128还具有JTAG边界扫描、仿真、
编程功能,不会造成以往仿真通过,脱机不行的现象。
(20) 为什么选用AVR单片机? AVR 微处理器---可以对自己编程..ATmega161为使用便利性而设
计
–写入新代码时无需外部器件
–小扇区：128字节
–Boot区可变
–Read-While-Write技术
–减少编程时间
–受控于硬件的编程方法
–打开通向新世界的大门
–通过任何接口进行编程(并行编程器、ISP、JTGA、 UART 、自编程)–重复编程无需外部器件
–100%安全的远程加密更新方式
(21) 为什么选用AVR单片机? 从高级语言C代码,看各种单片机性能比较:
从一个小C函数为例:
/* Return the maximum value of a table of 16 integers */
;返回最大值的表格的16位整数
int max(int *array);数组*array
{
char a;
int maximum=-32768;最大的=-32768
for (a=0;a<16;a++)
if (array[a]>maximum)
maximum=array[a];
return (maximum);返回
}
性能比较:
AT90S8515 8 MHz
80C51 24 MHz
68HC11A8 12 MHz
PIC16C74 20 MHz
编译结果结论:
8 MHz AVR ——224 MHz 80C51
HC11：代码效率高，但是处理能力只有AVR的1/10，功耗却高 2.5倍
PIC 速度快, 但是在相同功耗下AVR性能比其高3.5倍
(22) 为什么选用AVR单片机?AVR使用众多功能强大的高级语言
● IAR AVR C编译器 编译器与AVR同步设计,支持C和EC++ ,Demo版只生成调试文件,
● ICC AVR C 编译器 支持无SRAM器件;增加组软件模块;Icc Demo版30天是完全版, 30天后转
限2KB版,双龙是Icc 正版独家代理
● Code Vision AVR C编译器 有组软件模块,Demo版为限2KB版
● GNU C编译器 网友联盟自由免费版,升级慢
● BASCOM-AVR Demo版为限2KB版
(23) 为什么选用AVR单片机?AVR有各种档次的开发工具
评估工具
–AVR Studio
–STK500
–SL-MEGA/SL-AVR/SL-AVRS(双龙开发)
–GNU GCC 编译器高性能开发工具
–AVR Studio
–STK500/SL-AVRL
–ICE10 / ICE30/ICE200
–IAR C
低成本开发工具
–AVR Studio
–SL-MEGA/SL-AVR/SL-AVRS
–SL-AVRL
–ICE200 / JTAGICE
–Imagecraft C
(23)为什么选用AVR单片机?有了AVR基础,我们学习FPSLIC(=AVR+FPGA+SRAM),使我国单片机开发
进入芯片级开发。
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8 楼diffbine（沉）回复于 2005-06-03 15:22:35 得分 0
/* 来自EDA天地 */
DSP芯片介绍
1 什么是DSP芯片
DSP芯片，也称数字信号处理器，是一种具有特殊结构的微处理器。DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP 指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。根据数字信号处理的要求，DSP芯片一般具有如下的一些主要特点：
（1） 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。
（2） 程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据。
（3） 片内具有快速RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问。
（4） 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。
（5） 快速的中断处理和硬件I/O支持。
（6） 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。
