杭州電子科技大學(xué)研究生嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)PPT2

1、2C H A P T E R嵌入式硬件基礎(chǔ)嵌入式硬件基礎(chǔ)本節(jié)提要本節(jié)提要嵌入式系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)嵌入式系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境嵌入式系統(tǒng)硬件開發(fā)流程嵌入式系統(tǒng)硬件開發(fā)流程芯片封裝知識簡介芯片封裝知識簡介嵌入式系統(tǒng)硬件部分嵌入式系統(tǒng)軟件部分如人的大腦，決定了硬件的操作模式。通過良好的操作系統(tǒng)以及應(yīng)用程序，把硬件功能發(fā)揮到極至。如人的手、腳、神經(jīng)等部位，決定了嵌入式系統(tǒng)的先天功能。如運(yùn)算能力和I/O接口等。nRISC和CISCn馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)和哈佛體系結(jié)構(gòu)n流水線n嵌入式微處理器體系結(jié)果n總線n高速輸入輸出接口n輸入輸出設(shè)備n存儲(chǔ)器嵌入式系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)CISC和RISCCISCC

2、ISC：復(fù)雜指令集（：復(fù)雜指令集（Complex Instruction Set ComputerComplex Instruction Set Computer）具有大量的指令和尋址方式，指令長度可變具有大量的指令和尋址方式，指令長度可變8/28/2原則：原則：80%80%的程序只使用的程序只使用20%20%的指令的指令大多數(shù)程序只使用少量的指令就能夠運(yùn)行。大多數(shù)程序只使用少量的指令就能夠運(yùn)行。RISCRISC：精簡指令集（：精簡指令集（Reduced Instruction Set Computer)Reduced Instruction Set Computer)只包含最有用的指令，指令

3、長度固定只包含最有用的指令，指令長度固定確保數(shù)據(jù)通道快速執(zhí)行每一條指令確保數(shù)據(jù)通道快速執(zhí)行每一條指令使使CPUCPU硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得更為簡單硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得更為簡單CISC與RISC的數(shù)據(jù)通道IFIDREGALUMEM開始退出IFIDALUMEMREG微操作通道開始退出單通數(shù)據(jù)通道RISC：Load/Store結(jié)構(gòu)CISC：尋址方式復(fù)雜CISC的背景和特點(diǎn) n背景: 存儲(chǔ)資源緊缺, 強(qiáng)調(diào)編譯優(yōu)化n增強(qiáng)指令功能，設(shè)置一些功能復(fù)雜的指令，把一些原來由軟件實(shí)現(xiàn)的、常用的功能改用硬件的（微程序）指令系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)n為節(jié)省存儲(chǔ)空間，強(qiáng)調(diào)高代碼密度，指令格式不固定，指令可長可短，操作數(shù)可多可少n尋址方式復(fù)雜多

4、樣，操作數(shù)可來自寄存器，也可來自存儲(chǔ)器n采用微程序控制，執(zhí)行每條指令均需完成一個(gè)微指令序列nCPI ，指令越復(fù)雜，CPI越大。CISC的主要缺點(diǎn)n指令使用頻度不均衡。n高頻度使用的指令占據(jù)了絕大部分的執(zhí)行時(shí)間，擴(kuò)充的復(fù)雜指令往往是低頻度指令。n大量復(fù)雜指令的控制邏輯不規(guī)整，不適于VLSI工藝nVLSI的出現(xiàn)，使單芯片處理機(jī)希望采用規(guī)整的硬聯(lián)邏輯實(shí)現(xiàn)，而不希望用微程序，因?yàn)槲⒊绦虻氖褂梅炊萍s了速度提高。(微碼的存控速度比CPU慢5-10倍)。n軟硬功能分配n復(fù)雜指令增加硬件的復(fù)雜度，使指令執(zhí)行周期大大加長，直接訪存次數(shù)增多，數(shù)據(jù)重復(fù)利用率低。n不利于先進(jìn)指令級并行技術(shù)的采用n流水線技術(shù)RISC

5、基本設(shè)計(jì)思想n減小CPI: CPUtime=Instr_Count * CPI * Clock_cyclen精簡指令集：保留最基本的,去掉復(fù)雜、使用頻度不高的指令n采用Load/Store結(jié)構(gòu)，有助于減少指令格式，統(tǒng)一存儲(chǔ)器訪問方式n采用硬接線控制代替微程序控制RISC:減少指令平均執(zhí)行周期數(shù)nCPUtime= Instr_Count *CPI * Clock_cyclenICRISC IC CISC, 30%-40%nCCRISC CCCISCnCPIRISC CPICISC ， 20%n超標(biāo)量、超流水線、VLIW等系統(tǒng)結(jié)構(gòu)， 目標(biāo)在于減小CPI， 可使CPI1RISC的提出與發(fā)展nLoad

6、/Store結(jié)構(gòu)提出： CDC6600(1963)-CRAY1(1976)nRISC思想最早在IBM公司提出，但不叫RISC，IBM801處理器是公認(rèn)體現(xiàn)RISC思想的機(jī)器。n1980年，Berkeley的Patterson和Dizel提出RISC名詞，并研制了RISC-,實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。n1981年Stenford的Hennessy研制MIPS芯片。n85年后推出商品化RISC: MIPS1(1986)和SPARC V1(1987)典型的高性能RISC處理器nSUN公司的SPARC(1987)nMIPS公司的SGI:MIPS(1986)nHP公司的PA-RISC,nIBM, Motorola公司的

7、PowerPCnDEC、Compac公司的Alpha AXPnIBM的RS6000(1990)第一臺Superscalar RISC機(jī) CISC與RISC的對比類別CISCRISC指令系統(tǒng)指令數(shù)量很多較少，通常少于100執(zhí)行時(shí)間有些指令執(zhí)行時(shí)間很長，如整塊的存儲(chǔ)器內(nèi)容拷貝；或?qū)⒍鄠€(gè)寄存器的內(nèi)容拷貝到存貯器沒有較長執(zhí)行時(shí)間的指令編碼長度編碼長度可變，1-15字節(jié)編碼長度固定，通常為4個(gè)字節(jié)尋址方式尋址方式多樣簡單尋址操作可以對存儲(chǔ)器和寄存器進(jìn)行算術(shù)和邏輯操作只能對寄存器對行算術(shù)和邏輯操作，Load/Store體系結(jié)構(gòu)編譯難以用優(yōu)化編譯器生成高效的目標(biāo)代碼程序 采用優(yōu)化編譯技術(shù)，生成高效的目標(biāo)代碼

