[工学]微处理器系统结构与嵌入式系统设计李广军.pdf

微处理器系统原理与嵌入 式系统设计 电子科技大学 无线通信与嵌入式系统实验室 现代信息科学的 六大组成部分 • 信息的生成、获取、存储、传输、处理及 其应用是现代信息科学的六大组成部分 • 从计算机学科的角度分析，嵌入式系统在 一定程度上代表了未来计算机发展的方向 IT行业的四大定律 ① Moore定律：微处理器内晶体管集成度每18个月 翻一番； ② Bell定律：如果保持计算能力不变，微处理器的 价格每18个月减少一半； ③ Gilder定律：未来25年（1996年预言）里，主干 网的带宽将每6个月增加一倍； ④ Metcalfe定律：网络价值同网络用户数的平方成 正比。 • Bell定律指出：每10年会有一类新的计算设备诞 生，从巨型机、小型机、工作站、Pc到PDA的演 变，新一代计算设备将在不远的将来诞生. 无处不在的计算机 全世界的计算机科学家正在形成一种共识: 计算机不会成为科幻电影中的那种贪婪的怪 物, 而是将变得小巧玲珑, 无处不在. 他们 藏身在任何地方, 又消失在所有地方, 功能 强大, 确有无影无踪. 人们将这种思想命名 为: “无所不在的计算机”（普适计算）。 嵌入式系统 90% CPU 21世纪嵌入 式系统应用 10% 无处不在 模块级/板级嵌入 • X86/PowerPC处理器配置成的计算机系统 各部件以模块形式嵌入到应用系统中SoM • 操作系统OS改造为实时多任务OS • 较多出现在工业控制和仪器仪表中 芯片级嵌入 • 根据IT的产品（应用系统）要求,可选用相应处理器 （MCU、EDSP 、 EMPU)，RAM，ROM (EPROM/EEPROM/Flash) 及I/O接口等芯片配置成相应的嵌入式系统,并把相应系统 软件/应用软件以固件形式固化在ROM中 • 这是目前嵌入式系统最常见形式 IP级:(嵌入式系统) • 建立IP单元库 • SoC：根据应用的要求把相应IP配置成在一块芯片中 • 嵌入式软件也可以以IP的方式集成在芯片中 系统级芯片 (SOC) 技术 — 并非易事 数字射频处理器 混合 信号 处理 A/D 器 数字 基带 混合信 A/D 系统知识 号处理 器 数字滤波与控 电路设计 制 (硬件与软件) (DAC、ADC 等) 单芯片系统 晶圆工艺知识 制造工艺 (90nm, 65nm, 45nm) (300mm 晶圆) 65nm 晶体管 3