嵌入式知識點(diǎn)總結(jié)(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1 什么是嵌入式系統(tǒng)？嵌入式系統(tǒng)是嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)的簡稱，是一種嵌入在設(shè)備（或系統(tǒng)）內(nèi)部的特定應(yīng)用而設(shè)計開發(fā)的專用的計算機(jī)系統(tǒng)。英國電氣工程師協(xié)會（IEE）從應(yīng)用角度定義嵌入式是“控制、監(jiān)視或協(xié)助設(shè)備、機(jī)器、工廠運(yùn)行的裝置”。從技術(shù)角度看，國內(nèi)普遍認(rèn)為：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)。軟硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)。2.嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)：專用性、隱蔽性、資源受限、高可靠性、實時性、軟件固化專用性：嵌入式系統(tǒng)與具體應(yīng)用緊密結(jié)合，具有很強(qiáng)的專用性。隱蔽性：嵌入式系統(tǒng)通常總是非計算機(jī)設(shè)備（系統(tǒng)）中的一部分，它

2、們隱蔽在其內(nèi)部，不為人知。資源受限：嵌入式系統(tǒng)通常要求小型化、輕量化、低功耗及低成本。高可靠性：嵌入式系統(tǒng)大多面向控制應(yīng)用，系統(tǒng)的可靠性十分重要。實時性：嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于過程控制、數(shù)據(jù)采集、通信傳輸?shù)阮I(lǐng)域，承擔(dān)著測量、報警、控制、調(diào)節(jié)等任務(wù)。軟件固化：嵌入式系統(tǒng)是一個軟硬件高度結(jié)合的產(chǎn)物。3.嵌入式系統(tǒng)的組成和分類：l 嵌入式系統(tǒng)的邏輯組成：嵌入式系統(tǒng)與通用計算機(jī)一樣，也是由軟件和硬件組成，硬件的主體由中央處理器和存儲器組成。它們通過輸入/輸出（I/O）接口和輸入輸出設(shè)備與外部世界聯(lián)系，并借助總線相互連接，這些硬件連同嵌入式軟件一起構(gòu)成完整的嵌入式系統(tǒng)。1) 處理器能按照指令的要求高速度完

3、成二進(jìn)制數(shù)據(jù)算術(shù)和邏輯運(yùn)算的部件稱為“處理器”。處理器又稱為計算引擎，由運(yùn)算器、控制器、寄存器、高速緩沖存儲器等部件組成。由于采用微米級的半導(dǎo)體加工工藝，人們又稱為微處理器，目前所有的處理器都是微處理器。有些嵌入式系統(tǒng)會包含多個處理器，它們各有其不同的任務(wù)，負(fù)責(zé)運(yùn)行系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的主處理器稱為中央處理器（CPU），其余的都是協(xié)處理器，如數(shù)字信號處理器（DSP）、圖形處理器、通信處理等嵌入式系統(tǒng)CPUCPU的子長有4位、8位、16位、32位、64位之分。字長指的是CPU中通用寄存器和定點(diǎn)運(yùn)算器的寬度。現(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)中使用最多的還是8位和16位的CPU，但32位CPU是技術(shù)發(fā)展的主流。通用計算

4、機(jī)的CPU則正在從32位向64 位位過渡。處理器有中央處理器（CPU）、數(shù)字信號處理器（DSP）等嵌入式系統(tǒng)的性能很大程度上由CPU決定的，CPU的性能主要表現(xiàn)為程序（指令）執(zhí)行速度的快慢，而影響程序（指令）執(zhí)行速度的因素有下列情況：« 主頻（CPU時鐘頻率）指CPU中門電路的工作頻率，決定著CPU芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸與操作速度的快慢，一般而言，主頻越高，執(zhí)行一條指令需要的時間就越短。« 指令系統(tǒng) 指令的格式、類型和數(shù)目都會影響到程序的執(zhí)行速度« 高速緩沖存儲器的容量和結(jié)構(gòu)程序運(yùn)行過程中的高速緩沖存儲器有利于減少CPU訪問內(nèi)存的次數(shù)。通常，其容量越大，級數(shù)越多，效果越

5、明顯« 邏輯結(jié)構(gòu) CPU包含的定點(diǎn)運(yùn)算器和浮點(diǎn)運(yùn)算器數(shù)目、有無協(xié)處理器、流水線級數(shù)和條數(shù)、等都對指令執(zhí)行速度都有影響2) 存儲器存儲器的任務(wù)是存儲程序和數(shù)據(jù)，它分為內(nèi)置存儲器和擴(kuò)充存儲器兩部分，內(nèi)置存儲器固定在嵌入式系統(tǒng)中。有片內(nèi)存儲器和片外存儲器之分；擴(kuò)充存儲器通常做成可拔插的形式，有需要時插入宿主設(shè)備。存儲器大多是半導(dǎo)體集成電路組成，按照其存取特性分為：隨機(jī)存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）兩大類，其中RAM又可以分為動態(tài)隨機(jī)存取器（DRAM）和靜態(tài)隨機(jī)存取器（SRAM）；是一種永久或半永久性地保存信息的存儲器，即使掉電，信息也不會丟失。Flash ROM即是閃存，工作原

