介紹單片機(jī) (嵌入式系統(tǒng)),數(shù)字信號(hào)處理器(DSP技術(shù)及應(yīng)用)與EDA的區(qū)別與聯(lián)系

介紹單片機(jī)(嵌入式系統(tǒng)),數(shù)字信號(hào)處理器(DSP技術(shù)及應(yīng)用)與EDA的區(qū)別與聯(lián)系ContentsEDA1單片機(jī)2數(shù)字信號(hào)處理器3三者之間的聯(lián)系與區(qū)別4EDA技術(shù)的含義:

EDA技術(shù)是20世紀(jì)90年代初從CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）,CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造),CAT(計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試)和CAE(計(jì)算機(jī)輔助工程)的概念發(fā)展而來的?，F(xiàn)代EDA技術(shù)就是以計(jì)算機(jī)為工具,在EDA軟件平臺(tái)上,根據(jù)硬件描述語(yǔ)言HDL完成的設(shè)計(jì)文件,能自動(dòng)地完成用軟件方式描述的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的邏輯編譯、邏輯化簡(jiǎn)、邏輯分割、邏輯綜合及優(yōu)化、布局布線、邏輯仿真,直至完成對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。EDA技術(shù)的特點(diǎn):

一是用軟件的方式設(shè)計(jì)硬件;二是用軟件方式設(shè)計(jì)的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關(guān)的開發(fā)軟件自動(dòng)完成的;三是采用自頂向下(top-down)的設(shè)計(jì)方法;四是設(shè)計(jì)過程中可用有關(guān)軟件進(jìn)行各種仿真;五是系統(tǒng)可現(xiàn)場(chǎng)編程,在線升級(jí)；六是整個(gè)系統(tǒng)可集成在一個(gè)芯片上,體積小、功耗低、可靠性高。EDA技術(shù)的主要內(nèi)容一是大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷ɡ肊DA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的載體）;

二是硬件描述語(yǔ)言（利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要表達(dá)手段）；

三是軟件開發(fā)工具（利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能化的自動(dòng)設(shè)計(jì)工具）;四是實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)（利用EDA技術(shù)進(jìn)行電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的下載工具及硬件驗(yàn)證工具）。EDA技術(shù)的應(yīng)用(1)EDA技術(shù)廣泛應(yīng)用于高校電類專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)和科研工作中。（2）EDA技術(shù)廣泛應(yīng)用于專用集成電路和新產(chǎn)品的開發(fā)研制中。3)EDA技術(shù)廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備的升級(jí)換代和技術(shù)改造中。4)EDA技術(shù)在國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮重要的作用。單片機(jī)含義單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit），單片機(jī)芯片常用英文字母的縮寫MCU表示單片機(jī)，單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。單片機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成，相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)（最小系統(tǒng)），和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)缺少了外圍設(shè)備等單片機(jī)的發(fā)展特點(diǎn)1：?jiǎn)纹瑱C(jī)的使用壽命長(zhǎng)（用單片機(jī)開發(fā)的產(chǎn)品可以更加穩(wěn)定可靠地工作10年、甚至20年,有著相當(dāng)長(zhǎng)的使用壽命）2：

單片機(jī)的運(yùn)算速度快3：?jiǎn)纹瑱C(jī)使用的電壓低、功耗低4：

單片機(jī)使用的噪聲低,可靠性高5：8位、16位、32位單片機(jī)齊發(fā)展6：OTP（一次性寫入的單片機(jī)）型單片機(jī)占主流單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用1：機(jī)電一體化設(shè)備的控制核心（機(jī)電產(chǎn)品機(jī)器人）2：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)采集單元（地震部門、油田采油部門以及煤廠等均可采用相似的單片機(jī)控制技術(shù)）3：分布控制系統(tǒng)的前端控制器4：智能化儀表的機(jī)芯（保健醫(yī)療測(cè)試儀、自動(dòng)計(jì)費(fèi)表、氣體成份分析表等）5：消費(fèi)類電子產(chǎn)品控制（如家居用的電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等,這些設(shè)備中均使用了單片機(jī)作為機(jī)芯,實(shí)現(xiàn)了更加智能化的控制）數(shù)字信號(hào)處理器含義數(shù)字信號(hào)處理是將信號(hào)以數(shù)字方式表示并處理的理論和技術(shù)。數(shù)字信號(hào)處理與模擬信號(hào)處理是信號(hào)處理的子集。數(shù)字信號(hào)處理的目的是對(duì)真實(shí)世界的連續(xù)模擬信號(hào)進(jìn)行測(cè)量或?yàn)V波。因此在進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理之前需要將信號(hào)從模擬域轉(zhuǎn)換到數(shù)字域，這通常通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)。而數(shù)字信號(hào)處理的輸出經(jīng)常也要變換到模擬域，這是通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)的。數(shù)字信號(hào)處理器特點(diǎn)分開的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（哈佛結(jié)構(gòu)）。用于單指令流多數(shù)據(jù)流（SIMD）作業(yè)的特殊指令集?？蛇M(jìn)行并行處理，但不支援多任務(wù)。用于宿主環(huán)境時(shí)可作為直接內(nèi)存存?。―MA）設(shè)備運(yùn)作。從模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）獲得數(shù)據(jù)，最終輸出的是由數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器（DAC）轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的數(shù)據(jù)。數(shù)字信號(hào)處理器應(yīng)用1：通用數(shù)字信號(hào)處理

