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Tips：本节分为上、下两篇讲述，可通过专栏查找到对应文章。

1、嵌入式微控制器（MCU）

        嵌入式微控制器又称单片机。它将整个计算机系统集成到一块芯片中，体积减小，功耗和成本下降，可靠性提高，速度更快，性能更好，电磁辐射更少。

        它通常以某种微处理器内核为核心，芯片内部集成ROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、WatchDog、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash、EEPROM等各种必要功能部件和外设。由于单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高。

        代表通用微控制器系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300等。

2、嵌入式微处理器（EMPU）

        嵌入式微处理器以通用处理器（CPU）为基础。将微处理器装配在专门设计的电路板上，只保留嵌入式应用相关的功能；外接电路包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等器件；

        代表有ARM系列、Am186/88、386EX、SC-400、PowerPC、68000、MIPS等。

EMPU可分为CISC与RISC两种指令集体系

        CISC（Complex Instruction Set Compute）是复杂指令集计算机，侧重于硬件执行指令的功能性，CISC指令及处理器的硬件结构复杂。CISC指令复杂，指令长度与周期不固定，在处理能力上有优势。

        2/8规律：早期的计算机采用CISC体系。采用CISC体系结构的计算机各种指令的使用频率相差悬殊，统计表明，大概有20%比较简单的指令被反复使用，使用量约占整个程序的80%；而有80%左右的指令则很少使用，其使用量约占整个程序的20%，即指令的2/8规律。显然，CISC体系结构不是很合理。

        RISC（Reduced Instruction Set Computer）是精简指令集计算机，是在CISC的基础上产生并发展起来的，它并非只是简单地减少指令，而是通过简化指令系统使计算机的结构更加简单合理，从而提高处理器的运算速度和指令的执行效率。在功耗、体积、价格等方面有很大优势，多用于嵌入式领域。

        RISC体系的特点：

• 优先选取使用频率高的指令，抛弃复杂指令。
• 固定指令长度，减少指令格式，简化寻址方式（几乎使用寄存器寻址，不用或少用微码控制）。
• 指令之间各字段的划分比较一致，各字段的功能也比较规整。
• 只有Load/Store指令能访问存储器，其余指令（如数据处理指令）的操作都在寄存器之间进行。
• 增加CPU中通用寄存器数量，运算指令的操作数都在通用寄存器中存取。
• 大部分指令控制在≤一个机器周期内完成，便于流水线操作执行。

RISC和CISC之间的区别

对比项目	RISC（精简指令集计算机）	CISC（复杂指令集计算机）
指令集特点	指令少、格式固定、长度统一 ；仅包含简单的单周期指令，通过简单指令的组合来实现复杂操作	指令多、格式可变、长度不固定；包含大量混杂型指令（既有简单快速指令，也有需要多个周期的复杂指令）
执行周期与方式	一条指令通常一个周期即可完成执行 ；由硬件直接执行	指令执行周期长， 一条指令通常需要多个周期完成 ；调用微代码的微程序执行
流水线结构	高效流水线结构，流水线每周期前进一步，通过流水线降低指令执行周期数	流水线程度较低
Load/Store 结构	通过独立的 Load 和 Store 指令，完成数据在寄存器与外部存储器之间的传输	无，处理器可直接处理存储器中的数据
寻址模式	简单，仅Load/Store指令可访问内存，其他操作均基于寄存器到寄存器	复杂，支持内存到内存的寻址方式，所有指令均可访问内存
寄存器设计	寄存器较多，包含更多通用寄存器	寄存器较少，多为特定目的的专用寄存器
控制单元	硬连线结构（由硬件直接执行指令）	微码结构（微代码翻译执行指令，复杂）
代码与性能	代码尺寸有所增加，但通过流水线等设计大幅降低了指令执行周期数	减少代码尺寸，但增加指令的执行周期数
高级语言支持	软件支持（由软件/编译器完成部分硬件功能）	硬件支持（由硬件完成部分软件功能）
硬/软件 复杂度与成本	硬件简单，芯片成本低；软件编译器复杂	硬件复杂，芯片成本高；软件相对简单