7、基于ARM的嵌入式系统硬件结构设计分析教学讲义
七基于ARM的嵌入式系统硬件结构设计.ppt
自动引导模式流程
自动引导模式流程： 复位； 如果自动引导模式使能，Nand Flash中的前4KB代码拷贝到内部
的小石头区域； 小石头映射到nGCS0； CPU开始执行小石头区域中的代码。 Nand Flash模式： 通过NFCONF寄存器设置Nand Flash配置； 把Nand Flash命令写入NFCMD寄存器； 把Nand Flash地址写入NFADDR寄存器； 读/写数据同时通过NFSTAT寄存器检测Nand Flash状态。读操作
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S3C2410X及片内外围简介
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S3C2410X支持大、小端模式，将存储空间分成8组（ Bank），每组大小是128MB，共计1GB。
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特殊功能寄存器
1、内存控制器（Memory Controller）：内存控制器为访问外部存 储空间提供存储器控制信号，共有13个寄存器。
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特殊功能寄存器
2．Nand Flash 控制器 S3C2410X支持Nand Flash启动，启动代码存储在Nand Flash上 。启动时，Nand Flash的前4KB将被装载到内部的固定地址的 SRAM中，利用硬件纠错码ECC对数据的正确性检验，然后开始 执行其中的启动代码。一般情况下，该启动代码会把Nand Flash 中的内容拷贝到SDRAM中去，拷贝完后，主程序将在SDRAM中 执行。操作流程如图4.13所示。
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时钟和电源管理
（1）锁相环PLL。 锁相环最基本的结构由3个基本的部件组成：鉴相器（PFD）、环 路滤波器（Loop Filter）和压控振荡器（VCO），如图4.14所示 。鉴相器是个相位比较装置，它把输入信号Fref与压控振荡器输 出分频后的信号Fvco的相位进行比较，产生对应于两个信号相位 差的误差电压，该误差电压控制调整压控振荡器的频率，以达到 与输入信号同频。
基于ARM的嵌入式系统硬件结构设计
——ARM与µC/OS-Ⅱ
北京航空航天大学 智能嵌入式技术工作室
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五、基于ARM的嵌入式系统硬件结构设计
嵌入式系统体系结构设计 基于ARM的硬件设计
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嵌入式系统的软/硬件框架
驱动器1 驱动器2 ...... 驱动器N 传感器1 传感器2 ...... 传感器N
机械装置
被控对象
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反射型LCD的结构
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LCD通常由两种方式，一种是带有驱动芯片的LCD模块，基本 上属于半成品
如果有需要，也可以直接使用芯片上的内置LCD控制器来构造 显示模块，它可以支持彩色/灰度/单色三种模式，灰度模式下可支 持4级灰度和16级灰度，彩色模式下最多支持256色，LCD的实际尺寸 可支持到320X240。
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嵌入式处理器与LCD的连接
数据 总线
嵌入 式处 理器
寄存器选择 使能信号
LCD 模块
