單片機兩種架構

㈠ 淺談單片機，ARM和DSP的異同

單片機、ARM、DSP都可以稱之為CPU、

1、單片機：微控制器MCU

目前，單片機已廣泛稱作微控制器（MCU），單片機是一塊類似PC的晶元，只是沒PC強大，但它可以嵌入到其它設備中從而對其進行操控。

單片機的多機應用系統可分為功能集散系統、並行多機處理及局部網路系統。

2、ARM:高效能RISC

ARM內核是一個嵌入式系統。RISC架構的指令，寄存器和流水線特徵使它非常適合於並行計算。

3、DSP:通用數字信號處理器

DSP是一種獨特的微處理器，是以數字信號來處理大量信息的器件。它不僅具有可編程性，而且其實時運行速度可達每秒數以千萬條復雜指令程序，遠遠超過通用微處理器，是數字化電子世界中日益重要的電腦晶元。

㈡ RISC 架構的單片機應用很廣，它的主要特點是什麼

RISC
因為指令集的精簡，所以許多工作都必須組合簡單的指令，而針
對較復雜組合的工作便需要由『編譯程式』(compiler)
來執行，而
CISC
MCU
因為硬體所提供的指令集較多，所以許多工作都能夠以一個或是數個指令來代
替，compiler
的工作因而減少許多。以一個數值運算程式來說，使用
CISC
指
令集的
MCU
運算對於一個積分運算式可能只需要十個機器指令，而
RISC
MCU
在執行相同的程式時，卻因為
CPU
本身不提供浮點數乘法的指令，所以可能需
要執行上百個機器指令
(但每一個指令可能只需要
CISC
指令十分之一的時
間)，而由程式語言轉換成機器指令的動作是由程式語言的
Compiler
來執行，
所以在
RISC
MCU
的
Compiler
便會較復雜
。因為同樣一個高階語言
A=B*C
的運算，在
RISC
MCU
轉換為機器指令可能有許多種組合，而每一種組合的『時
間/空間』組合都不盡相同。所以
RISC
與
CISC
的取捨之間，似乎也是
MCU
硬體架構與軟體(Compiler)
的平衡之爭，應該沒有絕對優勢的一方，只能說因應
不同的需求而有不同的產品，例如工作單純的印表機核心
MCU，便適合使用效
能穩定，但單位指令效率較佳的
RISC
MCU。

㈢ 嵌入式系統cpu採用什麼體系結構

計算機的架構分為兩種，
一種是馮諾依曼架構，一種是哈佛架構。
哈佛的架構是存儲器，RAM和Rom的編址是分開的。例如8051單片機就是哈佛架構。
而電腦X86架構都是使用馮洛伊曼架構馮諾伊曼架構的 RAM和rom編址是合在一起的。所以嵌入式CPU大多採用哈佛架構。

㈣ 單片機算不算哈佛結構

（1）單片機種類很多，數據區和程序區有統一的：如51系列，也有分開的：如PIC、AVR的，只要是分開的，就算哈佛結構，所以51系列的算 馮.諾依曼結構結構；
（2）數據和程序分離是單片機內部運行的原理，這個一般人不會知道的。我也不太清楚
（3）在運行的時候，那些運算的結果或者中間變數會暫時存放在RAM中，當掉電之後就沒有了。在程序中宏定義的一些數據和常量是存放在ROM中的

㈤ 單片機的cpu採用的什麼架構

8051單片機是CISC
計算機的x86處理器是表面上是CISC，但是RISC結構的。
PIC、AVR、ARM單片機就是RISC的了。

㈥ 單片機的種類劃分有那幾類

了解了MCU的基本概念後我們來看看MCU的分類有哪些，本文將按照用途、基本操作處理的數據位數、存儲器結構、存儲器類型、指令結構等角度對MCU做一分類：

按用途——可分為通用型MCU和專用型MCU，其中通用型是指將可開發的資源(ROM、RAM、I/O、 EPROM)等全部提供給用戶的MCU；專用型MCU是指硬體及指令是按照某種特定用途而設計，例如錄音機機芯控制器、列印機控制器、電機控制器等。

按其基本操作處理的數據位數——根據匯流排或數據暫存器的寬度，單片機又分為1位、4位、8位、16位、32位甚至64位單片機。

按存儲器類型——可分為無片內ROM型和帶片內ROM型兩種。

按存儲器結構——MCU根據其存儲器結構可分為哈佛(Harvard)結構和馮▪諾依曼(Von Neumann)結構。

按指令結構——根據指令結構又可分為CISC(Complex Instruction Set Computer,復雜指令集計算機)和RISC(Reced Instruction Set Comuter,精簡指令集計算機微控制器)
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㈦ 單片機RISC結構是什麼

