嵌入式系统硬件组成.ppt

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1、嵌入式系统第2课嵌入式系统硬件组成1回顾本课程教学要求嵌入式系统应用领域嵌入式系统概念嵌入式系统发展历程嵌入式系统构成要素21.嵌入式系统的定义与特点？2.单片机、嵌入式系统、通用计算机系统三者之间的关系如何？3.嵌入式系统的一般组成结构有哪些？嵌入式系统：“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”“嵌入性”-必须满足对象系统的环境要求“专用性”-软、硬件的裁剪性；满足对象要求的最小软、硬件配置等。“计算机系统”-是能满足对象系统控制要求的计算机系统，必须配置有与对象系统相适应的接口电路。回顾31.嵌入式系统的定义与特点？2.单片机、嵌入式

2、系统、通用计算机系统三者之间的关系如何？3.嵌入式系统的一般组成结构有哪些？通用计算机系统需要支持大量的、需求多样的应用程序，技术要求是高速、海量的数值计算；技术发展方向是总线速度的无限提升，存储容量的无限扩大。嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的智能化控制能力；技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可靠性。单片机可以理解成嵌入式系统的低端应用回顾41.嵌入式系统的定义与特点？2.单片机、嵌入式系统、通用计算机系统三者之间的关系如何？3.嵌入式系统的一般组成结构有哪些？嵌入式系统一般由嵌入式处理器、外围硬件设备、嵌入式操作

3、系统（可选），以及用户的应用软件系统等四个部分组成。回顾5课前提问1.嵌入式系统和一般的计算机系统在硬件组成结构上有哪些异同之处？2.什么是嵌入式最小系统？一般常见的最小系统由哪些部分组成？3.嵌入式系统常见的扩展部件有哪些？6提纲嵌入式系统组成原理嵌入式最小系统嵌入式系统扩展72.1嵌入式系统组成原理计算机系统的一般运行原理嵌入式系统与通用计算机硬件组成的异同嵌入式系统硬件结构82.1.1计算机系统的一般运行原理92.1.1计算机系统的一般运行原理控制器的功能是控制处理器，如取指令、译码、执行指令、读写内存等；运算器主要是在处理器的内部

4、完成运算（算术运算、位运算）操作，一般只和寄存器打交道；寄存器为处理器提供内部的临时存储空间，它是处理器和内存的媒介。102.1.1计算机系统的一般运行原理CPU对内存的两种基本操作：取指令读写内存112.1.1计算机系统的一般运行原理指令和数据的概念，只有处理器才会去做区分。对于内存而言，并不会区分指令还是数据，只是在相应的位置（也就是内存的地址）放入的二进制的代码。122.1.1计算机系统的一般运行原理程序计数器在系统复位后，指向的内容是内存的某一个点区域，处理器从该处的内存依次取出指令，然后译码、执行。处理器在执行完一条指令之后，将自动将

5、程序计数器寄存器的内容增加一个单位，然后根据其地址自动执行下一条指令。指令操作一般包括：读写内存（处理器操作内存）处理寄存器中的数据（处理器不操作内存）跳转到某个位置执行指令（给PC赋值）上述操作的组合132.1.1计算机系统的一般运行原理处理器将所有的内存映射到自己的地址空间中。对于实际内存（RAM和ROM等）的映射比较简单，即为根据地址总线和片选信号为一定大小的内存分配一个固定的地址区域，在操作的时候使用区域地址+内存内部地址来操作内存的每一个位置。14冯·诺依曼体系内存结构模型15哈佛体系内存结构模型16各种体系结构处理器的差别处理器每次

6、执行的指令的长度（1、2、4或者8字节）；处理器指令可以完成的功能；处理器执行一条指令所占用的时间单位；指令系统是RISC还是CISC；处理器可访问的地址空间大小；处理器IO端口使用单独的空间，还是使用内存的地址空间（x86处理器一般为前者）；处理器是否具有流水线等。17小结计算机系统由处理器、内存、总线等主要部件组成。处理器对内存的基本操作包括读取指令和读写数据。指令操作的基本操作包括读写内存，处理寄存器中的数据，跳转到某个位置执行指令。处理器所能访问的地址空间包括：只读存储器、随机存储器、IO端口、处理器特殊功能寄存器的地址映射。182.1

7、.2嵌入式系统与通用计算机硬件组成的异同嵌入式系统本质上是计算机系统，但是具有以下的特点：集成度高非标准化接口非常复杂嵌入式系统的非标准化使得嵌入式的硬件工程师有了更大的发挥空间，同时也要求嵌入式工程师需要拥有较高的专业素质。192.1.2嵌入式系统与通用计算机硬件组成的异同嵌入式系统本质上是计算机系统，但是具有以下的特点：集成度高非标准化接口非常复杂有多种接口选择：I2C、SPI、蓝牙、红外、CAN总线等等。嵌入式系统的设计者只有具备了广泛的知识，才能选择出最合适的硬件，设计出性价比最高的系统。202.1.3嵌入式系统的硬件结构桌面计算机

8、系统中，CPU具有总线功能，但不包括其他的设备，一些构建系统基本的部件由主板的芯片组提供。一些外部的设备（如串口、定时器、中断控制器）可能做在南桥中，