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所有单片机都是单线程吗

发布时间:2024-03-21 17:54:42

单片机与fpga的性能区别

fpga和单片机的区别
1、结构上的区别

单片机是一种微处理器,类似于电脑CPU的,它一般采用的是哈佛总线结构,或者冯诺依曼结构,对单片机的编程很大程度上要考虑到它的结构和各个寄存器的作用,单片机用途比较广,一般用在控制流水线上,还有日 常你看得到的东西上!

FPGA 它的结构是查找表结构,其程序不用去太考虑芯片的结构,要注意的是时序上问题,它的结构比较复杂,功能也很强大,一般应用在通信领域等比较高端的场合,目前在国内FPGA还算是一个新兴的行业,当然它的价格也要比单片机贵得多!

单片机是一个微控制器,通过加载模块软件来实现某种功能,单片机是成型的芯片;FPGA是用来设计芯片的芯片。

2、速度上的区别

FPGA由于是硬件电路,运行速度直接取决于晶振速度,系统稳定,特别适合高速接口电路。单片机由于是单线程,哪怕是常用的M3系列流水线也是单线程执行,程序语句需要等待单片机周期才能执行。

② 51单片机如何实现多线程多任务有哪些程序可以在“后台”自己运行

51单片机可以实现执行时间片形式的多线程任务,具体做法是:1、弄个表两字节一个单位存一下各个任务的执行地址。2、在中断级别较高的T0定时器中断中,把中断压进堆栈的那两个字节保存到表里。3、用表里别的线程的地址重压进堆栈。4、从中断里退出就可以切到另一个线程继续跑了。

我记得这个在早先2000年那时候的大学计算机系单片机原理专业课里讲过,但是那科挂掉的实在太多,现在好像已经把这些独门绝技大多给砍没了,就剩背背汇编指令集。

③ 求教:单片机怎么同时运行几个程序啊

你说的是状态机。你可以立一个flag表示模式,模式一,模式二,模式三,这样循环运行,那你可能要问了,我每个模式程序的有延时怎么办?
这时可以用定时器,定时器flag时间到了,主程序判断运行某一个模式的下一步。
又或者你是比较简单的程序不用定时器,比如电机,每4S开关,蜂鸣器每2S开关,取你最小的延时时间。那么程序只需要放一个2S延时对应的flag,flag%1==0,蜂鸣器开关,flag%2==0,电机开关。

④ 51单片机是单线程么能不能有两个无限循的函数

如果你是两个无限循环的话, 程序会执行到第一个循环不挺的再循环的,你可以在循环里设立一个条件,达到条件跳出,然后 执行下面的循环,可以使用goto ,,也可以使用break;

⑤ 求助:单片机及嵌入式行业所具备的知识技能

进入嵌入式行业,勉强不来(转)
觉得海同07年的分析(好像)不错:

