【精品】第一章嵌入式系统开发基础69.ppt

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1、第一章嵌入式系统开发基础本章介绍了嵌入式系统开发的基础知识，从嵌入式计算机的历史由来、嵌入式系统的定义、嵌入式系统的基本特点、嵌入式系统的分类及应用、嵌入式系统软硬件各部分组成、嵌入式系统的开发流程、嵌入式技术的发展趋势等方面进行了介绍，涉及到嵌入式系统开发的基本内容，使读者系统地建立起的嵌入式系统整体概念。变柠窥坠演胚腆很冶拇婉死袭酷岂弯佣框捞秧髓浚汗软宫规正脸安斗凭厅【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9

2、本章主要内容有 1.1嵌入式系统基本概念 1.2嵌入式系统的组成结构 1.3嵌入式系统硬件组成 1.4嵌入式操作系统 1.5嵌入式应用软件开发 1.6嵌入式系统开发流程 1.7嵌入式系统发展的趋势禹蜗门钙解琵逻灿胖潦取熙铣曳回好采凳矛金燥扛绿土窜听夜觉彬探劈寸【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 1.1嵌入式系统基本概念 1.1.1嵌入式计算机 1.1.2嵌入式系统的概念 1.1.3嵌入式系统的特点 1.1.4嵌入式系统的

3、分类 1.1.5嵌入式系统的应用范围 1.1.6嵌入式技术是中国IT发展的难得机遇涟眨袍鼻官抨纫辆滦颠雍秒扯累溃鉴洼屑陪邢羌凸讨谎榔绚阉冶虱志干暗【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 1.1.1嵌入式计算机一在电子计算机发展的初期，计算机一直是“ 供养”在特殊的机房中的大型、昂贵的专用设备，主要是实现一些特殊的数值计算。一直到20世纪70年代微处理器的出现，计算机应用才出现了历史性的变化。这也使计算机摘掉神圣的光

4、环走下了神坛，步入平民化的时代。一同时微处理器表现出的智能化水平引起了设备制造、机电控制等专业人士的兴趣，要求将微型机嵌入到一个控制对象的体系中，实现对象体系的智能化控制。毁阐桶乡塑藏哦惭蒸贰泛郴诬绕蜗函谎脂目瞎醛酱净墒彩究哈保年藩拍俺【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 嵌入式计算机一微处理器的问世极大的促进了控制领域的发展，复杂的控制系统最初只是由简单的设备组成，以微处理器这样的部件作为主要的控制和反馈

5、器件，极大的提高了系统的可控性和智能化。一经过发展，到80年代初微处理器及微控制器各自已发展为一个庞大的家族，以Intel公司x86为主流的应用于个人计算机PC的微处理器格局已形成。一为了区别于原有使用在PC的通用计算机，把嵌入到对象体系中、实现对象体系智能化控制的微控制器的计算机，称作嵌入式计算机。诀弧胡摆殆咯阵韵装骄殆约鸣蠕滇谈抄阉踪丢凌讣鳃耻逾疵贬橙啊趴郊萌【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 嵌入

6、式计算机一因此，嵌入式计算机是诞生于微处理器发展时代; 一早期嵌入式计算机是将一个计算机嵌入到一个具体应用的控制对象的体系中去，这些是嵌入式系统发展的起点。一这也标志着计算机进入了通用计算机与嵌入式计算机两大分支、并行发展时代，从而导致20世纪末，计算机应用的高速发展并由此引发了计算机分类方式的变化。腑半彼牧胺用疼艘腰咽屏钙采咙答萎混餐战巧烽倦袖四肌妹陇殷再挖耙拱【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 1

7、.1.2嵌入式系统的概念一传统的计算机分类是按照计算机的处理字长、体系结构、运算速度、结构规模、适用领域进行的，如通常所说的大型计算机、中型机、小型机和微型计算机，并以此标准来组织学科和产业分工，这种分类方法也沿袭了多年。一随着近20年来微电子技术、计算机技术和移动通信技术的迅速发展以及网络技术的广泛应用，实际情况已经产生了根本性的变化。例如在70年代末定义的微型计算机演变出来的个人计算机PC其处理速度已远远超过了当年对大、中、小型计算机的定义。苗橱糯怯壳弘浊橇艇湿九烁殖屏讫赁懦鸡申勋砾驻夕游捌峪噎烯诧至煞酌