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从系统结构上来讲，由于显示器模块中已经有显示存储器。 显存中的每一个单元对应LCD上的一个点，只要显存中的内容改变 ，显示结果便进行刷新。于是便存在两种刷新： 1．直接对根据系统要求对显存进行修改，一种是只需修改相 应的局部就可以，不需要判断覆盖等有覆盖问题，那计算起来比 较复杂，而且每做一点小的屏幕改变就进行刷新，将增加系统负 担。 2 ．专门开辟显示内存，在需要刷新时候由程序进行显示更 新。这样，不但可以减轻总线负荷，而且也比较合理，在有需要 的时候进行统一的显示更新，界面也可以比较美观，不致由于无 法预料的刷新动作导致显示界面闪烁。
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2、初始化硬件平台，配置其他的Bank S3C44B0X的Bank0是通过外部的一个管脚提供的上拉、下拉电阻来 配置的。主要包括：数据位数（8位、16位、32位），数据格式（ 大端、小端）。而其他的Bank的配置，以及读写周期等信息是靠 Bank0内部的代码配置相应的寄存器来实现的。同时，系统的引导 Rom也负责配置系统的其他的一些寄存器，比如，系统的PLL（锁 频环）配置，系统的IO口等一些端口功能的配置等等。
《嵌入式ARM教案》课件
《嵌入式ARM教案》课件第一章：嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义介绍嵌入式系统的概念、特点和应用领域解释嵌入式系统与通用计算机系统的区别1.2 嵌入式系统的历史与发展概述嵌入式系统的发展历程介绍嵌入式系统在不同领域的应用发展情况1.3 嵌入式系统的组成与架构讲解嵌入式系统的常见架构介绍嵌入式系统的主要组成部分及其作用1.4 嵌入式系统的优势与挑战阐述嵌入式系统的优势分析嵌入式系统面临的挑战和发展趋势第二章：ARM处理器简介2.1 ARM处理器的发展历程介绍ARM公司的起源和发展历程讲解ARM处理器的发展阶段和产品系列2.2 ARM处理器的特点与优势阐述ARM处理器的特点分析ARM处理器在嵌入式系统中的应用优势2.3 ARM处理器的架构与工作原理讲解ARM处理器的架构设计介绍ARM处理器的工作原理和指令集2.4 ARM处理器的选型与评估指导如何选择合适的ARM处理器介绍评估ARM处理器性能的方法和指标第三章：嵌入式操作系统基础3.1 嵌入式操作系统的概念与分类解释嵌入式操作系统的定义和分类介绍常见的嵌入式操作系统及其特点3.2 嵌入式操作系统的核心功能与架构讲解嵌入式操作系统的核心功能阐述嵌入式操作系统的常见架构设计3.3 嵌入式操作系统的移植与优化介绍嵌入式操作系统移植的基本步骤讲解嵌入式操作系统的优化方法和技巧3.4 嵌入式操作系统的应用与案例分析分析嵌入式操作系统在实际应用中的案例探讨嵌入式操作系统的发展趋势和挑战第四章：嵌入式系统设计与开发流程4.1 嵌入式系统设计的基本原则介绍嵌入式系统设计的重要原则讲解设计过程中需要考虑的因素4.2 嵌入式系统硬件设计讲解嵌入式系统硬件设计的基本步骤和方法介绍硬件选型和硬件设计中的注意事项4.3 嵌入式系统软件设计阐述嵌入式系统软件设计的基本步骤和方法讲解软件开发工具和编程语言的选择4.4 嵌入式系统开发的流程与实践介绍嵌入式系统开发的典型流程分析实际开发过程中需要注意的问题和实践经验第五章：嵌入式系统编程基础5.1 嵌入式编程语言概述介绍嵌入式编程的常用语言及其特点分析不同编程语言在嵌入式系统中的应用场景5.2 C语言编程基础讲解C语言的基本语法和编程技巧介绍C语言在嵌入式编程中的应用和实践5.3 汇编语言编程基础介绍汇编语言的基本概念和语法讲解汇编语言在嵌入式编程中的应用和实践5.4 嵌入式编程的实践技巧讲解嵌入式编程的常见技巧和注意事项分析实际项目中遇到的问题和解决方法《嵌入式ARM教案》课件第六章：嵌入式系统硬件接口与驱动6.1 嵌入式系统硬件接口概述介绍嵌入式系统中常见的硬件接口类型讲解硬件接口的工作原理和功能6.2 UART接口与驱动编程讲解UART接口的基本概念和功能介绍UART接口的驱动编程方法和实践6.3 I2C接口与驱动编程介绍I2C接口的基本概念和协议讲解I2C接口的驱动编程方法和实践6.4 SPI接口与驱动编程讲解SPI接口的基本概念和协议介绍SPI接口的驱动编程方法和实践第七章：嵌入式系统存储与文件系统7.1 嵌入式系统存储概述介绍嵌入式系统中常见的存储设备和技术讲解存储器接口和存储器控制器的选择7.2 NAND闪存与驱动编程介绍NAND闪存的基本概念和特点讲解NAND闪存的驱动编程方法和实践7.3 NOR闪存与驱动编程讲解NOR闪存的基本概念和特点介绍NOR闪存的驱动编程方法和实践7.4 文件系统的设计与实现讲解嵌入式文件系统的设计原理介绍常见嵌入式文件系统的实现方法和实践第八章：嵌入式系统网络通信8.1 嵌入式系统网络通信基础介绍嵌入式系统网络通信的基本概念和技术讲解网络通信协议和网络架构8.2 TCP/IP协议栈与嵌入式网络应用讲解TCP/IP协议栈的基本原理和组成介绍基于TCP/IP协议栈的嵌入式网络应用实践8.3 Wi-Fi通信模块与驱动编程介绍Wi-Fi通信模块的基本概念和功能讲解Wi-Fi通信模块的驱动编程方法和实践8.4 蓝牙通信模块与驱动编程讲解蓝牙通信模块的基本概念和功能介绍蓝牙通信模块的驱动编程方法和实践第九章：嵌入式系统实时性与调度策略9.1 嵌入式系统实时性概述讲解嵌入式系统实时性的概念和重要性介绍实时系统的分类和实时性要求9.2 嵌入式调度策略与算法讲解嵌入式系统的调度策略和算法分析不同调度策略的优缺点和适用场景9.3 实时操作系统（RTOS）简介介绍实时操作系统的基本概念和特点讲解RTOS在嵌入式系统中的应用和实践9.4 实时调度器的实现与优化讲解实时调度器的实现方法和流程介绍调度器的优化技巧和注意事项第十章：嵌入式系统项目管理与实践10.1 嵌入式系统项目管理概述介绍嵌入式系统项目管理的概念和重要性讲解项目管理工具和方法在嵌入式系统中的应用10.2 项目需求分析与规划讲解项目需求分析和规划的方法介绍需求文档编写和项目进度管理的实践经验10.3 嵌入式系统开发的实践技巧讲解嵌入式系统开发中的实践技巧和注意事项分享实际项目开发中的经验和最佳实践10.4 项目验收与维护介绍项目验收的标准和方法讲解项目维护和升级的策略与实践《嵌入式ARM教案》课件第十一章：嵌入式系统安全与加密技术11.1 嵌入式系统安全概述讲解嵌入式系统安全的重要性介绍常见的嵌入式系统安全威胁和攻击手段11.2 加密技术在嵌入式系统中的应用介绍加密技术的基本原理和算法讲解加密技术在嵌入式系统中的应用场景和实践11.3 安全存储与传输讲解如何在嵌入式系统中实现安全存储和传输介绍常见的加密存储和传输技术及其实现方法11.4 安全认证与授权讲解嵌入式系统中的安全认证和授权机制介绍常见的认证和授权方法及其在嵌入式系统中的应用第十二章：物联网与嵌入式系统的融合12.1 物联网概述介绍物联网的概念、架构和应用领域讲解物联网与嵌入式系统的关联和融合趋势12.2 物联网协议与技术讲解物联网中常用的通信协议和技术介绍物联网协议栈和网络架构12.3 物联网在嵌入式系统中的应用案例分析物联网在嵌入式系统中的应用案例探讨物联网技术在嵌入式系统中的实践经验和挑战12.4 物联网安全与隐私保护讲解物联网安全的重要性和挑战介绍物联网中的安全技术和隐私保护措施第十三章：嵌入式系统在智能家居的应用13.1 智能家居系统概述介绍智能家居系统的概念、架构和应用讲解智能家居系统与嵌入式系统的关联和融合13.2 智能家居设备与控制讲解智能家居设备的选择和控制方法介绍智能家居设备的嵌入式系统设计和开发实践13.3 智能家居平台的构建与优化讲解智能家居平台的构建方法和实践介绍智能家居平台的优化技巧和注意事项13.4 智能家居安全与隐私保护讲解智能家居系统中的安全问题和隐私保护需求介绍智能家居系统中的安全技术和隐私保护措施第十四章：嵌入式系统在工业控制的应用14.1 工业控制系统概述介绍工业控制系统的概念、架构和应用领域讲解嵌入式系统在工业控制中的应用和重要性14.2 工业控制设备与接口讲解工业控制设备的选择和接口技术介绍工业控制设备的嵌入式系统设计和开发实践14.3 工业控制协议与通信讲解工业控制中常用的通信协议和技术介绍工业控制协议的实现和通信实践14.4 工业控制系统的安全性与优化讲解工业控制系统中的安全问题和优化需求介绍工业控制系统中的安全技术和优化措施第十五章：嵌入式系统在自动驾驶的应用15.1 自动驾驶系统概述介绍自动驾驶系统的概念、架构和应用前景讲解嵌入式系统在自动驾驶中的应用和挑战15.2 自动驾驶感知与决策讲解自动驾驶系统中的感知技术和决策算法介绍嵌入式系统在自动驾驶感知和决策中的应用15.3 自动驾驶控制与执行讲解自动驾驶系统中的控制技术和执行策略介绍嵌入式系统在自动驾驶控制和执行中的应用15.4 自动驾驶安全与伦理问题讲解自动驾驶系统中的安全问题和伦理挑战介绍自动驾驶系统中的安全技术和伦理指导原则重点和难点解析1. 嵌入式系统的基本概念、特点和应用领域。
基于ARM的嵌入式系统硬件设计
基于ARM的嵌入式系统硬件设计随着科技的不断发展，嵌入式系统在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。
而ARM作为一款流行的嵌入式处理器架构，被广泛应用于各种嵌入式设备中。
本文将介绍基于ARM的嵌入式系统硬件设计的相关技术和方法，并探讨如何实现高效的硬件设计。
ARM处理器架构是一种流行的32位嵌入式处理器架构，具有低功耗、高性能、低成本等优点。
ARM处理器分为ARMARMARM11等多个系列，每个系列又分为多个子型号。
ARM还提供了一系列开发工具和生态系统，以支持嵌入式系统开发。
基于ARM的嵌入式系统硬件设计需要从以下几个方面考虑：处理器选型：根据应用需求，选择合适的ARM处理器系列和型号。
例如，如果需要高性能的计算能力，可以选择ARM11系列处理器；如果需要低功耗，可以选择ARM7系列处理器。
存储器设计：嵌入式系统需要高效的存储器来存储程序和数据。
可以通过选择合适的存储器类型和容量来满足应用需求。
输入输出接口设计：根据应用需求，需要设计合适的输入输出接口。
例如，如果需要连接传感器和执行器，需要设计相应的接口电路。
电源设计：电源是嵌入式系统的核心组件之一。
需要根据应用需求，选择合适的电源类型和容量，并设计相应的电源电路。
基于ARM的嵌入式系统硬件设计的实现过程如下：确定应用需求：需要根据具体应用场景，明确硬件设计的需求和功能。
进行硬件选型：根据应用需求，选择合适的ARM处理器、存储器、输入输出接口等硬件组件。
设计硬件电路：根据硬件选型的结果，需要设计相应的硬件电路，包括电源电路、存储器电路、输入输出接口电路等。
制作硬件板卡：根据设计的硬件电路图，需要制作硬件板卡，将各个硬件组件集成在一起。
调试与优化：在硬件板卡制作完成后，需要进行硬件调试，检查硬件电路是否正常工作，并优化硬件性能和功耗。
通过基于ARM的嵌入式系统硬件设计，我们可以得到一个高效、可靠、低功耗的嵌入式系统。
在实际应用中，基于ARM的嵌入式系统可以运行各种操作系统和应用软件，实现各种复杂的功能，例如数据采集、处理、传输等。
探析基于ARM的嵌入式系统硬件设计
探析基于 ARM的嵌入式系统硬件设计摘要：随着互联网技术的不断发展与普及，近年来，信息技术已经成为了社会发展的主要动力之一。
在信息技术的影响下，各类操作系统逐渐受到了社会的高度关注，相关研究内容也随之取得了相应的进步。
相关调查显示，在钣金加工等领域中，对于新型工艺提出了更高的标准，为了积极应对时代的挑战，嵌入式系统得到了广泛的应用。
本文就一种基于ARM的嵌入式系统硬件设计进行了分析与探索，旨在进一步推动我国系统研发工作的深入开展。
关键词：嵌入式系统；ARM；系统设计；应用价值就目前而言，在互联网技术普及的影响下，“互联网+”逐渐成为时代发展的主流，同时，以网络作为载体的信息技术也深入到人民群众的日常生活中。
相关研究显示，在社会生产环节中，通过信息技术的应用，嵌入式系统发挥出了强劲的优势，从而受到了社会各界的高度关注与认同。
作为一种新型的系统架构，嵌入式系统以信息技术作为基础与核心，从系统特征的角度分析，其具有较强的可裁剪性，可以有效满足使用者的相关需要。
同时，该系统具有较强的人性化设计理念，为生产的智能化发展奠定了基础。
从发展的角度来看，为了进一步促进嵌入式系统综合能力的优化，研究人员对系统中涉及的相关控制接口与逻辑语言进行了探索与创新，并有效实现了系统稳定性的优化工作。
一、基于ARM的嵌入式系统概述（一）系统架构总的来说，基于ARM的嵌入式系统主要以信息技术作为核心，依托计算机系统进行相关功能的研发，以便有效满足市场的相关需求。
从系统架构方面来看，其主要可以分为软件与硬件等两个部分，其中，系统软件主要包括相关应用软件程序与ARM操作系统，硬件主要包括相应的硬件设备例如处理器、接口、主板以及集成平台等。