（7） 可以并行执行多个操作。
（8） 支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
与通用微处理器相比，DSP芯片的其他通用功能相对较弱些。
2 DSP芯片的发展
世界上第一个单片DSP芯片是1978年AMI公司宣布的S2811，1979年美国Iintel公司发布的商用可编程期间2920是DSP芯片的一个主要里程碑。这两种芯片内部都没有现代DSP芯片所必须的单周期芯片。 1980年。日本NEC公司推出的μPD7720是第一个具有乘法器的商用DSP 芯片。第一个采用CMOS工艺生产浮点DSP芯片的是日本的Hitachi 公司，它于1982年推出了浮点DSP芯片。1983年，日本的Fujitsu公司推出的MB8764，其指令周期为120ns ，且具有双内部总线，从而处理的吞吐量发生了一个大的飞跃。而第一个高性能的浮点DSP芯片应是AT&T公司于1984年推出的DSP32。
在这么多的DSP芯片种类中，最成功的是美国德克萨斯仪器公司（Texas Instruments，简称TI）的一系列产品。TI公司灾982年成功推出启迪一代DSP芯片TMS32010及其系列产品TMS32011、TMS32C10/C14/C15/C16/C17等，之后相继推出了第二代DSP芯片TMS32020、TMS320C25/C26/C28，第三代DSP芯片TMS32C30/C31/C32，第四代DSP芯片TMS32C40/C44，第五代DSP芯片TMS32C50/C51/C52/C53以及集多个DSP于一体的高性能DSP芯片TMS32C80/C82等。
自1980年以来，DSP芯片得到了突飞猛进的发展，DSP芯片的应用越来越广泛。从运算速度来看，MAC（一次乘法和一次加法）时间已经从80年代初的400ns（如TMS32010）降低到40ns（如TMS32C40），处理能力提高了10多倍。DSP芯片内部关键的乘法器部件从1980年的占模区的40左右下降到5以下，片内RAM增加一个数量级以上。从制造工艺来看，1980年采用4μ的N沟道MOS工艺，而现在则普遍采用亚微米CMOS工艺。DSP芯片的引脚数量从1980年的最多64个增加到现在的200个以上，引脚数量的增加，意味着结构灵活性的增加。此外，DSP芯片的发展，是DSP系统的成本、体积、重量和功耗都有很大程度的下降。
3 DSP芯片的分类
DSP的芯片可以按照以下的三种方式进行分类。
1. 按基础特性分
这是根据DSP芯片的工作时钟和指令类型来分类的。如果DSP芯片在某时钟频率范围内的任何频率上能正常工作，除计算速度有变化外，没有性能的下降，这类DSP芯片一般称之为静态DSP芯片。
如果有两种或两种以上的DSP芯片,它们的指令集和相应的机器代码机管脚结构相互兼容,则这类DSP芯片称之为一致性的DSP芯片。
2. 按数据格式分
这是根据DSP芯片工作的数据格式来分类的。数据以定点格式工作的DSP芯片称之为定点DSP芯片。以浮点格式工作的称为DSP芯片。不同的浮点DSP芯片所采用的浮点格式不完全一样，有的DSP芯片采用自定义的浮点格式，有的DSP芯片则采用IEEE的标准浮点格式。
3. 按用途分
按照DSP芯片的用途来分，可分为通用型DSP芯片和专用型的DSP芯片。通用型DSP芯片适合普通的DSP应用，如TI公司的一系列DSP芯片。专用型DSP芯片市为特定的DSP运算而设计，更适合特殊的运算，如数字滤波，卷积和FFT等。
4 DSP芯片的选择
设计DSP应用系统，选择DSP芯片时非常重要的一个环节。只有选定了DSP芯片才能进一步设计外围电路集系统的其它电路。总的来说，DSP芯片的选择应根据实际的应用系统需要而确定。一般来说，选择DSP芯片时考虑如下诸多因素。
1． DSP芯片的运算速度。运算速度是DSP芯片的一个最重要的性能指标，也是选择DSP芯片时所需要考虑的一个主要因素。DSP芯片的运算速度可以用以下几种性能指标来衡量：
（1） 指令周期。就是执行一条指令所需要的时间，通常以ns为单位。
（2） MAC时间。即一次乘法加上一次加法的时间。
（3） FFT执行时间。即运行一个N点FFT程序所需的时间。
（4） MIPS。即每秒执行百万条指令。
（5） MOPS。即每秒执行百万次操作。
（6） MFLOPS。即每秒执行百万次浮点操作。
（7） BOPS。即每秒执行十亿次操作。
2． DSP芯片的价格。根据一个价格实际的应用情况，确定一个价格适中的DSP芯片。