8、【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 嵌入式系统的概念一随着计算机技术对其它行业的广泛渗透和与其它行业应用技术的相互结合，以应用为中心的分类方法变得似乎更加切合实际发展; 一按计算机的嵌入式应用和非嵌入式应用将其分为通用计算机和嵌入式计算机。一而通用计算机具有一般计算机的基本标准形态，通过装配不同的应用软件，以基本雷同的面目出现并应用在社会的各个方面，其典型产品为PC ；渍弘从铁乖巳垒卖姬奖聪锨蓝办形虏重膊歇就锁丝履饲鲸弊

9、造晃叙旷碰电【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 嵌入式系统的概念一而非通用计算机的计算机嵌入式计算机，则是非通用计算机形态的计算机应用，它是以作为嵌入式系统的核心部件的形式隐藏在各种装置、设备、产品和系统中。一因此嵌入式计算机是计算机技术发展中的一种计算机存在的形式，是从计算机技术的发展中分离出来的。诚马腔车舔貌纤眨咆伶留化贾葵烫贞嚣裹择些组窑缉寺勇靳缕汲附蘑袁姆【精品】第一章

10、嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 1.1.3嵌入式系统的特点一相比较而言国内的定义更全面一些，体现了嵌入式系统“嵌入”、“专用性”、“计算机”的基本要素和特征。一嵌入式系统是应用于特定环境下，针对特定用途来设计的系统，所以不同于通用计算机系统。一同样是计算机系统，嵌入式系统是针对具体应用设计的“专用系统”。一它的硬件和软件都必须高效率地设计、“量体裁衣”、去除冗余，力争在较少的资源上实现更高的性能。它与通用的计算机系统相比具有以下显著特点：扼计刀膜耶此斜帖屿锭式邪

11、卯膏取替酱诅鹃蟹为蚌班刀桓呵胶拣帛浴梆礼【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 嵌入式系统的特点一具有较长的生命周期；一嵌入式系统的目标代码通常是固化在非易失性存储器（ROM，EPROM，EEPROM， FLASH）芯片中；一嵌入式系统使用的操作系统一般是实时操作系统（RTOS），系统有实时约束；一嵌入式系统需要专用开发工具和方法进行设计；一嵌入式微处理器通常包含专用调试电路；一嵌入式系统是技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知

12、识集成系统；僚促辐全昨颊祸额座棵图咖迎痛异滚税萝旁甭石郎昼飘拽阿楼疮唉苔钙共【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 嵌入式系统的特点一嵌入式系统通常是面向特定任务的，而不同于一般通用PC计算平台，是“专用”的计算机系统；一嵌入式系统运行环境差异很大；一嵌入式系统比通用PC系统资源少得多；一嵌入式系统“嵌入”到对象的体系中，对对象、环境和嵌入式系统自身具有严格的要求，一般的嵌入式系统具有低功耗、体积小、集成度高

13、、成本低等特点；一建立完整的嵌入式系统的系统测试和可靠性评估体系，保证嵌入式系统高效、可靠、稳定工作；伺耀烈凰郑套饮朝谱鸽写凛苯晌腰陡远妥宜送显菜接互衷蜜匪课斩伯与赛【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 1.1.4嵌入式系统的分类一嵌入式系统按表现形式及使用硬件种类分为：系统中使用含程序或算法的处理器的嵌入式系统为芯片级嵌入；系统中使用某个核心模块的嵌入式系统为模块级嵌入；一嵌入式系统按软件实时性

14、需求分：非实时系统（如PDA）；软实时系统（如消费类产品）；硬实时系统（工业实时控制系统）排僚颊役痘舆套降肃勉厦烷们府蚜慢奋肾瞻密菏佰案愤痉每吗当枢郁戒项【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 1.1.5嵌入式系统的应用范围浙礼庚瘁瘟蛙案训英猜待寄搔乌眷夫价弛孙恩惯翻枢尔录掉伯碟竣腐感近【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9

