嵌入式微處理器指南

Stretch

　　(www.stretchinc.com)

　　Stretch公司的S5000系列軟件可配置處理器在處理器引擎內(nèi)嵌入了可編程邏輯電路。這些芯片結(jié)合了通用處理器的軟件模型和可編程邏輯電路的并行性和靈活性。您能定制Stretch公司的處理器來(lái)滿足市場(chǎng)中的計(jì)算密集型應(yīng)用的需要，比如消費(fèi)應(yīng)用、電信應(yīng)用、聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、醫(yī)療應(yīng)用、軍事應(yīng)用。
 
　　StretchS5引擎為各種S5000處理器提供動(dòng)力，包含Tensilica Xtensa RISC處理器內(nèi)核和Stretch ISEF（指令集擴(kuò)展結(jié)構(gòu)）。ISEF提供了對(duì)各種調(diào)整的廣泛加載/存儲(chǔ)支持、3個(gè)128位寬寄存器文件、多達(dá)3個(gè)寬操作數(shù)、1個(gè)支持每條指令數(shù)百上千次操作的計(jì)算結(jié)構(gòu)，以及寬度為1或2的數(shù)據(jù)結(jié)果。借助Stretch公司的專(zhuān)有技術(shù)，開(kāi)發(fā)人員可使用C/C++來(lái)為處理器編程，并用定制的指令來(lái)“配置”ISEF。

SuperH

　　(www.superh.com)
 
　　SuperH公司的產(chǎn)品包括32位SH-4和64位SH-5RISC系列，它們是作為可綜合內(nèi)核和硬內(nèi)核。SuperHCPU內(nèi)核的目標(biāo)是消費(fèi)、汽車(chē)、電信、手持多媒體設(shè)備市場(chǎng)，重點(diǎn)是機(jī)頂盒、住宅網(wǎng)關(guān)、轎車(chē)信息系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)碼相機(jī)、多媒體播放器。SuperH公司的處理器帶有可選的VFPU（矢量浮點(diǎn)單元）和MMU，并配備定時(shí)器單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、時(shí)鐘脈沖生成器，以及用于支持調(diào)試的串行通信接口內(nèi)核支持外設(shè)和仿真支持外設(shè)。還提供內(nèi)存控制器IP和一個(gè)動(dòng)態(tài)內(nèi)存讀寫(xiě)控制器。

　　32位SH-4系列包括整數(shù)SH4-MCU、帶有整數(shù)MMU的SH4-MPU、帶有集成式MMU和VFPU的SH4-FPU。SH4-MCU和SH4-MPU是SH-4系列的新成員，目標(biāo)是低性能應(yīng)用。SH4-MCU和SH4-MPU是軟件兼容的型號(hào)，把SH-4系列延伸進(jìn)入到低功率、低性能、較小裸片器件市場(chǎng)。整數(shù)SH4-MCU的目標(biāo)是小裸片和低功率要求，SH4-401SCPU內(nèi)核在266MHz頻率提供400DhrystoneMIPS，而SH4-450S整數(shù)CPU內(nèi)核的大小不到0.8mm2，功耗僅為0.06mW/MHz，采用0.13mm工藝制造。SH4-MPU增加了一個(gè)MMU，后者支持Linux、WindowsCE.NET、Unix等操作系統(tǒng)。SH4-501S工作頻率高達(dá)266MHz，采用0.13mm工藝制造。SH4-MCU和SH4-MPU都可作為可綜合內(nèi)核。

　　SH-564位RISC CPU內(nèi)核增加了SIMD功能，作為SH5-MPU或SH5-FPU系列提供。SH5-103是SH-5系列64位RISC CPU內(nèi)核的派生型號(hào)，它采用TSMC 0.13mm工藝制造，可作為硬內(nèi)核，還作為可綜合內(nèi)核。SH5-103包含在SH5-EVA CPU中，配備PCI和內(nèi)存接口，TMU、RTC和DMAC接口，一個(gè)用于設(shè)計(jì)和原型制造的SuperHyway-Off-Chip端口。

Tensilica
 
　　(www.tensilica.com)

　　Tensilica公司提供Xtensa V和Xtensa LX處理器內(nèi)核的授權(quán)。Xtensa V是Tensilica的可配置和可擴(kuò)展32位RISC處理器。Xtensa 32位架構(gòu)配備一個(gè)緊湊的指令集，針對(duì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)而優(yōu)化。這種基本架構(gòu)配有1個(gè)32位ALU、64個(gè)通用物理寄存器、6個(gè)專(zhuān)用寄存器，以及80條基本指令，包括緊湊的16位和24位而非32位RISC指令編碼。
 