3． DSP芯片的硬件资源。
4． DSP芯片的运算速度。
5． DSP芯片的开发工具。
6． DSP 芯片的功耗。
7． 其它的因素，如封装的形式、质量标准、生命周期等。
DSP应用系统的运算量是确定选用处理能力多大的DSP芯片的基础。那么如何确定DSP系统的运算量以选择DSP芯片呢？
1． 按样点处理
按样点处理就是DSP算法对每一个输入样点循环一次。例如；一个采用LMS算法的256抽头德的自适应FIR滤波器，假定每个抽头的计算需要3个MAC周期，则256抽头计算需要256*3=768个MAC周期。如果采样频率为8KHz，即样点之间的间隔为125μs的时间，DSP芯片的MAC周期为200μs，则768个周期需要153.6μs的时间，显然无法实时处理，需要选用速度更快的芯片。
2． 按帧处理
有些数字信号处理算法不是每个输入样点循环一次，而是每隔一定的时间间隔（通常称为帧）循环一次。所以选择DSP芯片应该比较一帧内DSP芯片的处理能力和DSP算法的运算量。假设DSP芯片的指令周期为P（ns），一帧的时间为⊿τ（ns），则该DSP芯片在一帧内所提供的最大运算量为⊿τ/ P 条指令。
5 DSP芯片的基本结构
DSP芯片的基本结构包括：
（1）哈佛结构；
（2）流水线操作；
（3）专用的硬件乘法器；
（4）特殊的DSP指令；
（5）快速的指令周期。
哈佛结构
哈佛结构的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址，独立访问。与两个存储器相对应的是系统中设置了程序总线和数据总线，从而使数据的吞吐率提高了一倍。由于程序和存储器在两个分开的空间中，因此取指和执行能完全重叠。
流水线与哈佛结构相关，DSP芯片广泛采用流水线以减少指令执行的时间，从而增强了处理器的处理能力。处理器可以并行处理二到四条指令，每条指令处于流水线的不同阶段。入图示出一个三级流水线操作的例子。
CLLOUT1
取指 N N-1 N-2
译码 N-1 N N-2
执行 N-2 N-1 N
图4-1 三级流水线操作
专用的硬件乘法器
乘法速度越快，DSP处理器的性能越高。由于具有专用的应用乘法器，乘法可在一个指令周期内完成。
特殊的DSP指令DSP芯片是采用特殊的指令。
快速的指令周期哈佛结构、流水线操作、专用的硬件乘法器、特殊的DSP指令再加上集成电路的优化设计可使DSP芯片的指令周期在200ns以下。
6 DSP系统的特点
数字信号处理系统是以数字信号处理为基础，因此具有数字处理的全部特点：
（1） 接口方便。DSP系统与其它以现代数字技术为基础的系统或设备都是相互兼容，这样的系统接口以实现某种功能要比模拟系统与这些系统接口要容易的多。
（2） 编程方便。DSP系统种的可编程DSP芯片可使设计人员在开发过程中灵活方便地对软件进行修改和升级。
（3） 稳定性好。DSP系统以数字处理为基础，受环境温度以及噪声的影响较小，可靠性高。
（4） 精度高。16位数字系统可以达到的精度。
（5） 可重复性好。模拟系统的性能受元器件参数性能变化比较大，而数字系统基本上不受影响，因此数字系统便于测试，调试和大规模生产。
（6） 集成方便。DSP系统中的数字部件有高度的规范性，便于大规模集成。
7 DSP芯片的应用
自从DSP芯片诞生以来，DSP芯片得到了飞速的发展。DSP芯片高速发展，一方面得益于集成电路的发展，另一方面也得益于巨大的市场。在短短的十多年时间，DSP芯片已经在信号处理、通信、雷达等许多领域得到广泛的应用。目前，DSP芯片的价格也越来越低，性能价格比日益提高，具有巨大的应用潜力。DSP芯片的应用主要有：
（1） 信号处理--如，数字滤波、自适应滤波、快速傅里叶变换、相关运算、频谱分析、卷积等。
（2） 通信--如，调制解调器、自适应均衡、数据加密、数据压缩、回坡抵消、多路复用、传真、扩频通信、纠错编码、波形产生等。
（3） 语音--如语音编码、语音合成、语音识别、语音增强、说话人辨认、说话人确认、语音邮件、语音储存等。
（4） 图像/图形--如二维和三维图形处理、图像压缩与传输、图像增强、动画、机器人视觉等。
（5） 军事--如保密通信、雷达处理、声纳处理、导航等。
（6） 仪器仪表--如频谱分析、函数发生、锁相环、地震处理等。
（7） 自动控制--如引擎控制、深空、自动驾驶、机器人控制、磁盘控制。
（8） 医疗--如助听、超声设备、诊断工具、病人监护等。