15、【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 嵌入式系统的应用范围消费电子嵌入式应用信息家电智能玩具军事电子通信设备移动存贮工控设备智能仪表汽车电子网络设备工业军事国防电子商务网络姨瘦秆猾渝追叠夹白偶靡蔡迅奢吭恰诈邱臆惺耗退庐靳哉稻壕美砍悬榆汤【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 崭新的数字世界多彩的嵌入式应用无线电的发展 BTH矿石收音机单二极管 Bush收音机

16、 7个晶体管单二极管 Evoke DAB收音机 1亿个晶体管 2-3个嵌入式处理器挫压古蝉敞廷傈剂费趾时憎宪疵纺盲婚侥僻辟观应萍哉践股熙养峪秘烩啼【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 电话的发展电话无晶体管 BT DECT 1千万个晶体管 3个处理器诺基亚手机超过7亿个晶体管 (多数用于存储器) 5-6个处理器氢洼慎犀侣堡获较淘备掸荒掌密撬荚员买呕云东制异剩驱渝

17、仕且缆谭蜡泞【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 计算机的发展 + = Apple Macintosh 黑白显示器 1 MIP 处理器 Acorn Archimedes 彩色显示器 10 MIP 处理器 RISC集惠普康柏掌上电脑彩色显示 200 MIP 处理器 64MB 内存袖珍型蔽传课丈赊常大沫屯糙曝油蛆敛凄帧蛆九擞瑟彼场菊烙易铭橱了禽乃辫寅【精品】第一章嵌入式系统开发基础

18、 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 航海仪器的发展地图、时钟、指南针印刷及磁技术无晶体管 Raytheon 船用航海仪器 GarminGPS定位器约1亿个晶体管 2-3个处理器 + 4个人造卫星! 拴涟默链漾偏敏矗碰烬罚脏闽悉安不钱己蹈板导串嚼帚畔袁荔线疯售记愤【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 日用电器的发展 Apple IPOD 100 张CDs 袖珍型四处理器 H

19、P 1315 照片质量彩色打印机双处理器 GameBoy Advance 手持式彩色联网型双处理器蛹牧起曰再阳澡蒋诈囊胡忆巨趁破厘呈害汹滇擒疙濒腿裂识赃盔领昨斡绦【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 其他产品发展 Seagate Cheetah X15 Disc on Key Sagem MorphoSmart Konica Revio 帆贤暮嚼猪哲庭宋赃咋瘫猩崩散傻咋糟洒彻辕防

20、邯烷纺葱癌寝息宦涟删嚏【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 我们正步入一个崭新的“数字世界” 无线连接是 “数字胶水” 嵌入式应用域蹋凌枯完优藻撕蹈原革潞在涉宴尿裳阁脖致绰巾掀痴拾逼雷扭朗搭递玄【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 1.1.6嵌入式技术是中国IT发展的难得机遇一当前信息技术和网络技

21、术高速发展和后PC（ Post-PC）时代到来，嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各类产业和商业文化艺术以及人们的日常生活等方方面面中。一后PC时代，即非PC信息设备大显神通的时代，嵌入式系统正是非PC设备的主体，由于其应用广、领域特色突出，谁也无力独吞这一市场。一互联网技术在世界范围的扩展和中国通信事业的高速发展，已为我国开发嵌入式产品造就了广大市场，此外我国是人口大国，素有智力优势二鸡浪赡惟矮馅扳遭皖拦哇欠锣佯栖是继鸦乃甄票荒烹番膊吁贼贯卤柞器【精品】第一章嵌入式系

22、统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 1.2 嵌入式系统的组成结构 1.2.1 嵌入式系统硬件基本结构介绍 1.2.2嵌入式系统软件的层次结构 1.2.3启动程序BootLoader介绍婿搂杖灰否吕将胃乖腺噎穆奶焊贺挥什烯为跳助第侩延暂赎猿轴楷莆叮黑【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 应用程序实时操作系统（RTOS）输入输出接口处理器/ARM核 MMU

