嵌入式硬件架构设计方案嵌入式硬件结构

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mob6454cc6aeeaf 2024-08-17 13:20:22

文章标签 嵌入式硬件架构设计方案单片机嵌入式硬件嵌入式系统结构 文章分类 架构后端开发

硬件层组成：微处理器、存储器、I/O接口和通用设备接口。

1、微处理器

1.1 微处理器基本结构

嵌入式硬件系统的核心，通常由控制单元、算术逻辑单元和寄存器3大部分组成：
　　A、控制单元：主要负责取指、译码和取数等基本操作并发送主要的控制指令。
　　B、算术逻辑单元：主要处理数值型数据和进行逻辑运算工作。
　　C、寄存器：用于暂存临时性的数据。

1.2 微处理器分类

（1）嵌入式微控制器（MCU）：又称为单片机，片上外设资源一般比较丰富，适合于控制。最大的特点是单片化，体积小，功耗和成本低，可靠性高。目前约占70%的市场份额。
　　（2）嵌入式微处理器（EMPU）：又称为单板机，由通用计算机中的 CPU 发展而来，它的特征是具有32位以上的处理器，具有较高的性能。通常嵌入式微处理器把 CPU、ROM、RAM 及 I/O 等模块做到同一个芯片上。
　　（3）嵌入式 DSP 处理器（DSP）：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，使其处理速度比最快的 CPU 还快10～50倍，在数字滤波、FFT、频谱分析等方面获得了大量的应用。
　　（4）嵌入式片上系统（SOC）：追求产品系统最大包容的集成器件，其最大的特点是成功实现了软硬件的无缝结合，直接在微处理器片内嵌入操作系统的代码模块。

（1）8位微处理器：以8051为重点，彻底搞清楚8位单片机的工作原理，外设控制、存储分布、寻址方式以及典型应用。

　　（2）16位微处理器：典型的微处理器可以参考 MSP430，找一本这方面的书看看关于 MSP430的结构原理以及典型应用。

　　（3）32位微处理器：32位处理器采用32位的地址和数据总线，其地址空间达到了2 32 ＝4GB 。目前主流的32位嵌入式处理器系统主要有 ARM 系列、MIPS 系列、PoewrPC系列等。ARM 微处理器体系结构目前被公认为是嵌入式应用领域领先的32位嵌入式 RISC 处理器结构。按照目前的发展形式，ARM 几乎成了嵌入式应用的代名词。