嵌入式系统-1-嵌入式系统硬件基础.pptVIP

*CPU对内存的两种基本操作：取指令读写内存计算机系统的一般运行原理*计算机系统的一般运行原理指令和数据的概念，只有处理器才会去做区分。对于内存而言，并不会区分指令还是数据，只是在相应的位置（也就是内存的地址）放入的二进制的代码。*程序计数器在系统复位后，指向的内容是内存的某一个点区域，处理器从该处的内存依次取出指令，然后译码、执行。处理器在执行完一条指令之后，将自动将程序计数器寄存器的内容增加一个单位，然后根据其地址自动执行下一条指令。指令操作一般包括：读写内存（处理器操作内存）处理寄存器中的数据（处理器不操作内存）跳转到某个位置执行指令（给PC赋值）上述操作的组合计算机系统的一般运行原理*处理器将所有的内存映射到自己的地址空间中。对于实际内存（RAM和ROM等）的映射比较简单，即为根据地址总线和片选信号为一定大小的内存分配一个固定的地址区域，在操作的时候使用区域地址+内存内部地址来操作内存的每一个位置。计算机系统的一般运行原理*冯·诺依曼体系内存结构模型*哈佛体系内存结构模型*各种体系结构处理器的差别处理器每次执行的指令的长度（1、2、4或者8字节）；处理器指令可以完成的功能；处理器执行一条指令所占用的时间单位；指令系统是RISC还是CISC；处理器可访问的地址空间大小；处理器IO端口使用单独的空间，还是使用内存的地址空间（x86处理器一般为前者）；处理器是否具有流水线等。*嵌入式系统本质上是计算机系统，但是具有以下的特点：集成度高非标准化接口非常复杂嵌入式系统的非标准化使得嵌入式的硬件工程师有了更大的发挥空间，同时也要求嵌入式工程师需要拥有较高的专业素质。嵌入式系统与通用计算机硬件组成的异同*嵌入式系统本质上是计算机系统，但是具有以下的特点：集成度高非标准化接口非常复杂有多种接口选择：I2C、SPI、蓝牙、红外、CAN总线等等。嵌入式系统的设计者只有具备了广泛的知识，才能选择出最合适的硬件，设计出性价比最高的系统。嵌入式系统与通用计算机硬件组成的异同*带有总线扩展的嵌入式处理器的系统构建方式比较灵活！嵌入式系统的硬件结构*无总线扩展的嵌入式处理器的系统适用于集成度要求比较高的应用！嵌入式系统的硬件结构*嵌入式最小系统的组成在嵌入式系统中，最简单的系统包括以下单元：处理器内存时钟电源和复位对于任何一个计算机系统，处理器都是整个系统的核心，整个系统式靠处理器的指令工作起来的。*在嵌入式系统中，最简单的系统包括以下单元：处理器内存时钟电源和复位一个嵌入式处理器的运行，其指令必须放入一定的存储空间内，运行的时候也需要空间来存储临时的数据，因此内存也是必不可少的。嵌入式最小系统的组成*在嵌入式系统中，最简单的系统包括以下单元：处理器内存时钟电源和复位处理器的运行时需要时钟周期的，一般来说处理器在一个或者几个周期内执行一条指令。时钟单元的核心是晶振，它可以提供一定频率，处理器使用该频率的时候可能还需要进行倍频处理。嵌入式最小系统的组成*在嵌入式系统中，最简单的系统包括以下单元：处理器内存时钟电源和复位电源是为处理器提供能源的部件，在嵌入式系统中一般使用直流电源；复位电路连接处理器的引脚，实现通过外部电平让处理器复位的目的。如何将指令代码放入到内存中？嵌入式最小系统的组成*传统最小系统构建方式传统最小系统构建方式如果要更改程序，需将上述整个过程重复一遍。尤其连接存储器和处理器的过程非常复杂，可能需要重做整个系统！*JTAG接口在最小系统中的应用调试与测试接口原不是系统运行必须的，但现代系统设计越来越强调可测性，调试、测试接口的设计也越来越受到重视。目前高级的嵌入式处理器中，内置有JTAG调试接口，即联合测试行动小组（JointTestActionGroup）接口，可以控制芯片的运行并获取内部信息，为下载和调试程序提供了很大的方便。对于具有JTAG接口的处理器，可以将其与主机(PC)连接起来，通过JTAG将主机中的程序载入到嵌入式系统的内存中。*使用JTAG的最小系统构建方式使用JTAG的时候可以将程序直接载入到目标机的RAM中，然后直接运行。因此ROM/FLASH在最小系统中已不是必须的了。JTAG接口在最小系统中的应用*嵌入式最小系统框图嵌入式控制器时钟系统调试测试接口复位及其配置系统存储器系统供电系统(电源)可选，因为许多面向嵌入式领域的微控制器内部集成了程序和数据存储器可选，但是在样品阶段通常都会设计这部分电路嵌入式系统的基本组成*嵌入式系统