嵌入式系统的发展特点及架构详解

品。 Power QUICC 系列微处理器一般有三个功能模块组成，嵌入式PowerPC核（EMPCC）， 系统接口单元（SIU）以及通信处理器（CPM）模块，这三个模块内部总线都是32位。除此之外Power QUICC中还集成了一个32位的RISC内核。Power PC核主要执行高层代码，而RISC则处理实际通信的低层通信功能，两个处理器内核通过高达8K字节的内部双口RAM相互配合，共同完成MPC854强大的通行控制和处理功能。CPM以RISC控制器为核心构成，除包括一个RISC控制器外，还包括七个串行DMA（SDMA）通道、两个串行通信控制器（SCC）、一个通用串行总线通道（USB）、两个串行管理控制器（SMC）、一个I2C接口和一个串行外围电路（SPI），可以通过灵活的编程方式实现对Ethemet、USB、T1/E1，ATM等的支持以及对UART， HDLC等多种通信协议的支持。 Power QUICCII 完全可以看作是Power QUICC的第二代，在灵活性、扩展能力、集成度等方面提供了更高的性能。Power QUICC 11同样由嵌入式的PowerPC核和通信处理模块CPM两部分集成而来。这种双处理器器的结构由于CPM承接了嵌入式Power PC核的外围接口任务，所以较传统结构更加省电。CPM交替支持三个快速串行通信控制器 （FCC），二个多通道控制器（MCC），四个串行通信控制器（SCC），二个串行管理控制器（SMC），一个串行外围接口电路（SPI）和一个12C接口。嵌入式的Power PC核和通信处理模块（CPM）的融和，以及Power QUICCII的其他功能、性能缩短了技术人员在网络和通信产品方面的开发周期。 同Power QUICCII相比，Power QUICCIII集成度更高、功能更强大、具有更好的性能提升机制。Power QUICCIII中的CPM较Power QUICCII产品200MHz的CPM的运行速度提升了66%，达到333MHz，同时保持了与早期产品的向后兼容性。这使得客户能够最大范围的延续其现有的软件投入、简化未来的系统升级、又极大的节省开发周期。Power QUICCIII通过微代码具有的可扩展性和增加客户定制功能的特性，能够使客户针对不同应用领域开发出各具特色的产品。这种从Power QUICC II开始就有的微代码复用功能，已经成为简化和降低升级成本的主要设计考虑。 PowerPC一般应用在服务器或运算能力强大的专用计算机上，以及游戏机上。

4、RISC家族之ARC架构

与其它RISC处理器技术相较起来，ARC的可调整式（Configurable）架构，为其在变化多端的芯片应用领域中争得一席之地。其可调整式架构主要着眼于不同的应用，需要有不同的功能表现，固定式的芯片架构或许可以面面俱到，但是在将其设计进入产品之后，某些部分的功能可能完全没有使用到的机会，即使没有使用，开发商仍需支付这些多余部分的成本，形成了浪费。 由于制程技术的进步，芯片体积的微缩化，让半导体厂商可以利用相同尺寸的晶圆切割出更多芯片，通过标准化，则是有助于降低芯片设计流程，单一通用IP所设计出来的处理器即可应用于各种用途，不需要另辟产能来生产特定型号或功能的产品，大量生产也有助于降低单一芯片的成本，而这也是目前嵌入式处理器的共通现象。 在ARC的设计概念中，是追求单一芯片成本的最小化，量体裁衣，这需要在设计阶段依靠特定EDA软件才能做到。

ARC 近期也推出了基于700系列的多媒体应用加速处理器，其中整合了ARC 700通用处理核心，以及高速SIMD处理单元，可以在低时钟下轻松进行诸如蓝光光盘的H.264编译码处理，此架构称为VideoSubsystem，基本上该应用处理器就可以担任通用运算工作，不过也可以与其它诸如ARM或 MIPS体系进行连结，以满足应用程序的兼容性与影音数据流的加速。

5、RISC家族之Tensilica架构

Tensilica公司的 Xtensa 处理器是一个可以自由配置、可以弹性扩张，并可以自动合成的处理器核心。Xtensa 是第一个专为嵌入式单芯片系统而设计的微处理器。为了让系统设计工程师能够弹性规划、执行单芯片系统的各种应用功能，Xtensa 在研发初期就已锁定成一个可以自由装组的架构，因此我们也将其架构定义为可调式设计。

Tensilica 公司的主力产品线为Xtensa，该产品可让系统设计工程师可以挑选所需的单元架构，再加上自创的新指令与硬件执行单元，就可以设计出比其它传统方式强大数倍的处理器核心。Xtensa 生产器可以针对每一个处理器的特殊组合，自动有效地产生出一套包括操作系统，完善周全的软件工具。 Xtensa 为一32位处理器，该结构特色是有一套专门为嵌入式系统设计、精简且效能表现不错的16与24位指令集。其基本结构拥有80个 RISC 指令，其中包括 32位 ALU，6个管理特殊功能的缓存器，32或64个普通功