Процессоры для разработки встроенных решений

Процессоры для разработки встроенных решений

Современные электронные изделия выполняют разнообразные функции, такие как отображение пользовательского интерфейса и реакция на воздействие элементов пользовательского интерфейса пользователем, прием, передача, обработка, хранение данных от различных датчиков и сенсоров, управление внешними исполнительными элементами и механизмами. Для обеспечения требуемого функционала в современных электронных устройствах в качестве основного вычислителя применяются процессоры и ПЛИС.

Процессоры получили большое распространение и ранее, довольно легко, можно было их разделить на группы по назначению, на текущий момент границы раздела очень размыты и конкретный тип процессора для разрабатываемого устройства определяется по результатам предъявляемых технических требований. Однако ввиду того, что основным вычислителем процессоров является его ядро, то можно условно процессоры разбить на несколько групп: процессоры общего назначения, специализированные процессоры, микроконтроллеры и гибридные.

Процессоры общего назначения используются, в первую очередь, в устройствах где требуется прием, передача, хранение данных, взаимодействие с пользователем посредствам графического интерфейса и управление внешними исполнительными агрегатами. Примеры процессоров общего назначения: Atmel SAMA5D3, Atmel SAM9X, Intel Atom E6xx, Intel Atom E3800, Sitara ARM, Xilinx Zynq-7000, Freescale i.MX6, Samsung Exynos.

Кроме этого, ряд процессоров общего назначения имеют встроенные аппаратные блоки для кодирования/декодирования видео и аудиоданных, что с большим успехом позволяет применять данные решения, а именно мультимедийные системы-на-кристалле в мультимедийных устройствах. Обычно в системах с процессорами общего назначения требуется применение дополнительных микросхем ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) и ППЗУ (программируемое постоянное запоминающее устройство).

Мультимедийные системы-на-кристалле. Фактически данные системы представляют собой процессоры общего назначения со встроенными аппаратными модулями кодирования/декодирования видео и аудио данных. Наличие таких интерфейсов как Ethernet, WiFi, 3G/4G/LTE позволяют применять данные решения при разработке таких электронных устройств как: смартфоны, планшеты, мультимедийные приставки, STB приставки, HTPC домашние кинотеатры и т.д. Примеры мультимедийных систем-на-кристалле: Freescale i.MX6, Samsung Exynos, TI Davinci / Jacinto4.

Специализированные процессоры можно условно разделить на:

+ процессоры цифровой обработки сигналов применяются в устройствах где есть зависимость последующих данных от предыдущих данных в последовательности данных и/или требуется реализация специализированных алгоритмов по обработке полученных данных, таких как шумоподавление, выделение сигналов определенного частотного диапазона, выделение тех или иных шаблонов в данных. Примеры процессоров цифровой обработки сигналов: ADI Blackfin, TI Davinci / Jacinto4, OMAP4, TI KeyStone.

+ многоядерные процессоры применяются при многопоточной обработке большого количества входных данных, где нет зависимости последующих данных от предыдущих данных в последовательности данных. Примеры многоядерных процессоров: TI KeyStone, Xilinx Zynq-7000, Adapteva Epiphany, Intel Atom E6xx, Intel Atom E3800, Freescale i.MX6, Samsung Exynos, XMOS xCORE.

Обычно в системах с процессорами специализированного назначения требуется применение дополнительных микросхем ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) и ППЗУ (программируемое постоянное запоминающее устройство). Также в данную группу можно отнести вычислители, которые обычно реализуются на ПЛИС.

Микроконтроллеры - это обычно менее производительные вычислители в сравнении со специализированными процессорами и процессорами общего назначения, но имеющие значительно меньший уровень потребления мощности и содержат на кристалле в одном корпусе микросхемы ОЗУ, ППЗУ, большое количество модулей для захвата аналоговых, цифровых данных с поддержкой различных интерфейсов, с возможностью работы с проводными интерфейсами Ethernet, беспроводными интерфейсами WiFi/BT и другими. Примеры микроконтроллеров: TI MSP430G2xx, TI Concerto, TI Tiva-C, STMicro STM32F4xx, NXP LPC43xx, Freescale Kinetis.

К гибридным процессорам можно отнести процессоры, которые функционально могут соответствовать нескольким из обозначенных категорий, т.е. иметь несколько ядер, как общего, так и специализированного назначения. Примеры гибридных процессоров: TI KeyStone, Xilinx Zynq-7000, ADI Blackfin, TI Davinci / Jacinto4, OMAP4, TI Concerto.

К списку статей
1