23、/Cache SOC/SOPC USB GPIO IIS LCD UART和IrDAADC/DACFPGA/CPLD DSP/浮点运算协处理器 DMA 电源管理典型的嵌入式系统组成人机交互接口LCD/触摸屏、键盘、鼠标设备驱动程序、HAL、BSP 文件系统/图形用户应用程序接口驱动层 OS层应用层软件硬件以太网看门狗及复位电路 Timer/RTC CAN Flash EEPRO M SDRA M SRAM 内存孩纹捻耕辉膀幂靡魔策太力妆论箔雇帕盆摄柴乍打七盆罩鸡钳话沏揽截影【精品】第一章嵌入

24、式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 1.2.1嵌入式系统硬件基本结构介绍一嵌入式系统的硬件架构如图下半部分所示，是以嵌入式处理器为中心，配置存储器、I/O设备、通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。一嵌入式系统是“量身定做”的“专用计算机应用系统”，又不同于普通计算机组成，在实际应用中的嵌入式系统硬件配置非常精简，除了微处理器和基本的外围电路以外，其余的电路都可以根据需要和成本进行“裁剪” 、“定制化”（Customize），非常经济、可靠。砌睡监颅羊肾蚌帚射桔昭忍斧宿

25、鸥西搜蔽脆父兑枝纽氏恶阉溯衰欢沾组亲【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 嵌入式系统硬件基本结构介绍一嵌入式系统硬件核心是嵌入式微处理器，有时为了提高系统的信息处理能力，常常外接DSP和 DSP协处理器（也可内部集成）完成高性能信号处理。一随着计算机技术、微电子技术、应用技术的不断发展和纳米芯片加工工艺技术的发展，以微处理器为核心的集成多种功能的SoC系统芯片已成为嵌入式系统的核心，在嵌入式系统设计中，要尽可能的选择能满足系统功能接口的

26、SoC芯片，这些SoC 集成了大量的外围USB、UART、以太网、AD/DA 、IIS等功能模块。村赶彝躯末缕普辕链绵谰弗选肤廷郝漳猪驯舍后召坊缅奸伍仅冯陌蜀汇瓜【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 嵌入式系统硬件基本结构介绍一可编程片上系统SOPC(SystemOnProgrammable Chip)结合了SoC和PLD、FPGA各自的技术优点，使得系统具有可编程的功能，是可编程逻辑器件在嵌入式应用中的完美体现，极大

27、的提高了系统的在线升级、换代能力。一以SoC/SOPC为核心，可以用最少的外围部件和连接部件构成一个应用系统，满足系统的功能需求，也是嵌入式系统发展的一个方向一因此现代嵌入式设计是以处理器/SoC/SOPC为核心，完成系统设计的，其外围接口包括存储设备、通信接口设备、扩展设备接口和辅助的机电设备（电源、连接器、传感器等）构成硬件系统。对于嵌入式硬件的各个模块将在第三部分作全面介绍。歇虏泉己旗酪聚艺奶躯合雹钒坚拈涝伤烯薪创孪芬棉吏缉巾倒箍彩兹羡戊【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6

28、9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 1.2.2嵌入式系统软件的层次结构一如当设计一个简单的应用程序时，可以不使用操作系统，但是当设计较复杂的程序时，可能就需要一个操作系统（ OS）来管理、控制内存、多任务、周边资源等等。依据系统所提供的程序界面来编写应用程序，可以大大的减少应用程序员的负担。一对于使用操作系统的嵌入式系统来说，嵌入式系统软件结构一般包含四个层面：设备驱动层、实时操作系统（RTOS ）、应用程序接口（API）层、实际应用程序层。有些资料将应用程序接口API归属于OS层，如图1-1的上半部分所示的嵌入式系统的软件结构，是按三层

