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 电脑主板上的CPU和嵌入式系统CPU有什么区别

 电脑主板上的CPU和嵌入式系统CPU有什么区别

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 主要区别是应用领域不同,结构不同,总体来说,通用的CPU,性能好,但散热和稳定性问题依旧存在;嵌入式的CPU,性能更差,但是散热很低,稳定性好能耗低。  嵌入式处理器包括DSP(数字信号处理器),EMPU(嵌入式微处理器),MCU(嵌入式微控制器)。而通用CPU的体系结构随不同的公司而异。

   主要区别是应用领域不同,结构不同,总体来说,通用的CPU,性能好,但散热和稳定性问题依旧存在;嵌入式的CPU,性能更差,但是散热很低,稳定性好能耗低。

 

  嵌入式处理器包括DSP(数字信号处理器),EMPU(嵌入式微处理器),MCU(嵌入式微控制器)。而通用CPU的体系结构随不同的公司而异。

ARM工控主板基于NXP_LS1012A

  一、应用领域

 

  嵌入式处理器的应用领域通常是较专一的。DSP主要用于数字信号的采集、变换、滤波、压缩、识别等处理。强大的处理能力使它广泛应用于视频编解码领域,我们日常所用到的MP3、MP4、手机、DVD等数码产品都是以它为核心的。

 

  而MCU。主要用于工业控制领域,俗称为单片机,它的处理能力通常较差,但可靠性较高。而EM-PU则是在提供一定通用性的情况下追求比MCU更好的性能。

 

  与嵌入式处理器不同,通用CPU则是要求能从事很多任务,比如电脑可以用来看电影、打游戏、上网等,而且要能使用不同的操作系统和硬件外设等,这就对CPU的处理能力和兼容性提出了很高的要求。什么都能做,必然什么都不精。看电影它不如DVD,打游戏它不如PS2。当然随着电脑性能不断的提高,这些情况会改善。但是噪音和发热量大这两个弊端估计在近期不会有大的改善。

 

  二、处理器硬件结构

 

  由于应用领域的不同,这两种处理器的结构也不同。作为嵌入式处理器的代表,DSP主要采用了改进的哈佛结构(指令和数据分开存储,独立编址,独立访问)。多总线结构(如TI的TMS320C54×内部有8条总线、四条地址、三条数据、一条程序),多级流水线技术(如TI的TMS320C54x有2~6级不等的流水线。可以加快处理速度),专用硬件乘法器,特殊的DSP指令等。底层指令分为采用精简指令集(CISC)和复杂指令集(RISC)两类,前者使用了X86架构,后者则有ARM(ADVANCERISCMA.

CHINES),MIPS,POWERPC等多种架构。

 

  通用CPU沿用了X86架构,除早期产品外也采用了哈佛结构,当然也有多级流水(P4的流水线达到了惊人的3l级,理论上流水线越多主频越容易提高。但它所带来的性能提升远不如发热和耗能大得多。所以现在INTEL放弃了这个被称为NETBURST的架构。而是在P-M架构的基础上改进产生了酷睿微架构。流水线减少为15级,主频和功耗下降了。但性能却提高了),还有很多特性如HT超线程、硬件防毒、SSE指令集、L1和L2两级缓存等,但没有专用的硬件乘法器使它在做FF'r等特殊运算时要比DSP慢得多,当然通用CPU能支持更多的指令集,但它毕竟是通用的,所以效率一定比专用DSP差很多。INTEL和AMD都推出了双核处理器。即将两个处理器内核封装在一片硅片上,现又推出四核的,提升了处理器性能。而嵌入式处理器则更容易多核集成,甚至可以将十多个完成不同功能的内核集成在一起。

 

  三、实际使用

 

  在实际使用方面,嵌入式处理器要求:

 

  1.更低的功耗。你肯定无法想象如果MP4依靠电池只能工作很短时间,这产品是否还有存在价值。

 

  2.严格控制发热量,否则它无法应用于手持设备。这直接影响用户的使用体验。

 

  3.强大的安全性和可靠性。特别是工业控制领域,如果你的处理器出现死机的话,会造成多大损失。

 

  4.低成本。

 

  5.低空间占有

 

  6.电磁兼容性好。

 

  而通用CPU则更重视强大的运算能力。对不同软硬件的兼容性、可扩展性、任务的并行处理能力、可升级空间等,当然对功耗、发热也不是没要求,只是相对于嵌入式处理器要小些。但是在能源紧缺的今天,通用CPU也更加重视功耗和发热,比如INTEL公司发布的酷睿双核桌面处理器功耗为同主频奔腾D双核处理器的60%。

 

  但处理能力却为它的1.5倍。移动版的处理器功耗更低。所以现在有一些对性能要求较高的手持设备(如掌上电脑)采用了INTEL的超低电压版处理器,并搭载微软的WINDOWS操作系统。

 

  当然DSP在这方面也毫不示弱,目前的ARMllMPCore处理器的主频已超过300MHz.

 

  但功耗却只有600mW,显然它更适合一些小型以视频播放为主的手持设备。

 

  在行业的准则内,通用与效率总是一对矛盾。显然,DSP等嵌入式处理器走的是专一高效路线,而通用CPU走的是多用途多功能路线。他们的并存使我们的生活变得多姿多彩。使生产的自动化进程越来越快。

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