.CISC（complex instruction set computer）即復雜指令集，在20世紀90年代前被廣泛的使用，其特點是通過存放在只讀存儲器中的微碼（microcode）來控制整個處理器的運行。
一條指令往往可以完成一串運算的動作，但卻需要多個時鍾周期來執行。隨著需求的不斷增加，設計的指令集越來越多，為支持這些新增的指令，計算機的體系結構會越來越復雜。然而，在CISC指令集的各種指令中，其使用頻率卻相差懸殊，大約有20%的指令會被反復使用，占整個程序代碼的80%。而餘下的80%的指令卻不經常使用，在程序設計中只佔20%，顯然，這種結構是不太合理的。
RISC和CISC在構架上有著幾個不同的地方。
1）首先是指令集的設計上，RISC構架的指令格式和長度通常是固定的（如ARM是32位的指令）、且指令和定址方式少而簡單、大多數指令在一個周期內就可以執行完畢；CISC構架下的指令長度通常是可變的、指令類型也很多、一條指令通常要若干周期才可以執行完。由於指令集多少與復雜度上的差異，使RISC的處理器可以利用簡單的硬體電路設計出指令解碼（decode）功能，這樣易於流水線的實現。相對的CISC則需要通過只讀存儲器里的微碼來進行解碼，CISC因為指令功能與指令參數變化較大，執行流水線作業時有較多的限制。
2）其次，RISC在結構設計上是一個載入/存儲（load/store）的構架，只有載入和存儲指令可以訪問存儲器，數據處理指令只對寄存器的內容進行操作。為了加速程序的運算，RISC會設定多組的寄存器，並且指定特殊用途的寄存器。CISC構架則允許數據處理指令對存儲器進行操作，對寄存器的要求相對不高。
RISC(精簡指令集計算機)和CISC(復雜指令集計算機)是當前CPU的兩種架構。它們的區別在於不同的CPU設計理念和方法。
早期的CPU全部是CISC架構，它的設計目的是要用最少的機器語言指令來完成所需的計算任務。比如對於乘法運算，在CISC架構的CPU上，您可能需要這樣一條指令：MUL ADDRA, ADDRB就可以將ADDRA和ADDRB中的數相乘並將結果儲存在ADDRA中。將ADDRA, ADDRB中的數據讀入寄存器，相乘和將結果寫回內存的操作全部依賴於CPU中設計的邏輯來實現。這種架構會增加CPU結構的復雜性和對CPU工藝的要求，但對於編譯器的開發十分有利。比如上面的例子，C程序中的a*=b就可以直接編譯為一條乘法指令。今天只有Intel及其兼容CPU還在使用CISC架構。
RISC架構要求軟體來指定各個操作步驟。上面的例子如果要在RISC架構上實現，將ADDRA, ADDRB中的數據讀入寄存器，相乘和將結果寫回內存的操作都必須由軟體來實現，比如：MOV A, ADDRA; MOV B, ADDRB; MUL A, B; STR ADDRA, A。這種架構可以降低CPU的復雜性以及允許在同樣的工藝水平下生產出功能更強大的CPU，但對於編譯器的設計有更高的要求。

