1.Nor flash称为或非型闪存,或者Nor闪存。Nor flash存储器的每个记忆单元使用一个晶体管。每个晶体管有一个字线和位线与之相连。当读数据时,选中的字线上的栅极为高电平,因此位线上的电平逻辑取决于晶体管的逻辑,如果为1则导通,输出为1;为0则截止,输出为0;其逻辑功能类似于nor门。
Nand flash:称为与非型闪存,或者NAND闪存。读数据时被选中的字线加高电平,未选中的字线上的存储单元都是导通的,被选中的存1则输出1,位线为高电平;存0则输出0,位线为低电平。逻辑功能类似于与非门。
Sdram;同步动态随机访问存储器,它是在标准dram中加入同步控制逻辑,利用一个系统的时钟同步所有的地址数据和控制信号,使sdram的时钟频率与cpu前端总线时钟频率相同。从而实现存储器读写速度与cpu速度保持一致。
Cisc:是指复杂指令集计算机,是指采用一整套计算机指令进行操作的计算机。
Risc:是指精简指令集计算机,降低绝大多数机器指令的复杂程度,尽可能做到在一个时钟周期完成一条指令的执行。
流水线技术:在计算机指令执行技术中,各个阶段相互独立,因此cpu内部的指令译码执行逻辑电路可以设计成分级的处理部件,实行流水线处理。
2 嵌入式系统的定义
国内流行的较为完整和规范的定义:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统也是一个计算机系统,但与通用计算机系统相比,它具有以下一些特点:
1、 与应用密切相关,执行特定功能:任何一个嵌入式系统都和特定应用相关,用途固定。
2、 具有实时约束:嵌入式系统都是实时系统,都有时限要求。若违反实时约束则可能使系统瘫痪或不可用。
3、 嵌入式操作系统一般为多任务实时操作系统。由于嵌入式系统处理的外部事件通常有
多个,而且具有分布和并发的特点,因此要求嵌入式操作系统必须是多任务实时操作系统。
4、 系统可靠性要求高:嵌入式系统使用环境不定,且容错能力比PC差很多,因此要求高的可靠性。
5、 具有功耗约束:很多嵌入式系统采用电池供电,因此对功耗有严格要求,从而使得嵌入式系统的硬件和软件必须仔细设计以满足其功耗约束。
6、 需要交叉开发环境和调试工具:嵌入式系统本身不具备自.举开发能力,用户不能对其程序进行修改,必须有一套开发工具和环境才能进行开发和测试。
7、 系统资源紧缺:由于对成本、体积、功耗有严格要求,使得嵌入式系统的资源都非常紧缺,因此软、硬件都需仔细设计以充分利用有限的系统资源。
嵌入式系统的基本分类
嵌根据控制技术的复杂度可以把嵌入式系统分为三类:
1、无操作系统控制的嵌入式系统(NOSES)。
2、小型操作系统控制的嵌入式系统(SOSES)。
3、大型操作系统控制的嵌入式系统(LOSES)。
无操作系统控制的嵌入式系统,一般认为其硬件主体由IC芯片,或者4位/8位单片机构成。这一类嵌入式系统的控制软件不含操作系统。
小型操作系统控制的嵌入式系统一般指的是硬件主体由8位/16位单片机或者32位处理器构成。其控制软件主要由一个小型嵌入式操作系统内核和一个小规模的应用程序组成。
大型操作系统控制的嵌入式系统的硬件主体通常由32位/64位处理器、32位软核处理器或者32位片上系统组成。控制软件通常包含一个功能齐全的嵌入式操作系统。
按嵌入式系统应用的用途分类
按照应用领域可以把嵌入式系统分为军用、工业用、民用三大类。其中,军用和工业用嵌入式系统对运行环境的要求比较苛刻。民用嵌入式系统的需求特点往往体现在另外一些方
面,如易于使用、易于维护、标准化程度高。
嵌入式系统的基本组成:
嵌入式系统通常是由嵌入式硬件系统和软件系统两大部分组成。
嵌入式硬件系统一般包括嵌入式微处理器、外围电路和外部设备。
嵌入式软件可以分为两大类:含操作系统的嵌入式软件与不含操作系统的嵌入式软件。LOSES软件一般由板级支持包、硬件驱动程序、嵌入式实时操作系统、嵌入式中间件、应用程序编程接口API、组件库以及嵌入式应用软件。
嵌入式系统发展的主要方向为:
1、开放式平台架构,易于与其他系统整合。
2、体积越来越小,性能要求更稳定,成本更低廉。
3、应用趋向多元化,需要小批量、快速定制化的服务。
4、嵌人式操作系统从可用型、通用型向可定制型、优化型转变,可定制嵌入式操作系统是嵌入式操作系统的发展趋势。
5、集成开发环境的开放式、抽象程度更高,调试工具方便易用。
6、嵌入式软件开发将是以面向对象技术为基础,采用软件复用、基于组件及集成化计算机辅助软件工程互为协同的开发方法。
3.有r2000,r3000,r4000,r8000,r12000,mips32,mips64,mips32 24e,mips32 74k,特点是低功耗,高性能,内含自主研发的嵌入式微架构,与同类产品相比,其性能/芯片面积比较高。
Mips32 24ke内核:该内核系列采用高性能24k微架构,同时集成了mips公司的dsp应用架构扩展(dsppase)
4 演变过程:自第一个ARM处理器芯片诞生到2006年年底,ARM公司先后定义了7个ARM体系结构版本 ,分别命名为V1~V7,此外还有基于这些体系结构版本的变种版本。版本V1~V3已经被淘汰,目前常用的ARM体系结构版本是V4, V5, V6, V7其中每一个版本都继承了前一个版本的基本设计,但性能有所提高或者功能有所扩充,且指令集向下兼容。
