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嵌入了可編程邏輯電路。這些芯片結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(mǎn)足市場(chǎng)中的計算密集型應用的需要，比如消費應用、電信應用、聯(lián)網(wǎng)應用、醫療應用、軍事應用。
 
　　StretchS5引擎為各種S5000處理器提供動(dòng)力，包含Tensilica Xtensa RISC處理器內核和Stretch ISEF（指令集擴展結構）。ISEF提供了對各種調整的廣泛加載/存儲支持、3個(gè)128位寬寄存器文件、多達3個(gè)寬操作數、1個(gè)支持每條指令數百上千次操作的計算結構，以及寬度為1或2的數據結果。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核和硬內核。SuperHCPU內核的目標是消費、汽車(chē)、電信、手持多媒體設備市場(chǎng)，重點(diǎn)是機頂盒、住宅網(wǎng)關(guān)、轎車(chē)信息系統、調制解調器、數碼相機、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，以及用于支持調試的串行通信接口內核支持外設和仿真支持外設。還提供內存控制器IP和一個(gè)動(dòng)態(tài)內存讀寫(xiě)控制器。

　　32位SH-4系列包括整數SH4-MCU、帶有整數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，目標是低性能應用。SH4-MCU和SH4-MPU是軟件兼容的型號，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SH4-MCU的目標是小裸片和低功率要求，SH4-401SCPU內核在266MHz頻率提供400DhrystoneMIPS，而SH4-450S整數CPU內核的大小不到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。SH4-501S工作頻率高達266MHz，采用0.13mm工藝制造。SH4-MCU和SH4-MPU都可作為可綜合內核。

　　SH-564位RISC CPU內核增加了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內核的派生型號，它采用TSMC 0.13mm工藝制造，可作為硬內核，還作為可綜合內核。SH5-103包含在SH5-EVA CPU中，配備PCI和內存接口，TMU、RTC和DMAC接口，一個(gè)用于設計和原型制造的SuperHyway-Off-Chip端口。

Tensilica
 
　　(www.tensilica.com)

　　Tensilica公司提供Xtensa V和Xtensa LX處理器內核的授權。Xtensa V是Tensilica的可配置和可擴展32位RISC處理器。Xtensa 32位架構配備一個(gè)緊湊的指令集，針對嵌入式系統設計而優(yōu)化。這種基本架構配有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，并增加了I/O和計算性能。XtensaLX處理器實(shí)現了Tensilica的FLIX（靈活長(cháng)度指令擴展）架構。FLIX是一種配置選項，它允許設計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Xtensa指令集架構的16/24位指令。使用FLIX指令不會(huì )產(chǎn)生模式切換后果。FLIX架構使用戶(hù)能實(shí)現高度并行的處理器，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)生的與代碼規模有關(guān)的消極后果。

　　XtensaLX架構的其它亮點(diǎn)包括：為XtensaLX處理器的所有功能元件（包括設計者定義的功能）自動(dòng)插入粒度精細的時(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，設計者可以選擇一兩個(gè)128位寬的加載/存儲單元，并且可以增加直接端口和隊列，使XtensaLX處理器能像RTL時(shí)鐘一樣快速而靈活地通信。如果應用需要，那么設計者可以選擇兩個(gè)額外的時(shí)鐘周期用于內存讀寫(xiě)。

Texas Instruments
 
　　(www.ti.com)

　　Texas Instruments公司的MSP430系列超低功率16位RISC混合信號處理器使設計者能夠通過(guò)接口同時(shí)連接到模擬信號、傳感器元件和數字元件，并能支持針對電池供電測量應用的低功率。對于RAM數據保持，該架構的耗電量是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，比如由比較器選通的定時(shí)器和ADC，目標是精確測量應用。系統內可編程閃存允許代碼靈活變化、現場(chǎng)升級、數據登錄。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。主要應用包括公用事業(yè)計量、便攜式儀器、智能傳感器。

　　最近增加的產(chǎn)品包括三種專(zhuān)用的標準產(chǎn)品。MSP430FE42x的目標是電子式計電應用，而MSP430FW427的目標是電子流測量應用和轉動(dòng)檢測應用。MSP430FG43x的目標是便攜式醫療設備，比如血壓監視器、葡萄糖計量器、pH值計量器。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)提供了逆變電機的矢量電機控制和空調、洗衣機、電冰箱的應用控制。TMP86FS498位微控制器基于Silicon Storage Technology公司授權的SuperFlash技術(shù)，目標是大型家電，比如電冰箱、洗衣機、干衣機。

　　Toshiba TX System RISC參考設計包括多種硬件平臺和軟件平臺，它們提供一份馬上可用的材料清單。各平臺均可用于家庭娛樂(lè )、IP機頂盒、工業(yè)控制、移動(dòng)和無(wú)線(xiàn)應用，以及其它數字消費型應用。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，用于住宅網(wǎng)關(guān)應用。該公司與Sigma Design公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)了WVM49RX參考設計。它結合了基于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)現優(yōu)質(zhì)音頻/視頻流。WVM49RX的目標是客戶(hù)端平臺，用于開(kāi)發(fā)低成本媒體網(wǎng)關(guān)、IP機頂盒、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是多種需要節能、低熱量、兼容x86軟件的計算平臺，比如超級PC、超便攜筆記本計算機、輕薄型筆記本計算機、平板PC、瘦客戶(hù)機、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)，用于控制半導體器件和計算設備中的泄漏，并提高它們的用電效率。