“海同教育总经理曲刚老师表示,市场上需要的嵌入式人才必须具备C语言编程经验、嵌入式操作系统(主要包括嵌入式Linux、WinCE或 Symbian)经验、内核裁剪经验、驱动程序开发经验,比如高级嵌入式软件开发工程师相关职位要求是:有丰富的嵌入式多任务软件系统分析和设计能力,能独立完成项目系统方案,解决系统故障和问题、精通C语言应用开发,有良好的编程习惯和风格、良好的文档编写能力和习惯、熟悉项目管理流程。曲老师还特别指出,良好的英文阅读能力及较强的学习能力是从事这一领域工作的基础,对嵌入式操作系统做到一专而多能(精通嵌入式Linux,掌握WinCE及 Symbian)更会使求职者身价倍增。
目前国内外这方面的人都很稀缺。一方面,是因为这一领域入门门槛较高,不仅要懂较底层软件(例如操作系统级、驱动程序级软件),对软件专业水平要求较高(嵌入式系统对软件设计的时间和空间效率要求较高),而且必须懂得硬件的工作原理,所以非专业 IT人员很难切入这一领域;另一方面,是因为这一领域较新,目前发展太快,很多软硬件技术出现时间不长或正在出现(如ARM处理器、嵌入式操作系统、MPEG技术、无线通信协议等),掌握这些新技术的人当然很难找。
嵌入式人才稀缺,身价自然就高。目前有很多公司将硬件设计包给了专门的硬件公司,稍复杂的硬件都交给台湾或国外公司设计;而对于软件部分,大量的嵌入式公司自己开发,比如对于日本公司来说,由于国内人力成本过高,所以日本很多嵌入式软件开发企业都把项目外包给中国的公司来完成,国内也有越来越多的企业来从事嵌入式软件开发,近几年,国内对嵌入式软件人才需求倍增,仅仅北京市场嵌入式软件开发人员的需求就已经超过了5万人,而且还在持续增长。
嵌入式人才的工作环境与发展前景也有优势。曲老师告诉记者:“从事嵌入式工作有两大优势:一是工作强度相对较低。开发企业应用软件的IT企业,这个用户的系统做完了,又得去做下一个用户的,而且每个用户的需求和完成时间都不同,开发人员往往疲于奔命,重复劳动;而做嵌入式系统的公司,都有自己的产品计划,按自己的节奏行事,所开发的产品通常是通用的,不会因客户的不同而修改,一个产品型号开发完了,往往还有较长一段空闲时间进行充电和休整。二是职业发展相对顺利,从事企业应用软件的人,工作范围广,项目变化大,日常的积累很难产生质变,容易遭遇职业瓶颈;而从事嵌入式软件的人,所涉及的专业技术范围就是那些,时间长了会越来越有经验。”
以上都是针对求职工作而言,若对于个人整体发展来说,如果想创业,做自已的产品,那么嵌入式更是一个不错的主意,嵌入式软件不会像应用软件那样容易被盗版,开发出专利产品,又何止年薪十万。
入行得有专业基础,那么,应该如何快速成长为嵌入式人才呢?曲老师指出,嵌入式系统领域门槛较高,并不适合每个人,嵌入式开发人员不仅要懂较底层软件,对软件专业水平要求较高,要进入嵌入式系统开发领域工作,首先必须具备一定的C语言基础,然后可以尝试参加一些的相关培训课程,接着可以寻找项目实践的机会,增加项目经验。“

还有网友的宝贵意见:

“二、嵌入式系统的分层与专业的分类。
嵌入式系统分为4层,硬件层、驱动层、操作系统层和应用层。
1、硬件层,是整个嵌入式系统的根本,如果现在单片机及接口这块很熟悉,并且能用C和汇编语言来编程的话,从嵌入式系统的硬件层走起来相对容易,硬件层也是驱动层的基础 ,一个优秀的驱动工程师是要能够看懂硬件的电路图和自行完成CPLD的逻辑设计的,同时还要对操作系统内核及其调度性相当的熟悉的。但硬件平台是基础,增值还要靠软件。
硬件层比较适合于,电子、通信、自动化、机电一体、信息工程类专业的人来搞,需要掌握的专业基础知识有,单片机原理及接口技术、微机原理及接口技术、C语言。
2、驱动层,这部分比较难,驱动工程师不仅要能看懂电路图还要能对操作系统内核十分的精通,以便其所写的驱动程序在系统调用时,不会独占操作系统时间片,而导至其它任务不能动行,不懂操作系统内核架构和实时调度性,没有良好的驱动编写风格,按大多数书上所说添加的驱动的方式,很多人都能做到,但可能连个初级的驱动工程师的水平都达不到 ,这样所写的驱动在应用调用时就如同windows下我们打开一个程序运行后,再打开一个程序时,要不就是中断以前的程序,要不就是等上一会才能运行后来打开的程序。想做个好的驱动人员没有三、四年功底,操作系统内核不研究上几编,不是太容易成功的 ,但其工资在嵌入式系统四层中可是最高的。
驱动层 比较适合于电子、通信、自动化、机电一体、信息工程类专业尤其是计算机偏体系结构类专业的人来搞,除硬件层所具备的基础学科外,还要对数据结构与算法、操作系统原理、编译原理都要十分精通了解。
3、操作系统层,对于操作系统层目前可能只能说是简单的移植,而很少有人来自已写操作系统,或者写出缺胳膊少腿的操作系统来,这部分工作大都由驱动工程师来完成。操作系统是负责系统任务的调试、磁盘和文件的管理,而嵌入式系统的实时性十分重要。据说,XP操作系统是微软投入300人用两年时间才搞定的,总时工时是600人年,中科院软件所自己的女娲Hopen操作系统估计也得花遇几百人年才能搞定。因此这部分工作相对来讲没有太大意义。
4、应用层,相对来讲较为容易的,如果会在windows下如何进行编程接口函数调用,到操作系统下只是编译和开发环境有相应的变化而已。如果涉及 Jave方面的编程也是如此的。嵌入式系统中涉及算法的由专业算法的人来处理的,不必归结到嵌入式系统范畴内。但如果涉及嵌入式系统下面嵌入式数据库、基于嵌入式系统的网络编程和基于某此应用层面的协议应用开发(比如基于SIP、H.323、Astrisk)方面又较为复杂,并且有难度了。
三、目标与定位。
先有目标,再去定位。
学ARM,从硬件上讲,一方面就是学习接口电路设计,另一方面就是学习汇编和C语言的板级编程。如果从软件上讲,就是要学习基于ARM处理器的操作系统层面的驱动、移植了。这些对于初学都来说必须明确,要么从硬件着手开始学,要么从操作系统的熟悉到应用开始学,但不管学什么,只要不是纯的操作系统级以上基于API的应用层的编程,硬件的寄存器类的东西还是要能看懂的,基于板级的汇编和C编程还是要会的。因此针对于嵌入式系统的硬件层和驱动程的人,ARM的接口电路设计、ARM的C语言和汇编语言编程及调试开发环境还是需要掌握的 。
因此对于初学者必然要把握住方向,自己的目标是什么,自己要在那一层面上走。然后再着手学习较好,与ARM相关的嵌入式系统的较为实际的两个层面硬件层和驱动层 ,不管学好了那一层都会很有前途的。
如果想从嵌入式系统的应用层面的走的话,可能与ARM及其它体系相去较远,要着重研究基嵌入式操作系统的环境应用与相应开发工具链,比如WinCe操作系统下的EVC应用开发(与windows下的VC相类似),如果想再有突破就往某些音视频类的协议上靠,比如VOIP领域的基于SIP或H.323协议的应用层开发,或是基于嵌入式网络数据库的开发等等。
对于初学者来讲,要量力而行,不要认为驱动层工资高就把它当成方向了,要结合自身特点,嵌入式系统四个层面上那个层面上来讲都是有高人存在,当然高人也对应的高工资,我是做硬件层的,以前每月工资中个人所得税要被扣上近3千大元,当然我一方面充当工程师的角色,一方面充当主管及人物的角色,两个职位我一个人干,但上班时间就那些。硬件这方面上可能与我PK的人很少了,才让我拿到那么多的工资。
四、开发系统选择。
很多ARM初学者都希望有一套自己能用的系统,但他们住住会产生一种错误认识就是认为处理器版本越高、性能越高越好,就象很多人认为ARM9与ARM7 好,我想对于初学者在此方面以此入门还应该理智,开发系统的选择最终要看自己往嵌入式系统的那个方向上走,是做驱动开发还是应用,还是做嵌入式系统硬件层设计与板级测试。如果想从操作系统层面或应用层面上走,不管是驱动还是应用,那当然处理器性能越高越好了,但这个东西自学,有十分大的困难,不是几个月或半年或是一年二年能搞定的事。