㈧ 關於單片機的種類問題

單片機的分類Ⅰ 按生產廠家分
美國的英特爾(Intel) 公司、摩托羅拉（Motorola）公司、國家辦導體(NS) 公司、Atmel公司、微晶元(Microchip) 公司、洛克威爾(Rockwell)公司、莫斯特克公司(Mostek)、齊洛格(Zilog)公司、仙童(Fairchid)公司、德州儀器(TI)公司等等。日本的電氣(NS)公司、東芝(Toshiba)公司、富士通(Fujitsu)公司、松下公司、日立(Hitachi)公司、日電(NEC)公司、夏普公司等等。荷蘭的飛利浦(Philips)公司。德國的西門子(Siemens)公司等等。
Ⅱ 按字長分（1）4-BIT 單片機
4 位單片機的控制功能較弱,CPU 一次只能處理4 位二進制數。這類單片機常用於計算器、各種形態的智能單元以及作為家用電器中的控制器。典型產品有NEC 公司的UPD 75××系列、NS 公司的COP400 系列、松下公司的MN1400 系列、ROCKWELL 公司的PPS/1系列、富士通公司的MB88 系列、夏普公司的SM××系列、Toshiba 公司的TMP47×××系列等等。
① 華邦公司的W741系列的4位單片機帶液晶驅動,在線燒錄,保密性高,低操作電壓(1.2V~1.8V)。
② 東芝單片機的4位機在家電領域有很大市場。
（2）8-BIT 單片機
8 位單片機 8 位單片機的控制功能較強，品種最為齊全。和4 位單片機相比，它不僅具有較大的存儲容量和定址范圍，而且中斷源、並行I/O 介面和定時器/計數器個數都有了不同程度的增加，並集成有全雙工串列通信介面。在指令系統方面，普遍增設了乘除指令和比較指令。特別是8 位機中的高性能增強型單片機，除片內增加了A/D 和D/A 轉換器外，還集成有定時器捕捉/比較寄存器、監視定時器(Watchdog)、匯流排控制部件和晶體振盪電路等。這類單片機由於其片內資源豐富和功能強大，主要在工業控制、智能儀表、家用電器和辦公自動化系統中應用。代表產品有Intel 公司的MCS-48 系列和MCS-51 系列 、Microchip 公司的PIC16C××系列和PIC17C××系列以及PIC1400 系列、Motorola 公司的M68HC05 系列和M68HC11 系列、Zilog 公司的Z8 系列、荷蘭Philips 公司的80C51 系列(同MCS-51 兼容)、Atmel公司的AT89 系列(同MCS-51 兼容)、NEC 公司的UPD78××系列等等。
1）51系列單片機
8031/8051/8751是Intel公司早期的產品。應用的早，影響很大，已成為世界上的工業標准。後來很多晶元廠商以各種方式與Intel公司合作，也推出了同類型的單片機，如同一種單片機的多個版本一樣，雖都在不斷的改變製造工藝，但內核卻一樣，也就是說這類單片機指令系統完全兼容，絕大多數管腳也兼容；在使用上基本可以直接互換。人們統稱這些與8051內核相同的單片機為「51系列單片機」。
8031片內不帶程序存儲器ROM，使用時用戶需外接程序存儲器和一片邏輯電路373，外接的程序存儲器多為EPROM的2764系列。用戶若想對寫入到EPROM中的程序進行修改，必須先用一種特殊的紫外線燈將其照射擦除，之後再可寫入。寫入到外接程序存儲器的程序代碼沒有什麼保密性可言。
8051片內有4k ROM，無須外接外存儲器和373，更能體現「單片」的簡練。但是所編的程序無法寫入到其ROM中，只有將程序交晶元廠代為寫入，並是一次性的，不能改寫其內容。
8751與8051基本一樣，但8751片內有4k的EPROM，用戶可以將自己編寫的程序寫入單片機的EPROM中進行現場實驗與應用，EPROM的改寫同樣需要用紫外線燈照射一定時間擦除後再寫入。
在眾多的51系列單片機中，要算 ATMEL 公司的AT89C51、AT89S52更實用，因他不但和8051指令、管腳完全兼容，而且其片內的4K程序存儲器是FLASH工藝的，這種工藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫，一般專為 ATMEL AT89xx 做的編程器均帶有這些功能。顯而易見，這種單片機對開發設備的要求很低，開發時間也大大縮短。寫入單片機內的程序還可以進行加密，這又很好地保護了你的勞動成果。而且，AT89C51、AT89S51目前的售價比8031還低，市場供應也很充足。
AT89S51、52是2003年ATMEL推出的新型品種，除了完全兼容8051外，還多了ISP編程和看門狗功能。
