单片机:Single-Chip Microcomputer,单片微型计算机,是一种集成电路芯片
电脑VS单片机
对比项 | 复杂指令集计算机(CISC) | 精简指令集计算机(RISC) |
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目的 | 为了便于编程和提高储存器的访问效率 | 为了提高处理器运行速度 |
指令特点 | 1. 指令多,模式多,格式可变2.指令的执行需要的时钟周期差距很大3. 无流水线或流水线程度较低4. 指令由微带码翻译执行 | 1. 指令少,模式少,格式固定2. 大多数指令只需1个时钟周期3. 流水线结构4. 指令直接由硬件执行 |
优点 | 1. 指令丰富、功能强大2.寻址方式灵活 | 1. 指令精简,易于设计,使用率均衡2.程序执行效率高 |
缺点 | 1. 指令使用率不均衡2. 不利于采用先进结构提高性能3. 结构复杂不利于超大规模集成电路实现 | 1. 指令数较少,功能不及CISC强大2. 寻址方式不够灵活 |
CISC和RISC举例
冯诺依曼结构 VS 哈佛结构
ARM公司:只做内核设计和IP授权,不参与芯片设计
对比项 | Cortex-A | Cortex-R | Cortex-M |
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特点 | 高时钟频率,长流水线,高性能 | 较高时钟频率,较长的流水线,实时性强 | 时钟频率较低,通常较短的流水线,超低功耗 |
应用场景 | 移动计算,智能手机,平板电脑,数字电视 | 军工,汽车电子,无线基带,硬盘控制器 | 工控、传感器、消费电子、家用电器、医疗器械 |
类别 | Cortex-M3 | Cortex-M4 | Cortex-M7 |
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核心版本 | ARMv7-M | ARMv7E-M | |
指令系统 | Thumb/Thumb-2 | ||
DSP指令扩展 | 无 | 有 | 有 |
浮点单元 | 无 | 单精度浮点单元 | 可选单/双精度浮点单元 |
流水线 | 3级 | 3级+分支预测 | 6级+分支预测 |
中断 | NVIC,NMI + 1~240物理中断源,8~256个中断优先级 | ||
系统定时器 | 24位系统滴答定时器 | ||
睡眠模式 | 集成WFI和WFE指令以及退出睡眠功能 | ||
调试 | 可选JTAG和SWD调试接口 | ||
内存保护 | 可选8个区域MPU | 可选8个区域MPU | 可选8、16个区域MPU |
DMIPS/MHz | 1.25 | 1.25 | 2.14 |
CoreMark®/MHz | 3.34 | 3.43 | 5.01 |
STM32
ST:意法半导体 M:MCU/MPU 32:32位
五大类
由高到低(性能),由大到小(内存,闪存)
最小系统:保证MCU正常工作的最小电路组成单元