　　XtensaLX采用基本的XtensaV架構(gòu)，并增加了I/O和計(jì)算性能。XtensaLX處理器實(shí)現(xiàn)了Tensilica的FLIX（靈活長(zhǎng)度指令擴(kuò)展）架構(gòu)。FLIX是一種配置選項(xiàng)，它允許設(shè)計(jì)者定義的指令包括捆綁成一個(gè)32位或64位指令字的多次獨(dú)立操作。LX無(wú)縫地混合了較寬的32位或64位FLIX格式和基礎(chǔ)Xtensa指令集架構(gòu)的16/24位指令。使用FLIX指令不會(huì)產(chǎn)生模式切換后果。FLIX架構(gòu)使用戶(hù)能實(shí)現(xiàn)高度并行的處理器，它們具有專(zhuān)業(yè)超寬指令字處理器的性能特點(diǎn)，同時(shí)沒(méi)有VLIW或ULIW方法中往往會(huì)發(fā)生的與代碼規(guī)模有關(guān)的消極后果。

　　XtensaLX架構(gòu)的其它亮點(diǎn)包括：為XtensaLX處理器的所有功能元件（包括設(shè)計(jì)者定義的功能）自動(dòng)插入粒度精細(xì)的時(shí)鐘選通。在采用代表性的130nm工藝技術(shù)制造時(shí)，最小配置的功耗僅為0.05mW/MHz。為了提高I/O吞吐率，設(shè)計(jì)者可以選擇一兩個(gè)128位寬的加載/存儲(chǔ)單元，并且可以增加直接端口和隊(duì)列，使XtensaLX處理器能像RTL時(shí)鐘一樣快速而靈活地通信。如果應(yīng)用需要，那么設(shè)計(jì)者可以選擇兩個(gè)額外的時(shí)鐘周期用于內(nèi)存讀寫(xiě)。

Texas Instruments
 
　　(www.ti.com)

　　Texas Instruments公司的MSP430系列超低功率16位RISC混合信號(hào)處理器使設(shè)計(jì)者能夠通過(guò)接口同時(shí)連接到模擬信號(hào)、傳感器元件和數(shù)字元件，并能支持針對(duì)電池供電測(cè)量應(yīng)用的低功率。對(duì)于RAM數(shù)據(jù)保持，該架構(gòu)的耗電量是0.1mA，在實(shí)時(shí)時(shí)鐘方式期間是0.8mA，在工作時(shí)是250mA/MIPS。該系列提供各種片上高性能模擬外設(shè)，比如由比較器選通的定時(shí)器和ADC，目標(biāo)是精確測(cè)量應(yīng)用。系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存允許代碼靈活變化、現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)、數(shù)據(jù)登錄。完整集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的起價(jià)是49美元，器件的起價(jià)是49美分。主要應(yīng)用包括公用事業(yè)計(jì)量、便攜式儀器、智能傳感器。

　　最近增加的產(chǎn)品包括三種專(zhuān)用的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。MSP430FE42x的目標(biāo)是電子式計(jì)電應(yīng)用，而MSP430FW427的目標(biāo)是電子流測(cè)量應(yīng)用和轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)應(yīng)用。MSP430FG43x的目標(biāo)是便攜式醫(yī)療設(shè)備，比如血壓監(jiān)視器、葡萄糖計(jì)量器、pH值計(jì)量器。Texas Instruments公司還推出了MSP430F161x系列，它提供的RAM是MSP430器件的5倍，并保留了后者的片上信號(hào)鏈路特點(diǎn)。

Toshiba America Electronic Components

　　(chips.toshiba.com)

　　Toshiba公司提供8位、16位、32位CISC微控制器和一個(gè)基于MIPS的32位和64位RISC微控制器系列。Toshiba公司今年增加了面向白色家電市場(chǎng)的嵌入式閃存微控制器，使其提供的微控制器產(chǎn)品變齊全了?；贛IPS的32位TX19A70 RISC微控制器同時(shí)提供了逆變電機(jī)的矢量電機(jī)控制和空調(diào)、洗衣機(jī)、電冰箱的應(yīng)用控制。TMP86FS498位微控制器基于Silicon Storage Technology公司授權(quán)的SuperFlash技術(shù)，目標(biāo)是大型家電，比如電冰箱、洗衣機(jī)、干衣機(jī)。

　　Toshiba TX System RISC參考設(shè)計(jì)包括多種硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)，它們提供一份馬上可用的材料清單。各平臺(tái)均可用于家庭娛樂(lè)、IP機(jī)頂盒、工業(yè)控制、移動(dòng)和無(wú)線應(yīng)用，以及其它數(shù)字消費(fèi)型應(yīng)用。Toshiba公司提供馬上可用的參考電路板。

