|
4.2.2 MIPS
MIPS技术公司是是美国著名的芯片设计公司,采用精简指令系统计算结构(RISC)来设计芯片,它设计制造高性能、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是世界上很流行的一种RISC处理器。MIPS的意思是“无内部互锁流水级的微处理器” (Microprocessor without interlocked piped stages) ,其机制是尽量利用软件办法避免流水线中的数据相关问题。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。
和英特尔采用的复杂指令系统计算结构(CISC)相比,RISC具有设计更简单、设计周期更短等优点,并可以应用更多先进的技术,开发更快的下一代处理器。MIPS是出现最早的商业RISC架构芯片之一,新的架构集成了所有原来MIPS指令集,并增加了许多更强大的功能。
4.2.3 Power PC
二十世纪九十年代,IBM(国际商用机器公司)、Apple(苹果公司)和Motorola(摩托罗拉)公司开发PowerPC芯片成功,并制造出基于PowerPC的多处理器计算机。PowerPC架构的特点是可伸缩性好、方便灵活。PowerPC 体系结构规范(PowerPC Architecture Specification)发布于 1993 年,它是一个 64 位规范 ( 也包含 32 位子集 )。几乎所有常规可用的 PowerPC(除了新型号 IBM RS/6000 和所有 IBM pSeries 高端服务器)都是 32 位的
4.2.4 X86
x86是一个Intel通用计算机系列的标准编号缩写,也标识一套通用的计算机指令集合,X与处理器没有任何关系,它是一个对所有*86系统的简单的通配符定义,例如:i386, 586,奔腾(Pentium)。由于早期Intel的CPU编号都是如8086,80286来编号,由于这整个系列的CPU都是指令兼容的,所以都用X86来标识所使用的指令集合如今的奔腾,P2,P4,赛扬系列都是支持X86指令系统的,所以都属于X86家族。x86以无可比拟的性能价格比优势成为计算平台的标准。但是x86仍然基于32位技术——对于高端的企业级服务器与工作站应用无能为力。
与ARM架构的产品相比,嵌入式X86处理器普遍拥有高得多的性能,但功耗也高了许多,尽管依然可以维持无风扇运行状态,但根本无法用于PDA、智能手机等完全依*电池运作的掌上计算产品。真正对嵌入式X86处理器产生需求的是网络终端、瘦客户机、廉价/低能耗型PC、家庭消费电子产品、POS终端机等要求PC软件延续性的领域,对应设备体积相对较大,不依*电池运行,但要求具有较高的性能、低能耗、低噪音和高可靠性等优点。
2006年X86推出了首款双核处理器。
4.2.5 DSP
DSP是在模拟信号变换成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器,其处理速度比最快的CPU还快10~50倍。在当今的数字化时代背景下,DSP己成为通信、计算机、消费类电子产品等领域的基础器件。业内人士预言,DSP将是未来集成电路中发展最快的电子产品,并成为电子产品更新换代的决定因素。
DSP是属于Modified Harvard架构,即它具有两条内部总线:数据总线、程序总线。程序与数据存储空间分开,各有独立的地址总线和数据总线,取址和读数可以同时进行,目前已达到90亿次浮点运算/秒(9000MFLOPS)。它采用流水作业,每条指令的执行划分为取指令、译码、取数、执行等若干步骤,由片内多个功能单元分别完成。相当于多条指令并行执行,从而大大提高了运算速度。乘法指令在单周期内完成,优化卷积、数字滤波、FFT、相关、矩阵运算等算法中的大量重复乘法。采用循环寻址(Circular addressing),位倒序(bit-reversed)等特殊指令使FFT、卷积等运算中的寻址、排序及计算速度大大提高。1024点FFT的时间已小于1μs。具有独立的DMA总线和控制器,有一组或多组独立的DMA总线,与CPU的程序、数据总线并行工作,在不影响CPU工作的条件下,DMA速度已达800Mbyte/s以上。多处理器接口。使多个处理器可以很方便的并行或串行工作以提高处理速度。DSP处理器经过单片化、EMC改造、增加片上外设,或在通用单片机或SOC中增加DSP协处理器,从而发展成为嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP),推动嵌入式DSP处理器发展的因素主要是嵌入式系统的智能化。目前TI、ADI、Freescale、CEVA等半导体厂商在这一领域拥有很强的实力。 |
|