CISC与RISC：嵌入式硬件扩充与存储器详解

嵌入式硬件基础是嵌入式系统开发的核心组成部分，它决定了系统的功能和性能。本章节主要讨论了以下几个关键知识点： 1. **CISC (复杂指令集计算机) 和 RISC (精简指令集计算机)**: - CISC的特点包括大量的指令和寻址方式，指令长度可变，强调编译优化和高代码密度，但指令使用频率不均衡，导致低频度指令执行效率低下。 - RISC则相对简洁，只包含常用指令，指令长度固定，有助于简化硬件设计，提高执行速度。其Load/Store结构使得数据通道执行高效。 2. **冯·诺依曼体系结构和哈佛体系结构**: - 冯·诺依曼体系结构将指令和数据存储在同一个存储空间，而哈佛体系结构将它们分开，提高了数据访问速度。 3. **流水线技术**: - 流水线设计可以并行执行指令，提高处理器性能，但复杂指令集可能对流水线的同步造成挑战。 4. **嵌入式微处理器体系结构**: - 这包括单通数据通道与微操作通道的区别，以及CISC和RISC在硬件结构上的对比。 5. **总线与高速输入输出接口**: - 总线是连接系统各部件的关键，如内存、CPU和其他外设间的通信桥梁；高速IO接口提供快速数据传输。 6. **输入输出设备与存储器**: - 输入输出设备如传感器、显示器等，是嵌入式系统与外界交互的重要部分；存储器如RAM、ROM等用于临时和长期数据存储。 7. **软件与硬件的关系**: - 嵌入式系统软件，如操作系统，负责管理和调度硬件资源，使之充分发挥效能。硬件则是软件实现功能的基础。 CISC与RISC的比较在嵌入式系统设计中起着关键作用，选择哪种架构取决于系统性能需求、存储资源限制以及生产工艺的要求。在硬件开发过程中，合理地平衡指令集复杂性和硬件成本，以及软硬功能分配，是成功设计嵌入式系统的关键。理解这些基础知识对于构建高效、灵活的嵌入式系统至关重要。