嵌入式系统晶片架构

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1、嵌入式系統晶片架構4-大綱嵌入式系統微處理器架構微處理器架構種類ARM系統晶片概觀Intel®XScale™微架構系統晶片概觀I/O順序信號(Semaphores)中斷重置內部暫存器選擇週邊vs.通用I/O電源開啟重置與開機動作電源管理3-嵌入式系統微處理器架構通用型微處理器微處理器專責計算搭配其他週邊晶片形成完整的系統優點可依各種不同需要搭配不同週邊晶片高計算能力缺點耗電量較大電路板尺寸較大常見通用型微處理器X86MIPSARMPowerPC3-嵌入式系統微處理器架構(Cont.)整合型微控制器整

2、合微處理器與各項週邊功能於單一晶片中優點省電電路板設計簡便，尺寸可進一步縮小缺點計算能力有限記憶體有限常見整合型為控制器8051AVR3-微處理器架構種類CISC(複雜指令集)架構儘可能用更少的指令來完成一件工作接受一個指令時，執行一系列的動作RISC(精簡指令集)架構指令執行簡單動作,盡量在一個時脈週期內完成VLIW(超長指令集)架構在一個指令中整合多個可以並行執行的指令3-CISC架構特色擁有大量的指令一個指令可能是簡單或複雜的操作指令長度並不固定具多種指令格式優點相同的演算法可能只需較少的組合

3、語言指令程式碼較短,佔用較少記憶體(程式碼密度高)缺點設計較為複雜,開發時程較長時脈不易提高i.e.X86架構3-RISC架構特色擁有少量精選的指令一個指令幾乎都是單一簡單的操作指令長度固定指令格式固定優點微處理器設計較為簡單時脈易提高缺點程式碼較長,佔用較多記憶體(程式碼密度低)i.e.PowerPC,ARM架構3-VLIW架構特色一個指令含有多個簡單獨立的操作指令長度固定指令格式固定優點多個操作高度平行處理，執行效能高缺點程式碼較長,佔用較多記憶體(程式碼密度低)需要較好的編譯器來達到較好的執行

4、效能i.e.Itanium,TriMedia架構3-ARM系統晶片概觀為RISC架構微處理器整合型單晶片系統高效能、低耗電(高MIPS/Watt比)具有Thumb指令集，可將部份32位元指令內容以16位元表示，降低程式碼密度(codedensity)。由ARM微處理器核心與其他元件組成元件包括DSP處理器以及各種週邊裝置3-ARM926EJ-S晶片的典型應用(出自ARM926EJ-SDevelopmentChipReferenceManual)3-出自OMAPProcessorDualDebuggi

5、ngProceduresbetweenARMandDSP網址：http://www.logicpd.com/downloads/347/sprp123.pdf3-IntelXScale™微架構系統晶片概觀相容於ARMVersion5TE指令集(但不包含浮點運算指令)遵循ARM程式設計者模型的規範三個系列的應用微處理器PCA(PersonalInternetClientArchitecture)系列適用於可攜式裝置IXP(InternetExchangeProcessor)系列適用於網路應用I/O系列

6、適用於I/O控制3-IntelPCA系列微處理器依據用途與架構，共有六大系列適用於可攜式裝置，如手機、SmartphonePXA210PXA800xx適用於可攜式裝置與多媒體通訊產品如PDA、WebPAD、SmartDisplay等StrongARMSA111xPXA25xPXA26xPXA27x3-IntelXScale25x微架構系統晶片概觀支援多種類的記憶體類型內建整合型LCD顯示控制器解析度最高為800x600像素支援1、2、4、8位元的灰階像素支援8、16位元的彩色像素256entry/5

7、12byte色盤記憶體，提供了彩色對映的彈性。3-IntelPXA210處理器13*13公厘見方225腳位T-PBGA封裝16位元記憶體資料匯流排精簡一些週邊IntelXScale核心upto200MHz3-IntelPXA250處理器17*17公厘見方256腳位PBGA封裝32位元記憶體資料匯流排整合各類的週邊IntelXScale核心at200,300,400MHz3-PXA25x系統架構3-IntelXScale核心與ARM5TE版本相容低功率與高效能Intel媒體處理技術32-KByte指

8、令與資料快取2-KByte迷你指令與資料快取指令與資料記憶體管理單元(MMU)目的分支緩衝區(BTB)JTAG埠除錯能力3-LCD控制器支援主動式與被動式平板顯示器解析度最高可至800*600*16位元/像素兩個專用的DMAchannels允許LCD控制器支援一個或是雙重面板顯示被動式單色顯示可支援至256色灰階彩色顯示可支援至64K色彩3-記憶體控制器支援至多四個SDRAM分割六個靜態晶片選擇SRAMSSRAMFlashROMSROM相容晶片兩個PCMCIA或CF插