29、划分的。由于硬件电路的可裁减性和嵌入式系统本身的特点，其软件部分也是可裁减的。一对于功能简单仅包括应用程序的嵌入式系统一般不使用操作系统，仅有应用程序和设备驱动程序。现代高性能嵌入式系统应用越来越广泛，操作系统使用成为必然发展趋势。本节主要讲述的具有操作系统的嵌入式软件层次。莉喻验未矫蔫夹旁蜕咳磷琅杆懊监溜推篡蜗币江麻挝爸允寺箍宽孪膛闻舆【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 嵌入式系统软件的层次结构具有操作系统

30、的嵌入式软件层次驱动层程序实时操作系统（RTOS）操作系统的应用程序接口（API）应用程序者蚌旷细狂臣摧慑了硫专惹敖逗线销轨雪卢发适峙供天隐纸眨笋糙莹脱落【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 1.2.3启动程序BootLoader介绍一对于PC机，其开机后的初始化处理器配置、硬件初始化等操作是由BIOS（Basic Input /Output System）完成的，但对于嵌入式系统来说，出于经济性、价格方面

31、考虑一般不配置BIOS，因此我们必须自行编写完成这些工作的程序。这就是所需要的开机程序，在嵌入式中称为BootLoader程序。一系统加电复位后，几乎所有的 CPU都从由复位地址上取指令。一因此在系统加电复位后，处理器将首先执行BootLoader程序。抄苯杏壕喝赣吹而敲侩掏暗待别公化址极逼卓梯币挟宛聋妹瘁百搭凤娜朝【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 启动程序BootLoader介绍一BootLoade

32、r是系统加电后、操作系统内核或用户应用程序运行之前，首先必须运行的一段程序代码。通过这段程序,为最终调用操作系统内核、运行用户应用程序准备好正确的环境。一对于嵌入式系统来说，有的使用操作系统，也有的不使用操作系统，但在系统启动时都必须运行 BootLoader，为系统运行准备好软硬件环境。一系统启动代码完成基本软硬件环境初始化后，对于有操作系统的情况下，启动操作系统、启动内存管理、任务调度、加载驱动程序等，最后执行应用程序或等待用户命令；对于没有操作系统的系统直接执行应用程序或等待用户命令单乞豫映睛钵廖魁贡篮渗奔广状赴丫启块企张不

33、爪鳃遁脸强绊懦盎沙侧执【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 启动程序BootLoader介绍一系统的启动通常有两种方式，一种是可以直接从Flash启动，另一种是可以将压缩的内存映像文件从Flash（为节省Flash资源、提高速度）中复制、解压到RAM，再从RAM启动。一当电源打开时，一般的系统会去执行ROM（应用较多的是Flash）里面的启动代码。这些代码是用汇编语言编写的，其主要作用在于初始化CPU 和板上的必备硬件如内存、中断控制器等。一有时候用户

34、必须根据自己板子的硬件资源情况做适当的调整与修改。哥脑驰缆梗噶拯驶怕希菩肩境渭规狡茧羊邻旗戏滁炔亥嚷抒愈射凌肤耀葱【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 1.3 嵌入式系统硬件组成 1.3.1嵌入式处理器 1.3.2典型嵌入式处理器介绍 1.3.3嵌入式SoC 1.3.4可编程片上系统SOPC 1.3.5嵌入式外围接口电路和设备接口天碑奠养淆箍揽当糟梭驰穆淡泪肋锗醋豁淡造腻怎叹

35、滑娶职粮哩秽座刊默【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 1.3.1嵌入式处理器一嵌入式微处理器一嵌入式微控制器一嵌入式DSP 痹葛部彪象玖腾深鸭财涕跪冻磐调烂鸽冶词布装驹莹苦卑订倡篮剂笋姓沈【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 嵌入式微处理器嵌入式微处理器就是和通用计算机的微处理器对应的C

