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时间:2019-04-29
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1、嵌入式系统总结嵌入式计算机/嵌入式系统:是专用计算机,以核心部件的形式出现在各种装置、设备、产品和系统中(例如:监控设备、移动电话、家电、机器人、视听设备、医疗设备等装置中所用的计算机)嵌入式系统:是以嵌入式应用为目的的计算机系统。(分为系统级、板级、片级)系统级:各种类型的工控机、PC104模块板级:各种类型的带CPU的主板及OEM产品片级:各种以单片机、DSP、微处理器为核心的产品国内常用定义(技术角度)以应用为中心、以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机
2、系统。是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统(系统角度)嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件,并使其紧密耦合在一起的计算机系统嵌入式系统三要素·嵌入性:嵌入到对象体系中,有对象环境要求·专用性:软、硬件按对象要求裁减·计算机:实现对象的智能化功能微型计算机系统从局部到全局存在三个层次:1.微处理器2.微型计算机3.微型计算机系统典型CPU结构微型计算机=微处理器+ROM和RAM+I/O接口+系统总线微型计算机的结构框图微型计算机系统=MC+外围设备(外存+I/O外设)+电源+辅助电路+软件(系统软件、应用软件)嵌入
3、式系统总结§系统软件:用来支持应用软件的开发与运行的,它包括操作系统、标准实用程序和各种语言处理程序等§应用软件:用来为用户解决具体应用问题的程序及有关的文档和资料MCS=MC+外围设备(外存+I/O外设)+电源+辅助电路+操作系统+应用软件MC=微处理器+存储器+I/O接口+系统总线嵌入式系统=嵌入式处理器+存储器+接口电路/外围电路+外设+嵌入式操作系统+应用软件嵌入式系统组成:v嵌入式处理器分类§嵌入式微处理器,MPU§嵌入式微控制器,MCU§嵌入式数字信号处理器,DSP§嵌入式片上系统,SoC§嵌入式可编程片上系统,SoP
4、C嵌入式微处理器(MPU)v嵌入式微处理器=CPU+硬件接口(存储器接口,键盘接口等)+辅助电路(时钟、A/D、D/A、调试电路等)嵌入式微控制器(MCU)vMCU=CPU+存储器+I/O接口+辅助电路(时钟、WatchDog、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A等)CPU、MCU和MPU的区别vCPU包含算术逻辑运算单元、控制单元、寄存器堆、内部总线§CPU是解释、执行机器语言的逻辑单元,一般不以实物程现§典型CPU:MCS-51、AVR、PIC、ARM、PowerPC、X86vMCU=CPU+存储器+I/O接口+辅助电路(时钟
5、、WatchDog、脉宽调制输出、A/D、D/A等)+通信接口(串行口、IIC、SPI)§一般应用于控制§所需软件体积较小,可写烧写在片内ROM、RAM,可不外接存储器§接口功能较弱嵌入式系统总结§典型MCU:AT89C51、ATmega16vMPU=CPU+I/O接口(存储器接口,键盘接口等)+辅助电路(时钟、WatchDog、脉宽调制输出、A/D、D/A、LCD接口、调试电路等)+通信接口(串行口、IIC、SPI、以太网、WIFI等)§一般应用于数据、信息的处理,硬件性能强§所需软件体积较大,片内一般不集成ROM、RAM§接口
6、功能较强§典型MPU:S3C44B0、MPC860、酷睿i321203.3GHz嵌入式DSP处理器v嵌入式DSP处理器(EmbeddedDigitalSignalProcessor,EDSP)v嵌入式DSP是专用于离散信号的处理、计算,针对某些领域而设计的处理器vDSP处理器对系统结构和指令进行了特殊设计,使其适合于执行DSP算法,编译效率较高,指令执行速度也较高v在数字滤波、FFT、谱分析等各种仪器上DSP得到了大规模的应用嵌入式片上系统(SoC)v嵌入式片上系统(SystemonChip,SoC)vSoC是一种基于IP(Int
7、ellectualProperty)核嵌入式系统设计技术v设计思想§各种通用处理器内核,及外设作为SoC设计公司的标准库,用标准的VHDL等语言描述,存储在器件库中§用户定义出其整个应用系统,仿真通过后就可以将设计图交给半导体工厂制作样品§这样,除个别无法集成的器件以外,整个嵌入式系统大部分均可集成到一块或几块芯片中去,应用系统电路板将变得很简洁,对于减小体积和功耗、提高可靠性非常有利vSoC可以分为通用和专用两类§通用系列包括Infineon(Siemens)的TriCore,Motorola的M-Core,Echelon和Mo
8、torola联合研制的Neuron芯片等§专用SoC一般专用于某个或某类系统中。有代表性的产品是Philips的SmartXA知识产权(IP)核v知识产权核是具有知识产权(IntellectualProperty)的集成电路芯核的简称,简称IP核§
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