8、程序 馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)指令寄存器控制器數(shù)據(jù)通道輸入輸出中央處理器存儲(chǔ)器程序指令0指令1指令2指令3指令4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)0數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2哈佛體系結(jié)構(gòu)指令寄存器控制器數(shù)據(jù)通道輸入輸出CPU程序存儲(chǔ)器指令0指令1指令2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)0數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2地址指令地址數(shù)據(jù)流水線技術(shù)流水線技術(shù)流水線流水線(Pipeline)(Pipeline)技術(shù)：幾個(gè)指令可以并行執(zhí)行技術(shù)：幾個(gè)指令可以并行執(zhí)行 提高了提高了CPUCPU的運(yùn)行效率的運(yùn)行效率 內(nèi)部信息流要求通暢流動(dòng)內(nèi)部信息流要求通暢流動(dòng)譯碼取指執(zhí)行add譯碼取指執(zhí)行sub譯碼取指執(zhí)行cmp時(shí)間AddSubCmp指令流水線以ARM為例n為增加處理器指令流的

9、速度，ARM7 系列使用3級流水線.n允許多個(gè)操作同時(shí)處理，比逐條指令執(zhí)行要快。n PC指向正被取指的指令，而非正在執(zhí)行的指令FetchDecodeExecute從存儲(chǔ)器中讀取指令解碼指令寄存器讀（從寄存器Bank）移位及ALU操作寄存器寫（到寄存器Bank ）PCPCPC - 4PC-2PC - 8PC - 4ARMThumb 最佳流水線n該例中用6個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行了6條指令n所有的操作都在寄存器中（單周期執(zhí)行）n指令周期數(shù) (CPI) = 1 操作操作周期周期 1 2 3 45 6 ADD SUB MOV AND ORR EOR CMP RSBFetchDecodeExecuteFetchD

10、ecodeExecuteFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteDecodeExecuteFetchDecodeFetchFetch LDR 流水線舉例n該例中，用6周期執(zhí)行了4條指令n指令周期數(shù) (CPI) = 1.5 周期周期 操作操作123456 ADD SUB LDR MOV AND ORRFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteDataWritebackFetchDecodeExecuteFetchDecodeFetch分支流水線舉例n流水線被阻斷n

11、注意:內(nèi)核運(yùn)行在ARM狀態(tài)周期周期 1 2 3 4 5 0 x8000 BL 0 x8004 X0 x8008 XX0 x8FEC ADD0 x8FF0 SUB0 x8FF4 MOV地址地址 操作操作FetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteFetchDecodeFetchFetchDecodeExecuteLinkretAdjustFetchDecodeFetch超標(biāo)量執(zhí)行超標(biāo)量超標(biāo)量(Superscalar)執(zhí)行：超標(biāo)量執(zhí)行：超標(biāo)量CPU采用多條流水線結(jié)構(gòu)采用多條流水線結(jié)構(gòu) 執(zhí)行1取指指令譯碼2譯碼1執(zhí)行2執(zhí)行1取指譯碼2譯碼1執(zhí)行2流水線1流水線2數(shù)據(jù)回寫高

12、速緩存（CACHE）1 1、為什么采用高速緩存、為什么采用高速緩存 微處理器的時(shí)鐘頻率比內(nèi)存速度提高快得多，高速緩存可以微處理器的時(shí)鐘頻率比內(nèi)存速度提高快得多，高速緩存可以提高內(nèi)存的平均性能。提高內(nèi)存的平均性能。2 2、高速緩存的工作原理、高速緩存的工作原理 高速緩存是一種小型、快速的存儲(chǔ)器，它保存部分主存內(nèi)高速緩存是一種小型、快速的存儲(chǔ)器，它保存部分主存內(nèi)容的拷貝。容的拷貝。 CPU高速緩存控制器CACHE主存數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)地址總線和總線橋CPU低速設(shè)備橋數(shù)據(jù)高速總線存儲(chǔ)器高速設(shè)備鍵盤低速總線ARM公司提出的AMBA總線標(biāo)準(zhǔn)嵌入式處理器體系結(jié)構(gòu)n按體系結(jié)構(gòu)的不同可分為五大類nARMnMIPSnPO

13、WER PCnX86nSH系列 nARM 公司的ARM RISC處理器nARM 7 Thumb 家族nARM 9 Thumb 家族nARM 10 Thumb 家族nARM 11 Thumb 家族Intel StrongARMnStrongARM 110nStrongARM 1100nStrongARM 1110nStrongARM 1111INTEL的Xscale架構(gòu)處理器 基于ARM V5TE體系結(jié)構(gòu) 兼容ARM V5TE ISA指令集（不支持浮點(diǎn)指令集） 在處理器內(nèi)核周圍提供了 指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器管理單元 指令、數(shù)據(jù)和微小數(shù)據(jù)緩存 寫緩沖、掛起緩沖和分支目標(biāo)緩沖器 電源管理 性能監(jiān)控 調(diào)試

14、JTAG單元以及協(xié)處理器接口 MAC協(xié)處理器 內(nèi)核存儲(chǔ)總線MIPSn從1986年推出R2000處理器以來，MIPS陸續(xù)推出R3000、R4000、R8000等。n之后,MIPS公司的戰(zhàn)略發(fā)生變化，把重點(diǎn)放在嵌入式系統(tǒng)。n1999年，MIPS公司發(fā)布了MIPS32和MIPS64體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，集成了原來所有的MIPS指令集，并且增加了許多更強(qiáng)大的功能。n此后MIPS公司又陸續(xù)開發(fā)了高性能、低功耗的32位和64位處理器內(nèi)核。 MIPS RISCMIPSn在MIPS的32位內(nèi)核中n4K系列對應(yīng)于SOC應(yīng)用設(shè)計(jì)；nM4K系列內(nèi)核是為在下一代消費(fèi)電子、網(wǎng)絡(luò)、寬帶應(yīng)用中越來越受歡迎的多CPU SOC所設(shè)計(jì)；