ATMEL公司的51系列還有AT89C2051、AT89C1051等品種，這些晶元是在AT89C51的基礎上將一些功能精簡掉後形成的精簡版。AT89C2051取掉了P0口和P2口，內部的程序FLASH存儲器也小到2K，封裝形式也由51的P40腳改為20腳，相應的價格也低一些，特別適合在一些智能玩具，手持儀器等程序不大的電路環境下應用；AT89C1051在2051的基礎上，再次精簡掉了串口功能等，程序存儲器再次減小到1k，當然價格也更低。
51 單片機目前已有多種型號，市場上目前供貨比較足的晶元還要算ATMEL 的51、52 晶元， HYUNDAI 的GMS97 系列，WINBOND 的78e52，78e58，77e58 等。
GMS97 系列是一次性燒寫，一般只有大量生產的人才買。at89c51,52 因可以很容易地解密，一般人們只用它來做實驗，或者用在一些即使解了密也無關緊要的場合。89c2051 只有20 腿，體積小巧，在一些簡單應用和體積有限的場合得到廣泛應用。
2）PIC系列單片機
由美國Microchip公司推出的PIC單片機系列產品，首先採用了RISC結構的嵌入式微控制器，其高速度、低電壓、低功耗、大電流LCD驅動能力和低價位OTP技術等都體現出單片機產業的新趨勢。
現在PIC系列單片機在世界單片機市場的份額排名中已逐年升位，尤其在8位單片機市場，據稱已從1990年的第20位上升到目前的第二位。PIC單片機從覆蓋市場出發，已有三種(又稱三層次)系列多種型號的產品問世，所以在全球都可以看到PIC單片機從電腦的外設、家電控制、電訊通信、智能儀器、汽車電子到金融電子各個領域的廣泛應用。現今的PIC單片機已經是世界上最有影響力的嵌入式微控制器之一。
① PIC 8位單片機的分類
PIC 8位單片機產品共有三個系列，即基本級、中級和高級。
a基本級系列該級產品的特點是低價位，如PIC16C5X，適用於各種對成本要求嚴格的家電產品選用。又如PIC12C5XX是世界第一個8腳的低價位單片機，因其體積很小，完全可以應用在以前不能使用單片機的家電產品的空間。
b中級系列該級產品是PIC最豐富的品種系列。它是在基本級產品上進行了改進，並保持了很高的兼容性。外部結構也是多種的，從8引腳到68引腳的各種封裝，如PIC12C6XX。該級產品其性能很高，如內部帶有A/D變換器、E2PROM數據存儲器、比較器輸出、PWM輸出、I2C和SPI等介面。PIC中級系列產品適用於各種高、中和低檔的電子產品的設計中。
c高級系列該系列產品如PIC17CXX，其特點是速度快，所以適用於高速數字運算的應用場合中，加之它具備一個指令周期內(160ns)可以完成8×8(位)二進制乘法運算能力，所以可取代某些DSP產品。再有PIC17CXX具有豐富的I/O控制功能，並可外接擴展EPROM和RAM，使它成為目前8位單片機中性能最高的機種之一。所以很適用於高、中檔的電子設備中使用。
上述的三層次(級)的PIC 8位單片機還具有很高的代碼兼容性，用戶很容易將代碼從某型號轉換到另一個型號中。PIC 8位單片機具有指令少、執行速度快等優點，其主要原因是PIC系列單片機在結構上與其它單片機不同。該系列單片機引入了原用於小型計算機的雙匯流排和兩級指令流水結構。這種結構與一般採用CISC(復雜指令集計算機)的單片機在結構上是有不同的。
雙匯流排結構
具有CISC結構的單片機均在同一存儲空間取指令和數據，片內只有一種匯流排。這種匯流排既要傳送指令又要傳送數據(如圖1－a所示)。因此，它不可能同時對程序存儲器和數據存儲器進行訪問。因與CPU直接相連的匯流排只有一種，要求數據和指令同時通過，顯然「亂套」，這正如一個「瓶頸」，瓶內的數據和指令要一起倒出來，往往就被瓶頸卡住了。所以具有這種結構的單片機，只能先取出指令，再執行指令(在此過程中往往要取數)，然後，待這條指令執行完畢，再取出另一條指令，繼續執行下一條。這種結構通常稱為馮•諾依曼結構，又稱普林斯頓結構。
在這里PIC系列單片機採用了一種雙匯流排結構，即所謂哈佛結構。這種結構有兩種匯流排，即程序匯流排和數據匯流排。這兩種匯流排可以採用不同的字長，如PIC系列單片機是八位機，所以其數據匯流排當然是八位。但低檔、中檔和高檔的PIC系列機分別有12位、14位和16位的指令匯流排。這樣，取指令時則經指令匯流排，取數據時則經數據匯流排，互不沖突。
② 兩級指令流水線結構
由於PIC系列單片機採用了指令空間和數據空間分開的哈佛結構，用了兩種位數不同的匯流排。因此，取指令和取數據有可能同時交疊進行，所以在PIC系列微控制器中取指令和執行指令就採用指令流水線結構。當第一條指令被取出後，隨即進入執行階段，這時可能會從某寄存器取數而送至另一寄存器，或從一埠向寄存器傳送數等，但數據不會流經程序匯流排，而只是在數據匯流排中流動，因此，在這段時間內，程序匯流排有空，可以同時取出第二條指令。當第一條指令執行完畢，就可執行第二條指令，同時取出第3條指令，……如此等等。這樣，除了第一條指令的取出，其餘各條指令的執行和下一條指令的取出是同時進行的，使得在每個時鍾周期可以獲得最高效率。
