CPU,MPU,MCU,SOC,SOPC联系与差别最近选了SOPC这门课程,突然发现很有兴趣,就乘胜追击多捣鼓一下,不过最初还
CPU,MPU,MCU,SOC,SOPC联系与差别
最近选了SOPC这门课程,突然发现很有兴趣,就乘胜追击多捣鼓一下,不过最初还是先解决CPU,MPU,MCU,SOC,SOPC以上这几个概念吧。
1.CPU(Central Processing Unit),是一台计算机的运算核心和控制核心。CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。差不多所有的CPU的运作原理可分为四个阶段:提取(Fetch)、解码(Decode)、执行(Execute)和写回(Writeback)。 CPU从存储器或高 速 缓冲存储器中取出指令,放入指令寄存器,并对指令译码,并执行指令。所谓的计算机的可编程性主要是指对CPU的编程。
2.MPU (Micro Processor Unit),叫微处理器(不是微控制器),通常代表一个功能强大的CPU(暂且理解为增强版的CPU吧),但不是为任何已有的特定计算目的而设计的芯片。这种芯片往往是个人计算机和高端工作站的核心CPU。最常见的微处理器是Motorola的68K系列和Intel的X86系列。
3.MCU(Micro Control Unit),叫微控制器,是指随着大规模集成电路的出现及其发展,将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上,形成芯片级的芯片,比如51,avr这些芯片,内部除了CPU外还有RAM,ROM,可以直接加简单的外围器件(电阻,电容)就可以运行代码了,而MPU如x86,arm这些就不能直接放代码了,它只不过是增强版的CPU,所以得添加RAM,ROM。
4.SOC(System on Chip),指的是片上系统,MCU只是芯片级的芯片,而SOC是系统级的芯片,它既MCU(51,avr)那样有内置RAM,ROM同时又像MPU(arm)那样强大的不单单是放简单的代码,可以放系统级的代码,也就是说可以运行操作系统(将就认为是MCU集成化与MPU强处理力各优点二合一)。
5.SOPC(System On a Programmable Chip)可编程片上系统,上面4点的硬件配置是固化的,就是说51单片机就是51单片机,不能变为avr,而avr就是avr不是51单片机,他们的硬件是一次性掩膜成型的,能改的就是软件配置,说白点就是改代码,本来是跑流水灯的,改下代码,变成数码管,而SOPC则是硬件配置,软件配置都可以修改,软件配置跟上面一样,没什么好说的,至于硬件,是可以自己构建的也就是说这个芯片是自己构造出来的,这颗芯片我们叫“白片”,什么芯片都不是,把硬件配置信息下载进去了,他就是相应的芯片了,可以让他变成51,也可以是avr,甚至arm,同时SOPC是在SOC基础上来的,所以他也是系统级的芯片,所以记得当把他变成arm时还得加外围ROM,RAM之类的,不然就是MPU了。
顺便再讲一下这个SOPC吧,首先上面讲的“白片”一般指的是FPGA或CPLD这类芯片,由于它是可配置的,所以一旦断电,他的硬件配置就没了,当然,软件配置也没了,什么都没了,比如把他硬件配置成51单片机,软件配置为跑流水灯,结果一断电,这个芯片就什么都不是了,恢复原样“白片”
一般有两种用法,一是用它来验证芯片,因为他是可以多次下载配置验证的,成功后再把这硬件配置下载到一次性的芯片上,如果采用基于hardcopy的SOC则成功率100%,不然每次下载硬件配置验证用SOC等到你调试出正确的硬件配置,那得烧多少芯片啊,毕竟这些是一次性的,不成功只能成仁--扔掉!跟调试软件配置一样,一般软件调试很多次才能成功的,所以他是验证技术,行了再将配置配在其他的芯片,第二种方法是,芯片就用这“白片”,然后把配置信息放到flash里,上电后先将这硬件配置信息烧入这“白片”,使其变成自己想要的芯片,然后再调入软件配置。其中硬件配置可以用quartus软件编写,软件配置可以用NIOS软件,这都是altera公司的产品,可以去查看。