在某种意义上请,ARM7与9的差别就是在某些功能指令集上丰富了些,主频提高一些而已,就比如286和386。对于用户来讲可能觉查不到什么,只能是感觉速度有些快而已。
ARM7比较适合于那些想从硬件层面上走的人,因为ARM7系列处理器内部带MMU的很少,而且比较好控制,就比如S3C44B0来讲,可以很容易将 Cache关了,而且内部接口寄存器很容易看明白,各种接口对于用硬件程序控制或AXD单步命令行指令都可以控制起来,基于51单片机的思想很容易能把他搞懂,就当成个32位的单片机,从而消除很多51工程师想转为嵌入式系统硬件ARM开发工程师的困惑,从而不会被业界某此不是真正懂嵌入式烂公司带到操作系统层面上去 ,让他们望而失畏,让业界更加缺少这方面的人才 。
而嵌入式系统不管硬件设计还是软件驱动方面都是十分注重接口 这部分的,选择平台还要考察一个处理器的外部资源,你接触外部资源越多,越熟悉他们那你以后就业成功的机率就越高 ,这就是招聘时所说的有无“相关技能”,因为一个人不可能在短短几年内把所有的处理器都接触一遍,而招聘单位所用的处理器就可能是我们完全没有见过的,就拿台湾数十家小公司(市价几千万)的公司生产的ARM类处理器,也很好用,但这些东西通用性太差,用这些处理器的公司就只能招有相关工作经验的人了,那什么是相关工作经验,在硬件上讲的是外围接口设计 ,在软件上讲是操作系统方面相关接口驱动及应用开发经验。 我从业近十年,2000年 ARM出现,我一天始做ARM7,然后直接跑到了Xscale(这个板本在ARM10-11之间),一做就是五年,招人面试都不下数百人,在这些方面还是深有体会的。
我个人认为三星的S3C44b0对初学者来说比较合适,为什么这么说哪?因为接口资源比较丰富,技术成熟,资料较多,应该十分适合于初学者,有问题可能很容易找人帮且解决,因为大多数人都很熟悉,就如同51类的单片机,有N多位专家级的人物可以给你帮忙,相关问题得以很快解答,所然业界认为这款ARM都做用得烂了,但对于初学者来,就却是件好事。
因此开发系统的选择,要看自己的未来从来目标方向、要看开发板接口资源、还要看业界的通用性。
五、如何看待培训。
首先说说我自己,我目前从业近十年,与国内嵌入式系统行业共同起步,一直站在嵌入式系统行业前沿,设计过多款高端嵌入式系统平台产品并为众多公司提供过解决方案,离职前为从事VOIP的美资公司设计IP-PBX,历任项目经理、项目主管、技术总监、部门经理,积累众多人脉,并集多年经验所得,考虑到学生就业与公司招人的不相匹配,公司想招人招不到,而学生和刚毕业的工程师想找份工作也不太容易,于此力创知天行科技有限公司,开展嵌入式系统教育培训。
因一线的科研人员和一线的教师不相接触,导至国内嵌入式人才缺乏,国外高校的技术超前于业界公司,而国内情况是业界公司方面的嵌入式系统技术要远远领先于高校 。为架构业界与高校沟通的桥梁,把先进技能带给高校学子,为学生在就业竞争中打造一张王牌,并为业界工程师快速提升实现自我创造机遇,我就这样辞去了外企年薪20多万的职位,做嵌入式系统方面的培训了。
对于培训来讲,是花钱来买时间 ,很多工程师都喜欢自己学,认为培训不值,这也是有可能的,纯为赚钱的培训当然不会太有价值,但对于实力型的培训他们可能就亏大了,有这样一笔帐不知他们算过没有,如果一个一周的培训,能带给他们自学两年后才能掌握的知识,在培训完后他们用三个月到半年时间消化培训内容,这样,他会省约至少一年半的时间来学其它的或重新站在另一个高度上工作,那么他将最迟一年后会拿到他两年后水平所对应的工资,就是在工资与水平对应的关系上比同批人缩短一年,每月按最少1千计,再减去培训费用至少多1.0万,同时也省了一年时间,不管是休闲也好,再继续提高也好,总之是跑到了队伍的前面了。
另一层面上讲,对于新人的培训相当于他们为自己提前买了份失业保险,有师傅会带领他们入道,我今年暑假时班里最年轻的一个学生是大二的,今年才上大三,这学期才刚学单片机,但现在ARM方面的编程工作已经搞得有声有色了,再过一年多毕业,他还会失业吗?
再者通过培训,你可以知道很多业界不为常人所知的事,同时也为自己找了个师傅,就比如说,两个工程师分别用S3C2410和PXA255来做手持设备,同样两人都工作四年,再出去找工作,两人工资可能最多可相差一倍,为什么?这就是业界不为常人所知的规则,2410属于民品,被业界用烂了,做产品时成本特敏感,当然也对人才成本敏感了,PXA255是intel的东西,一个255 CPU能买三个2410,一直被业界定义为贵族产品,用的公司都是大公司或为军方服务的公司,不会在乎成本,只要把东西做好,一切都好说,但这方面做的人也少啊,因为开发系统贵啊。