15、n4KE系列具有目前32位通用嵌入式處理器中最高的DMIPS/MHz性能指標(biāo)；n4KS系列由于采用了特殊的SmartMIPS體系結(jié)構(gòu)，特別適用于需要安全數(shù)據(jù)傳輸?shù)念I(lǐng)域，比如網(wǎng)絡(luò)、智能卡等；n5K和20Kc系列屬于MIPS的64位內(nèi)核n5K能提供1.4DMIPS/MHz的性能以及最低350MHz的運(yùn)行速率。n20Kc是當(dāng)今最快的可授權(quán)嵌入式處理器內(nèi)核。一般運(yùn)行在600MHz，具有7段流水線的20Kc內(nèi)核，能提供1.2GFLOPS的峰值浮點(diǎn)運(yùn)算能力。MIPSn在嵌入式處理器市場中，基于MIPS內(nèi)核的處理器占據(jù)了相當(dāng)大的數(shù)量n2002年，一共付運(yùn)了8700萬片采用MIPS內(nèi)核的嵌入式處理器，份額僅次

16、于ARM位居全球第二。n在目前快速增長的比如Cable Modem、DSL Modem、DVD錄像機(jī)等領(lǐng)域內(nèi)，MIPS的市場份額位居第一。nMIPS的合作伙伴包括了AMD，IDT，NEC，TI，SONY等眾多廠商PowerPC體系結(jié)構(gòu) nMotorola半導(dǎo)體（現(xiàn)Freescale半導(dǎo)體）聯(lián)合IBM以及蘋果電腦 nIBMnPowerPC750 nPowerPCG3 nMotorolanMPC nMCX86體系結(jié)構(gòu) nIntel X86體系結(jié)構(gòu)nAMD最新的X86體系結(jié)構(gòu)嵌入式處理器產(chǎn)品為Geode 系列處理器 nCISC指令集SH體系結(jié)構(gòu)nSH(SuperH)系列是由前日立半導(dǎo)體公司（現(xiàn)Ren

17、esas公司）推出的嵌入式處理器 nSH系列的CPU指令格式是固定的，只有一個(gè)字長，絕大多數(shù)指令是單周期完成的，即使是復(fù)雜的乘加指令也僅需2個(gè)時(shí)鐘周期 n為了克服內(nèi)存訪問的瓶頸，SH的CPU簡化尋址方式，采用Load/Store(裝載/存儲(chǔ))結(jié)構(gòu)，并且在片內(nèi)設(shè)置高速緩存，以減少訪問內(nèi)存的時(shí)間 n1999年底，SH系列累計(jì)生產(chǎn)達(dá)1.18億片。nSH系列投入市場后，用量最多的是工業(yè)，占總量的36%，第二位是辦公自動(dòng)化，占總量的26%；第三位是消費(fèi)領(lǐng)域；再其次的是通信領(lǐng)域。n此外，汽車導(dǎo)航、定位、控制系統(tǒng)，也是SH系列不小的一個(gè)市場。n在美國，SH系列占有較大的市場份額 n型號nSH1-4（32位）

18、 nSH5(64位)總線n總線的主要參數(shù)有總線的主要參數(shù)有n總線的帶寬總線的帶寬n總線的位寬總線的位寬n總線的工作時(shí)鐘頻率總線的工作時(shí)鐘頻率總線機(jī)制n微處理器（CPU）是嵌入式系統(tǒng)硬件平臺的核心構(gòu)件，但不是全部。按照馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)思想，計(jì)算機(jī)的硬件是由CPU、存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備三部分組成的?？偩€是把CPU與存儲(chǔ)器、I/O設(shè)備相連接的信息通道，但總線并不僅僅指的是一束信號線，而應(yīng)包含相應(yīng)的通信協(xié)議。按照使用場合的不同，總線分成芯片級總線（CPU總線）、板卡級總線（內(nèi)總線）和系統(tǒng)級總線（外總線）。ISAnIBM IBM 公司于公司于1981 1981 年推出的基于年推出的基于8 8 位機(jī)位機(jī)PC

19、/XT PC/XT 的總的總線，稱為線，稱為PCPC 總線總線。nIBM IBM 公司于公司于1984 1984 年推出了年推出了16 16 位位PC PC 機(jī)機(jī)PC/ATPC/AT，其總，其總線稱為線稱為AT AT 總線總線。然而。然而IBM IBM 公司從未公布過他們的公司從未公布過他們的ATAT總線規(guī)格?？偩€規(guī)格。n由由Intel Intel 公司，公司，IEEE IEEE 和和EISA EISA 集團(tuán)聯(lián)合開發(fā)了與集團(tuán)聯(lián)合開發(fā)了與IBM/AT IBM/AT 原裝機(jī)總線意義相近的原裝機(jī)總線意義相近的ISA ISA 總線總線，即，即8/16 8/16 位的位的“工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)”(I

20、SA-Industry Standard (ISA-Industry Standard Architecture)Architecture)總線?？偩€。n6.66MHZ6.66MHZ至至26.66MHZ26.66MHZ ，典型8MHznEISAEISA總線，總線，3232位位PCIn1991 年下半年，Intel 公司首先提出了PCI 的概念。nIntel聯(lián)合IBM、Compaq、AST、HP、DEC 等100 多家公司成立了PCI 集團(tuán)，其英文全稱為：Peripheral Component Interconnect Special Interest Group(外圍部件互連專業(yè)組)，簡稱P

21、CISIG。n93年發(fā)布PCI2.0，32位，33MHz。5個(gè)以上PCI插槽nAGP（圖形加速處理）n90年代后期，PCI-X，64位/66MHzPCI力不從心n南橋/北橋nIntel 440系列以后nPCI地位大大降低3GIO-PCI ExpressnPCI VS. PCI ExpressPCIPCI ExpressCPCInCPCI（Compact PCI）nPICMG協(xié)會(huì)于1994提出來的一種總線接口標(biāo)準(zhǔn)，面向嵌入式設(shè)備n解決了VME與PCI總線不兼容問題，與PCI完全兼容n高可靠性（99.999%）、低價(jià)位n熱插拔（hot swap）PC104nPC104PC104是一種專門為嵌入式控