带有变量后缀的ARM体系结构版本称为ARM体系结构变种。
变种:T:thumb指令集,thumb指令的长度为16位
D:含JTAG调试器,支持片上调试
M:提供用于进行长乘法操作的ARM指令,产生64位结果
I:内嵌式在线测试宏单元硬件部件,提供片上断点和调试点支持
E:增强型dsp指令,增加了几条16位乘法和加法指令,加减法指令可以完成饱和带符号算术运算
J:java加速器jazelle,与普通的Java虚拟机相比,Java使Java代码运行速度提高了8倍,而功耗降低了百分之80。
F:向量浮点单元
S:可综合版本,以源代码形式提供的,可以被EDA工具使用
ARM的存储器组织:ARM的存储器体系与通用计算机大致相同,可以抽象成一个金字塔形的存储结构。金字塔的最高层为寄存器组;第二层是片内cache、写缓存、tcm、片内sram;第三层是板卡级sram、dram和sram;第四层是nor型和nand型闪速存储器;第五层是最底层,包括硬盘驱动器和光盘驱动器。
5 ARM处理器核的系列产品主要有6个
1、 ARM7系列
特点:冯·诺伊曼结构,3级指令流水线,峰值速度达到130MIPS,主要制造工艺0.13微米。
主要用途:MP3播放器、WMA播放器、接人级无线设备、PDA、数码相机、嵌入式教学实验平台。
2、 ARM9系列
特点:哈佛结构,5级指令流水线,峰值速度达到300MIPS,1.1MIPS/MHz,硬核,主要制造工艺0.13微米,做到了指令Cache和数据Cache分离。
主要用途:3G手持设备、机顶盒、家庭网关、游戏机控制器、数码相机和数码摄像机、嵌入式教学实验平台。
3、 ARMl0E系列
特点:6级指令流水线,分支预测,峰值速度达到430MIPS、内嵌并行数据加载和存储单元,双64位AMBAAHB总线接口和64位内部总线结构,支持高性能浮点操作。
主要用途:3G通信设备、成像设备、汽车电子产品、工业控制设备。
4、 ARM 11系列
特点:8级指令流水线,ARMV6指令集,峰值速度达到740MIPS,1.25MIPS/MHz,智能电源管理器,AXI片上总线接口,硬核,支持高性能浮点操作
主要用途:DVD播放机、刀片服务器@、激光打印机、网络基础设施中的交换机和路由器、无线通信、智能手机的基带处理器和应用程序组合、移动游戏设备等。
5、 SecurCore系列
特点:低成本的安全内存保护单元,采用软内核技术,防止外部对其进行扫描探测、用户可集成自己的安全特性和其他写处理器。
主要用途:电子商务、电子银行和电子政务等领域,智能卡和安全Ic卡。
6、 Cortex系列
特点:先进3级流水线,哈佛结构,ARMV7指令集,灵活的可配置功能,分支预测,单周期乘法,硬件除法器,峰值运算速度达到1.25DMPIS/MHz、新的Thumb一2指令集。
主要用途:企业应用、汽车系统、家庭网络、无线技术。
ARM处理器核按照应用特征可分为3大类:应用处理器、实时控制器和微控制器。
1、 应用处理器:配备MMU和cache,频率最快、性能最高。主要用于媒体播放器。如MP3、机顶盒、iPOD、智能手机、PAD。
2、 嵌入式系统开发是什么实时控制处理器:没有MMU,配备cache,频率较快、性能合理。,主要用于数字信号处理。如路由器、交换机、航电系统、汽车ABS系统。
3、 微控制器:没有存储子系统,不含MMU,频率合理、性能适中,主要用于日常电器控制。如门禁系统、家庭网关、游戏控制器。
7 12C总线的技术特点是:
1、 12C总线中的每一个设备都有唯一的7位地址。也就是说,一个12C总线系统中理论上可挂接128个不同地址的设备。采用12c总线连接的设备处于主从模式,主设备既可接收数据,也可发送数据。
2、 12C总线是一个真正多主总线,可以有许多主机共设备于一条总线上。12C总线含冲突检测和竞争功能,从而确保当多个主设备同时发送数据时不会造成数据冲突。
3、 12C总线是一个串行的8位双向数据传送总线。在标准模式下,数据传输速率为100Kbps;在块模式下,数据传输速率为400Kbps;在高速模式下,数据传输速率为3.4Mbps。
仲裁
12C总线不设置仲裁器和时钟发生器,而是通过定义一个仲裁过程来实现总线仲裁,并由仲裁胜利方提供总线时钟。另外,用户使用集电极开路门以“线与”(Wired—AND)方式与总线连接,而不是使用通常的三态门完成连接。
应用
12C是一种廉价、优质的总线,适用于消费电子、通信电子、工业电子等领域的低速器件。
CAN总线的特点与应用
CAN总线的优点是速度快,网络带宽利用率高,纠错能力强,帧未结束时就可以得到确认。由于CAN协议执行非集中化总线控制,所有主要通信在系统中分几次完成,从而实现高可靠性通信。CAN控制系统强调集成、模块化的工作方式,具有抗千扰能力强、实时性好、系统错误检测和隔离能力强的优点.。
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