在大多數微控制器中，取指令和指令執行都是順序進行的，但在PIC單片機指令流水線結構中，取指令和執行指令在時間上是相互重疊的，所以PIC系列單片機才可能實現單周期指令。
只有涉及到改變程序計數器PC值的程序分支指令(例如GOTO、CALL)等才需要兩個周期。
此外，PIC的結構特點還體現在寄存器組上，如寄存器I/O口、定時器和程序寄存器等都是採用了RAM結構形式，而且都只需要一個周期就可以完成訪問和操作。而其它單片機常需要兩個或兩個以上的周期才能改變寄存器的內容。上述各項，就是PIC系列單片機能做到指令總數少，且大都為單周期指令的重要原因。
3）AVR系列單片機
AVR單片機是1997年由ATMEL公司研發出的增強型內置Flash的RISC(Reced Instruction Set CPU) 精簡指令集高速8位單片機。AVR的單片機可以廣泛應用於計算機外部設備、工業實時控制、儀器儀表、通訊設備、家用電器等各個領域。
①AVR單片機的優勢及特點
a AVR單片機易於入手、便於升級、費用低廉。 單片機初學者只需一條ISP下載線，把編輯、調試通過的軟體程序直接在線寫入AVR單片機，即可以開發AVR單片機系列中的各種封裝的器件。AVR單片機因此在業界號稱「一線打天下」。 AVR程序寫入是直接在電路板上進行程序修改、燒錄等操作，這樣便於產品升級。AVR單片機可使用ISP在線下載編程方式(即把PC機上編譯好的程序寫到單片機的程序存儲器中)，不需購買模擬器、編程器、擦抹器和晶元適配器等，即可進行所有AVR單片機的開發應用，這可節省很多開發費用。程序存儲器擦寫可達10000次以上，不會產生報廢品。
b高速、低耗、保密。首先，AVR單片機是高速嵌入式單片機： AVR單片機具有預取指令功能，即在執行一條指令時，預先把下一條指令取進來，使得指令可以在一個時鍾周期內執行。多累加器型，數據處理速度快。AVR單片機具有32個通用工作寄存器，相當於有32條立交橋，可以快速通行。中斷響應速度快。AVR單片機有多個固定中斷向量入口地址，可快速響應中斷。AVR單片機耗能低。對於典型功耗情況，WDT關閉時為100nA，更適用於電池供電的應用設備。有的器件最低1.8 V即可工作。AVR單片機保密性能好。它具有不可破解的位加密鎖Lock Bit技術，保密位單元深藏於晶元內部，無法用電子顯微鏡看到。
c I/O口功能強,具有A/D轉換等電路。AVR單片機的I/O口是真正的I/O口，能正確反映I/O口輸入/輸出的真實情況。工業級產品，具有大電流(灌電流)10mA～40mA,可直接驅動可控硅SSR或繼電器，節省了外圍驅動器件。AVR單片機內帶模擬比較器，I/O口可用作A/D轉換，可組成廉價的A/D轉換器。ATmega48/8/16等器件具有8路10位A/D。部分AVR單片機可組成零外設元件單片機系統，使該類單片機無外加元器件即可工作，簡單方便，成本又低。AVR單片機可重設啟動復位,以提高單片機工作的可靠性。有看門狗定時器實行安全保護,可防止程序走亂(飛),提高了產品的抗干擾能力。
d 有功能強大的定時器/計數器及通訊介面。定時/計數器T/C有8位和16位,可用作比較器。計數器外部中斷和PWM(也可用作D/A)用於控制輸出，某些型號的AVR單片機有3～4個PWM，是作電機無級調速的理想器件。AVR單片機有串列非同步通訊UART介面,不佔用定時器和SPI同步傳輸功能,因其具有高速特性，故可以工作在一般標准整數頻率下,而波特率可達576K。
②AVR 8-Bit MCU的最大特點
與其它8-Bit MCU相比，AVR 8-Bit MCU最大的特點是：
• 哈佛結構，具備1MIPS / MHz的高速運行處理能力；
• 超功能精簡指令集（RISC），具有32個通用工作寄存器，克服了如8051 MCU採用單一ACC進行處理造成的瓶頸現象；
• 快速的存取寄存器組、單周期指令系統，大大優化了目標代碼的大小、執行效率，部分型號FLASH非常大，特別適用於使用高級語言進行開發；
• 作輸出時與PIC的HI/LOW相同，可輸出40mA（單一輸出），作輸入時可設置為三態高阻抗輸入或帶上拉電阻輸入，具備10mA-20mA灌電流的能力；
• 片內集成多種頻率的RC振盪器、上電自動復位、看門狗、啟動延時等功能，外圍電路更加簡單，系統更加穩定可靠；