22、制而定義的工是一種專門為嵌入式控制而定義的工業(yè)控制總線，實(shí)質(zhì)上就是一種緊湊型的業(yè)控制總線，實(shí)質(zhì)上就是一種緊湊型的IEEE-P996IEEE-P996（ISAISA）。）。nPC104 PC104 有兩個(gè)版本，有兩個(gè)版本，8 8 位和位和16 16 位，分別與位，分別與PC PC 和和PC/AT PC/AT 相對應(yīng)。相對應(yīng)。PC104PLUS PC104PLUS 則與則與PCIPCI總總線相對應(yīng)。線相對應(yīng)。I2CnPHILIPS 開發(fā)了一種用于內(nèi)部IC控制的簡單的雙向兩線串行總線I2C(Inter-Integrated Circuit )n最高速率100Kbps，25英尺，最多可支持40個(gè)設(shè)備數(shù)

23、據(jù)線時(shí)鐘線CAN（Controller Area Network）n80年代末，由德國Bosch公司最先提出n被設(shè)計(jì)作為汽車環(huán)境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置ECU 之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡(luò)。n發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統(tǒng)中，均嵌入CAN 控制裝置。n使用CSMA/CD協(xié)議n40米以內(nèi)，1Mbps；10Km，5Kbps；理論上可以支持無限多個(gè)設(shè)備n可靠性高，誤碼率為10-11n抗電磁干擾性強(qiáng)高速輸入與輸出接口nIrDA/FastIrDA（Infrared Data Association ）n紅外線發(fā)光二極管n發(fā)射n硅晶PIN光檢二極管n接受n控制電路

24、nIrDA 1.0和1.1裝置的通訊距離可達(dá)1公尺，誤碼率為10-9，光源外圍的最大亮度為10klux （勒克斯）紅外傳輸特點(diǎn)n距離n小于一米n低速n9.6115K bpsn高速n14M bpsn工業(yè)高速n16M bps紅外芯片接口 Bluetooth 接口n功耗低n100M，100mWn10M，2.5mWn1M，1mWn2.4-2.4835 GHz (使用ISM頻段)n優(yōu)勢: 世界范圍內(nèi)可用n劣勢: 與IEEE 802.11b產(chǎn)品相互干擾n聲音和數(shù)據(jù)傳輸，總帶寬為1Mbpsn成本低n低于US$5/藍(lán)牙芯片藍(lán)牙和紅外線的比較：籃牙接口紅外接口傳輸距離10米1米傳輸特性可以以任何角度傳輸只能在一

25、定角度(15度)內(nèi)進(jìn)行傳輸安全機(jī)制具有完整安全機(jī)制安全性底移動(dòng)性可以在嵌入式系統(tǒng)移動(dòng)時(shí)進(jìn)行傳輸需要在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行傳輸傳輸速率1Mbps4Mbps價(jià)格5美元12美元USB（Universal Serial Bus ）nIBM、Compaq、Nortel、NEC、Intel以及Microsoft聯(lián)合n距離5 米，Hub30米n樹拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，127個(gè)點(diǎn)，4線（2根電源線，2根數(shù)據(jù)線）n低速 USB1.1，1.5 M bpsnUSB 2.0 速率高達(dá)480Mbpsn支持熱插拔和即插即用Ethernet/Fast Ethernetn802.3n10M/100M Ethernetn100m，RJ45接口n

26、MAC層協(xié)議n CSMA/CDIEEE1394n起源于APPLE公司1986年提出的FireWirenMPU與多媒體設(shè)備連接接口n20400M bps，高速串行總線nP1394b 1.6Gbps, 100米n支持63個(gè)器件，長度4.5米n熱插拔，即插即用nSony：iLink；TI：Lynx Apple：FireWireLCD顯示器nLiquid Crystal Display，液晶顯示器n液晶介于固態(tài)和液態(tài)n液晶棒狀分子在外加電場的作用下排列狀態(tài)發(fā)生變化，使得通過液晶顯示器件的光被調(diào)制，從而在顯示屏上呈現(xiàn)出不同顏色。每個(gè)顯示象素都可以單獨(dú)被電場控制。n適用于低壓、微功耗電路n段式液晶n常見段

27、式液晶的每字為8 段組成，即8 字和一點(diǎn)，只能顯示數(shù)字和部分字母。n字符型液晶n字符型液晶是用于顯示字符和數(shù)字的n圖形點(diǎn)陣式液晶n又將其分為TN、STN（DSTN）、TFT 等幾類LCD顯示器類型觸摸屏 n嵌入式系統(tǒng)中的觸摸屏分為電阻式、電容式和電感式三種 n其中電阻式觸摸屏最為常用 n電阻觸摸屏的工作部分一般由三部分組成，兩層透明的阻性導(dǎo)體層、兩層導(dǎo)體之間的隔離層、電極 n觸摸屏工作時(shí)，上下導(dǎo)體層相當(dāng)于電阻網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)某一層電極加上電壓時(shí)，會(huì)在該網(wǎng)絡(luò)上形成電壓梯度。n如有外力使得上下兩層在某一點(diǎn)接觸，則在電極未加電壓的另一層可以測得接觸點(diǎn)處的電壓，從而知道接觸點(diǎn)處的坐標(biāo)。電容式觸摸屏n電容式觸摸

28、屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂一層ITO （氧化銦錫） ，四個(gè)角引出四個(gè)電極 。n當(dāng)用戶觸摸電容屏?xí)r，由于人體電場，用戶手指和工作面形成一個(gè)耦合電容，n因?yàn)楣ぷ髅嫔辖佑懈哳l信號，于是手指會(huì)吸收一個(gè)很小的電流，這個(gè)電流分別從屏的四個(gè)角上的電極中流出，n理論上流經(jīng)四個(gè)電極的電流與手指頭到四角的距離成比例，控制器通過對四個(gè)電流比例的精密計(jì)算，得出位置 電感式觸摸屏 n電感式觸摸屏的工作原理是在觸摸筆中安裝LC 諧振線圈n通過改變與安裝有激勵(lì)線圈及感應(yīng)線圈的觸摸屏之間的空間距離，使電磁場發(fā)生變化從而計(jì)算出觸點(diǎn)的位置 存儲(chǔ)器系統(tǒng)寄存器高速緩存SRAM主存儲(chǔ)器DRAM本地存儲(chǔ)器 Flas