（9） 家用电器--如高保真音响、音乐合成、音调控制、玩具与游戏、数字电话/电视等
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9 楼diffbine（沉）回复于 2005-06-03 15:26:19 得分 0
/* 来自上海交大微电子学院 */
SOC与单片机应用技术的发展(第一部分)
摘要：本文讨论SOC和单片机应用技术的发展；介绍SOC的基本技术特点和应用概念；分析作为IP家庭重要成员的单片机在SOC应用设计中的特点。通过讨论指出以嵌入技术为基础，单片机再次成为现代电子应用技术的核心之一，为SOC应用技术提供了坚实的基础。
关键词：SOC 单片机 嵌入式系统
引言
现场电子技术应用中包含了硬件（HW）、硬件加软件（HW+SW）、固件（FW）3个层次。这3个层次也可以说是现代电子技术应用的3人发展阶段。自1997年以来，电子技术应用又增加了一个新的层次——片上系统（SOC）层次。SOC技术概念和应用技术层次的出现，标志着现代电子技术应用进入了SOC阶段。
从各个发展阶段看，自HW+SW阶段开始，电子技术应用就与单片机紧密地联系在一起。在FW阶段，作为固件系统的重要核心技术，单片机又以嵌入式技术为基础，再次成为现代电子应用技术的核心技术之一，并为SOC应用技术提供了紧实的基础。
SOC为各种应用提供了一个新的实现技术。这种新的电子系统实现技术促使工业界在近3年中发生了巨大的变化，为信息技术的应用提供坚实的基础，因此，完全可以称之为SOC革命。同时，SOC也为单片机技术提供了更广阔的应用领域，使单片机应用技术发生了革命性的变化。
本文根据几年来对SOC技术和单片机应用技术发展的研究，对SOC的基本技术概念以及单片机与SOC技术的关系进行了讨论，指出了SOC中单片机嵌入式应用的技术特点。
一、SOC技术与应用概念
所谓SOC技术，是一种高度集成化、固件化的系统集成技术。使用SOC技术设计系统的核心思想，就是要把整个应用电子系统全部集成在一个芯片中。在使用SOC技术设计应用系统，除了那些无法集成的外部电路或机械部分以外，其他所有的系统电路全部集成在一起。
1.系统功能集成是SOC的核心技术
在传统的应用电子系统设计中，须要根据设计要求的功能模块对整个系统进行综合，即 根据设计要求的功能，寻找相应的集成电路，再根据设计要求的技术指标设计所选电路的连 接形式和参数。这种设计的结果是一个以功能集成电路为基础，器件分布式的应用电子系统结构。设计结果能否满足设计要求不仅取决于电路芯片的技术参数，而且与整个系统PCB版图的电磁兼容特性有关。同时， 对于须要实现数字化的系统，往往还须要有单片机等参与，所以还必须考虑分布式系统对电路固件特性的影响。很明显，传统应用电子系统的实现，采用的是分布功能综合技术。
对于SOC来说，应用电子系统的设计也是根据功能和参数要求设计系统，但与传统方法有着本质的差别。SOC不是以功能电路为基础的分布式系统综合技术。而是以功能IP为基础的系统固件和电路综合技术。首先，功能的实现不再针对功能电路进行综合，而是针对系统整体固件实现进行电路综合，也就是利用IP技术对系统整体进行电路结合。其次，电路设计的最终结果与IP功能模块和固件特性有关，而与PCB板上电路分块的方式和连线技术基本无关。因此，使设计结果的电磁兼容特性得到极大提高。换句话说，就是所设计的结果十分接近理想设计目标。
2.固件集成是SOC的基础设计思想
在传统分布式综合设计技术中，系统的固件特性往往难以达到最优，原因是所使用的是分布式功能综合技术。一般情况下，功能集成电路为了满足尽可能多的使用面，必须考虑两个设计目标：一个是能满足多种应用领域的功能控制要求目标；另一个是要考虑满足较大范围应用功能和技术指标。因此，功能集成电路（也就是定制式集成电路）必须在I/O和控制方面附加若干电路，以使一般用户能得到尽可能多的开发性能。但是，定制式电路设计的应用电子系统不易达到最佳，特别是固件特性更是具有相当大的分散性。
对于SOC来说，从SOC的核心技术可以看出，使用SOC技术设计应用电子系统的基本设计思想就是实现全系统的固件集成。用户只须根据需要选择并改进各部分模块和嵌入结构，就能实现充分优化的固件特性，而不必花时间熟悉定制电路的开发技术。固件基础的突发优点就是系统能更接近理想系统，更容易实现设计要求。
3.嵌入式系统是SOC的基本结构