• 大部分AVR片上資源豐富：帶E2PROM，PWM，RTC，SPI，UART，TWI，ISP，AD，Analog Comparator，WDT等；
• 大部分AVR除了有ISP功能外，還有IAP功能，方便升級或銷毀應用程序。
（3）16-BIT 單片機
16 位單片機是在1983 年以後發展起來的。這類單片機的特點是：CPU是16 位的，運算速度普遍高於8 位機，有的單片機的定址能力高達1MB，片內含有A/D 和D/A轉換電路，支持高級語言。這類單片機主要用於過程式控制制、智能儀表、家用電器以及作為計算機外部設備的控制器等。典型產品有Intel 公司的MCS-96/98 系列、Motorola 公司的M68HC16系列、NS 公司的783××系列、TI公司的MSP430系列等等。
其中，以MSP430系列最為突出。它採用了精簡指令集（ RISC ）結構，具有豐富的定址方式（ 7 種源操作數定址、 4 種目的操作數定址）、簡潔的 27 條內核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內數據存儲器都可參加多種運算；還有高效的查表處理指令；有較高的處理速度，在 8MHz 晶體驅動下指令周期為 125 ns 。這些特點保證了可編制出高效率的源程序。
在運算速度方面， MSP430 系列單片機能在 8MHz 晶體的驅動下，實現 125ns 的指令周期。 16 位的數據寬度、 125ns 的指令周期以及多功能的硬體乘法器（能實現乘加）相配合，能實現數字信號處理的某些演算法（如 FFT 等）。
MSP430 系列單片機的中斷源較多，並且可以任意嵌套，使用時靈活方便。當系統處於省電的備用狀態時，用中斷請求將它喚醒只用 6us 。
超低功耗 MSP430 單片機之所以有超低的功耗，是因為其在降低晶元的電源電壓及靈活而可控的運行時鍾方面都有其獨到之處。
首先， MSP430 系列單片機的電源電壓採用的是 1.8~3.6V 電壓。因而可使其在 1MHz 的時鍾條件下運行時， 晶元的電流會在 200~400uA 左右，時鍾關斷模式的最低功耗只有 0.1uA 。
其次，獨特的時鍾系統設計。在 MSP430 系列中有兩個不同的系統時鍾系統：基本時鍾系統和鎖頻環（ FLL 和 FLL+ ）時鍾系統或 DCO 數字振盪器時鍾系統。有的使用一個晶體振盪器（ 32768Hz ） , 有的使用兩個晶體振盪器）。由系統時鍾系統產生 CPU 和各功能所需的時鍾。並且這些時鍾可以在指令的控制下，打開和關閉，從而實現對總體功耗的控制。
由於系統運行時打開的功能模塊不同，即採用不同的工作模式，晶元的功耗有著顯著的不同。在系統中共有一種活動模式（ AM ）和五種低功耗模式（ LPM0~LPM4 ）。在等待方式下，耗電為 0.7uA ，在節電方式下，最低可達 0.1uA 。
系統工作穩定 上電復位後，首先由 DCOCLK 啟動 CPU ，以保證程序從正確的位置開始執行，保證晶體振盪器有足夠的起振及穩定時間。然後軟體可設置適當的寄存器的控制位來確定最後的系統時鍾頻率。如果晶體振盪器在用做 CPU 時鍾 MCLK 時發生故障， DCO 會自動啟動，以保證系統正常工作；如果程序跑飛，可用看門狗將其復位。
豐富的片上外圍模塊 MSP430 系列單片機的各成員都集成了較豐富的片內外設。它們分別是看門狗（ WDT ）、模擬比較器 A 、定時器 A （ Timer_A ）、定時器 B （ Timer_B ）、串口 0 、 1 （ USART0 、 1 ）、硬體乘法器、液晶驅動器、 10 位 /12 位 ADC 、 I 2 C 匯流排直接數據存取（ DMA ）、埠 O （ P0 ）、埠 1~6 （ P1~P6 ）、基本定時器（ Basic Timer ）等的一些外圍模塊的不同組合。其中，看門狗可以使程序失控時迅速復位；模擬比較器進行模擬電壓的比較，配合定時器，可設計出 A/D 轉換器； 16 位定時器（ Timer_A 和 Timer_B ）具有捕獲 / 比較功能，大量的捕獲 / 比較寄存器，可用於事件計數、時序發生、 PWM 等；有的器件更具有可實現非同步、同步及多址訪問串列通信介面可方便的實現多機通信等應用；具有較多的 I/O 埠，最多達 6*8 條 I/O 口線； P0 、 P1 、 P2 埠能夠接收外部上升沿或下降沿的中斷輸入； 12/14 位硬體 A/D 轉換器有較高的轉換速率，最高可達 200kbps ，能夠滿足大多數數據採集應用；能直接驅動液晶多達 160 段；實現兩路的 12 位 D/A 轉換；硬體 I 2 C 串列匯流排介面實現存儲器串列擴展；以及為了增加數據傳輸速度，而採用直接數據傳輸（ DMA ）模塊。 MSP430 系列單片機的這些片內外設為系統的單片解決方案提供了極大的方便。