29、h、ROM、磁盤網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器 Flash、ROM、磁盤時(shí)鐘周期01105010020000000分層結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器種類RAMRAM：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器， SRAMSRAM：靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，：靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器， DRAMDRAM：動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器 1 1）SRAMSRAM比比DRAMDRAM快快 2 2）SRAMSRAM比比DRAMDRAM耗電多耗電多 3 3）DRAMDRAM存儲(chǔ)密度比存儲(chǔ)密度比SRAMSRAM高得多高得多 4 4）DRMDRM需要周期性刷新需要周期性刷新ROMROM：只讀存儲(chǔ)器：只讀存儲(chǔ)器EPROMEPROMEEPROMEEPROMFLASHFLASH：閃存

30、：閃存閃速存儲(chǔ)器(FLASH) n相對傳統(tǒng)的EPROM芯片，這種芯片可以用電氣的方法快速地擦寫 n由于快擦寫存儲(chǔ)器不需要存儲(chǔ)電容器，故其集成度更高，制造成本低于DRAM n它使用方便，既具有SRAM讀寫的靈活性和較快的訪問速度，又具有ROM在斷電后可不丟失信息的特點(diǎn)，所以快擦寫存儲(chǔ)器技術(shù)發(fā)展十分迅速 NOR技術(shù)nNOR技術(shù)閃速存儲(chǔ)器是最早出現(xiàn)的Flash Memory，目前仍是多數(shù)供應(yīng)商支持的技術(shù)架構(gòu)，它源于傳統(tǒng)的EPROM器件。n與其它Flash Memory技術(shù)相比，具有可靠性高、隨機(jī)讀取速度快的優(yōu)勢。n在擦除和編程操作較少而直接執(zhí)行代碼的場合，尤其是代碼（指令）存儲(chǔ)的應(yīng)用中廣泛使用。n由

31、于NOR技術(shù)Flash Memory的擦除和編程速度較慢，而塊尺寸又較大，因此擦除和編程操作所花費(fèi)的時(shí)間很長，在純數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和文件存儲(chǔ)的應(yīng)用中，NOR技術(shù)顯得力不從心。NAND技術(shù)nNAND技術(shù) Flash Memory具有以下特點(diǎn)：n以頁為單位進(jìn)行讀和編程操作，1頁為256或512字節(jié)；以塊為單位進(jìn)行擦除操作，1塊為4K、8K或16K字節(jié)。具有快編程和快擦除的功能，其塊擦除時(shí)間是2ms；而NOR技術(shù)的塊擦除時(shí)間達(dá)到幾百ms。n數(shù)據(jù)、地址采用同一總線，實(shí)現(xiàn)串行讀取。隨機(jī)讀取速度慢且不能按字節(jié)隨機(jī)編程。n芯片尺寸小，引腳少，是位成本(bit cost)最低的固態(tài)存儲(chǔ)器，突破了每兆字節(jié)1元的價(jià)格限制

32、。n芯片包含有失效塊，其數(shù)目最大可達(dá)到335塊（取決于存儲(chǔ)器密度）。失效塊不會(huì)影響有效塊的性能，但設(shè)計(jì)者需要將失效塊在地址映射表中屏蔽起來。n基于NAND的存儲(chǔ)器可以取代硬盤或其它塊設(shè)備。常見的存儲(chǔ)器擴(kuò)充裝置nCF擴(kuò)充裝Compact Flashn所有Windows CE 支持常見的存儲(chǔ)器擴(kuò)充裝置nSD擴(kuò)充裝置（Secure Digital）nPanasonic Scandisk Toshiba常見的存儲(chǔ)器擴(kuò)充裝置nMemory SticknSony本節(jié)提要本節(jié)提要嵌入式系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)嵌入式系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境嵌入式系統(tǒng)硬件開發(fā)流程嵌入式系統(tǒng)硬件開發(fā)流程芯片封裝知識簡

33、介芯片封裝知識簡介嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程需求分析及規(guī)格說明選擇主要芯片確定編程語言選擇開發(fā)環(huán)境RTOS的使用選擇開發(fā)方案選擇開發(fā)方案設(shè)計(jì)與調(diào)試測試與集成測試工具與其他輔助設(shè)備產(chǎn)品嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)與調(diào)試設(shè)計(jì)生產(chǎn)編譯器鏈接器調(diào)試器IDE操作系統(tǒng)軟件開發(fā)與測試評估板仿真器邏輯分析儀邊界掃描測試儀示波器開發(fā)環(huán)境n什么是嵌入式開發(fā)環(huán)境：源程序編譯器目標(biāo)文件鏈接器可重定位程序定位器可執(zhí)行文件u編譯器/匯編器/鏈接定位器u調(diào)試器/仿真器u主機(jī)（Host）及其工作平臺u實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（可選）u目標(biāo)評估系統(tǒng)（可選）u測試工具（軟件/硬件/協(xié)議等，可選）u其他輔助設(shè)備（可選）n 典型的開發(fā)環(huán)境ARMARM的編譯器

34、（的編譯器（1 1）nADS1.2nARM公司出品nIDE環(huán)境，包括nARM/Thumb匯編器：armasmnANSI C 編譯器 - armcc 和 tccnISO / Embedded C+ 編譯器 - armcpp and tcppn鏈接器 armlinknWindows 集成開發(fā)環(huán)境 CodeWarriorn格式轉(zhuǎn)換器 fromelfn庫管理器 - armarn調(diào)試器n模擬調(diào)試器：ARMulatornJTAG調(diào)試：AXD（與Multi-ICE配合）n支持所有ARM內(nèi)核，最新版本：RealView2.0ARMARM的編譯器（的編譯器（2 2）nEW-ARMn瑞典IRA公司出品n著名的嵌入

