嵌入式微处理体系结构
冯诺依曼结构
传统计算机采用冯诺依曼结构，也称普林斯顿结构。是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储结构。
冯诺依曼结构的计算机程序和数据共用一个存储空间，程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置。
采用单一的地址及数据总线，程序指令和数据的宽度相同
处理器执行指令时，先从储存器中取出指令解码。再取操作数执行运算，即使单条指令也要耗费几个甚至几十个周期，在高速运算时，在传输通道上会出现瓶颈。
哈佛结构
哈佛结构是一种并行体系结构，它的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中。既程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址，独立访问。
与两个存储器相对应的是系统中的两套独立的地址总线和数据总线。
这种分离的程序总线和数据总线可允许在一个机器周期内同时获取指令和操作数，从而提高了执行速度，使数据的吞吐率提高1倍。
微处理器分类
根据嵌入式微处理器的字长宽度，可分为4位，8位，16位，32位和64位，一般把16位及以下的称为嵌入式微控制器，32位及以上的称为嵌入式微处理器。
系统集成度划分，可以分为两类。一种是微处理器内部包含单纯的中央处理器单元，称为一般用途型微处理器；另一种则是将CPU、ROM、RAM及I/O等部件集成到同一个芯片上，称为单芯片微控制器。
用途分类
- 嵌入式微控制器（MCU）：典型代表是单片机。对外设资源比较丰富，适合于控制。和嵌入式微处理器相比最大的特点是，体积大大减少，功耗和成本下降，可靠性提高，是嵌入式系统工业的主流。
- 嵌入式微处理器（MPU）：由计算机的CPU演变而来，它的特征是32位及以上的处理器，具有较高的性能，价格也相对较高。与计算机处理器不同的是，它只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，这样就以最低的功耗和资源实现嵌入式应用的特殊要求。和工业控制计算机相比，嵌入式微处理器有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。
- 嵌入式数字信号处理器（DSP）：专门用于信号处理方面的处理器，其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，具有很高的编译效率和指令执行速度。采用哈佛结构，流水线处理，其处理速度比最快的CPU还要快10
~50倍。在数字滤波，FFT、谐分析等各种仪器上应用。 - 嵌入式片上系统（SOC）：追求产品系统最大包容的集成器件。SOC最大特点是成功实现软硬件无缝结合，直接在处理器片内嵌入操作系统的代码块。是一个有专用目标的集成电路，其中包含完整系统并嵌入软件的全部内容。
多核处理器
多核指多个微处理器内核，是将两个或更多的微处理器封装在一起，集成在一个电路中。多核处理器是单枚芯片，能够直接插入单一的处理器插槽中。多核与多CPU（多芯片）相比，很好降低了计算机的功耗和体积。在多核技术中，由操作系统软件进行调度，多进程，多线程并发都可以。
协调实现方式
- 对称多处理器技术（SMP）：将2个完全一样的处理器封装在一个芯片内，同时处理一个任务，达到双倍或接近双倍的处理性能，节省运算资源。
- 非对称多处理器技术（AMP）：将2个彼此不同的内核封装在一个芯片内，各自处理和执行特定的功能，在软件的协调下分担不同的计算任务。
多核CPU的调度
多核CPU环境下进程的调度算法一般有全局队列和局部队列两种。
- 全局调度是指操作系统维护一个全局的任务等待队列，当系统中有一个CPU空闲，操作系统就从全局等待队列中选取就绪任务开始执行，CPU核心利用率高。
- 局部队列调度是操作系统为每个CPU内核维护一个局部的任务等待队列，当系统中有一个CPU空闲时，就从该核心的任务队列选取就绪等待任务来执行，优点是无需在多个CPU之间切换。
真题
1、嵌入式处理器是嵌入式系统的核心部件，一般可分为嵌入式微处理器(MPU)、微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)和片上系统(SOC)。以下叙述中，错误的是（）。
A.MPU在安全性和可靠性等方面进行增强，适用于运算量较大的智能系统
B.MCU典型代表是单片机，体积小从而使功耗和成本下降
C.DSP处理器对系统结构和指令进行了特殊设计，适合数字信号处理
D.SOC是一个有专用目标的集成电路，其中包括完整系统并有嵌入式软件的全部内容
答案：A
2、以下关于多核处理器的说法中，不正确的是（）。
A、采用多核处理器可以降低计算机系统的功耗和体积
B、SMP、BMP和AMP是多核处理器系统通常采用的三种结构，采用哪种结构与应用场景相关，而无须考虑硬件的组成差异
C、在多核处理器中，计算机可以同时执行多个进程，而操作系统中的多个线程也可以并行执行
D、多核处理器是将两个或更多的独立处理器封装在一起，集成在一个电路中
答案：B