　　Toshiba公司推出了第三種TX System RISC平臺(tái)，用于住宅網(wǎng)關(guān)應(yīng)用。該公司與Sigma Design公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)了WVM49RX參考設(shè)計(jì)。它結(jié)合了基于MIPS的ToshibaTMPR4925或TMPR4926RISC處理器和SigmaDesignsEM8485MPEG-1/-2/-4解碼器芯片，并支持MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4解碼，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)音頻/視頻流。WVM49RX的目標(biāo)是客戶(hù)端平臺(tái)，用于開(kāi)發(fā)低成本媒體網(wǎng)關(guān)、IP機(jī)頂盒、視頻端點(diǎn)。

Transmeta

　　(www.transmeta.com)
 
　　Transmeta公司兼容x86、基于軟件的微處理器的目標(biāo)是多種需要節(jié)能、低熱量、兼容x86軟件的計(jì)算平臺(tái)，比如超級(jí)PC、超便攜筆記本計(jì)算機(jī)、輕薄型筆記本計(jì)算機(jī)、平板PC、瘦客戶(hù)機(jī)、刀片式服務(wù)器。Transmeta還開(kāi)發(fā)各種先進(jìn)的電源管理技術(shù)，用于控制半導(dǎo)體器件和計(jì)算設(shè)備中的泄漏，并提高它們的用電效率。

　　Efficeon處理器的目標(biāo)是各種用電效率高的x86應(yīng)用，它配備一個(gè)256位寬的VLIW引擎（每個(gè)時(shí)鐘周期能執(zhí)行8條指令），一個(gè)1MBL2高速緩存，提供對(duì)MMX、SSE（數(shù)據(jù)流SIMD擴(kuò)展）和SSE2指令的支持。Transmeta Crusoe TM5700和TM5900微處理器在21mm×21mm的封裝中集成了北橋，從而為兼容x86的節(jié)能型移動(dòng)計(jì)算和嵌入式計(jì)算實(shí)現(xiàn)了更小的外形。北橋與這些內(nèi)核匹配，來(lái)支持DDR DRAM、HyperTransport互連和一個(gè)AGP圖形接口。

Ubicom

　　(www.ubicom.com)

　　Ubicom公司提供多種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)處理器，它們?cè)谲浖袑?shí)現(xiàn)了多數(shù)通信和控制功能，因此一種處理器就能支持多種設(shè)備接口和協(xié)議。Ubicom公司的前一代IP2022處理器運(yùn)行于120MHz，目標(biāo)是有線和無(wú)線設(shè)備聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。這種處理器還在軟件中實(shí)現(xiàn)了I/O，并配備單周期指令執(zhí)行、確定性指令操作、片上閃存和RAM、靈活的通用I/O。

　　IP3023處理器的目標(biāo)是SOHO無(wú)線應(yīng)用，并且通過(guò)提供8路多線程以及線程之間的零周期上下文切換，能作為8個(gè)單獨(dú)的處理器來(lái)工作，它們的運(yùn)行速度最高可達(dá)250MHz，增量為3.9MHz。對(duì)于無(wú)線聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，IP3023能在不使用數(shù)據(jù)壓縮的情況下，在10/100Mb/s鏈路上提供線路速度NAT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換），并借助使用增速方式的802.11a/g無(wú)線電芯片組，提供高于50Mb/s的真實(shí)數(shù)據(jù)吞吐率。該平臺(tái)提供確定性指令執(zhí)行，并使用一種內(nèi)存到內(nèi)存架構(gòu)，與傳統(tǒng)加載/存儲(chǔ)架構(gòu)相比，這種架構(gòu)降低了內(nèi)存要求，并無(wú)需高速緩存。

Via Technologies

　　(www.via.com.tw或者www.viatech.com)

　　Via公司提供多種低功率x86處理器，目標(biāo)是數(shù)字機(jī)頂盒、媒體中心、瘦客戶(hù)機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)，以及銷(xiāo)售點(diǎn)應(yīng)用和工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用。這些器件使用C5P Nehemiah內(nèi)核，這是以前C5XL Nehemiah內(nèi)核的改進(jìn)版，它使這些器件在相同的散熱架內(nèi)能夠工作于更高的速度。這些處理器采用nanoBGA、EBGA和Socket370CPGA封裝，并按照《電子電器設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令》(ROHS)和《廢舊電子電器設(shè)備指令》(WEEE)的規(guī)定包括多種無(wú)鉛選擇。這些處理器可與多種Via芯片組工作，比如ViaCN400數(shù)字媒體芯片組。

