單片機(jī)和嵌入式系統(tǒng)概述

1、 (和嵌入式系統(tǒng))概述1.1 單片機(jī)（和嵌入式系統(tǒng)）的發(fā)展1.1.1 計(jì)算機(jī)發(fā)展的三個(gè)浪潮 把處理后的信息交用戶使用，信息處理與使用分離。集中處理時(shí)代 第二個(gè)浪潮（19761993）臺(tái)式計(jì)算機(jī)導(dǎo)向：機(jī)普及，信息由處理者個(gè)人享有不能互發(fā)信息，難以共享。信息處理與使用者結(jié)合。 分散處理時(shí)代 網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)向引入網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī)的新概念。軟件可以象數(shù)據(jù)一樣駐留在網(wǎng)絡(luò)上，軟件程序可以實(shí)時(shí)執(zhí)行，用戶可隨時(shí)到達(dá)存放所需程序的地址，而不受計(jì)算機(jī)類型和操作系統(tǒng)的限制。信息收集、處理、分析和存儲(chǔ)都商業(yè)化。網(wǎng)絡(luò)處理時(shí)代1.1.2 計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史第一代到第四代計(jì)算機(jī)都是以電子器件的發(fā)展更新來(lái)劃分的，而第五代以后的計(jì)算機(jī)則是以

2、設(shè)計(jì)思想的更新來(lái)劃分。 第一代電子管計(jì)算機(jī)（19461958）（）硬件邏輯器件：電子管和繼電器內(nèi)存：汞延遲線，靜電存儲(chǔ)管，年出現(xiàn)磁芯（統(tǒng)治年）外存：磁帶機(jī)、穿孔紙帶機(jī)和卡片機(jī)，年生產(chǎn)磁盤(pán)機(jī)1（）軟件：年以前幾乎沒(méi)有軟件，主要用機(jī)器語(yǔ)言-二進(jìn)制代碼指令后期發(fā)展了匯編語(yǔ)言（）性能運(yùn)算速度：幾千次到幾萬(wàn)次平均穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間：幾小時(shí)（）特點(diǎn)體積大、功耗大、價(jià)格大，速度慢、容量小、可靠性差（）典型機(jī)器1942 .Vincent）與其助手克里夫德.貝利（Clifford Berry）研制成功世界上第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī) ABC。采用300 個(gè)電子管，用電容器做存儲(chǔ)器，穿孔卡片作為輔助存儲(chǔ)器，運(yùn)算速度為1 次/

3、s。用于解線性代數(shù)方程。1973 年美國(guó)法院把發(fā)明權(quán)歸屬于阿培納索夫。J.Presper Eckert（）于1945 年 12 月研制成功，于1946 年 2 月正式公開(kāi)表演數(shù)字式電子計(jì)算機(jī) ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Computer1947 年運(yùn)到馬里蘭州陸軍阿伯丁試炮場(chǎng)的彈道研究實(shí)驗(yàn)室正式使用。用了只電子管、 bit 字長(zhǎng)、內(nèi)存，300 次乘法/s,5000 次加法/s，占地165 m，重量 ，耗電 kW。年月2年月 年 （）（） 第二代晶體管計(jì)算機(jī)（19581964）（）硬件邏輯器件：晶體管內(nèi)存：磁芯外存：磁盤(pán)和磁帶機(jī)（）軟件匯編

4、語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言COBOL(5961 年完成ALGOL（1960 年）的編譯系統(tǒng)，管理/監(jiān)控程序（）性能運(yùn)算速度：幾萬(wàn)到幾十萬(wàn)次秒平均穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間：數(shù)十小時(shí)（）典型機(jī)器年月 年月 乙（）3 第三代集成電路計(jì)算機(jī)（19641971）（）硬件邏輯器件：中小規(guī)模集成電路內(nèi)存：磁芯存儲(chǔ)器和磁膜存儲(chǔ)器年 部分采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器年 全部采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器外存：磁盤(pán)（機(jī)）（）軟件5 年出現(xiàn)高級(jí)語(yǔ)言，年代末發(fā)明高級(jí)語(yǔ)言 PASCAL(67年開(kāi)發(fā)，71 年完成)，并出現(xiàn)多道、分時(shí)操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件（）性能運(yùn)算速度：幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)次秒平均穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間：幾百小時(shí)（）典型機(jī)器年 年 （）（）（）4 第四代大規(guī)模集成電路

5、計(jì)算機(jī)（1971?）（）硬件邏輯器件：大規(guī)模集成電路內(nèi)存：外存：磁盤(pán)、光盤(pán)（）軟件大規(guī)模集成電路高級(jí)語(yǔ)言 人工智能語(yǔ)言LISP、Prolog操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、Windows（）性能運(yùn)算速度：幾千萬(wàn)到幾億次/秒（）典型機(jī)器年 Cyber-205、Cray-1、（億次秒）ILLIAC-IV（美宇航局阿姆斯中心）:64個(gè)處理機(jī),1.5億億次/秒PEPE（美彈道導(dǎo)彈防御局）:256 10億次/秒70年代一年一個(gè)樣，機(jī)器的生命周期僅.年。Intel 8086/8088 IBM PC/RT8028680386IBM PC/AT580486Pentium CPU 含310萬(wàn)個(gè)晶體管，速度可達(dá)1.12

6、億次秒Pentium Pro CPU 含520萬(wàn)1550萬(wàn)個(gè)晶體管Motorola 68010680206803068040 Apple Macintosh 第五代人工智能計(jì)算機(jī)這是面向知識(shí)處理的新型計(jì)算機(jī)，其目標(biāo)是能通過(guò)推理做出判斷，能聽(tīng)懂自然語(yǔ)言，能識(shí)別印刷體和手寫(xiě)體字，能對(duì)語(yǔ)言的意義加以理解，能說(shuō)自然語(yǔ)言，甚至可能在思考問(wèn)題方面超過(guò)人類的個(gè)體。但是由于種種原因，日本實(shí)施的第五代計(jì)算機(jī)計(jì)劃未能成功。 第六代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)這是一種仿真人大腦結(jié)構(gòu)對(duì)非邏輯的復(fù)雜問(wèn)題具有推斷和知覺(jué)判斷的能力，甚至還具有總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)、歸納推理的能力。95年11月中科院半導(dǎo)體所研制成功數(shù)字和模擬混合電路的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算

7、機(jī) 萬(wàn)億次秒，可用于圖像、文字和語(yǔ)音識(shí)別。1.1.3 微處理器與微型計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)況1. 86 系列 Intel71727478798285896404080088080808580868088801868028680386804864bit93.38bit16bit 準(zhǔn) 16bit97 97ProMMX PentiumPentium32bit9699.22000.11PentiumPentiumPentiumPentium 4Merced(Intel+HP)64bit AMDK5K6K6-2k6-3K7(Athlon)2.其他系列 Motorola 68006800068010680206803068040(Apple Macintosh)6502 (Apple 機(jī)) ZilogZ80Z8000Z80000 IBM+Apple+Motorola: Power PC 601