单片机和PLD有(yǒu)什么联系与區(qū)别

2022-08-10

 信息技术正在快捷发展，其应用(yòng)已经深层到各个领域各个方面。如今越来越多(duō)的電(diàn)子产品向着智能(néng)化、微型化、低功耗方向开展，其中有(yǒu)的产品还须要实时控制和信号处理(lǐ)。電(diàn)子系统的复杂性在不断增加，它迫切要求技术也有(yǒu)相应的变革和飞跃。用(yòng)于纯SSI数字電(diàn)路设计系统工作量大，灵敏性低，而且系统可(kě)靠性差。

广泛用(yòng)于单片机设计系统克服了纯SSI数字電(diàn)路系统许多(duō)不可(kě)逾越的困难，是一个具有(yǒu)非凡意义的飞跃。而DSP以其极强的信号处理(lǐ)功能(néng)赢得了广阔的市场，得到了广泛地应用(yòng)。近年来，PLD器件迅速开展，尤其是CPLD/ FPGA向深亚微米领域进军，PLD器件得到了广泛应用(yòng)，以CPLD/ FPGA為(wèi)物(wù)质根底的EDA技术诞生了。它具有(yǒu)電(diàn)子技术高度智能(néng)化、自动化的特点，打破了软硬件的屏障，使得硬件设计如同软件设计一样简略。它作為(wèi)一种创新(xīn)技术正在变更着数字系统的设计方法、设计过程和设计观念。单片机，DSP，PLD/ EDA以其各自的特点满足了各种须要，正从各个领域各个层面变更着世界，它们已经成為(wèi)数字时代的核心动力，推动着信息技术的快捷开展。

以下，我们将对单片机，DSP，PLD/ EDA分(fēn)别加以介绍，并作比较和分(fēn)析。

单片机

单片机是集成了CPU，ROM，RAM和I/ O口的微型计算机。它有(yǒu)很(hěn)强的接口性能(néng)，非常合适于工业控制，因此又(yòu)叫微控制器（MCU）。它与通用(yòng)途理(lǐ)器不一样，它是以工业测控对象、环境、接口等特点出发，向着增强控制功能(néng)，提高工业环境下的可(kě)靠性、灵敏方便地构成应用(yòng)计算机系统的界面接口的方向开展。所以，单片机有(yǒu)着自己的特点。

品种齐全，型号多(duō)样

自从INTEL推出51系列单片机，许多(duō)公司对它做出改进，开展成為(wèi)增强型51系列，而且新(xīn)的单片机类型也不断涌现。如MOTOROLA和PHIL IPS均有(yǒu)几十个系列，几百种产品。CPU从8，16，32到64位，多(duō)采用(yòng)RISC技术，片上I/O非常丰盛，有(yǒu)的单片机集成有(yǒu)A/ D，“看门狗”，PWM，显示驱动，函数发生器，键盘控制等，它们的价格也高低不等，这样极大地满足了开发者的选择自取决。

　低電(diàn)压和低功耗

随着超大规模集成電(diàn)路的发展，NMOS工艺单片机被CMOS代替，并开始向HMOS过渡。供電(diàn)電(diàn)压由5V降到3V，2V甚至到1V，工作電(diàn)流由mA降至μA，这在便携式产品中大有(yǒu)用(yòng)武之地。

DSP芯片

DSP又(yòu)叫数字信号处理(lǐ)器。顾名思义，DSP主要使用(yòng)在数字信号处理(lǐ)领域，非常合适高密度，反复运算及大数据容量的信号处理(lǐ)。此时已经广泛应使用(yòng)在通信、便携式计算机和便携式仪表、雷达、图像、航空、家用(yòng)電(diàn)器、医疗设备等领域，常见的手机、数字電(diàn)视和数码相机都离不开DSP。DSP使用(yòng)在手机和基站中為(wèi)挪动通信的开展做出重要贡献，将在2. 5G和3G中扮演重要角色。能(néng)够说，DSP已经融入到生活的方方面面。

