资 源 简 介
嵌入式系统的构建
嵌入式系统的硬件构成1.1. 嵌入式系统硬件嵌入式系统是以应用为中心，计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统硬件一般包括处理器、存储器、外设器件和电源等。1.1.1. 嵌入式处理器嵌入式系统的核心部件是各种类型的嵌入式处理器，据不完全统计，到2000 年全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000 多种，流行体系结构有30 几个系列，其中8051 体系的占有多半。生产8051 单片机的半导体厂家有20 多个，共350 多种衍生产品，仅Philips就有近100 种。现在几乎每个半导体制造商都生产嵌入式处理器，越来越多的公司有自己的处理器设计部门。嵌入式处理器的寻址空间一般从64kB 到16MB，处理速度从0.1 MIPS 到2000 MIPS，常用封装从8 个引脚到144 个引脚。根据其现状，嵌入式计算机可以分成下面几类。1.1.1.1. 嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。在应用中，将微处理器装配在专门设计的电路板上，只保留和嵌入式应用有关的功能，这样可以大幅度减小系统体积和功耗。为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。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，但是在电路板上必须包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等器件。嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在一块电路板上，称为单板计算机。如STD-BUS、PC104等。近年来，德国、日本的一些公司又开发出了类似“火柴盒”式名片大小的嵌入式计算机系列OEM 产品，台湾研华公司也推出了类似的模组化系统SOM（System On Module）。嵌入式处理器目前主要有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM系列等。嵌入式微处理器又可分为CISC 和RISC 两类。大家熟悉的大多数台式PC 都是使用CISC微处理器，如Intel 的x86。 RISC 结构体系有两大主流：Silicon Graphics 公司（硅谷图形公司）的MIPS 技术，ARM 公司的Advanced RISC Machines 技术。此外Hitachi（日立公司）也有自己的一套RISC 技术SuperH。RISC 和CISC 是目前设计制造微处理器的两种典型技术，虽然它们都是试图在体系结构、操作运行、软件硬件、编译时间和运行时间等诸多因素中做出某种平衡，以求达到高效的目的，但采用的方法不同，因此，在很多方面差异很大，它们主要有：（1） 指令系统：RISC 设计者把主要精力放在那些经常使用的指令上，尽量使它们具有简单高效的特色。对不常用的功能，常通过组合指令来完成。因此，在RISC 机器上实现特殊功能时，效率可能较低。但可以利用流水技术和超标量技术加以改进和弥补。而CISC 计算机的指令系统比较丰富，有专用指令来完成特定的功能。因此，处理特殊任务效率较高。
