单片微机是单片微型计算机SCMC(single chip micro computer)的译名简称,在国内也常简称为“单片微机”或者“单片机”。它包括中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、中断系统、定时器/计数器、串行口和I/O口等等。现在,单片机已经不仅仅是指单片计算机,还包括微计算机、微处理器、微控制器和嵌入式控制器,单片机已经是它们的简称。单片机主要应用于工业控制领域,用来实现对信号的检测、数据的采集以及对应用对象的控制。由于单片机扩展了各种控制功能,如A/D、PWM、计数器的捕获/比较逻辑、高速I/O口、WDT等,都已经突破了微型计算机的传统内容,所以,更准确的反映其本质的叫法应该是微控制器。又因为它完全作嵌入式应用,所以又叫做嵌入式微控制器。除了工业控制领域,单片机在家用电子、电子玩具、通信、图形处理、机器人、计算机等各个领域迅速发展,其中,机器人使用较为多,所以技术发展更快。如今虽然单片机的种类比较多,而且各有特点,但一直主要以80C51单片机为主要核心,兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司[1]的产品,而最近几年单片机的产量日渐变多,主要是中国台湾的HOLTEK公司[2],主要是因为价格较低同时质量较好的优势,销售业绩一直稳定上升,而DSPIC系列电机控制专用控制芯片主要是由microchip公司生产,此单片机不但具备了DSP的结构优点,同时又融合了单片机MCU的控制功能[3],所以,此单片机在市场上也很有名。 52349

Acorn计算机有限公司面向市场的第一款微处理器就是ARM处理器[4]。MIPS的系统结构及设计理念比较先进,其指令系统经过通用处理器指令体系MIPS I、MIPS II、MIPS III、MIPS IV到MIPS V,嵌入式指令体系MIPS16、MIPS32到MIPS64的发展已经十分成熟。在设计理念上MIPS强调软硬件协同提高性能,同时简化硬件设计。ARM处理器本身是32位设计,但也配备16位指令集。一般来讲比等价32位代码节省达35%,却能保留32位系统的所有优势。 ARM处理器的三大特点是:耗电少功能强、16位/32位双指令集和合作伙伴众多。

而如今在世界上较为流行的RISC处理器就是MIPS处理器。MIPS的意思“无内部互锁流水级的微处理器”(Microprocessor without interlocked piped stages),它是由MIPS技术公司研发生产的[5]。MIPS技术公司是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商,在RISC处理器方面占有重要地位。1984年,MIPS计算机公司成立。1992年,SGI收购了MIPS计算机公司。1998年,MIPS脱离SGI,成为MIPS技术公司。MIPS公司设计RISC处理器始于二十世纪八十年代初,1986年推出R2000处理器,1988年推R3000处理器,1991年推出第一款64位商用微处器R4000。之后又陆续推出R8000(于1994年)论文网、R10000(于1996年)和R12000(于1997年)等型号。此单片机最早是由斯坦福(Stanford)大学Hennessy教授领导的研究小组在80年代初期研制出来的[6]。而RISC工业产品的微处理器[7]就是MIPS公司在R系列基础上开发的。 

现如今使用范围较广的就是PowerPC处理器,已经在市场上流通较广。包括从诸如 Power4 那样的高端服务器CPU 到嵌入式CPU市场。PowerPC 处理器有非常强的嵌入式表现,因为它具有优异的性能、较低的能量损耗以及较低的散热量。除了象串行和以太网控制器那样的集成 I/O,该嵌入式处理器与台式机CPU存在非常显著的区别。PowerPC 处理器有32个(32位或64位)GPR(通用寄存器)以及诸如PC(程序计数器,也称为IAR/指令地址寄存器或 NIP/下一指令指针)、LR(链接寄存器)、CR(条件寄存器)等各种其它寄存器。有些PowerPC,CPU还有32个64位FPR(浮点寄存器)[8]。

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