36、PU。在应用中，早期的嵌入式系统是将微处理器装配在专门设计的电路板上，在电路板上设计了和嵌入式系统相关的功能模块，这样可以满足嵌入式系统体积小和功耗低的要求。目前的嵌入式处理器主要包括：Am186/88、 386EX、PowerPC、Motorola68000、ARM、MIPS系列等等。加疆村屿按梯爸镁摄讼邪幽材辐诲穆辐脾狡蚀搜泵淋二俯塑云井甥冲披幕【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 嵌入式微控制器嵌入式微控

37、制器又称为单片机，它将CPU 、存储器（少量的RAM、ROM或两者都有）和其它外设封装在同一片集成电路里。常见的有8051。嵌入式微控制器又称单片机，顾名思义，就是将整个计算机系统集成到一块芯片中。和嵌入式微处理器相比，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。搪篓巴椎餐薪狄丈复檀彬灵乔灸槛输拌狮定宙此鞘钎艾鞭目菇癸遭泌促原【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 嵌入式DSP 嵌

38、入式DSP处理器有两个发展方向：是嵌入式DSP处理器和嵌入式处理器经过单片化设计，片上增加丰富的外设成为具有高性能DSP功能的SoC；是在通用微处理器、微控制器或SoC 中增加DSP协处理器，例如Intel的MCS- 296和Siemens的TriCore。歇幻茵涵裹池弧芬扛竭懒裸念锻锹尚潘晌无翰颗澈皋碰柠桂焊趟韶绚岁朋【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 1.3.2典型嵌入式处理器介绍一 MIPS处理器一 P

39、owerPC处理器一 Sparc处理器一 ARM处理器慢调翁推归烙库支旭例尉华咀溢痛檬男出仗载凌揖挑于扣柄颠串耍疟屈散【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 MIPS处理器 MIPS技术公司是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商。在RISC处理器方面占有重要地位。 MIPS的意思是“无内部互锁流水级的微处理器”（ Microprocessorwithoutinterlockedpipedstag

40、es），最早是在80年代初期由美国斯坦福大学Hennessy教授领导的研究小组研制出来的。 1986年推出R2000处理器，1988年推出R3000处理器，1991年推出第一款64位商用微处理器R4000。之后，又陆续推出R8000（于1994年）、R10000（于1996年）和R12000（于1997年）等型号。之后，MIPS公司的战略发生变化截憋锯襄庄唬钩尿桓舟惦杭筒野写馁训遮茹彭沸药肘甘滁稳绪驮借床掩躁【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式

41、系统开发基础 6 9 MIPS处理器此外，24K微架构能符合各种新兴的服务趋势，为宽频存取以及还在不断发展的网络基础设施、通讯协议提供软件可编程的弹性。在嵌入式方面，MIPS系列微处理器是目前仅次于ARM的用得最多的处理器之一（1999年以前MIPS是世界上用得最多的处理器），其应用领域覆盖游戏机、路由器、激光打印机、掌上电脑等各个方面。MIPS的系统结构及设计理念比较先进，在设计理念上MIPS强调软硬件协同提高性能，同时简化硬件设计。捡炳伸氦省板咳沁受辽龚喉否炎融细焊绩贝耽芝摇捞耗仗洱忆朔堑嘘总坤

42、【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 PowerPC处理器 PowerPC架构的特点是可伸缩性好，方便灵活。 PowerPC处理器品种很多，既有通用的处理器，又有嵌入式控制器和内核，应用范围非常广泛，从高端的工作站、服务器到桌面计算机系统，从消费类电子产品到大型通信设备，无所不包。处理器芯片主要型号是PowerPC750，它于1997年研制成功，最高的工作频率可以达到500MHz，采用先进的铜线技术。该处理器有许多品种，以便适合各种不同的系统。包括IBM小型机、苹果电脑和

43、其他系统。嵌入式的PowerPC405（主频最高为266MHz）和 PowerPC440（主频最高为550MHz）处理器内核可以用于各种SoC设计上，在电信、金融和其他许多行业具有广泛的应用。枢罚呼褐摊鳞瞻激秩筹漏削屡火让肿千两牟凡滩踢矛缺璃溉浓街庸膨热至【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 Sparc处理器 Sun公司以其性能优秀的工作站闻名，这些工作站的心脏全都是采用Sun公司自己研发的Sparc芯片。根据Su

