第1章嵌入式系统简介.ppt

《基于HCS12的嵌入式系统设计》 第1章 嵌入式系统简介 1.1 概述 1.1.1 基本概念和术语 【中央处理器（CPU）】 中央处理器（Central Processing Unit）是一台计算机的运算和控制核心。 【功能】解释并执行计算机的指令和处理软件中的数据。 【组成】 运算器——进行算术、逻辑运算； 寄存器——暂时存储数据； 控制器——解释指令，按照时序产生CPU内部或外部的控制信号。 【运行过程】提取（Fetch）、解码（Decord）、执行（Execute）、回写（Writeback）。 《基于HCS12的嵌入式系统设计》 第1章 嵌入式系统简介 1.1 概述 1.1.1 基本概念和术语 【中央处理器（CPU）】 【特点】CPU的工作与时钟脉冲发生器产生的脉冲信号同步。 【主频】CPU内部的工作时钟频率。主频越高，一个时钟周期内执行的指令数越多，CPU的运算速度越快。 【外频】系统总线频率。CPU与周边设备传输数据的频率，即CPU到芯片组件之间的总线速度。 【倍频】CPU与系统总线之间相差的倍数。CPU主频?=?外频???倍频。当外频不变时，提高倍频，CPU主频也就越高。 【外部时钟频率】外部晶体振荡器的振荡频率。等于或低于系统总线频率。 《基于HCS12的嵌入式系统设计》 第1章 嵌入式系统简介 1.1 概述 1.1.1 基本概念和术语 【存储器】 由若干个存储单元组成，主要用于存储信息资料和程序。 按照存储信息的保持性，分为：随机存储器（Random Access Memory，RAM）和只读存储器（Read Only Memory，ROM）。 【RAM】存储单元的内容可随意读出或写入，且存取速度与存储单元的位置无关。由于断电时存储内容会丢失，因此，称为易失性存储器，主要用于存储短时间使用的信息。 【ROM】存储单元的内容只能读出，不能随意写入，断电后保存的信息不会改变，称为非易失性存储器。 《基于HCS12的嵌入式系统设计》 第1章 嵌入式系统简介 1.1.1 基本概念和术语 【存储器】 随机存储器（RAM） 按照存储特性的不同，又分为：静态随机存储器（Static RAM，SRAM）和动态随机存储器（Dynamic RAM，DRAM）。 【SRAM】在触发器的基础上附加门控管构成阵列，依靠触发器的自保持功能存储数据。不断电时，存储的数据不会丢失。 优点：速度快、静态功耗极低。缺点：集成度低、运行功耗大。 【DRAM】由动态MOS存储单元构成存储矩阵，利用MOS管的栅极电容存储信息。即使不断电，如果不能及时刷新，存储的数据仍会丢失。 优点：集成度远高于SRAM、功耗低。缺点：由于需要刷新，外围电路复杂，存取速度比SRAM慢。 《基于HCS12的嵌入式系统设计》 第1章 嵌入式系统简介 1.1 概述 1.1.1 基本概念和术语 【存储器】 只读存储器（ROM） 按照存储特性的不同，又分为：掩膜型只读存储器（Mask ROM，MROM）、可编程只读存储器（Programmable ROM，PROM）、可擦除可编程只读存储器（Erasable Programmable ROM，EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable ROM，EEPROM）、闪速存储器（Flash Memory）。 《基于HCS12的嵌入式系统设计》 第1章 嵌入式系统简介 1.1 概述 1.1.1 基本概念和术语 【存储器】 只读存储器（ROM） 【MROM】芯片生产厂家在最后一道掩膜工艺时，将信息永久性地写入，不可擦除和更改。 【PROM】用户可通过编程器写入信息，但只能写一次，不能擦除。 【EPROM】用户可以多次写入、擦除信息。利用紫外线照射，擦除芯片中的内容；利用编程器，在外加高电压（12V或21.5V）条件下将信息写入。 【EEPROM】在5V电压下写入和擦除信息，可以在线擦除和编程。 【FLash Memory】实质是一种高速EEPROM。 《基于HCS12的嵌入式系统设计》 第1章 嵌入式系统简介 1.1 概述 1.1.1 基本概念和术语 【CISC和RISC】 复杂指令集计算机（Complex Instruction Set Computer，CISC）和精简指令集计算机（Reduced Instruction Set Computer，RISC）是当前CPU的两种架构，区别在于不同的CPU设计理念和方法。 CISC CISC是一种便于编程和提高记忆体访问效率的芯片设计体系。 【设计原则】强化指令的硬件执行，用最少的机器语言指令来完成所需的计算任务，将较复杂（较长）的指令译码分解成几条微指令去执行。 【指令系统】具有大量的指令和寻址方式，指