6、理：在低電壓下，存儲的信息可讀但不可寫，這時類似于ROM，當(dāng)在高電壓下，所存儲的信息可以更改和刪除，此時相當(dāng)于RAM。3) I/O設(shè)備與I/O接口嵌入式系統(tǒng)的輸入輸出設(shè)備種類繁多，按其服務(wù)對象可分為兩大類：（1） 用于人機(jī)交互的設(shè)備：如鍵盤、按鍵、觸摸板、觸摸屏、鼠標(biāo)器、操縱桿等。（2） 用于機(jī)機(jī)交互的設(shè)備：包括各類傳感器（壓力傳感器、溫度與濕度傳感器、重量傳感器、運(yùn)動傳感器、距離傳感器等）（3） I/O接口用于連接和控制I/O設(shè)備的工作，它有多種分類：l 從數(shù)據(jù)傳輸速率上看：有低速和高速之分l 從數(shù)據(jù)傳輸方式上看：有串行和并行之分l 從是否需要物理連接上看：有有線和無線之分l 從是否能連接多

7、個設(shè)備上看：有總線式和獨(dú)占式之分l 嵌入式系統(tǒng)常用的一些I/O接口有：« 通用串行總線式接口：USB2.0/USB3.0、IEEE 1394、以太網(wǎng)接口等。« 異步串行接口：RS-232-C、RS-485等« 視頻信號接口：視頻圖形陣列（VGA）接口、數(shù)字視頻接口（DVI）、高清晰度多媒體接口（HDMI）接口等。« 工業(yè)總線接口：控制器局域網(wǎng)（CAN）、1553B接口、局域互聯(lián)網(wǎng)（LIN）接口等« 無線接口：紅外線（IrDA）接口、超寬帶（UWB）接口、藍(lán)牙（Bluetooth）接口等。4) 數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線又稱為總線，它是嵌入式系統(tǒng)各個組件之

8、間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€傳輸通路。由傳輸線和控制電路組成，能為連接在總線上的系統(tǒng)內(nèi)或者是系統(tǒng)外的各個組件提供數(shù)據(jù)傳輸和相對應(yīng)的控制服務(wù)。數(shù)據(jù)總線分為內(nèi)部總線和外部總線內(nèi)部總線：如AMBA總線、IC總線、串行外設(shè)接口（SPI）總線、通用異步接受/發(fā)送裝置（UART）總線、PC104工業(yè)控制總線。外部總線：如通用串行總線（USB）、CAN總線、LIN總線（汽車用總線）、通用接口總線（GPIB）等，外部總線又叫做系統(tǒng)的擴(kuò)展總線。5) 軟件2.嵌入式處理芯片嵌入式系統(tǒng)與通用計算機(jī)一樣，其硬件的核心是CPU。嵌入式系統(tǒng)中的CPU一般具有4個特點(diǎn)：1.支持實時處理、2.低功耗3.結(jié)構(gòu)可擴(kuò)展4.集成了測試電路。

9、CPU是由大規(guī)模集成電路芯片做成的，本書把使用與嵌入式系統(tǒng)的CPU芯片或者包含有CPU內(nèi)核的微控制器芯片和系統(tǒng)級芯片（System on Chip，SoC或SOC，也稱片上系統(tǒng)）稱為“嵌入式處理芯片”。目前，嵌入式處理芯片有以下4中產(chǎn)品類型：1） 微處理器根據(jù)CPU的字長，微處理器產(chǎn)品也有4、8、16、32位之分，雖然32位和64位處理器是當(dāng)今技術(shù)發(fā)展的主流（高端）。2） 數(shù)字信號處理器3） 微控制器（單片機(jī)）微控制器將整個計算機(jī)硬件的大部分甚至全部電路都集中在一塊芯片上。微控制器實際上是一種單片計算機(jī)，由于早期的4位單片機(jī)主要是用作電器的控制單元，8位和16位單片機(jī)用于一般的控制領(lǐng)域，所以習(xí)慣上人們都把他稱為微控制器（MCU）。目前約占是市場的70%左右。4） 片上系統(tǒng)SoC芯片中可以包含數(shù)字電視，