35、式工具提供商，以提供編譯器/協(xié)議棧/統(tǒng)一建模工具著稱n主要產(chǎn)品：Embeded Workbench（EW）、Make APP、Visual State等nEW-ARM：針對ARM的集成開發(fā)環(huán)境：nC/C+編譯器nC-SPY 模擬調(diào)試器nROM-Monitorn多種級別代碼優(yōu)化方法，滿足用戶在速度、文件大小方面的要求n內(nèi)建ARM特性優(yōu)化器n支持多種斷點(diǎn)模式n支持Nucleus, VxWorks等RTOSnGreenhillsnGNU嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試（嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試（1 1）n嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試有四種基本方法n模擬調(diào)試（Simulator）n軟件調(diào)試（Debugger）nBDM/JTAG調(diào)試（BD

36、M/JTAG Debugger）n全仿真調(diào)試（Emulator）嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試（嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試（2 2）n模擬調(diào)試（Simulator） 調(diào)試工具和待調(diào)試的嵌入式軟件都在主機(jī)上運(yùn)行，由主機(jī)提供一個(gè)模擬的目標(biāo)運(yùn)行環(huán)境，可以進(jìn)行語法和邏輯上的調(diào)試。n優(yōu)點(diǎn)：簡單方便，不需要目標(biāo)板，成本低n缺點(diǎn)：功能非常有限，無法實(shí)時(shí)調(diào)試大多數(shù)調(diào)試工具都提供Simulator功能嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試（3）n軟件調(diào)試（Debugger） 主機(jī)和目標(biāo)板通過某種接口（通常是串口）連接，主機(jī)上提供調(diào)試界面，待調(diào)試軟件下載到目標(biāo)板上運(yùn)行。 這種方式的先決條件是要在Host和Target之間建立起通信聯(lián)系（目標(biāo)板上稱為監(jiān)控程序M

37、onitor）n優(yōu)點(diǎn)：純軟件，價(jià)格較低，簡單，軟件調(diào)試能力較強(qiáng)n缺點(diǎn)：需要事先燒制Monitor（往往需多次試驗(yàn)才能成功）且目標(biāo)板工作正常，功能有限，特別是硬件調(diào)試能力較差。PCTargetMonitor串口嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試（嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試（4 4）nBDM/JTAG調(diào)試 這種方式有一個(gè)硬件調(diào)試體。該硬件調(diào)試體與目標(biāo)板通過BDM、JTAG等調(diào)試接口相連，與主機(jī)通過串口、并口、網(wǎng)口或USB口相連。待調(diào)試軟件通過BDM/JTAG調(diào)試器下載到目標(biāo)板上運(yùn)行。n優(yōu)點(diǎn)：方便、簡單，無須制作Monitor，軟硬件均可調(diào)試n缺點(diǎn)：需要目標(biāo)板，且目標(biāo)板工作基本正常（至少M(fèi)CU工作正常），僅適用于有調(diào)試接口的芯

38、片TargetPC接口BDM/JTAG Debugger嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試（嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試（5 5）n全仿真調(diào)試（Emulator） 這種方式用仿真器完全取代目標(biāo)板上的MCU，因而目標(biāo)系統(tǒng)對開發(fā)者來說完全是透明的、可控的。仿真器與目標(biāo)板通過仿真頭連接，與主機(jī)有串口、并口、網(wǎng)口或USB口等連接方式。由于仿真器自成體系，調(diào)試時(shí)既可以連接目標(biāo)板，也可以不連接目標(biāo)板（Stand alone）。n優(yōu)點(diǎn)：功能非常強(qiáng)大，軟硬件均可做到完全實(shí)時(shí)在線調(diào)試n缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴。ARM的調(diào)試方式n模擬調(diào)試nSDT2.52: ARMulatornADS1.2：ARMulatornTrace32：SimulatornEW-

39、ARM：C-spyn軟件調(diào)試nADS1.2：Angel（串口）nSDT2.52 Angel（串口）nJTAG調(diào)試nARM：Multi-ICE,簡易型仿真器nTrace32-ICD for ARMnHitex：Tanto for ARMn全仿真調(diào)試nTrace32-FIRE/ICEARM調(diào)試工具nMulti-ICEnARM公司出品n與ADS配套使用n支持不同的ARM內(nèi)核n另有Multi-trace模塊可選選擇實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOSn對于復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)考慮使用RTOSnRTOS的作用：n提供API（應(yīng)用編程接口）：操作系統(tǒng)為應(yīng)用程序員提供可供調(diào)用的API，允許程序員致力于應(yīng)用程序的開發(fā) n簡化系

40、統(tǒng)設(shè)計(jì)：實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)比非實(shí)時(shí)系統(tǒng)更難設(shè)計(jì). 使用實(shí)時(shí)多任務(wù)的內(nèi)核能簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可將復(fù)雜的應(yīng)用程序分為幾個(gè)不同的任務(wù)，由內(nèi)核去對他們協(xié)調(diào)處理n實(shí)驗(yàn)平臺如下支持ARM的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：nuC/OSnLinux嵌入式系統(tǒng)編程語言nData from Japan ITRON survey for new embedded systemsType of Processors0%10%20%30%40%50%60%70%4-bits8-bits16-bits32-bits64-bitsSpecial1998-991999-002000-01Programming Languages0%10%20%30%

41、40%50%60%70%80%90%AssemblelanguageC languageC+JavaOthers1998-991999-002000-01本節(jié)提要本節(jié)提要嵌入式系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)嵌入式系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境嵌入式系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境嵌入式系統(tǒng)硬件開發(fā)流程嵌入式系統(tǒng)硬件開發(fā)流程芯片封裝知識簡介芯片封裝知識簡介嵌入式系統(tǒng)硬件方案分析與設(shè)計(jì)n三個(gè)階段：n系統(tǒng)方案分析與設(shè)計(jì)nPCB的仿真設(shè)計(jì)nPCB的調(diào)試與測試 系統(tǒng)方案分析與設(shè)計(jì)階段 n根據(jù)系統(tǒng)所要完成的功能，選擇合適的處理器和外圍器件，完成系統(tǒng)的功能框圖設(shè)計(jì)和原理圖設(shè)計(jì) PCB仿真設(shè)計(jì)階段n需要在EDA仿真設(shè)計(jì)平臺下，對PCB板上的信號完