方便高效的開發環境 目前 MSP430 系列有 OPT 型、 FLASH 型和 ROM 型三種類型的器件，這些器件的開發手段不同。對於 OPT 型和 ROM 型的器件是使用模擬器開發成功之後在燒寫或掩膜晶元；對於 FLASH 型則有十分方便的開發調試環境，因為器件片內有 JTAG 調試介面，還有可電擦寫的 FLASH 存儲器，因此採用先下載程序到 FLASH 內，再在器件內通過軟體控製程序的運行，由 JTAG 介面讀取片內信息供設計者調試使用的方法進行開發。這種方式只需要一台 PC 機和一個 JTAG 調試器，而不需要模擬器和編程器。開發語言有匯編語言和 C 語言。
MSP430 單片機目前主要以 FLASH 型為主。
（4）32-BIT 單片機
32 位單片機的字長為32 位，是單片機的頂級產品，具有極高的運算速度。近年來，隨著家用電子系統的新發展，32 位單片機的市場前景看好。
繼16 位單片機出現後不久，幾大公司先後推出了代表當前最高性能和技術水平的32 位單片微機系列。32 位單片機具有極高的集成度，內部採用新穎的RISC（精簡指令系統計算機）結構，CPU 可與其他微控制器兼容，主頻頻率可達33MHz 以上，指令系統進一步優化，運算速度可動態改變，設有高級語言編譯器，具有性能強大的中斷控制系統、定時/事件控制系統、同步/非同步通信控制系統。代表產品有Intel 公司的MCS-80960 系列、Motorola 公司的M68300 系列、Hitachi 公司的Super H(簡稱SH)系列等等。
這類單片機主要應用於汽車、航空航天、高級機器人、軍事裝備等方面。它代表著單片機發展中的高、新技術水平。
ARM在32位MCU中的主流地位是毫無疑問的。ARM公司於1991年成立於英國劍橋，主要出售晶元設計技術的授權。目前，採用ARM技術智能財產（IP）核心的處理器，即我們通常所說的ARM處理器，已遍及工業控制、消費類電子產品、通信系統、網路系統、無線系統等各類產品市場，基於ARM技術的處理器應用約占據了32位RISC微處理器75％以上的市場，ARM技術不止逐步滲入到我們生活的各個方面，我們甚至可以說，ARM於人類的生活環境中，已經是不可或缺的一環。
目前市面上常見的ARM處理器架構，可分為ARM7、ARM9以及ARM11，新推出的Cortex系列尚在進行開發驗證，市面上還未有相關產品推出。ARM也是嵌入式處理器中首先推出多核心架構的廠商。
ARM首個多核心架構為ARM11 MPCore，架構於原先的ARM11處理器核心之上。ARM11核心是發布於2002年10月份，為了進一步提升效能，其管線長度擴展到8階，處理單元則增加為預取、解碼、發送、轉換／MAC1、執行／MAC2、內存存取／MAC3和寫入等八個單元，體繫上屬於ARM V6指令集架構。ARM11採用當時最先進的0.13μm製造製程，運行頻率最高可達500到700MHz。如果採用90nm製程，ARM11核心的工作頻率能夠輕松達到1GHz以上—對於嵌入式處理器來說，這顯然是個相當驚人的程度，不過顯然1GHz在ARM11體系中不算是個均衡的設定，因此幾乎沒有廠商推出達到1GHz的ARM11架構處理器。
ARM11的邏輯核心也經過大量的改進，其中最重要的當屬「靜／動態組合轉換的預測功能」。ARM11的執行單元包含一個64位、4種狀態的地址轉換緩沖，它主要用來儲存最近使用過的轉換地址。當採用動態轉換預測機制而無法在定址緩沖內找到正確的地址時，靜態轉換預測功能就會立刻接替它的位置。在實際測試中，單純採用動態預測的准確率為88％，單純採用靜態預測機制的准確率只有77％，而ARM11的靜／動態預測組合機制可實現92％的高准確率。針對高時脈速度帶來功耗增加的問題，ARM11採用一項名為「IEM（Intelligent Energy Manager）」的智能電源管理技術，該技術可根據任務負荷情況動態調節處理器的電壓，進而有效降低自身的功耗。這一系列改進讓ARM11的功耗效能比得以繼續提高，平均每MHz只需消耗0.6mW（有快取時為0.8mW）的電力，處理器的最高效能可達到660 Dhrystone MIPS，遠超過上一代產品。
Ⅲ 按製造工藝分
① HMOS 工藝 高密度短溝道MOS 工藝,具有高速度、高密度的特點。
② CHMOS(或HCMOS)工藝 互補的金屬氧化物的HMOS 工藝，是CMOS 和HMOS 的結合，具有高密度、高速度、低功耗的特點。Intel 公司產品型號中若帶有字母「C」 ，Motorola 公司產品型號中若帶有字母「HC」或「L」 ，通常為CHMOS 工藝。

