4、嵌入式微处理器系统设计与硬件实现

嵌入式微处理器系统设计与硬件实现

1. 分布式处理器系统与单 CPU 系统对比

在嵌入式系统设计中，选择合适的处理器架构至关重要，分布式处理器系统和单 CPU 系统各有优劣。

1.1 分布式处理器系统

分布式处理器系统通常有一个主 CPU 与主机通信，并将命令和数据分发给控制电机、收集传感器数据或执行其他简单任务的低级处理器。其优点如下：
- 硬件布局灵活 ：实际处理硬件可靠近被控制或监测的设备，在大型设备中优势明显。
- 成本可灵活调整 ：若某些功能可选，控制该功能的处理器成本可随功能的增减而变化。
- CPU 成本低 ：每个分布式 CPU 通常性能较低（价格便宜），而单 CPU 系统需要高性能 CPU 来完成所有任务。
- 任务匹配度高 ：可根据任务需求设计 CPU，使 CPU 与任务更好匹配。
- 代码简单 ：每个 CPU 的代码通常更简单。
- 性能评估容易 ：由于任务切换少，各处理之间的交互少，更易确定 CPU 功率是否足够。
- 调试简单 ：每个处理器执行有限任务，调试更简单。

1.2 单 CPU 系统

单 CPU 系统也有其独特优势：
- 同步容易 ：需要同步时，单 CPU 系统通过任务间通信或调度更容易实现，如同步电机启动以限制电流浪涌。