　　Efficeon處理器的目標是各種用電效率高的x86應用，它配備一個(gè)256位寬的VLIW引擎（每個(gè)時(shí)鐘周期能執行8條指令），一個(gè)1MBL2高速緩存，提供對MMX、SSE（數據流SIMD擴展）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的節能型移動(dòng)計算和嵌入式計算實(shí)現了更小的外形。北橋與這些內核匹配，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(xiàn)網(wǎng)絡(luò )處理器，它們在軟件中實(shí)現了多數通信和控制功能，因此一種處理器就能支持多種設備接口和協(xié)議。Ubicom公司的前一代IP2022處理器運行于120MHz，目標是有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)設備聯(lián)網(wǎng)應用。這種處理器還在軟件中實(shí)現了I/O，并配備單周期指令執行、確定性指令操作、片上閃存和RAM、靈活的通用I/O。

　　IP3023處理器的目標是SOHO無(wú)線(xiàn)應用，并且通過(guò)提供8路多線(xiàn)程以及線(xiàn)程之間的零周期上下文切換，能作為8個(gè)單獨的處理器來(lái)工作，它們的運行速度最高可達250MHz，增量為3.9MHz。對于無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)應用，IP3023能在不使用數據壓縮的情況下，在10/100Mb/s鏈路上提供線(xiàn)路速度NAT（網(wǎng)絡(luò )地址轉換），并借助使用增速方式的802.11a/g無(wú)線(xiàn)電芯片組，提供高于50Mb/s的真實(shí)數據吞吐率。該平臺提供確定性指令執行，并使用一種內存到內存架構，與傳統加載/存儲架構相比，這種架構降低了內存要求，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，目標是數字機頂盒、媒體中心、瘦客戶(hù)機、筆記本計算機、平板計算機，以及銷(xiāo)售點(diǎn)應用和工業(yè)自動(dòng)化應用。這些器件使用C5P Nehemiah內核，這是以前C5XL Nehemiah內核的改進(jìn)版，它使這些器件在相同的散熱架內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《電子電器設備中限制使用某些有害物質(zhì)指令》(ROHS)和《廢舊電子電器設備指令》(WEEE)的規定包括多種無(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封裝的目標是一些消費應用、移動(dòng)應用、嵌入式系統應用，在這些應用中，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(cháng)移動(dòng)設備的電池壽命。18W（最大功率）ViaC3處理器的目標是基于x86的消費電子設備，促成了安靜的低外形數字媒體中心，這些中心工作在標準的Microsoft Windows或Linux操作系統上。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)裸片上隨機數生成器和一個(gè)AES加密引擎，用于安全應用。

Xemics
 
　　(www.xemics.com)

　　Xemics公司的XE88LC07A無(wú)線(xiàn)電機器（RadioMachine）SOC，目標是射頻上的語(yǔ)音等自主型電池供電無(wú)線(xiàn)應用，它結合了一個(gè)8/22位RISC內核和用于ISM頻帶收發(fā)器的BitJockey串行器/解串器。該內核能在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SOC包含一個(gè)低功率RISC內核，該內核集成了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能連接多數傳感器，包括毫伏信號，并且不需要外部元件，這樣就降低了設計成本和尺寸。Xemics公司提供用于無(wú)線(xiàn)電開(kāi)發(fā)的工具和應用說(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內核。Xilinx公司還提供軟MicroBlaze內核，它是一種可配置的通用32位RISC內核，可與Spartan和Virtex-IIFPGA一起使用。8位PicoBlaze微控制器內核可與Spartan和Virtex-II系列FPGA以及CoolRunner系列CPLD一起使用，用于對成本敏感的應用。
 
　　XilinxEDK（嵌入式開(kāi)發(fā)工具包）使人工步驟自動(dòng)進(jìn)行，并統一了硬件和軟件調試。EDK設計環(huán)境包括一個(gè)由200多種知識產(chǎn)權外設內核組成的庫、多種參考設計、開(kāi)發(fā)板、內部和第三方工具，以及廣泛使用的操作系統。

Zilog
 
　　(www.zilog.com)

　　Zilog公司提供傳統的Z8和Z80微處理器架構以及下一代Z8 Encore!和eZ80 Acclaim!架構。Z8Encore! XP是最新系列，包括一個(gè)增強型sigma-deltaA/D轉換器、一個(gè)片上內部高精度振蕩器、非易失數據存儲器、大容量工作內存。多數Zilog器件把微處理器內核與ROM、一次可編程存儲器或閃存集成在一起。這些8位微控制器的目標是消費電子設備、家用電器、安全系統、銷(xiāo)售點(diǎn)終端、PC外設、工業(yè)應用、汽車(chē)應用中的嵌入式控制和通信應用。Zilog還提供不配備集成式內存的獨立式通用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。