㈨ 單片機晶元有哪些類型

HOLTEK單片機： 台灣盛揚半導體的單片機,價格便宜,種類較多,但抗干擾較差,適用於消費類產品.

TI公司單片機(51單片機)： 德州儀器提供了TMS370和MSP430兩大系列通用單片機.TMS370系列單片機是8位CMOS單片機,具有多種存儲模式、多種外圍介面模式,適用於復雜的實時控制場合;MSP430系列單片機是一種超低功耗、功能集成度較高的16位低功耗單片機,特別適用於要求功耗低的場合

EMC單片機： 是台灣義隆公司的產品,有很大一部分與PIC 8位單片機兼容,且相兼容產品的資源相對比PIC的多,價格便宜,有很多系列可選,但抗干擾較差.

ATMEL單片機(51單片機)： ATMEl公司的8位單片機有AT89、AT90兩個系列,AT89系列是8位Flash單片機,與8051系列單片機相兼容,靜態時鍾模式;AT90系列單片機是增強RISC結構、全靜態工作方式、內載在線可編程Flash的單片機,也叫AVR單片機.

PHLIPIS 51PLC系列單片機(51單片機)： PHILIPS公司的單片機是基於80C51內核的單片機,嵌入了掉電檢測、模擬以及片內RC振盪器等功能,這使51LPC在高集成度、低成本、低功耗的應用設計中可以滿足多方面的性能要求。

STC單片機 ：STC公司的單片機主要是基於8051內核,是新一代增強型單片機,指令代碼完全兼容傳統8051,速度快8~12倍,帶ADC,4路PWM,雙串口,有全球唯一ID號,加密性好，抗干擾強.

PIC單片機：是MICROCHIP公司的產品,其突出的特點是體積小,功耗低,精簡指令集,抗干擾性好,可靠性高,有較強的模擬介面,代碼保密性好,大部分晶元有其兼容的FLASH程序存儲器的晶元。
目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。在語音晶元領域,把單片機和語音晶元結合集成為單片機語音晶元。

㈩ CPU的匯流排體系主要有那些架構，51單片機、ARM7、DSP分別是什麼架構

51單片機： Intel在1981年推出的由8031微控制器晶元改造升級的、使用CISC指令集的、馮諾依曼架構的、8位的8051微控制器。後Intel將8051微控制器的內核授權給其他晶元廠商，使得市面上廣泛出現類似於8051的晶元，這種採用8051內核的晶元被簡稱為51。

ARM7： 一類採用ARMv3或ARMv4架構的，使用馮諾依曼結構的內核。

DSP：屬數字信號處理器，架構包含CPU/ALU、程序存儲器、數據存儲器等。其常見架構類型包括增強型 DSP、VLIW 結構、超標量體系結構和SIMD結構混合結構。

(10)單片機兩種架構擴展閱讀

DSP，這種微處理器具有極高的處理速度。因為應用這類處理器的場合要求具有很高的實時性(Real Time)。比如通過行動電話進行通話，如果處理速度不快就只能等待對方停止說話，這一方才能通話。如果雙方同時通話，因為數字信號處理速度不夠，就只能關閉信號連接。

ARM7包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ幾種類型。其中，ARM7TDMI是目前使用最廣泛的32位嵌入式RISC處理器，主頻最高可達130MIPS，採用能夠提供0.9MIPS/MHz的三級流水線結構。

51單片機地址數據線復用，應該是按照空間是否完全重合來辨別。比如PC機的代空間和數據空間是同一空間，所以是馮氏結構；51由於IO口不夠，但代碼空間和數據空間是分開的，所以還是哈佛架構。