　　Via公司用于無(wú)風(fēng)扇Via Eden-N處理器的15mm×15mm nanoBGA封裝的目標(biāo)是一些消費(fèi)應(yīng)用、移動(dòng)應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，低功耗和無(wú)風(fēng)扇工作很重要。Eden-N和Eden ESP處理器的工作頻率是300MHz至1GHz，最大功耗是7W。Antaur處理器具有先進(jìn)的省電技術(shù)，它幫助延長(zhǎng)移動(dòng)設(shè)備的電池壽命。18W（最大功率）ViaC3處理器的目標(biāo)是基于x86的消費(fèi)電子設(shè)備，促成了安靜的低外形數(shù)字媒體中心，這些中心工作在標(biāo)準(zhǔn)的Microsoft Windows或Linux操作系統(tǒng)上。所有三個(gè)Via處理器系列中的較新型處理器都包含第二個(gè)裸片上隨機(jī)數(shù)生成器和一個(gè)AES加密引擎，用于安全應(yīng)用。

Xemics
 
　　(www.xemics.com)

　　Xemics公司的XE88LC07A無(wú)線電機(jī)器（RadioMachine）SOC，目標(biāo)是射頻上的語(yǔ)音等自主型電池供電無(wú)線應(yīng)用，它結(jié)合了一個(gè)8/22位RISC內(nèi)核和用于ISM頻帶收發(fā)器的BitJockey串行器/解串器。該內(nèi)核能在9.5kS/s的采樣率下維持ADPCM16/4壓縮/解壓算法，它還以偽全雙工方式連接一個(gè)音頻編解碼器和一個(gè)ISM頻帶收發(fā)器。XE88LC07A能依靠自己的時(shí)鐘或利用收發(fā)器的時(shí)鐘來(lái)工作。

　　用于傳感器接口連接的傳感機(jī)SOC包含一個(gè)低功率RISC內(nèi)核，該內(nèi)核集成了Zooming ADC，這是一種高分辨率sigma-delta ADC，它包括一個(gè)可編程前置放大器。Zooming ADC能連接多數(shù)傳感器，包括毫伏信號(hào)，并且不需要外部元件，這樣就降低了設(shè)計(jì)成本和尺寸。Xemics公司提供用于無(wú)線電開(kāi)發(fā)的工具和應(yīng)用說(shuō)明。

Xilinx

　　(www.xilinx.com)

　　Xilinx公司提供Virtex-IIPro系列FPGA，它們配備一個(gè)嵌入式（硬）PowerPC32位RISC內(nèi)核。Xilinx公司還提供軟MicroBlaze內(nèi)核，它是一種可配置的通用32位RISC內(nèi)核，可與Spartan和Virtex-IIFPGA一起使用。8位PicoBlaze微控制器內(nèi)核可與Spartan和Virtex-II系列FPGA以及CoolRunner系列CPLD一起使用，用于對(duì)成本敏感的應(yīng)用。
 
　　XilinxEDK（嵌入式開(kāi)發(fā)工具包）使人工步驟自動(dòng)進(jìn)行，并統(tǒng)一了硬件和軟件調(diào)試。EDK設(shè)計(jì)環(huán)境包括一個(gè)由200多種知識(shí)產(chǎn)權(quán)外設(shè)內(nèi)核組成的庫(kù)、多種參考設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)板、內(nèi)部和第三方工具，以及廣泛使用的操作系統(tǒng)。

Zilog
 
　　(www.zilog.com)

　　Zilog公司提供傳統(tǒng)的Z8和Z80微處理器架構(gòu)以及下一代Z8 Encore!和eZ80 Acclaim!架構(gòu)。Z8Encore! XP是最新系列，包括一個(gè)增強(qiáng)型sigma-deltaA/D轉(zhuǎn)換器、一個(gè)片上內(nèi)部高精度振蕩器、非易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、大容量工作內(nèi)存。多數(shù)Zilog器件把微處理器內(nèi)核與ROM、一次可編程存儲(chǔ)器或閃存集成在一起。這些8位微控制器的目標(biāo)是消費(fèi)電子設(shè)備、家用電器、安全系統(tǒng)、銷(xiāo)售點(diǎn)終端、PC外設(shè)、工業(yè)應(yīng)用、汽車(chē)應(yīng)用中的嵌入式控制和通信應(yīng)用。Zilog還提供不配備集成式內(nèi)存的獨(dú)立式通用Z80微處理器。Zilog的模塊化開(kāi)發(fā)工具和通用板包括它的ZTP TCP/IP軟件，目的是支持那些利用Z8 Encore!、Z8Encore! XP和eZ80 Acclaim!器件進(jìn)行的開(kāi)發(fā)工作。