嵌入式系统及应用嵌入式硬件系统.pptVIP

嵌入式系统已开始逐步采用微机系统普遍采用的PCI总线，以便于系统的扩展。11991年Intel公司联合IBM、Compaq、AST、HP、DEC等100多家公司成立了PCISIG（PeripheralComponentInterconnect?Special?Interest?Group）协会，它致力于促进PCI（PeripheralComponentInterconnect）总线工业标准的发展。21992年Intel在发布486处理器的时候，也同时提出了32-bit的PCI总线。3PCI总线规范先后经历了1.0版、2.0版和1995年的2.1版。4PCI总线:发展历程从总线速度上分，有33MHz、66MHz两种04从数据宽度上看，PCI总线有32bit、64bit之分031版本定义了64位总线扩展和66MHz总线时钟的技术规范。02PCI总线是地址、数据多路复用的高性能32位和64位总线。01PCI总线：特点CPCI总线为了将PCI总线规范用在工业控制计算机系统上，1995年11月PCI工业计算机制造者联合会（PICMIG）颁布了CompactPCI（以后简称CPCI）规范1.0版。1997年推出了CPCI2.0规范。PCI总线的电气规范标准针孔连接器（IEC-1076-4-101)欧洲卡规范（IEC297/IEEE1011.1）CPCI总线规范目前在嵌入式PC、工控计算机及高端的嵌入式系统中已经开始大量采用CPCI接口，CPCI将逐步替代VME总线。CPCI总线工控机之所以被业界所青睐，是因为其既具有PCI总线的高性能又具有欧洲卡结构的高可靠性，是符合国际标准的真正工业型计算机，适合在可靠性要求较高的工业和军事设备上应用。CPCI总线工控机定义了两种板卡尺寸：3U（100mm×160mm）6U（233mm×160mm）CPCI总线CPCI总线3U（100mm×160mm）6U（233mm×160mm）串行总线基础是通用微处理器01与通用微处理器相比的区别：体积小、重量轻、成本低、可靠性高功耗低工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面增强02嵌入式微处理器的特点体系结构指令集性能功耗和管理成本集成度嵌入式微处理器的特点嵌入式微处理器除了集成CPU核心、Cache、MMU、总线等部分外，还集成了各种外部接口和设备，如中断控制器、DMA、定时器、UART等。符合嵌入式系统的低成本和低功耗需求，一块单一的集成了大多数需要的功能块的芯片价格更低，功耗更少。用于桌面和服务器的微处理器的芯片内部通常只包括CPU核心、Cache、MMU、总线接口等部分，其他附加的功能如外部接口、系统总线、外部总线和外部设备独立在其他芯片和电路内。010201嵌入式微处理器的集成度嵌入式微处理器的集成度嵌入式微处理器是面向应用的，其片内所包含的组件的数目和种类是由它的市场定位决定的。在最普通的情况下，嵌入式微处理器包括：片内存储器：部分嵌入式微处理器外部存储器的控制器，外设接口(串口，并口)LCD控制器：面向终端类应用的嵌入式微处理器中断控制器，DMA控制器，协处理器定时器，A/D、D/A转换器多媒体加速器：当高级图形功能需要时总线其他标准接口或外设嵌入式微处理器的体系结构算术格式（ArithmeticFormat）由于低成本和低功耗的限制，大多数的嵌入式微处理器使用定点运算（fixed-pointarithmetic），即数值被表示为整数或在－1.0和＋1.0之间的分数，比数值表示为尾数和指数的浮点版本的芯片便宜。当嵌入式系统中需要使用浮点运算时，可采用软件模拟的方式实现浮点运算，只不过这样要占用更多的处理器时间。功能单元（FunctionalUnits）通常包括不止一个的功能单元，典型的是包含一个ALU、移位器和MAC，处理器通常用一条指令完成乘法操作。流水线（Pipeline）通常采用单周期执行指令，可能导致比较长的流水线返回嵌入式微处理器的指令集为满足应用领域的需要，嵌入式微处理器的指令集一般要针对特定领域的应用进行剪裁和扩充。目前很多应用系统需要类似于DSP的数字处理功能。这些指令主要有：乘加(MAC)操作：它在一个周期中执行了一次乘法运算和一次加法运算。SIMD类操作：允许使用一条指令进行多个并行数据流的计算。零开销的循环指令：采用硬件方式减少了循环的开销。仅使用两条指令实现一个循环，一条是循环的开始并提供循环次数，另一条是循环体。多媒体加速指令：像素处理、多边形、3D操作等指令。返回嵌入式微处理器的性能低端（