对于说为自已找了个好师傅,我想是这样的,因为同级工程师间存在着某此潜在的竞争关系,有很多人不愿意把自己知道的东西教给别人,这意味着他将要失业,就是所说的教会徒弟,饿死师傅,但对于我们这些人就不存在这样的关系了,我是在嵌入式系统平台设计上走到了一定程序,目前在国内这块的技术上已经是自己很难再突破自己,因此很多东西我对大家都是OPEN的,就比如说下面那部分关于接口设计中所提到的时序接口东西,我要是不讲,却使是高级硬件工程师我想也几乎只有10%的人能知道吧。
六、成为高级嵌入式系统硬件工程师要具备的技能。
首先我声明,我是基于嵌入式系统平台级设计的,硬件这个方向我相对来讲比较有发言权,如果是其它方面所要具备的基本技能还要和我们培训中心其它专业级讲师沟通,或去网站看看***。他们的方面上我只能说是知道些,但不是太多,初级的问题也可以问我。
对于硬件来讲有几个方向,就单纯信号来分为数字和模拟,模拟比较难搞,一般需要很长的经验积累,单单一个阻值或容值的精度不够就可能使信号偏差很大。因此年轻人搞的较少,随着技术的发展,出现了模拟电路数字化,比如手机的Modem射频模块,都采用成熟的套片,而当年国际上只有两家公司有此技术,自我感觉模拟功能不太强的人,不太适合搞这个,如果真能搞定到手机的射频模块,只要达到一般程度可能月薪都在15K以上。
另一类就是数字部分了,在大方向上又可分为51/ARM的单片机类,dsp类,FPGA类,国内FPGA的工程师大多是在IC设计公司从事IP核的前端验证,这部分不搞到门级,前途不太明朗,即使做个IC前端验证工程师,也要搞上几年才能胜任。dsp硬件接口比较定型,如果不向驱动或是算法上靠拢,前途也不会太大。而ARM单片机类的内容就较多,业界产品占用量大,应用人群广,因此就业空间极大,而硬件设计最体现水平和水准的就是接口设计这块,这是各个高级硬件工程师相互PK,判定水平高低的依据。而接口设计这块最关键的是看时序,而不是简单的连接,比如PXA255处理器I2C要求速度在 100Kbps,如果把一个I2C外围器件,最高还达不到100kbps的与它相接,必然要导致设计的失败。这样的情况有很多,比如51单片机可以在总线接LCD,但为什么这种LCD就不能挂在ARM的总线上,还有ARM7总线上可以外接个Winband的SD卡控制器,但为什么这种控制器接不到ARM9 或是Xscale处理器上,这些都是问题。因此接口并不是一种简单的连接,要看时序,要看参数。一个优秀的硬件工程师应该能够在没有参考方案的前提下设计出一个在成本和性能上更加优秀的产品,靠现有的方案,也要进行适当的可行性裁剪,但不是胡乱的来,我遇到一个工程师把方案中的5V变1.8V的DC芯片,直接更换成LDO,有时就会把CPU烧上几个。前几天还有人希望我帮忙把他们以前基于 PXA255平台的手持GPS设备做下程序优化,我问了一下情况,地图是存在SD卡中的,而SD卡与PXA255的MMC控制器间采用的SPI接口,因此导致地图读取速度十分的慢,这种情况是设计中严重的缺陷,而不是程序的问题,因此我提了几条建议,让他们更新试下再说。因此想成为一个优秀的工程师,需要对系统整体性的把握和对已有电路的理解,换句话说,给你一套电路图你终究能看明白多少,看不明白80%以上的话,说明你离优秀的工程师还差得远哪。其次是电路的调试能力和审图能力,但最最基本的能力还是原理图设计PCB绘制,逻辑设计这块。这是指的硬件设计工程师,从上面的硬件设计工程师中还可以分出 ECAD工程师,就是专业的画PCB板的工程师,和EMC设计工程师,帮人家解决EMC的问题。硬件工程师再往上就是板级测试工程师,就是C语功底很好的硬件工程师,在电路板调试过程中能通过自已编写的测试程序对硬件功能进行验证。然后再交给基于操作系统级的驱动开发人员。
总之,硬件的内容很多很杂,硬件那方面练成了都会成为一个高手,我时常会给人家做下方案评估,很多高级硬件工程师设计的东西,经常被我一句话否定,因此工程师做到我这种地步,也会得罪些人,但硬件的确会有很多不为人知的东西,让很多高级硬件工程师也摸不到头脑。
那么高级硬件件工程师技术技能都要具备那些东西哪,首先要掌握EDA设计的辅助工具类如Protel\ORCAD\PowperPCB\Maplux2 \ISE、VDHL语言,要能用到这些工具画图画板做逻辑设计,再有就是接口设计审图能力,再者就是调试能力,如果能走到总体方案设计这块,那就基本上快成为资深工程师了。
硬件是要靠经验,也要靠积累的,十年磨一剑,百年磨一针。 ”