在使用SOC技术设计的应用电子系统中，可以十分方便地实现嵌入式结构。各种嵌入结构的实现十分简单，只要根据系统需要选择相应的内核，再根据设计要求选择之相配合的IP模块，就可以完成整个系统硬件结构。尤其是采用智能化电路综合技术时，可以更充分地实现整个系统的固件特性，使系统更加接近理想设计要求。必须指出，SOC的这种嵌入式结构可以大大地缩短应用系统设计开发周期。
4.IP是SOC的设计基础
传统应用电子设计工程师面对的是各种定制式集成电路，而使用SOC技术的电子系统设计工程师所面对的是一个巨大的IP库，所有设计工作都是以IP模块为基础。SOC技术使应用电子系统设计工程师变成了一个面向应用的电子器件设计工程师。由此可见，SOC是以IP模块为基础的设计技术，IP是SOC应用的基础。
5.SOC技术中的不同阶段
用SOC技术设计应用电子系统的几个阶段如图1所示。在功能设计阶段，设计者必须充分考虑系统的固件特性，并利用固件特性进行综合功能设计。当功能设计完成后，就可以进入IP综合阶段。IP综合阶段的任务利用强大的IP库实现系统的功能I。P结合结束后，首先进行功能仿真，以检查是否实现了系统的设计功能要求。功能仿真通过后，就是电路仿真，目的是检查IP模块组成的电路能否实现设计功能并达到相应的设计技术指标。设计的最后阶段是对制造好的SOC产品进行相应的测试，以便调整各种技术参数，确定应用参数。
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10 楼ldqmoon（ldqmoon）回复于 2005-06-03 15:34:34 得分 2
我来接一下，楼主接着发啊Top
11 楼diffbine（沉）回复于 2005-06-03 17:26:57 得分 0
/* 来自上海交大微电子学院 */
SOC与单片机应用技术的发展(第二部分)
二、SOC的应用概念
现代科学技术应用的重要特点之一，就是技术多样性、智能多变性和面向对象的系统设计性。所谓技术多样性，就是实现同一个应用电子系统可以有许多不同的设计方案供选择；而不同的设计方案就意味着必须使用不同的设计和生产技术。所谓知识多变性，是指在现代电子技术应用系统中，实现系统目标的基础理论和方法随着新知识的出现不断地在变化。这种变化不仅使应用电子系统技术指标发生变化，甚至改变了系统的整体结构。
随着现代信息和电子技术应用领域的不断拓宽，越来越多的应用领域提出了各种特殊要求。例如，航空航天领域要求的小体积大系统，信息应用领域提出的个性化等要求，都使得一般固件技术难以胜任。特别是在民用领域，重视个性化的产品设计概念使应用电子产品的更新速度极快，而且小批量多品种的要求也越来越高。这就是提出了小批量产品与成本、集成化与成本、产品研制周期与成本等一系列的问题。
SOC正是成为满足现代科学和工程技术发展的要求而产生的现代应用电子技术。传统的观念认为，只有大批量的产品才有集成的可能，才具有价格竞争优势。因此，到目前为止，大多数小批量产品，特别是研究性质的应用电子系统，一般都采用HW，HW+SW或FW技术实现。但随着SOC的出现、发展和成熟，这种现状已经发生极大的变化。SOC为现代电子工程师提供了一个快捷经济的系统设计方法，使那么传统观念上认为高性能、高复杂度、高成本的嵌入式结构，能够通过低成本的单片芯片实现。
1.SOC的设计观念
SOC的设计观念与传统设计观念完全不同。在SOC设计中，设计者面对的不再是电路芯片；而是能实现设计功能的IP模块库。设计者不必要在众多的模块电路中搜索所须要的电路芯片，只需要根据设计功能和固件特性，选择相应的IP模块。这种电路的设计技术和综合方法，基本上消除了器件信息障碍，因为每一个应用设计都是一个专用的集成系统，都是一个专用的集成电路。换句话说，SOC的设计观念是“设计自己的专用集成电路”。从某种意义上讲，就是把用户变成了集成电路制造商。
2.高效便利的设计工具
由于IP是SOC的基础，所以，必须采用相应的EDA软件才能完成设计技术。如果没有高效便利的设计工具，SOC设计就是一句空话。实际上，传统应用电子系统设计工作对EDA和其他相应的设计软件并没很高的要求，只要求能提供相应的便利条件；而SOC设计则必须建立在EDA基础之上。例如，使用SOC技术设计一个智能温度控制系统，由于整个系统集成在一个芯片中，用户就必须能对其中的CPU核、存储器、A/D、模拟放大器等电路进行综合仿真，显然，必须要有一个高效便利的EDA工具才能完成这些工作。
三、SOC技术中的单片机