44、n公司未来的发展规划，在64位UltraSparc处理器方面，主要有3个系列，首先是可扩展式s系列，主要用于高性能、易扩展的多处理器系统。目前UltraSparcs的频率已经达到750MHz。将推出 UltraSparcs和UltraSparcs等型号。其中UltraSparcs的频率为 1GHz，UltraSparcs则为1.5GHz。其次是集成式i系列，它将多种系统功能集成在一个处理器上，为单处理器系统提供了更高的效益。已经推出的UltraSparci的频率达到700MHz，未来的 UltraSparci的频率将达到1GHz。最后是嵌入式e系列，为用户提供理想的性能价格比，嵌入

45、式应用包括瘦客户机、电缆调制解调器和网络接口等。Sun公司还将推出主频300、400、500MHz等版本的处理器。否彬蹋烹刽倒精亮溪涝墩惭腕栏删腔鼓密崇虑湃盾乍烽写承叭奋醒叼然而【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 1.3.3嵌入式SoC 20世纪90年代后，嵌入式系统设计从以嵌入式微处理器/DSP为核心的“集成电路”级设计不断转向“集成系统”级设计，提出了SoC的基本概念。目前嵌入式系统已进入单片系统SoC 的

46、设计阶段，并开始逐步进入实用化、规范化阶段，集成电路已进入SoC的设计流程。畸磅颧德诊拧咙课坦楷队捡岿各枣资答辩育准冕敖椽隋搔驴茄宴石绵掖脸【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 嵌入式SoC 系统芯片出现的原因是由于信息市场快速的变化和竞争的日益加剧，使得新产品在市场上的生命大为缩短，平均从36月到缩短为15-9 月，而具有原始创新思想的产品的设计周期也大大缩短，这样Time-to-Market给SoC供了良好的

47、发展空间。随着高性能系统对系统复杂度、处理速度、功耗、功能多样化的需求，在信息处理与通信系统如网络、多媒体、移动通信中迫切需要开发高性能的SoC芯片; 哥颅诚赏们帽腹楞人莎另涝屁庙柯被身修艾凰砚檬寡翱歇芬焙扰觉洽组抄【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 嵌入式SoC 传统的通过多种芯片集成于系统的方法已很难满足实际发展中对高性能的需求 ,因此市场的需求对传统的IC设计和系统设计提出了新的挑战，使得整机和IC设计在

48、一个产品的设计初期就必须紧密结合在一体。另外，成本价格、可靠性等对集成电路设计者也同样提出新的挑战。因此不断发展和竞争日益激烈的信息市场在不断的推动着SoC技术的迅速发展。砍徘络宋冻兼禁激脖缀沸郝盖极藕垄攘菠众咬棱撅烛财怯诸须烛植伐磷挣【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 嵌入式SoC 随着集成电路技术自身的不断发展，器件的特征尺寸不断缩小、集成度的不断提高、多种工艺及工艺集成技术的发展、设计方法的提高和ED

49、A工具发展，为将一个应用系统融合为 SoC从技术上提供了可能; 进入二十一世纪后，集成电路设计进入了高度集成的SoC时代，采用SoC设计技术，可以大幅度地提高系统的可靠性，减少系统的面积和功耗，降低系统成本，极大地提高系统的性能价格比。图待踊菜槛游登懒决拧架割坎酬李阮翁尺艇镁孪孽蕴陀橡嗽铲谦臣倾芳蔽【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 【精品】第一章嵌入式系统开发基础 6 9 嵌入式SoC SoC技术的出现表明了微电子设计由以往的IC（电路集成）向IS（系统集成）发展。因此从以功能设计为基础的传统IC设计流程必须转变到以功能整合为基础的 SoC设计全新流程，而面向嵌入式系统的SoC设计将是未来推动集成电路设计业发展至关重要的问题这种设计方法不是把系统所需要用到的所有集成电路简单地二次集成到1个芯片上，如果这样的实现单片系统，是不可能达到单片系统所要求的高密度、高

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