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嵌入式系统原理及应用----基于Win CE 6.0 机械工程学院 曹 阳 第一章 ARM微处理器概述 嵌入式系统的定义（1） 专用计算机系统 （非PC智能电子设备） 微处理器、定时器、存储器、传感器 嵌入式的微型操作系统 应用软件 嵌入式系统的定义（2） 知识集成系统 技术密集资金密集 高度分散不可垄断 面向应用不断创新 典型嵌入式系统的基本结构 嵌入式硬件系统的基本构成 嵌入式硬件系统 嵌入式处理器 各种存储器 电源部分 接口控制器及外围设备 典型嵌入式硬件系统 嵌入式软件系统要素 板级支持包（BSP） 嵌入式系统的几个特征 嵌入式系统的几个特征 嵌入式处理器分类 嵌入式微处理器（EMPU) 例如：龙珠系列处理器。 嵌入式微控制器(EMCU) 例如：8051等 嵌入式DSP处理器 例如：TI公司的TMS320等 嵌入式片上系统（SOC-System On Chip） 嵌入式微处理器（EMPU） 由通用计算机的CPU发展而来 与通用CPU区别： 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 工作温度、抗电磁干扰、可靠性等得到加强 需要配备ROM、RAM、FLASH等外设，可靠性与技术必威体育官网网址性降低。 典型的嵌入式微处理器 MIPS X86系列 Am186/188、386EX 开发方便，移植容易 体积大、功耗高、实时性差 ARM系列 小体积、低功耗、低成本、高性能 支持16/32位双指令集 全球众多的合作伙伴 PowerPC系列 Motorola和IBM联合开发的微处理器核 另外还有SPARC、68000,SC-400等 典型的嵌入式微处理器－MIPS MIPS公司是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商，在RISC处理器方面占有重要地位 MIPS于80年代处开始RISC处理器设计，90年代中后期开始将战略重点放在嵌入式处理器设计 1999年，MIPS发布了MIPS 32和MIPS 64架构标准，为MIPS处理器的开发奠定了基础 MIPS公司开发了32位高性能，低功耗的处理器内核MIPS 32 4Kc和64位的处理器内核MIPS 64 5Kc 应用范围：机顶盒、视频游戏机、Cisco路由器、激光打印机 典型的嵌入式微处理器－PowerPC PowerPC架构的特点是可伸缩性好，方便灵活 既有通用处理器，也有嵌入式微控制器和内核，应用范围非常广泛，从高端服务器、工作站到PC，从消费类电子到通信设备 基于PowerPC架构的处理器有 IBM开发的PowerPC 405 GP，集成了10 /100M以太网控制器、串行和并行接口、内存控制器以及其他外设的高性能嵌入式处理器 MPC823e是一款高度综合的片上系统（SOC） 典型的嵌入式微处理器－x86 由8086系列处理器发展而来 最早的嵌入式处理器，目前在网卡、终端设备、工控等仍有不少应用。 典型产品 Am186/188,386EX NS Geode GX1 300MHZ 主要特点 开发容易 方便移植 体积大，功耗高，实时性差 嵌入式微控制器（EMCU） 主要是指单片机 片内集成ROM/EPROM、RAM、FLASH/EEPROM、总线、定时器、计算器、看门狗、I/O、串行口、PWM（脉宽调制输出）、A/D、D/A、等各种必要功能和外设 特点 单片化，体积小，功耗低，可靠性强。 仍是嵌入式处理器的主流，占70％左右 典型的嵌入式微控制器 典型器件： 通用系列：8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300等 半通用系列：支持USB接口的MCU 8XC930/931、C540、C541；支持I2C、CAN-Bus、LCD的众多专用MCU和兼容系列 嵌入式DSP（EDSP） 系统结构和指令算法经过特殊设计，增强了数字信号处理能力（数字滤波、FFT、谱分析等） 适于运算量大，特别是向量运算、指针线性寻址较多的智能算法实现 主要应用于带有智能逻辑的消费类产品，生物信息识别终端，带有加解密算法的键盘，ADSL接入、实时语音压解系统，虚拟现实显示等 代表产品有TI的TMS320C2000/C5000 和Motorola的DSP56000 嵌入式SOC System On Chip,片上系统/系统芯片 将很多功能模块集成到单个芯片上 各种通用处理器内核作为SOC设计公司的标准库，用VHDL等语言描述 除个别无法集成外，嵌入式系统的大部分集成到一或几片芯片中 优点 可利用降低片内工作电压，减少功耗 减少芯片对外引脚数，使系统板简洁，减小体积 减少原来芯片间的信号传递，提高了处理速度；减少了信号传递过程中可能造成的干扰，提高了可靠性 软硬件无缝结合，可