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嵌入式系統架構(2)

作者:劉文芎   來源:本站原創   點擊數:  更新時間:2010年06月08日   【字體:

      嵌入式系統,應該是后PC時代的重要特征。其概念,一句話就是:軟件加硬件的系統。當我們在為電腦的超強分析和處理能力驚嘆不已的時候,在本質上具備這種能力,但價格低廉且具有很強針對性的嵌入式系統,已慢慢滲透到我們的日常生活當中了。因為價格低廉,所以這種系統,可以大量生產,到處都可以存在。因為有很強的針對性,所以這種系統總是以不同的表現形式、不同的功能出現。但嵌入式系統,也有一些共同點,比如都有核心處理單元、都有存儲單元,更重要的是都需要電才能工作。

        核心處理器

        嵌入式系統的核心處理器真的很多很多,估計超過1000多種,最常見的是ARM系列,ARM7、ARM9、ARM11、Cortex-A8等。當剛剛接觸ARM7的時候,覺得ARM9是很高檔的了,根本不敢去想ARM11會是一個什么樣的高度。于是拼命地去熟悉ARM7的系統架構,寄存器設置,匯編指令,覺得很復雜。但還是要下決心要搞懂細節,因為覺得懂得越多,使用此款處理器就可以越靈活,越有信心。現在ARM9使用還沒回過神來的時候,立刻就用上了ARM11  8級流水線的CPU,只是覺得ARM11處理速度快了一些,但其它的區別還是一無所知。其實慢慢也明白了,我們是在搞嵌入式系統開發,而不是搞CPU研發,有些技術細節是不一定要很清楚的。只要知道這一款處理器的基本架構,知道到哪里查找此處理器的相關資料就足夠了。一般CPU提供商,都會提供初始化代碼、啟動代碼和編譯器的對應編譯選項,我們就放心編譯使用吧。

            存儲設備

            嵌入式系統的存儲設備也很多,有ROM、SRAM、SDRAM、DDR、NandFlash、NorFlash等。通常一個復雜的嵌入式設備可以同時具備幾種類型的存儲設備,如一個系統同時具備SRAM、DDR、NorFlash、NandFlash,不像個人電腦都只要內存條(DDR)就夠了。不同的存儲設備,雖然都是為了存取數據,但操作起來完全不一樣。有些很簡單 如SRAM  送地址取數據就行了,有些比較復雜 如DDR 既要行列地址分開送,還要不斷地發送刷新命令。才能取到正確的數據,有些更復雜 如 NandFlash 發送的是Fash內部的塊地址、頁地址,讀取時要一頁一頁讀取,而擦除的時候卻是一個塊一個塊地擦。且出廠的時候是允許存在壞塊的現象,讀取數據的時候,可能會出現bit(位)錯誤,需要ECC校驗糾正過來。以前我一直想不明白,為什么嵌入式系統有這么多五花八門的存儲設備。難道是像手機電池那樣,因為沒有統一的標準,而導致的。其實各種各樣的存儲設備出現,一切都是為了容量和價格的平衡。簡單方便的存儲設備當然好用,但bit(位)價格不菲,而復雜不是很穩定的存儲設備,容量大價格便宜。嵌入式系統特點就是產量大、價格低廉、功能對應,如果能用便宜代替高價的實現同樣效果,技術上復雜一點又何妨。同一個設備,掛接不同的存儲設備,也是為了價格、速度、容量的平衡。對于老板來說,可能是繁瑣了一點,但便宜能賺錢,就是好方案。

 

            芯片內部的設備

            嵌入式系統,有個顯著的特點,就是高集成度。通常芯片內部,除了有處理器外,還有集成了很多設備,如LCD控制器、USB控制器、RTC、SPI、IIC等,如果一些高級一點的嵌入式芯片,內部可能還集成了3D加速、JPEG解碼 等。這些設備一般都是通過內部總線連接起來,并通過對應的寄存器進行控制。所以我們要使用芯片內部的某個設備,其實也不是很復雜。一般是先找到芯片內部的電源控制寄存器(或設備使能寄存器)打開該設備的電源(使能該設備),然后找到該設備的相關寄存器,復位設備,使能相應的功能,就可以使用了。

 

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