嵌入式知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

嵌入式知識(shí)點(diǎn)總結(jié)嵌入式知識(shí)點(diǎn)總結(jié)嵌入式知識(shí)點(diǎn)總結(jié)xxx公司嵌入式知識(shí)點(diǎn)總結(jié)文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度什么是嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)是嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的簡(jiǎn)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(jì)開發(fā)的專用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。英國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)（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(guó)內(nèi)普遍認(rèn)為：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)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(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)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(shí)時(shí)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?？偸欠怯?jì)算機(jī)設(shè)備（系統(tǒng)）中的一部分，它們隱蔽在其內(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(shí)時(shí)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(cè)量、報(bào)警、控制、調(diào)節(jié)等任務(wù)。軟件固化：嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)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：嵌入式系統(tǒng)的邏輯組成：嵌入式系統(tǒng)與通用計(jì)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(chǔ)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)。處理器能按照指令的要求高速度完成二進(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(jì)算引擎，由運(yùn)算器、控制器、寄存器、高速緩沖存儲(chǔ)器等部件組成。由于采用微米級(jí)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(huì)包含多個(gè)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(hào)處理器（DSP）、圖形處理器、通信處理等嵌入式系統(tǒng)CPUCPU的子長(zhǎng)有4位、8位、16位、32位、64位之分。字長(zhǎng)指的是CPU中通用寄存器和定點(diǎn)運(yùn)算器的寬度?，F(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(jì)算機(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(hào)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(shí)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(shí)間就越短。指令系統(tǒng)指令的格式、類型和數(shù)目都會(huì)影響到程序的執(zhí)行速度高速緩沖存儲(chǔ)器的容量和結(jié)構(gòu)程序運(yùn)行過程中的高速緩沖存儲(chǔ)器有利于減少CPU訪問內(nèi)存的次數(shù)。通常，其容量越大，級(jí)數(shù)越多，效果越明顯邏輯結(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(jí)數(shù)和條數(shù)、等都對(duì)指令執(zhí)行速度都有影響存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器的任務(wù)是存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，它分為內(nèi)置存儲(chǔ)器和擴(kuò)充存儲(chǔ)器兩部分，內(nèi)置存儲(chǔ)器固定在嵌入式系統(tǒng)中。有片內(nèi)存儲(chǔ)器和片外存儲(chǔ)器之分；擴(kuò)充存儲(chǔ)器通常做成可拔插的形式，有需要時(shí)插入宿主設(shè)備。存儲(chǔ)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(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）兩大類，其中RAM又可以分為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取器（DRAM）和靜態(tài)隨機(jī)存取器（SRAM）；ＲＯＭ是一種永久或半永久性地保存信息的存儲(chǔ)器，即使掉電，信息也不會(huì)丟失。FlashROM即是閃存，工作原理：在低電壓下，存儲(chǔ)的信息可讀但不可寫，這時(shí)類似于ROM，當(dāng)在高電壓下，所存儲(chǔ)的信息可以更改和刪除，此時(shí)相當(dāng)于RAM。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(duì)象可分為兩大類：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。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(dòng)傳感器、距離傳感器等）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：從數(shù)據(jù)傳輸速率上看：有低速和高速之分從數(shù)據(jù)傳輸方式上看：有串行和并行之分從是否需要物理連接上看：有有線和無線之分從是否能連接多個(gè)設(shè)備上看：有總線式和獨(dú)占式之分嵌入式系統(tǒng)常用的一些I/O接口有：通用串行總線式接口：、IEEE1394、以太網(wǎng)接口等。異步串行接口：RS-232-C、RS-485等視頻信號(hào)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。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(gè)組件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€(gè)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(gè)組件提供數(shù)據(jù)傳輸和相對(duì)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。軟件2.嵌入式處理芯片嵌入式系統(tǒng)與通用計(jì)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(gè)特點(diǎn)：1.支持實(shí)時(shí)處理、2.低功耗3.結(jié)構(gòu)可擴(kuò)展4.集成了測(cè)試電路。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(jí)芯片（SystemonChip，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：微處理器根據(jù)CPU的字長(zhǎng)，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）。數(shù)字信號(hào)處理器微控制器（單片機(jī)）微控制器將整個(gè)計(jì)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(shí)際上是一種單片計(jì)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(chǎng)的70%左右。片上系統(tǒng)SoC芯片中可以