嵌入式系统基础嵌入式软件设计开发课件.ppt

* 内存类芯片 CISC和RISC CISC：复杂指令集（Complex Instruction Set Computer） 具有大量的指令和寻址方式 8/2原则：80%的程序只使用20%的指令 大多数程序只使用少量的指令就能够运行。 RISC：精简指令集（Reduced Instruction Set Computer) 在通道中只包含最有用的指令 确保数据通道快速执行每一条指令 使CPU硬件结构设计变得更为简单 嵌入式微处理器 ? CISC 和 RISC指令系统的对比 嵌入式处理器 嵌入式处理芯片或核有很多种不同类型： 通用处理器（微处理器、微控制器、嵌入式处理器、数字信号处理器、媒体处理器） 作为附加处理器的专用系统处理器（ASSP） 含通用处理器或专用指令处理器（ASIP）的多处理器系统 嵌入到一个专用集成电路（ASIC）或一个大规模集成电路（VLSI）中的通用处理器或专用指令处理器 ASIC／VLSI中集成了处理器单元的FPGA核。 通用嵌入式微处理器分类 （1）嵌入式微控制器 嵌入式微控制器的典型代表是单片机，这种８位的电子器件目前在嵌入式设备中仍然有着极其广泛的应用。 单片机芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等各种必要功能和外设。 微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高。 微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。微控制器的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，因此称为微控制器。 （2）嵌入式DSP处理器 DSP处理器是专门用于信号处理方面的处理器，其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，在数字滤波、FFT、谱分析等各种仪器上DSP获得了大规模的应用。 DSP的理论算法在70年代就已经出现，但是由于专门的DSP处理器还未出现，所以这种理论算法只能通过MPU等由分立元件实现。1982年世界上诞生了首枚DSP芯片。在语音合成和编码解码器中得到了广泛应用。DSP的运算速度进一步提高，应用领域也从上述范围扩大到了通信和计算机方面。 目前最为广泛应用的嵌入式DSP处理器是TI的TMS320C2000/ C5000系列，另外如Intel的MCS-296和Siemens的TriCore也有各自的应用范围。 MPU嵌入式微处理器是由通用计算机中的CPU演变而来的。 与计算机处理器不同的是，在实际嵌入式应用中，只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，这样就以最低的功耗和资源实现嵌入式应用的特殊要求。 和工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。目前主要的嵌入式处理器类型有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM/StrongARM系列等 （3）、嵌入式微处理器（Micro Processor Unit) （4）嵌入式片上系统 新的发展方向：SOC (System On Chip) ASIC Core Memory Embedded Processor Core Analog Functions Communication Sensor Interface 应用系统设计进入SoC时代 ?IC设计从微电子向应用系统设计普及 ?廉价工具、SoC技术支持的广泛实现 ?基于IP及SoC总线的傻瓜化方法 ?已进入实用化阶段（不少公司已有SoC设计部门） 基于SoPC的半定制SoC设计 ?从CPLD/FPGA到SoPC:IP+PLA的SoC设计思路 ?SoPC的一般结构:（ MCU内核+通用外围）+PLA ?在PLA基础上满足用户SoC的个性要求 SoPC的厂家系列支持 32位主要系列： ·Altera公司ARM内核Excolibur系列 MIPS内核 Nious内核Stratix系列 ·Xilinx公司PowerPC内核Virtex系列 MicroBlaze内核SpartanII或Virtex系列 ·Triscend公司ARM7内核E7系列 8位主要系列： ·Triscend公司 8051内核的E5系列 ·Xilinx公司 Flip8051-PR内核的SpartanII或Virtex系列 ·ST公司 8051内核的μPSD系列 ·Cypress公司 8051内核的CY8系列 ·Atmel公司 AVR内核的FPSLIC 基于厂家服务平台的SoC设计 ?过去第3方厂家的技术支持: