PCI地位下滑：嵌入式硬件架构解析

本章深入探讨了嵌入式硬件基础，主要围绕嵌入式系统开发的关键组成部分展开。首先，介绍了南桥和北桥在Intel 440系列之后嵌入式系统架构中的地位变化，指出PCI（Peripheral Component Interconnect）接口的重要性逐渐减弱。接着，章节详细讲解了嵌入式系统硬件的比喻，将其比作人体的不同部分，强调了操作系统和应用程序对于硬件性能发挥的决定性作用。 嵌入式系统硬件的基础包括： 1. **RISC与CISC架构**： - CISC（复杂指令集计算机）的特点是拥有众多指令和寻址方式，旨在满足多样化的功能需求，但可能导致指令使用不均衡，CPI（指令周期）较高。 - RISC（精简指令集计算机）设计则注重简洁，只包含关键指令，以简化硬件结构和提高执行效率，适合VLSI（Very Large Scale Integration）技术的发展。 2. **冯·诺依曼体系结构与哈佛体系结构**： - 冯·诺依曼体系结构强调程序和数据分开存储，而哈佛体系结构则将程序存储器和数据存储器分开，有利于高效处理。 3. **流水线技术**： - 流水线设计可以并行处理指令，提高处理器的吞吐量，提升整体性能。 4. **总线与高速输入输出接口**： - 总线是连接不同硬件组件的通信路径，包括数据总线、地址总线和控制总线。 - 高速输入输出接口如USB、Ethernet等对于实时性和传输速率有重要影响。 5. **输入输出设备与存储器**： - 输入输出设备如传感器、执行器等是系统与外部世界交互的桥梁。 - 存储器类型可能包括闪存、RAM等，对系统性能和存储容量有直接影响。 6. **软硬件功能分配**： - CISC的复杂指令集导致软硬件功能分配问题，RISC则倾向于更简单的硬件设计，以便更快的速度和更低的功耗。 通过理解这些基础知识，开发者能够更好地设计和优化嵌入式系统的硬件架构，以适应特定的应用场景和性能要求。在当今的嵌入式领域，随着技术发展，选择合适的处理器架构和优化硬件设计策略对于系统性能至关重要。