2.1嵌入式处理器2.2嵌入式系统的常用接口与总线2.3嵌入式系统的.ppt

第2章 嵌入式系统硬件基础 ; 体积小、集成度高、价格较低 可扩展的处理器结构 功耗很低 对实时多任务有很强的支持能力 具有功能很强的存储区保护功能;2.1.2 嵌入式处理器的种类 ;总体而言，嵌入式处理器分为四大类型：; MPU与通用计算机中的CPU不同之处 将微处理器装配在专门设计的电路板上，只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其它的冗余功能部分 嵌入式微处理器在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面相对通用计算机中的CPU都做了各种增强 MPU常见系列 X86、Am186/88、ARM、MIPS、PowerPC、68K等; 又称为单片机 MCU特点： 单片化 一般以某种微处理器内核为核心，芯片内部集成了各种必要的功能和外设 由于单片机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 目前嵌入式系统的主流，占据了嵌入式系统大约70%的市场份额; 每种具有多种衍生产品 每种衍生产品的处理器内核一样，不同的是存储器和外设的配置及封装 使嵌入式微控制器最大限度地与不同的应用需求相匹配，功能齐全又不浪费，减少了功耗及成本 ; MCU种类 通用系列 代表性的包括 8051 、P51XA 、MCS-96 /196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、 MC68300等 半通用系列 例如，支持USB接口、I2C 、CAN等众多专用MCU和兼容系列; 其它 提供X86微处理器的著名厂商AMD公司，将 Am186CC/ CW 等嵌入式处理器称之为 Microcontroller Motorola 公司把以 PowerPC为基础的 PPC505 和 PPC555 亦列入单片机行列 TI 公司亦将其 TMS320C2XXX 系列DSP作为 MCU进行推广 ; DSP特点 系统结构 采用Harvard（哈佛）结构和专用的硬件乘法器 指令系统 快速DSP指令（属RISC精简指令集） 适合于对处理器运算速度要求较高、向量运算较多的应用领域; DSP典型应用 数字信号处理领域 数字滤波、快速傅立叶变换、频谱分析等方面 多媒体信号处理 移动电话、语音识别 MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4等多媒体播放系统 智能化嵌入式系统 生物特征识别的终端 带有加密解密算法的键盘等; DSP种类 一种是DSP处理器经过单片化、适当改造、增加片上外设而成 例如：TI的TMS320，它包括用于控制的C2000系列、移动通信的C5000系列、以及性能更高的C6000和C8000 系列 另一种是在通用单片机或 SOC(System On Chip) 中增加DSP协处理器 例如：Intel 的 MCS-296 和 Siemens的TriCore; SOC设计制造 各种通用处理器内核（包括IP核）将作为SOC设计公司的标准库，和许多其它嵌入式系统外设一样，成为VLSI设计中一种标准器件，用标准的VHDL等语言描述，存储在器件库中。 用户只需定义出其整个应用系统，仿真通过后就可以将设计图交给半导体工厂制作样品。　; SOC优点 系统级集成、体积减小 一个或多个微处理器核（如RISC+DSP）＋输入/输出＋USB/IEEE 1394/以太网/GSM/GPRS等通信接口 功耗降低 通过改变内部工作电压 可靠性提高 利用内嵌电路，避免外部电路板在信号传递时产生的系统噪声 ; SOC种类 通用 和专用 通用系列：包括 Siemens的TriCore、Motorola 的M-Core、某些 ARM 系列器件、Echelon和Motorola 联合研制的Neuron芯片等 专用系列：代表性的产品是Philips的Smart XA 单核 和 多核;2.1.3 典型嵌入式处理器 ;1．8051单片机 经典的8位嵌入式微控制器 成本低、可靠性高，但功能、性能和片上资源相对16位/32位/64位嵌入式微控制器也较简单 以8051为内核的MCU系列单片机在世界上产量最大、应用也最广泛（20个生产厂家，350个衍生产品） 常见型号包括：Intel的MCS-51系列、Atmel 的89C51/52、89C1051/2051;2．ARM ASIC与IP ASIC:专用集成电路 (Application Specific Integrated Circuit） IP: 知识产权 (Intellectual Property） 或称为SIP（硅/半导体知识产权 )—指芯片电 路的制作方式或电路图等方面的知识产权。 厂商向拥有技术的IP Provider直接购买IP 以缩短Time-to-Market