文档介绍：第四章嵌入式系统硬件平台
嵌入式处理器及其分类
典型的嵌入式处理器
嵌入式系统常见外设
嵌入式系统硬件体系结构
嵌入式微处理器
嵌入式微控制器
典型代表:单片机这种8位的电子器件,目前在嵌入式设备中仍然有着极其广泛的应用。
单片机芯片内部集成ROM/EPROM 、RAM 、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O 、串行口、脉宽调制输出、A/D 、D/A 、Flash RAM 、EEPROM 等各种必要功能和外设
微控制器的最大特点是单片化,体积大大减小,从而使功耗和成本下降、可靠性提高。
嵌入式微控制器(2)
微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。微控制器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。
嵌入式微控制器(3)
由于MCU 低廉的价格,优良的功能,所以拥有的品种和数量最多,比较有代表性的包括8051、MCS-251 、MCS-96/196/296 、P51XA 、C166/167 、68K 系列以及MCU 8XC930/931 、C540 、C541 ,并且有支持I 2 C 、CAN-Bus 、LCD及众多专用MCU 和兼容系列。
近来Atmel 推出的AVR 单片机由于其集成了FPGA 等器件,所以具有很高的性价比,势必将推动单片机获得更高的发展。
嵌入式DSP处理器(1)
DSP 处理器是专门用于信号处理方面的处理器,其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计,在数字滤波、FFT 、谱分析等各种仪器上DSP 获得了大规模的应用。
DSP 的理论算法在70 年代就已经出现,但是由于专门的DSP 处理器还未出现,所以这种理论算法只能通过MPU 等由分立元件实现。1982 年世界上诞生了首枚DSP 芯片。在语音合成和编码解码器中得到了广泛应用。DSP 的运算速度进一步提高,应用领域也从上述范围扩大到了通信和计算机方面。
嵌入式DSP处理器(2)
目前最为广泛应用的嵌入式DSP 处理器是TI 的MS320C2000/C5000 系列,另外如Intel 的MCS-296 和Siemens 的TriCore 也有各自的应用范围。
嵌入式微处理器 (Micro Processor Unit)
MPU 嵌入式微处理器是由通用计算机中的CPU 演变而来的。
与计算机处理器不同的是,在实际嵌入式应用中,只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件,去除其他的冗余功能部分,这样就以最低的功耗和资源实现嵌入式应用的特殊要求。
和工业控制计算机相比,嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。目前主要的嵌入式处理器类型有Am186/88 、386EX 、SC-400 、Power PC 、68000 、MIPS 、ARM/ StrongARM 系列等.
嵌入式片上系统(System On Chip)(1)
SoC 就是System on Chip ,SoC 嵌入式系统微处理器就是一种电路系统。
它结合了许多功能区块,将功能做在一个芯片上,像是ARM RISC 、MIPS RISC 、DSP 或是其他的微处理器核心,加上通信的接口单元,像是万用串行端口(USB )、TCP/IP 通信单元、GPRS通信接口、GSM 通信接口、IEEE1394 、蓝牙模块接口等等,这些单元以往都是依照各单元的功能做成一个个独立的处理芯片。
SoC 是追求产品系统最大包容的集成器件,SOC 最大的特点是成功实现了软硬件无缝结合,直接在处理器片内嵌入操作系统的代码模块。