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双核单片机 多核CPU到多核MCU,单片机也要发展多核心了吗双核STM32只是开始

小编 2024-10-17 技术文档 23 0

多核CPU到多核MCU,单片机也要发展多核心了吗双核STM32只是开始

速度不够,数量来凑,由于受制造工艺限制,CPU的频率不能无限制的增加,为了提高处理器的性能,就只能增加核心数量了。不过现在的单片机频率远远达不到极限啊!才几十上百兆的频率就要搞双核了?似乎多核单片机不是为了提高性能而设计的!(STM32WB55性能肯定不如STM32H系列)这又是为什么呢?

STM32WB55——Cortex-M4 + Cortex-M0+

核心(内核)

核心(Die)又称为内核,是CPU最重要的组成部分,核心由单晶硅制成,用来完成所有的计算、接受命令、存储命令、处理数据等操作,是数字处理器的核心。

多核CPU

CPU核心发展方向是更低的电压、更低的功耗、更先进的制造工艺、集成更多的晶体管、更小的核心面积、更高的性能,但是,由于受制造工艺限制,CPU核心的频率不能无限制的增加,为了提高处理器的性能,就只能增加核心数量了,从而出现了扩展cpu内核的方法,这个方法能让电脑加上100个内核,运算速度比一般电脑快20倍。

现在常见的CPU核心数有单核、双核、四核、六核、八核、十二核等。在内核频率相同的情况下,CPU内核数量越多,CPU的总体性能就越强。

核心

多核CPU有:

海思 麒麟 990 核心数为八核——2*Cortex-A76 + 2*Cortex-A76 + 4*Cortex-A55

高通 骁龙 865 核心数为八核——1*Cortex-A77 + 3*Cortex-A77 + 4*Cortex-A55

Intel 酷睿i9 9900K 核心数为八核——平行核心——CPU主频为3.6GHz

AMD Ryzen ThreadRipper 3990X 核心数为六十四核——平行核心——CPU主频为2.9GHz

龙芯1C101 是CPU还是MCU?

龙芯1C101是CPU还是MCU?中关村也是傻傻的分不清啊!

多核MCU

开发单片机系统时,一个单片机无法满足系统的要求,普遍的做法就是使用两颗或更多的单片机,把一部分繁杂的工作分配给另一个单片机来完成。采用两颗单片机的缺点有:芯片成本、PCB成本、系统可靠性、功耗等都有先天的不足,另外,在开发时也是较为繁杂,由于单片机架构不同采,还要面临需要不同的开发工具。

如果能在单片机内部包含两个内核,一个用于主控,另一个用于协控,协同工作。主控与协控在架构上兼容能高效通信。多核单片机在很多场合下可以保持多机系统的强大,又能避免多机系统的不足。

多核又有对称多核(简称SMP)与非对称多核(简称AMP)之分,多核两个核是一样的叫对称多核,不同叫非对称双核,非对称比较麻烦,启动的非分开启动,先启动一个核,在通过这个核启动另一个核!SMP的各核心有一致的编程模型,在分配工作时主要以均衡为原则。AMP的优势在于精细的任务分工,灵活地适应不同情景,物尽其用,能最佳地平衡成本、性能与功耗。AMP的编程难度也更低,在MCU应用领域,AMP较SMP更为适合。

与独立的双芯片相比,多核单片机架构有很多优点。再添加一个内核的代价远比添加一个独立的单片机要低,尤其是当两个内核架构相似时。另一方面,多个内核可以有相同的主频,并且可以通过总线矩阵平等地访问片上资源。

STM32WB55——Cortex-M4 + Cortex-M0+

多核单片机有:

STM32WB55——Cortex-M4 + Cortex-M0+

STM32H7——Cortex-M7 + Cortex-M4

STM32MP——Cortex-A7 + Cortex-M4

LPC5411x——Cortex-M4F + Cortex-M0

LPC4300——Cortex-M4 + Cortex-M0

F28M35 ——Cortex-M3 + C28x

LS2051——51内核 + 51内核

LS53C——51内核 + 51内核

LS052Ax——51内核 + 51内核 + 51内核

LSx151——51内核 + 51内核 + 51内核

Freescale的PXS30、PXS20、MPC5675K、MPC5643L系列是对称双核单片机,两个Power Architecture e200内核。

LPC4300——Cortex-M4 + Cortex-M0

非对称多核MCU

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含税79元即可运行Linux操作系统

对于嵌入式软件开发者而言,单片机令人最痛苦的莫过于文件操作。79元T113-i工业核心板(基于全志国产处理器,国产化率100%)可运行Linux操作系统,可使用Linux命令对文件进行一键操作,既方便又快捷。不仅如此,Linux操作系统还具备如下三大优点:

(1)多用户多任务。

(2)外设驱动丰富。

(3)网络功能强大。

含税79元即可运行Qt炫酷图形界面

单片机粗糙的显示界面,同样令人苦不堪言。79元T113-i工业核心板可运行Qt炫酷图形界面,而Qt可为应用程序开发者提供建立“艺术级”图形界面所需的所有功能,它完全面向对象、容易扩展。Qt主要具备如下优点:(1)跨平台,处理器切换轻松。(2)接口简单,应用开发容易。(3)开发效率高,可快速构建应用程序。

含税79元即可支持1080P高清视频编解码

对于众多物联网相关产品而言,单片机外设资源往往无法满足环境音视频监控需求,应用场景受到较大限制。79元T113-i工业核心板则支持1080P@60fps JPEG/MJPEG视频硬件编码,以及4K@30fps H.265、4K@24fps H.264视频硬件解码。T113-i高清视频编解码功能,可极大地拓展原单片机的产品应用场景,使产品的附加值大大提升。

含税79元即可支持4G大数据传输

随着人工智能物联网AIoT的不断发展,大容量视频流、大容量数据文件等传输已成为基本要求。而单片机一般通过串口接入4G模块,仅可通过AT命令实现简单文本传输功能。79元T113-i工业核心板可在Linux文件系统下通过USB 4G模块快速实现拨号、短信、定位、上网等功能,同时可使用4G网络上传和下载大容量视频流、大容量数据文件至云服务端,这是单片机不具备或不易实现的重大功能。

含税79元即可支持2Gb超大存储空间

单片机内部ROM一般仅有几百KByte容量大小,而一般工业产品大多要求保存至少3个月以上数据,因此一般需超过1Gbit以上容量空间。79元T113-i工业核心板已板载2Gbit(256MByte)大容量NAND FLASH,亦可选择4G/8G/16G/32GByte超大容量eMMC配置,用户可实现保存超过3年现场数据功能,产品竞争力可大幅提升。

含税79元即可支持LCD/LVDS/MIPI三种显示

单片机一般选择价格低廉的12864液晶模块作为标准显示设备,但是无法支持触摸功能。部分选择支持电阻触摸的TFT LCD屏幕进行显示,但大屏显示与触摸功能的用户体验很差。79元T113-i工业核心板则支持LCD/LVDS/MIPI三种显示方式,既可支持电阻触摸,亦可支持电容触摸,还可支持7/10.4/12/15等不同尺寸大屏幕显示,用户可根据应用场景不同灵活选择,同时分辨率可高达1080P@60fps,显示效果极大提升。

含税79元即可支持原生千兆网/双CAN

随着中国制造2025的不断发展,接入系统的智能设备越来越多,传感器数量相比以往成倍增长,故网络数据传输带宽的要求也越来越高。而单片机一般使用10M/100M网口或SPI转以太网口芯片(例如W5500),速率较低。79元T113-i工业核心板则支持原生千兆以太网口,无需外扩芯片,方案简单成熟,提供驱动程序源码,实测带宽约900Mbps。另外,T113-i还支持双路原生CAN接口,支持CAN 2.0A与2.0B协议。

含税79元即可支持双核1GHz+超高主频

CPU主频往往决定嵌入式系统数据处理能力,CPU主频越高、核心数量越多,则处理能力越强。对于需支持高清显示屏、高速传输接口的嵌入式系统,对主频与核心数量有较高要求。而单片机的主频一般为100MHz~300MHz,核心数量一般为单核,数据处理能力较弱,往往无法满足现代多媒体、高速数据处理要求。79元T113-i工业核心板主频高达1.2GHz,拥有双核ARM Cortex-A7高性能低功耗内核,ARM核心运算能力可高达4560DMIPS,同时内置玄铁C906 RISC-V(1008MHz) + HiFi4 DSP(600MHz)异构多核处理双副核心。相比单片机,T113-i处理器的运算能力和运算速度强得不止一点半点,同时可在保证性能的基础上提供出色的低功耗表现。

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