第2章 嵌入式硬件基础ppt课件.ppt

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1、第2章嵌入式系统硬件基础2.1嵌入式处理器2.2嵌入式系统的常用接口与总线2.3嵌入式系统的常用外设2.4本章小结习题体积小、集成度高、价格较低可扩展的处理器结构功耗很低对实时多任务有很强的支持能力具有功能很强的存储区保护功能2.1.1嵌入式处理器的基本特征2.1.2嵌入式处理器的种类不完全统计：－品种数量超过1000多种－流行的体系结构达30余种总体而言，嵌入式处理器分为四大类型：图2-1嵌入式处理器种类MPU与通用计算机中的CPU不同之处将微处理器装配在专门设计的电路板上，只保留和嵌入式应用紧密相关的

2、功能硬件，去除其它的冗余功能部分嵌入式微处理器在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面相对通用计算机中的CPU都做了各种增强MPU常见系列X86、Am186/88、ARM、MIPS、PowerPC、68K等1.嵌入式微处理器(Micro-ProcessorUnit，MPU)又称为单片机MCU特点：单片化一般以某种微处理器内核为核心，芯片内部集成了各种必要的功能和外设由于单片机的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，因此称为微控制器目前嵌入式系统的主流，占据了嵌入式系统大约70%的市场份额2.嵌入式微控制器(M

3、icrocontrollerUnit，MCU)每种具有多种衍生产品每种衍生产品的处理器内核一样，不同的是存储器和外设的配置及封装使嵌入式微控制器最大限度地与不同的应用需求相匹配，功能齐全又不浪费，减少了功耗及成本MCU种类通用系列代表性的包括8051、P51XA、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、MC68300等半通用系列例如，支持USB接口、I2C、CAN等众多专用MCU和兼容系列其它提供X86微处理器的著名厂商AMD公司，将Am186CC/CW等嵌入式

4、处理器称之为MicrocontrollerMotorola公司把以PowerPC为基础的PPC505和PPC555亦列入单片机行列TI公司亦将其TMS320C2XXX系列DSP作为MCU进行推广DSP特点系统结构采用Harvard（哈佛）结构和专用的硬件乘法器指令系统快速DSP指令（属RISC精简指令集）适合于对处理器运算速度要求较高、向量运算较多的应用领域3.嵌入式DSP处理器(DigitalSignalProcssor,DSP)DSP典型应用数字信号处理领域数字滤波、快速傅立叶变换、频谱分析等方面多媒

5、体信号处理移动电话、语音识别MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等多媒体播放系统智能化嵌入式系统生物特征识别的终端带有加密解密算法的键盘等DSP种类一种是DSP处理器经过单片化、适当改造、增加片上外设而成例如：TI的TMS320，它包括用于控制的C2000系列、移动通信的C5000系列、以及性能更高的C6000和C8000系列另一种是在通用单片机或SOC(SystemOnChip)中增加DSP协处理器例如：Intel的MCS-296和Siemens的TriCoreSOC设计制造各种通用处理器内核（包括

6、IP核）将作为SOC设计公司的标准库，和许多其它嵌入式系统外设一样，成为VLSI设计中一种标准器件，用标准的VHDL等语言描述，存储在器件库中。用户只需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。4.嵌入式片上系统(SystemOnChip(SOC))SOC优点系统级集成、体积减小一个或多个微处理器核（如RISC+DSP）＋输入/输出＋USB/IEEE1394/以太网/GSM/GPRS等通信接口功耗降低通过改变内部工作电压可靠性提高利用内嵌电路，避免外部电路板在信号传递时产生的系

7、统噪声SOC种类通用和专用通用系列：包括Siemens的TriCore、Motorola的M-Core、某些ARM系列器件、Echelon和Motorola联合研制的Neuron芯片等专用系列：代表性的产品是Philips的SmartXA单核和多核2.1.3典型嵌入式处理器8051单片机ARM68K/ColdfirePowerPCMIPSX86国产嵌入式处理器1．8051单片机经典的8位嵌入式微控制器成本低、可靠性高，但功能、性能和片上资源相对16位/32位/64位嵌入式微控制器也较简单以8051为内核的

8、MCU系列单片机在世界上产量最大、应用也最广泛（20个生产厂家，350个衍生产品）常见型号包括：Intel的MCS-51系列、Atmel的89C51/52、89C1051/20512．ARMASIC与IPASIC:专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit）IP:知识产权(IntellectualProperty）或称为SIP（硅/半导体知识产权)—指芯片电路的制作方式或电路图等方面