42、整性、EMI等進(jìn)行仿真，根據(jù)仿真結(jié)果來對PCB進(jìn)行合理的布局布線，完成PCB的設(shè)計(jì) PCB的加工n對加工完成的PCB進(jìn)行調(diào)試和測試，完成整個(gè)系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) n以一個(gè)便攜式GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)例來說明整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程 需求n便攜式便攜式GPS導(dǎo)航系統(tǒng)是一個(gè)手持的電池供導(dǎo)航系統(tǒng)是一個(gè)手持的電池供電系統(tǒng)，需要完成以下功能電系統(tǒng)，需要完成以下功能 n能夠存儲(chǔ)電子地圖信息并在能夠存儲(chǔ)電子地圖信息并在LCD顯示屏上顯顯示屏上顯示示n能夠接收能夠接收GPS信號，根據(jù)信號，根據(jù)GPS收到的信息可收到的信息可以確定當(dāng)前在地圖中所處的位置以確定當(dāng)前在地圖中所處的位置n給定起點(diǎn)和終點(diǎn)可以計(jì)算出合理的行進(jìn)路線給定

43、起點(diǎn)和終點(diǎn)可以計(jì)算出合理的行進(jìn)路線n可以通過以太網(wǎng)下載更新電子地圖或系統(tǒng)軟可以通過以太網(wǎng)下載更新電子地圖或系統(tǒng)軟件件n有有USB主端接口，滿足主端接口，滿足USB1.1規(guī)范，可以掛規(guī)范，可以掛接鍵盤、鼠標(biāo)和存儲(chǔ)設(shè)備等接鍵盤、鼠標(biāo)和存儲(chǔ)設(shè)備等分析n根據(jù)系統(tǒng)功能，可以確定該系統(tǒng)需要有以下的內(nèi)存根據(jù)系統(tǒng)功能，可以確定該系統(tǒng)需要有以下的內(nèi)存和功能接口和功能接口 n32MB Flash存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)電子地圖信息存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)電子地圖信息n4MB Flash存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)系統(tǒng)軟件存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)系統(tǒng)軟件n64MB SDRAM，用作系統(tǒng)運(yùn)行內(nèi)存，用作系統(tǒng)運(yùn)行內(nèi)存nTFT-LCD接口，支持接口，支持16

44、位顏色，位顏色，6.4英寸英寸TFT-LCD顯示顯示屏屏nRS232接口，用于與接口，用于與GPS模塊通訊模塊通訊n10M以太網(wǎng)接口以太網(wǎng)接口nUSB主端接口主端接口n支持支持6.4英寸四線電阻式觸摸屏英寸四線電阻式觸摸屏處理器的選擇n嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的差異性極大，因此選擇是多樣化的 n選擇：nPXA255是Intel 公司采用XScale微體系結(jié)構(gòu)開發(fā)的一款嵌入式處理器，主要面向手持多媒體應(yīng)用 n特性n高性能、低功耗的XScale處理器核，時(shí)鐘頻率按不同型號分為200MHz、300MHz和400MHzn系統(tǒng)總線速度比PXA250提高一倍，當(dāng)內(nèi)核工作在400MHz時(shí)系統(tǒng)總線頻率為200MHzn采

45、用0.18微米工藝制造，17 mm x 17 mm x 1.75mm，256腳PBGA封裝n采用Intel多媒體處理技術(shù)n增強(qiáng)型存儲(chǔ)器控制器，支持2.5V3.3V、1632位的存儲(chǔ)器n支持MMCSD卡和PCMCIACF卡n提供920Kbps藍(lán)牙接口n外圍部件 n存儲(chǔ)器控制器。可為多種存儲(chǔ)器芯片提供可編程的控制信號。支持4個(gè)SDRAM分區(qū)，6個(gè)SRAM、SSRAM、FLASH、ROM、SROM靜態(tài)片選和2個(gè)PCMCIA或COMPACT FLASH槽n時(shí)鐘和電源控制器。時(shí)鐘可由3.6864MHz和一個(gè)可選的32.768KHz兩種晶體驅(qū)動(dòng)。3.6864MHz晶體驅(qū)動(dòng)一個(gè)核心鎖相環(huán)和一個(gè)外圍鎖相環(huán)。3

46、2.768KHz晶體產(chǎn)生一個(gè)硬件復(fù)位后選定的可選時(shí)鐘源，用于驅(qū)動(dòng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘 (RTC)、電源管理控制器和中斷控制器nUSB從端設(shè)備控制器。支持多達(dá)16個(gè)終結(jié)點(diǎn)，提供一個(gè)內(nèi)部產(chǎn)生的48MHz時(shí)鐘nDMA控制器。提供16個(gè)優(yōu)先級不同的通道，用于響應(yīng)來自片內(nèi)外圍部件和片外設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸請求n液晶控制器。提供支持雙掃描無源陣列彩顯（DSTN，俗稱偽彩）或有源陣列彩顯（TFT，俗稱真彩）屏的接口。最大支持顯示分辨率為10241024像素nAC97控制器。支持AC97 2.0修訂版本的多媒體數(shù)字信號編解碼器，為立體PCM輸入輸出、Modem輸入輸出和單一的麥克風(fēng)輸入都提供了單獨(dú)的16位通道nI2S控制器。為

47、標(biāo)準(zhǔn)I2S多媒體數(shù)字信號編解碼器提供了串行連接。I2S控制器引腳與AC97控制器引腳復(fù)用nMMC控制器。提供到標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)卡的串行接口,數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)20Mbpsn高速紅外 (FIR) 通訊端口。基于4Mbps的紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì) (IrDA) 規(guī)格，工作于半雙工模式下n同步串行協(xié)議端口 (SSP) 控制器。提供7.2Kbps到1.84Mbps的全雙工同步串行接口。SSP接口支持National Semiconductor 的Microwire協(xié)議、Texas Instruments的同步串行協(xié)議（SSP）和Motorola 的SPI協(xié)議 nI2C總線接口單元。提供2個(gè)引腳的通用串行通訊端口，其中

48、一個(gè)引腳用于數(shù)據(jù)和地址，另一個(gè)用于時(shí)鐘n通用I/O引腳。每個(gè)引腳都可以獨(dú)立地編程定義為輸入或輸出n4個(gè)UART。每一個(gè)UART都能用作低速紅外收發(fā)n全功能UART (FFUART)：可編程波特率最大為230Kbps，提供完整的modem控制引腳n藍(lán)牙UART (BTUART)：可編程波特率最高可達(dá)921Kbps，提供部分modem控制引腳n標(biāo)準(zhǔn)UART (STUART)：可編程波特率最高可達(dá)230Kbps，不提供任何modem控制引腳，但可通過GPIO引腳提供 n硬件UART (HWUART)：它帶有硬件流控制，提供部分modem控制引腳，其編程可調(diào)的波特率可高達(dá)921.6Kbps。硬件UAR

