嵌入式系统原理与开发 教学课件 作者 范延滨 于忠清 郑立爱编著 Ch1 嵌入式系统概述.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 1.4 嵌入式处理器简介 嵌入式处理器分类 EMPU、EMCU、EDSP、SoC还都可以如下分类： 按数据位数分：可以分为8位、16位、32位、64位等。 按存储结构分：可以分为冯?诺依曼结构、哈佛结构等。 按指令系统结构分：可以分为复杂指令集（CISC）结构、精简指令集（RISC）结构。 按应用领域分：可以分为应用处理器、通信类、多媒体类、控制类等。 按处理器体系结构分：Intel IA x86、PowerPC、ARM、MIPS、68K/ColdFire等。 1.4 嵌入式处理器简介 嵌入式微处理器 嵌入式微处理器EMPU是从通用处理器演变而来的。EMPU不仅具有较高的运算性能、可以运行嵌入式操作系统等特点，而且在功耗、工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面都进行了各种增强设计。典型EMPU核有x86系列、ARM系列、PowerPC系列、MIPS系列等。 在以EMPU为核心的嵌入式系统中，系统板上除了EMPU，还必须设计有ROM、RAM、总线接口、各种外设控制器等器件，通常称之为“单板机”。“单板机”不仅降低了系统的可靠性、技术必威体育官网网址性等，而且存在其体积大、功耗大等缺点。 约定：通常把集成了处理器核、存储器管理器、高速缓存的芯片称之为微处理器。 1.4 嵌入式处理器简介 嵌入式微控制器 微电子学和集成电路技术的高速发展为解决“单板机”的缺陷提供了有效的方法，即把“单板机”集成到一块集成电路芯片上，实现“单板机”单片化，通常称之为“单片机”。 单片机的显著特点是集成了存储器以及丰富的片上外设，适合于控制、高可靠性、无人值守等系统，因此与微处理器相对应亦称之为微控制器。在以后的研究中将不再区分单片机和微控制器。 微控制器的特点是“单板机”的单片化。因此，微控制器必须是以某一种微处理器内核为核心，再在芯片内部集成存储器、总线、各种必要外设控制器等。 1.4 嵌入式处理器简介 嵌入式微控制器 微控制器分类 在传统的嵌入式微控制器中，通常是以8位或16位微处理器为主，内部一般都集成了：程序存储器（ROM/EPROM/Flash）、数据存储器（RAM）、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、通用I/O、串行口、脉宽调制输出（PWM）、数模/模数转换（A/D、D/A）等外设。例如，MSC-51系列是典型的8位微控制器。传统的嵌入式微控制器更多的时候被称之为单片机。 在现代嵌入式微控制器中，通常是以32位EMPU为核心，将众多的外围设备控制器（如，存储器控制器MMU、通用串行口总线控制器USB、以太网控制器、数模/模数转换器、LCD控制器、通用IO口等）集成到一块芯片中，实现一个定制的“计算”系统。 1.4 嵌入式处理器简介 嵌入式微控制器 微控制器分类 MSC-51系列是典型的8位微控制器。传统的嵌入式微控制器更多的时候被称之为单片机。 常见的32位微控制器有SAMSUNG的S3Cxxxx、Atmel的AT91SAMxxx系列、NXP的LPC2xxx系列、Freescale的MAC7100系列、TI的OMAP系列、Luminary的LM3Sxxx系列等。现代嵌入式微控制器更多的时候被称之为应用微处理器、通信微处理器等，也有越来越多的生产商更喜欢称之为32位单片机。 约定：通常把集成了微处理器、存储器和片内外设的芯片称之为微控制器。 1.4 嵌入式处理器简介 嵌入式数字信号处理器 数字信号处理器DSP是进行信号处理运算的专用处理器。其体系结构和指令算法都根据运算特点进行了专有设计，具有较高的编译效率和较快的指令执行速度。例如，1982年TI推出的首枚DSP芯片的运算速度就比同类微处理器快了几十倍。相对微处理器、微控制器而言，数字信号处理器属于专用处理器。 推动EDSP发展的主要因素是嵌入式系统的智能化。例如，各种带有智能逻辑的消费类产品、生物信息识别终端、ADSL接入、实时语音压解系统、虚拟现实显示等。这类智能化算法一般都是运算量较大，特别是向量运算、指针线性寻址等较多，而这些正是DSP处理器的长处所在。 1.4 嵌入式处理器简介 嵌入式数字信号处理器 DSP越来越广泛的应用于各个领域，DSP应用系统的传统设计可采取主从式结构，在一块电路板上，DSP做从机，负责数字信号处理运算；EMPU做主机，来完成输入、控制、显示等其他功能。 比如TI专门推出了一款双核处理器OMAP，包含有一个ARM核和一个DSP核，OMAP处理器把主从式设计在芯片级上合二为一，其典型的应用实例是诺基亚手机。 1.4 嵌入式处理器简介 嵌入式片上系统 电子系统的设计经历了从“板级”到“片级”。