【文章內(nèi)容簡介】 上的必備硬件如內(nèi)存、中斷控制器等。 有時候用戶必須根據(jù)自己板子的硬件資源情況做適當?shù)恼{(diào)整與修改。 ........................................................ 27 嵌入式系統(tǒng)硬件組成 1. 嵌入式處理器 2. 典型嵌入式處理器介紹 3. 嵌入式 SoC 4. 可編程片上系統(tǒng) — SOPC 5. 嵌入式外圍接口電路和設備接口 ........................................................ 28 嵌入式處理器 嵌入式微控制器（ MCU） 嵌入式微處理器 （ MPU） 嵌入式 DSP ........................................................ 29 典型嵌入式處理器介紹 MIPS處理器 PowerPC處理器 Sparc處理器 ARM處理器 M I P S 的意思是 “ 無內(nèi)部互鎖流水級的微處理器 ”（ M icro p r o c e ss o r wit h o u t in t e r lo c k e d p ip e d sta g e s ）在嵌入式方面， M I P S 系列微處理器是目前僅次于ARM 的用得最多的處理器之一（ 1 9 9 9 年以前 M I P S 是世界上用得最多的處理器），其應用領域覆蓋游戲機、路由器、激光打印機、掌上電腦等各個方面。M I P S 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設計理念比較先進，在設計理念上 M I P S 強調(diào) 軟硬件協(xié)同提高性能，同時簡化硬件設計 。PowerPC 架構(gòu)的特點是 可伸縮性好，方便靈活 。PowerPC 處理器品種很多，既有通用的處理器，又有嵌入式控制器和內(nèi)核，應用范圍非常廣泛，從高端的工作站、服務器到桌面計算機系統(tǒng)，從消費類電子產(chǎn)品到大型通信設備，無所不包。處理器芯片主要型號是 PowerPC 750 ， 它于 1997年研制成功，最高的工作頻率可以達到 500 MHz ， 采用先進的銅線技術。該處理器有許多品種，以便適合各種不同的系統(tǒng)。包括 IBM 小型機、蘋果電腦和其他系統(tǒng)。嵌入式的 P o w e rP C 4 0 5 （ 主頻最高為 266 M Hz ）和 P o we rP C 4 4 0 （ 主頻最高為 550 M Hz ） 處理器內(nèi)核可以用于各種 S o C 設計上，在電信、金融和其他許多行業(yè)具有廣泛的應用。S u n 公司以其性能優(yōu)秀的工作站聞名，這些工作站的心臟全都是采用 S u n 公司自己研發(fā)的 S p a rc 芯片。根據(jù) S u n 公司未來的發(fā)展規(guī)劃，在 64 位 Ul traSp a rc處理器方面，主要有 3 個系列，首先是可擴展式 s系列，主要用于高性能、易擴展的多處理器系統(tǒng)。目前 U ltraSp a rc Ⅲ s 的頻率已經(jīng)達到 750 M Hz 。 將推出 U ltraSp a rc Ⅳ s 和 U ltra S p a rc Ⅴ s 等型號ARM 公司介紹公司介紹英國 先進 R IS C 機器公司 （ A d v a n c e d R I S C M a c h in e s ）作為 f a b le ss 、 c h i p l e ss 這一生產(chǎn)模式最為成功的典范 —— 既不生產(chǎn)芯片，也不銷售芯片，而是 設計 出高效的 IP 內(nèi)核， 授權(quán) 給各半導體公司使用；半導體公司在 A R M 技術的基礎上，根據(jù)自己公司的產(chǎn)品定位， 添加 自己的設計并推出芯片產(chǎn)品；最后由 O E M 客戶采用這些芯片來 構(gòu)建 基于 A R M 技術的最終應用系統(tǒng)產(chǎn)品。........................................................ 30 嵌入式 SoC SoC技術的出現(xiàn)表明了微電子設計由以往的 IC（電路集成）向 IS（系統(tǒng)集成）發(fā)展。 