49、T的引腳與PCMCIA的控制引腳復(fù)用n實(shí)時(shí)時(shí)鐘。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可提供恒定頻率的輸出，它帶有可編程鬧鐘寄存器，可用于從休眠模式中喚醒處理器nOS定時(shí)器。可用于提供一個(gè)帶有4個(gè)寄存器的3.6864MHz參考計(jì)數(shù)器。這些寄存器可用于產(chǎn)生中斷，其中一個(gè)還能用于產(chǎn)生看門狗中斷n脈沖寬度調(diào)制 (PWM)。其頻率和占空比可以獨(dú)立編程 n中斷控制。中斷控制器可以通過屏蔽寄存器禁用或啟用單個(gè)中斷源n網(wǎng)絡(luò)同步串行協(xié)議端口 (NSSP)。該端口可用于連接其他的網(wǎng)絡(luò)ASIC為什么選擇PXA255？n 處理器性能 n不是在于挑選速度最快的處理器，而是在于選取能夠完成作業(yè)的處理器和I/O子系統(tǒng) n可能會(huì)升級的系統(tǒng)，可以考慮在完

50、成目前作業(yè)的情況下還能夠有一定的性能余量處理器 n便攜式GPS導(dǎo)航系統(tǒng)在顯示和路線計(jì)算方面對處理器的性能要求都比較高，而PXA255則具有較高的處理性能，系統(tǒng)時(shí)鐘頻率可以達(dá)到400MHz，外圍總線頻率可以達(dá)到100MHz，能夠較好的完成該系統(tǒng)所要求的功能 n 集成外圍接口n內(nèi)部有集成的LCD控制器，可以直接支持16位顏色的TFT-LCD顯示屏n有多個(gè)UART通訊口，可以方便的擴(kuò)出與GPS模塊通訊的RS232通訊口n使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得相對簡單n 功耗 n當(dāng)工作在400MHz時(shí)鐘頻率運(yùn)行模式下，PXA255的功耗的典型值僅為411mWn如果降低工作頻率，處理器的功耗會(huì)變得更低nPXA255還提供了加

51、速模式、運(yùn)行模式、待機(jī)模式和睡眠模式這四種工作模式，可以方便的進(jìn)行電源管理 n在相應(yīng)的開發(fā)板上做前期的試驗(yàn)評估，確保在軟硬件方面都能夠滿足設(shè)計(jì)的要求 外圍器件的選擇nMicron公司的MT48LC16M16A2是位寬為16位，容量為32MB的SDRAM。系統(tǒng)中采用兩片MT48LC16M16A2來組成所需要的32位寬、32MB的運(yùn)行內(nèi)存。nIntel公司的TE28F160C3T和28F128J3C是兩款NOR型閃存。系統(tǒng)中分別采用兩片TE28F160C3T和兩片28F128J3C來用作系統(tǒng)程序的存儲(chǔ)器和電子地圖的存儲(chǔ)器。 n10M以太網(wǎng)接口可以通過CirrusLogic公司的CS8900A來提供

52、 nCS8900A是用于嵌入式設(shè)備的低成本以太局域網(wǎng)控制器。它的高度集成設(shè)計(jì)使其不再需要其它以太網(wǎng)控制器所必需的昂貴外部器件。CS8900A包括片上RAM，10Base-T傳輸和接收濾波器，以及帶24毫安驅(qū)動(dòng)的直接ISA-總線接口 nCypress公司的SL811HS可用來提供系統(tǒng)中所需的滿足USB1.1規(guī)范的USB主端接口。nSL811HS是一個(gè)既可以作為USB主端也可以作為USB從端，既可以工作在全速模式（12Mbps）也可以工作在低速模式（1.5Mbps）的嵌入式USB主端/從端控制器n它可以直接與多種總線掛接，如嵌入式處理器的數(shù)據(jù)總線、ISA總線和PCMCIA總線等 nTI公司的ADS

53、7843E是一款高性能低功耗的四線電阻式觸摸屏控制器n通過它系統(tǒng)可以方便的掛接四線電阻式觸摸屏n內(nèi)部集成一個(gè)12位分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），最高轉(zhuǎn)換速度可以達(dá)到125KHz，并通過串行口與處理器進(jìn)行通訊 電源方案的設(shè)計(jì)n兩種基本的直流/直流變換的電源供電方式n線性穩(wěn)壓電源n開關(guān)穩(wěn)壓電源n線性穩(wěn)壓電源n優(yōu)點(diǎn)就是電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，所需電路元件數(shù)量少，電源紋波小n一個(gè)致命的弱點(diǎn)就是效率低，功耗大n開關(guān)穩(wěn)壓電源n優(yōu)點(diǎn)就是轉(zhuǎn)換效率高，一般可以達(dá)到80以上 n升降壓比較靈活 n便攜式GPS導(dǎo)航系統(tǒng)是一個(gè)電池供電的手持系統(tǒng) n盡量使用高轉(zhuǎn)換效率的開關(guān)穩(wěn)壓電源來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的供電 便攜式GPS導(dǎo)航系統(tǒng)鋰離子電池DS2762電池電量檢測器及電池保護(hù)器MAX1586B多路電源管理器芯片MAX745鋰離子電池充電器0.8-1.3VPXA255核心電源內(nèi)置備用電源1.3VPXA255鎖相環(huán)電源3.3VPXA255外圍接口電源3.3V系統(tǒng)外圍電路電源備用電源實(shí)時(shí)時(shí)鐘備用電源MAX771 12V輸出升壓型開關(guān)穩(wěn)壓器12VLCD背光逆變器電源整體框架圖PXA255實(shí)時(shí)時(shí)鐘(DS1339)RS232通訊接口SDRAM存儲(chǔ)器TFT-LCD接口Flash存儲(chǔ)器系統(tǒng)休眠鍵復(fù)位鍵電源及電源管