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計算機三級之嵌入式系統學習筆記3

  • 嵌入式最小硬體系統組成:

    • 電源電路
      • 電源模組由以下幾部分組成:
        • 交流變直流(AC-DC)
        • 直流到直流(DC-DC)
        • 低壓差穩壓器(LDO)
    • 時鐘電路
    • 復位電路
    • 除錯測試介面(JTAG測試介面)
    • 如果處理器內嵌Flash程式儲存器容量足夠,則無須擴充套件外部儲存器
  • 典型的嵌入式系統由嵌入式最小硬體系統、前向通道、後向通道、人機互動通道以及相互互聯通訊通道等組成

    • 前向通道:即輸入介面,由模擬量輸入介面和數字量輸入介面組成
    • 後向通道:即輸出介面,由模擬輸出介面和數字輸出介面組成(IO介面也屬於後向通道)
    • 人機互動通道:包括鍵盤或觸控式螢幕輸入介面以及LED或LCD顯示輸出介面
    • 相互互聯通道:包括RS-232/RS-485序列通訊介面、CAN通訊介面、乙太網通訊介面、USB通訊介面
  • AMBA匯流排規定了兩種匯流排標準:系統匯流排和外圍匯流排

    • 與系統匯流排相連的有:電源管理與時鐘控制器、測試介面、外部儲存器控制介面、DMA控制器、USB主機、片上SRAM及Flash、Ethernet、高速GPIO中斷控制器、LCD控制器等
    • 與外圍匯流排相連的有:GPIO、UART、SPI、IIC、USB裝置、CAN、ADC、DAC、WDT、Timer、RTC、PWM等
  • 對於CPU使用最頻繁的少量的程式程式碼和資料用SRAM作為高速緩衝儲存器(Cache)存放,正在執行的程式的大部分資料和程式碼存放在主儲存器(記憶體)中,尚未啟動執行的其餘程式或資料則存放在容量大的外部儲存器如磁碟(虛擬記憶體)中待命。

  • 隨機存取儲存器(易失性)

    • 靜態SRAM(易失性)
    • 動態DRAM(易失性)
    • DDR SDRAM(雙倍資料速率同步DRAM)
    • DDR2(或DDR3)SDRAM(使原來DDR可預讀取2位變成可預讀取4位或8位資料)
    • DDR4 SDRAM(傳輸資料速率是DDR3的兩倍)
  • 只讀儲存器(非易失性)

    • MROM:出廠時儲存資訊已經確定,不可改變
    • PROM:只能一次程式設計
    • EPROM:紫外線擦除可程式設計
    • EEPROM:電擦除可程式設計
    • Flash ROM:又名快閃記憶體(閃爍)儲存器,簡稱快閃記憶體,擦除和程式設計速度快
    • NOR Flash:快閃記憶體技術,以位元組為單位盡進行存取
    • NAND Flash:快閃記憶體技術,以頁(行)為單位進行隨機存取
  • 鐵電儲存器 FRAM(非易失性),既具有隻讀儲存器非易失性的特點,又具有隨機儲存器可快速隨機讀/寫的特點,可讀/寫100億次,有的可以讀/寫無數次

  • 磁性儲存器 MRAM(非易失性),具有靜態隨機儲存器(SRAM)的高速存取能力以及動態隨機儲存器(DRAM)的高整合度,而且基本上可以無限次的重複寫入

  • 儲存器的頻寬:指每秒可傳輸(讀出/寫入)的最大資料總量,通常以B/s、KB/s、MB/s、GB/s表示

    • 並行匯流排的儲存器頻寬
      • 頻寬=匯流排頻率x資料寬度/8x傳輸次數/匯流排週期(B/s)
    • 序列匯流排的儲存器頻寬
      • 頻寬=匯流排頻率x1/10(B/s)
      • 通常序列匯流排以10位為一個數據幀(含一位元組資料)