单片机现代电子技术应用中的主流技术，特别是在工业和民用的独立电子系统中，单片机起着系统核心的作用。由于单片机系统特有的固件特性，使单片机在SOC技术中占有重要的地位。
1.SOC中的单片机嵌入技术
随着电子技术的发展，特别是应用技术的飞速发展，单片机应用系统已经形成了常用的、独特的嵌入式结构。如不同系列的单片机，都是通过嵌入不同的CPU和其他辅助电路而形成的。目前，单片机已经成为CPU和其他辅助电路而形成的。目前，单片机已经成为IP库中的重要成员，而其嵌入式结构正是SOC的一种重要实现技术和方法。
用SOC设计单片机系统嵌入式结构，为设计者提供了现有技术所无法比拟的优越条件。设计者必在选择单片机的型号上下功夫；只须要根据所设计系统的固件特性和功能要求，选 择相应的单片机CPU内核，再根据需要选择其他的IP模块，就可以实现完整的系统。从某种意义上看，SOC为单片机应用提供了更广阔的应用技术，并赋予了单片机更强大的生命力。试想，如果整个SOC目标系统的核心是一个单片机CPU，那么，这个系统设计成功之后就不仅是真正意义上的单片机，而且还实现了真正的系统单片机。这正是单片机强大生命力的根源。
2.SOC中单片机系统优化
目前在单片机应用中，有相当一部分实际上并不能叫做单片机。因为许多应用中需要形成单片机的外部系统总线。因此，单片机资源的充分利用和避免形成外部总线，往往是单片机应用设计的主要追求目标。换句话说，优化问题是单片机应用中的一个重要问题。
例如，设计一个具有多个传感器的测试系统，往往须要根据单片机的特点设计相应的外 部总线，应用系统由此而庞大。采用SOC技术后，系统不再需要外部总线，所选用单片机中不需要的资源也可以去除掉，只保留所需要的CPU等功能模块。这两种设计方法的方框图如图2所示。
从图2中可以看出，设计人员不必为如何最大限度地利用单片机资源而发愁，可以根据自己的需要选择所需的电路，并与所熟悉单片机的CPU内核相结合。同时还把现有技术需要精密调整的前置电路（模拟信号处理部分）也全部安放在一块芯片中，从而避免了大量的PCB板调试工作。从“单片机必须实现系统单片化”的角度看，这种系统正是用户自己设计 的专用单片机系统，而且是一个能实现全部系统功能的优化系统。这种系统的调试、测试方 法与传统的单片机系统完全不同，已经成为一个能处理模块-数字混合信号的全新系统。因 此，SOC技术使单片机应用系统实现了更高层次上的集成。
概括地说，SOC使单片机应用技术发生了革命性的变化，这个变化就是应用电子系统的设计技术，从选择厂家提供的定制产品时代进入了用户自行开发设计器件的时代。这标志着单片机应用的历史性变化，一个全新的单片机应用时代已经到来。
结束语
SOC成为新一代应用电子技术的核心已经成为不争的事实，这不仅是电子技术本身的革命性标志，也是电子技术应用的重大历史变化。SOC并不是凭空产生的；而是几十年应用技术积累和电子技术发展的必然结果，IP是SOC的基础就是有利的证明。
作为IP家庭中的一个重要分支，单片机应用也从定制系统应用技术发展成为SOC嵌入式应用技术。这对单片机应用工程师来说，不仅是用户技术发生了重大变化，更主要的是应用 工程师面临着新的挑战。同时，SOC也向单片机应用技术展示了更为广阔的发展前景。
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12 楼Great_Bug（）回复于 2005-06-04 19:35:40 得分 2
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13 楼diffbine（沉）回复于 2005-06-06 08:13:59 得分 0
如何由单片机升级到DSP
www.mcuwork.com 2004-4-8 mcu实验室
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TMS320C2XX系列DSP器件为例，探讨DSP器件取代单片机的可行性。
DSP器件与单片机的比较
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。
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。
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。
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