,包括數(shù)字濾波

,卷積

,相關(guān)

,FFT,自適應(yīng)濾波,模式匹配等;2：通信

,包括高速

MODEM,自適應(yīng)均衡器

,傳真

,數(shù)字留言機(jī),程控交換,數(shù)字基站,可視電話,FDMAPTDMAPCDMA制式移動(dòng)電話,衛(wèi)星通信設(shè)備,保密通信設(shè)備,IP電話數(shù)字廣播和軟件無(wú)線電等3：家用計(jì)算機(jī)。包括高速大容量硬盤

,語(yǔ)音識(shí)別與合計(jì)算機(jī)加速卡

,掃描儀

,陣列處理機(jī)和多媒體處理等;4：語(yǔ)音處理。包括語(yǔ)音編碼,語(yǔ)音識(shí)別與合成,人聲識(shí)別,矢量編碼和語(yǔ)音信箱等;5：圖像、視頻處理。包括圖像變換。圖像處理,圖像壓縮,運(yùn)動(dòng)估計(jì)等;TEXTTEXTTEXTTable6.軍事用途。雷達(dá)探測(cè)

,雷達(dá)成像

,聲納信號(hào)處理

,加密通信和電子對(duì)抗等;7：航空航天。包括虛擬訓(xùn)練設(shè)備,自動(dòng)駕駛,GPS,故障記錄和分析設(shè)備等;8：個(gè)人數(shù)字助理;9：消費(fèi)電子。包括高保真音響

,數(shù)字電視

,游戲機(jī)

,智能家電,住宅集成信息控制系統(tǒng),數(shù)字相機(jī)等。三者之間的區(qū)別EDA技術(shù)一般指可編程控制器，CPLD或者FPGA，內(nèi)部全部由邏輯門組成。有硬件描述語(yǔ)言或者圖形輸入的形式設(shè)計(jì)其功能，下載到芯片的文件實(shí)際是一個(gè)網(wǎng)表文件，就是描述內(nèi)部本來互不相連的邏輯門通過連接實(shí)現(xiàn)特定功能。就像用與或非邏輯門在搭電路一樣，只不過集成到一個(gè)芯片里了。單片機(jī)實(shí)際上內(nèi)部有一個(gè)CPU，我們編寫的程序類似計(jì)算機(jī)程序一樣是一條一條的指令執(zhí)行。在一個(gè)時(shí)鐘周期只能執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作。有些大規(guī)模的FPGA可以通過軟核的形式在里面生成一個(gè)單片機(jī)，而單片機(jī)所需的外圍電路也可以做進(jìn)去。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。

數(shù)字信號(hào)處理器，是一種特別適合于進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算的微處理器具，其主機(jī)應(yīng)用是實(shí)時(shí)快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法。與通用微處理器相比，DSP芯片的其他通用功能相對(duì)較弱些。

三者之間的聯(lián)系

單片機(jī),DSP和EDA各具特色,滿足了不同需要,已經(jīng)成為數(shù)字時(shí)代的核心動(dòng)力。為了充分發(fā)揮它們的優(yōu)勢(shì),三者結(jié)合成為一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)。單片機(jī)與DSP的結(jié)合

單片機(jī)

價(jià)格底,能很好地完成通信和智能控制的任務(wù),但信號(hào)處理能力差。DSP恰好相反。把兩者結(jié)合,能滿足同時(shí)需要智能控制和數(shù)字信號(hào)處理的場(chǎng)合,如蜂窩電話,無(wú)繩網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品等,這有利于減小體積,降低功耗和成本。DSP