面向嵌入式系統(tǒng)的 SoC設計 將是未來推動集成電路設計業(yè)發(fā)展至關重要的問題。 IP內(nèi)核模塊是單片系統(tǒng)設計的基礎 以 HMS30C7202為例來看實際的 SoC ........................................................ 31 可編程片上系統(tǒng)－ SOPC 采用超深亞微米工藝技術； 使用一個以上的嵌入式處理器 /DSP； 外部可以對芯片進行編程； 主要采用第三方 IP進行設計； 足夠的片上可編程邏輯資源； 具有處理器調(diào)試接口和 FPGA編程接口； 可能包含部分可編程模擬電路； 單芯片、低功耗、微封裝。 用可編程邏輯技術把整個系統(tǒng)放到一塊硅片上，稱作 可編程片上系統(tǒng) SOPC ........................................................ 32 可編程片上系統(tǒng)－ SOPC SOPC的 技術基礎 ： 超大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷捌溟_發(fā)工具的成熟； FPGA密度提高； FPGA成本大大下降； FPGA設計、綜合、仿真、測試工具性能飛速提高。 微處理器 /DSP以 IP核的形式方便的嵌入到 FPGA中； 基于 IP Core的開發(fā)模式深入人心。 ........................................................ 33 嵌入式外圍接口電路和設備接口 根據(jù)外圍設備的功能可分為以下 5類 存儲器類型 通信接口 輸入輸出設備 設備擴展接口 電源及輔助設備 ? 存儲器類型：存儲器是嵌入式系統(tǒng)中 存儲數(shù)據(jù)和程序的功能部件 ，目前常見的存儲設備按使用的存儲器類型分為：靜態(tài)易失型存儲器（ R A M ， S R A M ）；動態(tài)存儲器（ D R A M ）；非易失性存儲器 R O M （ M A S K R O M ，EPR O M ， EEPR O M ， F L A S H ）；硬盤、軟盤、 CD － R O M 等。? 通信接口：目前存在的所有計算機通信接口在嵌入式領域中都有其廣泛的應用，應用最為廣泛的接口設備包括：RS 232 接口 （串口 U A R T）U S B 接口 （通用串行總線接口）IrD A （ In fra R e d D a ta A ss o c ia tio n － 紅外線接口）S PI （ 串行外圍設備接口）IICCAN 總線接口藍牙接口 （ B lu e to o th）E th e r n e t（ 以太網(wǎng)接口）IE E E 1 3 9 4接口通用可編程接口 GPIO 。CRT 、 L C D 和觸摸屏 等，構(gòu)成了嵌入式系統(tǒng)中重要的信息輸入輸出設備，應用廣泛。觸摸屏可以方便的實現(xiàn)鼠標和鍵盤功能。簡單的嵌入式系統(tǒng) 如具有簡單的記事本、備忘錄以及日程計劃等功能的 P D A ， 它所需要存儲的數(shù)據(jù)量并不需要很大的內(nèi)存。由于目前的嵌入式系統(tǒng)功能越來越復雜，需要 大容量內(nèi)存 ，大的內(nèi)存使得系統(tǒng)成本和體積加大。目前一些高端的嵌入式系統(tǒng)都會 預留可擴展存儲設備接口 ，為日后用戶有特別需求時，可購買符合擴展接口規(guī)格的裝置直接接入系統(tǒng)使用。常用的擴展卡 還有各種 CF 卡、 SD 卡、 M e m o ry S tic k等。目前高端的嵌入式系統(tǒng)都留有一定的擴展卡接口。? 電源及輔助設備嵌人式系統(tǒng)力求 外觀小型化、重量輕以及電源使用壽命長 ，例如移動電話或 P D A ， 體積較大或者過重的機型已經(jīng)被淘汰。目前發(fā)展的目標是體積小、易攜帶和外觀設計新穎等。在便攜式嵌入式系統(tǒng)的應用中，必須特別關注電源裝置等輔助設備。..................