⑥ 51单片机如何实现多线程多任务有哪些程序可以在“后台”自己运行

1、51单片机无法实现多线程任务,只能实现单线程。这是由51单片机的硬件决定的,否则多线程芯片就没有必要设计出来了。
2、51单片机的硬件资源,如:定时器、计数器、捕获器、比较器、AD转换、pwm、UART等等大部分的硬件资源,初始化以及启动由用户控制。开始运行后,51单片机的相关硬件电路能自动运行,无需干预。
3、在这些硬件资源运行过程中,用户可以进行其他操作(一般不更改正在运行的硬件资源,否则会影响初始设定)。
4、但在这些硬件资源运行结束后,大部分的情况下,对应的特殊寄存器(含中断)会被更改,此时,需用户进行查询特殊寄存器或处理中断。处理这些时,用户需要停止正在运行的程序,不能同时进行其他工作。
例如:
用户设置定时器为周期1S;开启定时器中断。
启动定时器后,用户可以执行其他无关定时器的运算、控制。到达1S的时间时,定时器产生中断,用户执行的程序将被停止,保存现场后,程序运行跳转至定时器中断,开始执行定时器中断程序。在定时器中断程序执行结束后,恢复现场,重新从用户程序被中断的位置开始运行。

⑦ 单片机如何实现多个同样的传感器同时工作就是传感器的程序是一样的但是要多个传感器连在多个IO口上。

单片机对多个传感器信号的读取是采用扫描式的方法,顺序而循环地读取各个传感器的数据。对读取的信号有单片机中设定的各个对应的回路进行独立运算,最后的结果也是采用扫描的方法,顺序而循环地送到各个输出点。单片机的各个输入/输出点可以是相互独立的每页可以是共用一个,这是检测信号传送的方式不同。如果是模拟量的信号,各输入/输出点必须相互独立;如果是载波传送,可以公用一个点,但要编制各传感器的地址信号,使单片机能认识这些传感器,在运算时可以有所区分。

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