计算机三级嵌入式知识点完全整理_嵌入式三级

三级嵌入式知

需积分: 43 588 浏览量更新于2023-05-26 评论 6 收藏 1.9MB PDF 举报

身份认证购VIP最低享 7 折!

领优惠券(最高得80元）

资源详情

资源评论

资源推荐

We are limited only by our energy and imagenation.

一、嵌入式系统开发的基础知识

1．嵌入式系统的特点、分类、发展与应用，熟悉嵌入式系统的逻辑组成。

（1）特点：

专用性

隐蔽性 :嵌入式系统是被包装在内部

资源受限:要求小型化、轻型化、低功耗及低成本，因此软硬件资源受到限制

高可靠性:任何误动作都可能会产生致命的后果

软件固化:软件都固化在只读存储器 ROM 中，用户不能随意更改其程序功能

实时性

（2）逻辑组成

硬件：

1)处理器（运算器、控制器、存储器）

目前所有的处理器都是微处理器中央处理器（CPU）和协助处理器（数字信号处理器

DSP、图像处理器、通信处理器）

2)存储器（随机存储器 RAM 和只读存储器 ROM）

RAM 分为动态 DRAM 和静态 SRAM 两种。DRAM 电路简单、集成度高、功耗小、成本低，但

速度稍慢慢；SRAM 电路较复杂、集成度低、功耗较大、成本高，但工作速度很快，适合用

作指令和数据的高速缓冲存储器 RAM 当关机或断电时，其中的信息都会消失，属于易失性存

储器

ROM 属于不易失性存储器。分为电可擦可编程只读存储器（存放固件）和闪速存储器

（Flash ROM 简称内存）。内存的工作原理：在低

压下，存储的信息可读但不可写，这类似于 ROM；在较高的电压下，

所存储的信息可以更改和删除，这有类似于 RAM。

3)I/O 设备与 I/O 接口

4)数据总线

软件

（3）分类

按嵌入式系统的软硬件技术复杂程度进行分类：

1 )低端系统采用 4 位或 8 位单片机，在工控领域和白色家电领域占主导地位，如计算

器、遥控器、充电器、空调、传真机、BP 机等。

2)中端系统采用 8 位/16 位/32 位单片机，主要用于普通手机、摄像机、录像机、电子

游戏机等。

3)高端系统采用 32 位/64 位单片机，主要用于智能手机、调制解调器、掌上计算机、路

由器、数码相机等。

（4）发展

20 世纪 60 年代初，第一个工人的现代嵌入式系统（阿波罗导航计算机）；

20 世纪 60 年代中期，嵌入式计算机批量生产；

20 世纪 70 年代，微处理器出现；

We are limited only by our energy and imagenation.

20 世纪 80 年代中期，外围电路的元器件被集成到处理器芯片中，昂贵的模拟电路元件

能被数字电路替代；

20 世纪 90 年代中期 SOC 出现，集成电路进入超深亚微米乃至纳米加工时代

2．嵌入式系统的组成与微电子技术（集成电路、EDA、SoC、IP 核等技术的作用和发展）

2.1 集成电路 IC

集成电路的制造大约需要几百道工序，工艺复杂。集成电路是在硅衬底上制作而成的。

硅衬底是将单晶硅锭经切割、研磨和抛光后制成的像镜面一样光滑的圆形薄片，它的厚度不

足 1mm，其直径可以是 6、8、12 英寸甚至更大这种硅片称为硅抛光片，用于集成电路的制

造。

制造集成电路的工艺技术称为硅平面工艺，包括氧化、光刻、掺杂等多项工序。把这些

工序反复交叉使用，最终在硅片上制成包含多层电路及电子元件的集成电路。

集成电路的特点：体积小、重量轻、可靠性高。其工作速度主要取决于逻辑门电路的晶

体管的尺寸。尺寸越小，工作频率就越高，门电路的开关速度就越快。

2.2 EDA（电子设计自动化）

2.3 SoC 芯片（片上系统）

既包含数字电路，也可以包含模拟电路，还可以包含数模混合电路和射频电路。SoC 芯

片可以是一个 CPU，单核 SoC，也可以由多个 CPU 和/或 DSP，即多核 SoC。

开发流程：

（1）总体设计可以采用系统设计语言 System C（或称 IEEE 1666，它是 C++的扩充）

或 System Vetilog 语言对 SoC 芯片的软硬件作统一的描述，按照系统需求说明书确定 SoC

的性能能参数，并据此进行系统全局的设计。

（2）逻辑设计将总体设计的结果用 RTL（寄存器传输级描述语言）语言进行描述（源

文件）后，在使用逻辑综合将源文件进行综合生成，生成最简的布尔表达式核心好的连接关

系（以类型为 EDF 的 EDA 工业标准文件表示）。

（3）综合和仿真

（4）芯片制造借助 EDA 中的布局布线工具。

2.4 IP 核

IC 设计文件：逻辑门级，包括各种基本的门电路；寄存器传输级，如寄存器、译码器、

数据转换器；行为级，如 CPU、DSP、存储器、总线与接口电路等。

核库中的设计文件均属于知识产权 IP 保护的范畴，所以称为“知识产权核”或“IP 核”。

IP 核是开发 SoC 的重要保证。按 IC 设计文件的类型，IP 通常分为：软核、固核、硬核。

IP 核的复用可以减少研发成本，缩短研发时间，是实现 SoC 的快速设计，尽早投放市场的

有效途径。

目前主要的 CPU 内核有 ARM、MIPS、PowerPC、Coldfile、x86、8051 等。ARM 内核占所

有 32 位嵌入式 RISC 处理器的 90%以上。

3．嵌入式系统与数字媒体（文本、图像和音频/视频等数字媒体的表示与处理）

（1）文本

We are limited only by our energy and imagenation.

程序总线数据总线

（3）分类

按指令集分为：复杂指令集结构 CISC 和精简指令集结构 RISC

按存储机制分为：冯–诺依曼结构和哈佛结构

按字长分为：8 位、16 位、32 位、64 位结构

按不同内核系列可以分为：51、AVR、PIC、MSP430、PowerPC、Coldfile、ARM

（4）不同典型内核简介

内核系列

推出公司

内核结构

简单描述

Intel

CISC

哈佛结构

8 位字长，常用于简单的检测与控制应用领域，最早被称为单片

机。其价格低，应用资料齐全，开发工具便宜，开发周期短，成

本低，因此被广泛应用到各个行业。随着 1T 改进型 51 内核的推

出，加上许多器件厂家增加了自己的特色组件，51 系列还在使用。

AVR

Atmel

RISC

哈佛结构

8 位、16 位和 32 位三类字长的微控制器内核，以适应不同应用层

次的要求。主要特点是高性能、高速度、低功耗。

PIC

Microchip

RISC

哈佛结构

8 位、16 位和 32 位三类字长的微控制器内核，以适应不同应用层

次的要求。主要用于工业控制，主要优势是针对性强，特别是抗

干扰能力强。

MSP430

RISC

冯-结构

16 位字长的微控制器区内核，广泛应用于手持设备嵌入式应用系

统中，突出特点就是以超低功耗著称全球。

MIPS

RISC

哈佛结构

高性能高档次 32 位和 64 位处理器内核。主要特点是适应于高速、

大数据吞吐量应用场合

PowerPC

Apple，

IBM,Motorola

RISC

哈佛结构

高性能高档次含有 32 位子集的 64 位处理器内核。具有优异的性

能、较低的能耗以及较低的散热量。

MC68K

Motorola

RISC

哈佛结构

32 位字长的处理器内核，具有超标量的超级指令流水线，性能优

异明显，主要用于与高端嵌入式应用领域。

Coldfile

Frescale

RISC

哈佛结构

32 位字长的高性能处理器内核，性能优越，集成度高，可用于工

业应用领域、消费电子领域、医疗电子领域、测试与测量领域等。

ARM

RISC

多数为哈佛

结构

32 位字长的高性能处理器内核，目前嵌入式处理器的领跑者

2．ARM 处理器内核的体系结构（工作状态，工作模式，寄存器组织，异常，数据类型与

存储格式等）

（1）工作状态（3 种）

一是 ARM 状态，二是 Thumb 指令状态及 Thumb-2 状态，三是调试状态。

ARM 处理器复位后开始执行代码时总是只处于 ARM 状态，如果需要，可通过下面的方法

剩余23页未读，继续阅读

tuisexifeng

粉丝: 3
资源: 16

会员权益专享

计算机三级嵌入式知识点完全整理

评论0

会员权益专享

最新资源

计算机三级嵌入式知识点完全整理

评论0

计算机三级嵌入式学习笔记汇总.pdf

计算机三级嵌入式习题。一共十二套

全国计算机等级考试四级嵌入式系统开发工程师真题题库12套全

对计算机嵌入式应用方向的认识

嵌入式专业需要什么知识

嵌入式c语言编程嵌入式c语言编程

计算机与嵌入式之间的区别

对计算机嵌入式应用方向的职业规划

嵌入式c高级编程pdf

要学会嵌入式需要学习哪些知识

如何成为嵌入式软件开发

详细说一下嵌入式系统的基础知识

请告诉我湖北科技学院2020级嵌入式系统原理与应用有那些题目

基于Linux的轻量级嵌入式GUI系统及实现

DSP基础知识 嵌入式处理器，它完全可以完成单片机的功能。

嵌入式工程师需要学习的知识

嵌入式需要掌握哪些技术

嵌入式linux人脸识别

会员权益专享

最新资源

DSP基础知识嵌入式处理器，它完全可以完成单片机的功能。