DSP相对于实际微处理(lǐ)器作了很(hěn)大的扩充和增强，主要是：

a）修正的哈佛构造，多(duō)总線(xiàn)技术以及流水線(xiàn)构造。将程序与数据存储器分(fēn)开，用(yòng)于多(duō)总線(xiàn)，取指令和取数据同时进行，以及流水線(xiàn)技术，这使得速度有(yǒu)了较大的提高。

b）硬件乘法器以及特殊指令。这是區(qū)别于实际微处理(lǐ)器的重要标志(zhì)。实际微处理(lǐ)器用(yòng)软件实现乘法，逐条执行指令，速度慢。而DSP依靠硬件乘法器单周期完成乘法运算，而且还具有(yǒu)专门的信号处理(lǐ)指令，如TM320系列的FIRS，LMS，MACD指令等。

EDA技术

当今電(diàn)子系统的复杂性在不断增加，而電(diàn)子产品的更新(xīn)换代越来越快，传统的设计方法难以适应。随着计算机技术的开展，ECAD在某种程度上减轻了设计人员的工作压力，但其智能(néng)化、自动化水平仍不尽人意。于是EDA技术作為(wèi)一种全新(xīn)的技术诞生了。它正变更着数字系统和设计方法，设计过程和设计观念。

EDA（即Electronic Design AutomaTIon）即電(diàn)兹【鲨计自动化，它是以计算机為(wèi)工具，在EDA软件平台上，对用(yòng)硬件描述语言HDL完成的设计文(wén)件自动地逻辑编译、逻辑化简、逻辑分(fēn)割、逻辑综合及优化、逻辑布局布線(xiàn)、逻辑仿真，直至对于特定宗旨芯片进行适配编译、逻辑影射和编程下载等。设计者只需用(yòng)HDL语言完成系统功能(néng)的描述，借助EDA工具就可(kě)得到设计结果，将编译后的代码下载到宗旨芯片就可(kě)在硬件上实现。这里的宗旨芯片就是PLD器件（ FPGA/CPLD）。FPGA/ CPLD是EDA技术的物(wù)质根底，这两者是分(fēn)不开的。能(néng)够说没有(yǒu)PLD器件，EDA技术就成為(wèi)没源之水。

DSP相对于实际微处理(lǐ)器作了很(hěn)大的扩充和增强，主要是：

a）修正的哈佛构造，多(duō)总線(xiàn)技术以及流水線(xiàn)构造。将程序与数据存储器分(fēn)开，用(yòng)于多(duō)总線(xiàn)，取指令和取数据同时进行，以及流水線(xiàn)技术，这使得速度有(yǒu)了较大的提高。

b）硬件乘法器以及特殊指令。这是區(qū)别于实际微处理(lǐ)器的重要标志(zhì)。实际微处理(lǐ)器用(yòng)软件实现乘法，逐条执行指令，速度慢。而DSP依靠硬件乘法器单周期完成乘法运算，而且还具有(yǒu)专门的信号处理(lǐ)指令，如TM320系列的FIRS，LMS，MACD指令等。

EDA技术作為(wèi)一种现代電(diàn)子系统开发方式，具有(yǒu)两方面特点。

修改软件程序即可(kě)改变硬件

取决于FPGA/ CPLD能(néng)够通过软件编程对该硬件的构造和工作方式进行重构，修改软件程序就相当于变更了硬件，这是非常有(yǒu)用(yòng)的。软件能(néng)够用(yòng)于自顶向下的设计方案，而且能(néng)够多(duō)个人分(fēn)工并行工作，这些年来IP核产业的崛起，将若干软核联合起来就能(néng)够构成一个完整的系统，这一切极大地缩短了开发周期和上市时長(cháng)，有(yǒu)利于在激烈的市场竞争中抢占先机。

速度快，可(kě)靠性高

MCU和DSP都是通过串行执行指令来实现特定功能(néng)，不可(kě)避免低速，而FPGA/ CPLD则可(kě)实现硬件上的并行工作，在实时测控和高速应用(yòng)领域前景广阔;另一方面，FPGA/CPLD器件在功能(néng)开发上是软件实现的，但物(wù)理(lǐ)机制却和纯硬件電(diàn)路一样，十分(fēn)可(kě)靠。而MCU和DSP芯片在强干扰条件下，尤其是强電(diàn)磁干扰下，很(hěn)也许越出正常的工作流程，出现PC跑飞表象。EDA高可(kě)靠性正好克服了它们这一先天不足。

以上是我对“单片机和PLD有(yǒu)什么联系与區(qū)别。 ”的介绍，提供给大家参考。