介绍单片机 (嵌入式系统),数字信号处理器(DSP技术及应用)与EDA的区别与联系

LOGO介绍单片机(嵌入式系统),数字信号处理器(DSP技术及应用)与EDA的区别与联系LOGOContentsEDA1单片机2数字信号处理器3三者之间的联系与区别4LOGOEDA技术的含义:EDA技术是20世纪90年代初从CAD(计算机辅助设计）,CAM(计算机辅助制造),CAT(计算机辅助测试)和CAE(计算机辅助工程)的概念发展而来的。现代EDA技术就是以计算机为工具,在EDA软件平台上,根据硬件描述语言HDL完成的设计文件,能自动地完成用软件方式描述的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、布局布线、逻辑仿真,直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。LOGOEDA技术的特点:一是用软件的方式设计硬件;二是用软件方式设计的系统到硬件系统的转换是由有关的开发软件自动完成的;三是采用自顶向下(top-down)的设计方法;四是设计过程中可用有关软件进行各种仿真;五是系统可现场编程,在线升级；六是整个系统可集成在一个芯片上,体积小、功耗低、可靠性高。LOGOEDA技术的主要内容一是大规模可编程逻辑器件（利用EDA技术进行电子系统设计的载体）;二是硬件描述语言（利用EDA技术进行电子系统设计的主要表达手段）；三是软件开发工具（利用EDA技术进行电子系统设计的智能化的自动设计工具）;四是实验开发系统（利用EDA技术进行电子系统设计的下载工具及硬件验证工具）。LOGOEDA技术的应用(1)EDA技术广泛应用于高校电类专业的实践教学和科研工作中。（2）EDA技术广泛应用于专用集成电路和新产品的开发研制中。3)EDA技术广泛应用于传统机电设备的升级换代和技术改造中。4)EDA技术在国防现代化建设中发挥重要的作用。LOGO单片机含义单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit），单片机芯片常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等LOGO单片机的发展特点1：单片机的使用寿命长（用单片机开发的产品可以更加稳定可靠地工作10年、甚至20年,有着相当长的使用寿命）2：单片机的运算速度快3：单片机使用的电压低、功耗低4：单片机使用的噪声低,可靠性高5：8位、16位、32位单片机齐发展6：OTP（一次性写入的单片机）型单片机占主流LOGO单片机技术的应用1：机电一体化设备的控制核心（机电产品机器人）2：数据采集系统的现场采集单元（地震部门、油田采油部门以及煤厂等均可采用相似的单片机控制技术）3：分布控制系统的前端控制器4：智能化仪表的机芯（保健医疗测试仪、自动计费表、气体成份分析表等）5：消费类电子产品控制（如家居用的电冰箱、洗衣机、空调等,这些设备中均使用了单片机作为机芯,实现了更加智能化的控制）LOGO数字信号处理器含义数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域，这是通过数模转换器实现的。LOGO数字信号处理器特点分开的程序存储器和数据存储器（哈佛结构）。用于单指令流多数据流（SIMD）作业的特殊指令集。可进行并行处理，但不支援多任务。用于宿主环境时可作为直接内存存取（DMA）设备运作。从模拟数字转换器（ADC）获得数据，最终输出的是由数字模拟转换器（DAC）转换为模拟信号的数据。LOGO数字信号处理器应用1：通用数字信号处理,包括数字滤波,卷积,相关,FFT,自适应滤波,模式匹配等;2：通信,包括高速MODEM,自适应均衡器,传真,数字留言机,程控交换,数字基站,可视电话,FDMAPTDMAPCDMA制式移动电话,卫星通信设备,保密通信设备,IP电话数字广播和软件无线电等3：家用计算机。包括高速大容量硬盘,语音识别与合计算机加速卡,扫描仪,阵列处理机和多媒体处理等;4：语音处理。包括语音编码,语音识别与合成,人声识别,矢量编码和语音信箱等;5：图像、视频处理。包括图像变换。图像处理,图像压缩,运动估计等;TEXTTEXTTEXTLOGOTable6.军事用途。雷达探测,雷达成像,声纳信号处理,加密通信和电子对抗等;7：航空航天。包括虚拟训练设备,自动驾驶,GPS,故障记录和分析设备等;8：个人数字助理;9：消费电子。包括高保真音响,数字电视,游戏机,智能家电,住宅集成信息控制系统,数字相机等。LOGO三者之间的区别EDA技术一般指可编程控制器，CPLD或者FPGA，内部全部由逻辑门组成。有硬件描述语言或者图形输入的形式设计其功能，下载到芯片的文件实际是一个网表文件，就是描述内部本来互不相连的逻辑门通过连接实现特定功能。就像用与或非逻辑门在搭电路一样，只不过集成到一个芯片里了。单片机实际上内部有一个CPU，我们编写的程序类似计算机程序一样是一条一条的指令执行。在一个时钟周期只能执行一个动作。有些大规模的FPGA可以通过软核的形式在里面生成一个单片机，而单片机所需的外围电路也可以做进去。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。数字信号处理器，是一种特别适合于进行数字信号处理运算的微处理器具，其主机应用是实时快速地实现各种数字信号处理算法。与通用微处理器相比，DSP芯片的其他通用功能相对较弱些。三者之间的联系单片机,DSP和EDA各具特色,满足了不同需要,已经成为数字时代的核心动力。为了充分发挥它们的优势,三者结合成为一个新的发展趋势。单片机与DSP的结合单片机价格底,能很好地完成通信和智能控制的任务,但信号处理能力差。DSP恰好相反。把两者结合,能满足同时需要智能控制和数字信号处理的场合,如蜂窝电话,无绳网络产品等,这有利于减小体积,降低功耗和成本。DSP和EDA的结合由于FPGA/CPLD兼有串/并行工作方式,高速度和宽口径适用性等特点,将DSP与FPGA集成在一个芯片上,可实现宽带信号处理,极大地提高信号处理速度。另外,FPGA可以进行硬件重构,功能扩展或性能改善非常容易。