在应用问题上，其有效实现了系统软件与硬件的结合，同时实现了软硬件关系的有效协调，确保二者可以在工作的同时避免干扰的出现。
例如，在计算机与ARM系统中均存在处理器与储存器等设备，这些硬件构成了系统硬件的基本架构。
基于ARM的嵌入式系统硬件结构设计PPT课件
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初始值 0
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0 0 0
5.1.1 存储器控制器
WS5 DW5 ST4
WS4 DW4 ST3
WS3 DW3
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起始 _ffff
_ffff
_ffff
_ffff
_ffff
7号地址
地址 0x3020 起始 _0000
0x3040 _0000
0x3080 _0000
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结束 0x303f 0x307f 0x30ff 0x31ff 0x33ff
地址 _ffff
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Samsung S3C44B0X
• Samsung S3C44B0X微处理器是三星公司专为手持 设备和一般应用提供的高性价比和高性能的微控制 器解决方案，它使用ARM7TDMI核，工作在66MHZ。
• 芯片还集成了8KB Cache、外部存储器控制器、 LCD控制器、4个DMA通道、2通道UART、1个多主 I2C总线控制器、1个IIS总线控制器，5通道PWM定 时器及一个内部定时器、71个通用I/O口、8个外部 中断源、实时时钟、8通道10位ADC等。
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AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture) 可将 RISC处理器集成在其它 IP芯核和外设中，
2.0版AMBA标准定义了 三组总线：AHB(高性能 总线)、ASB(系统总线)、 和APB(AMBA外设总线)。
基于ARM的嵌入式系统硬件设计
基于 ARM的嵌入式系统硬件设计摘要：网络信息化时代，电子信息技术和数控系统深入应用到了我国的工业生产实践中，极大的提升了工业生产效率，并取得了巨大的成就，精密仪器加工以及数控系统的操作标准也有了巨大的提升。
当前阶段我国的计算机通信领域和专用设备、航空航天以及工业控制领域都在嵌入式开发方面取得了长足的进步和发展，并积累了大量的技术经验。
在此情形下基于ARM的嵌入式系统硬件设计就显得势在必行了，本文主要就ARM的嵌入式系统硬件设计内容进行分析并展示相应的研究成果。
关键词：ARM；嵌入式系统；硬件设计；具体成果引言：硬件系统平台、应用软件以及ARM操作系统共同构成了嵌入式系统，在ARM 视域下的嵌入式系统有着计算机的运行特点，可以独立工作，也可以将嵌入式系统的硬件和软件整合为一体，发挥出高效运行的效果。
但区别于传统的计算机系统，基于ARM的嵌入式系统信息存储和容量缺少足够的限制，信息的处理和功能的调整也是嵌入式系统的主要发展方向，嵌入式系统的硬件主要包括处理器、外围接口和测试平台等几部分，在具体的设计当中需要充分考虑到嵌入式系统的运行特点和需求。
1.嵌入式系统的原理和整体架构一般而言，嵌入式系统是由设备的硬件系统平台、应用软件以及ARM操作系统共同构成的，在ARM视域下的嵌入式系统有着计算机运行的特点，它既可以独立运行，也可以实现嵌入式系统的软件和硬件高度整合，它的硬件部分与普通计算机大体相同，具有处理器和存储器等输入设备和输出设备。
近年来随着我国制造业的改革进程不断推进，数控机床设备的性能不断提升，合理的运用数控系统提高各项设备的运行效率就成为了工业发展的主要问题，自动化数控系统和相关设备的革新与优化，需要应用嵌入式设备，嵌入式系统硬件平台的设计原则要遵循系统的实用性与稳定性，而且要与软件系统互相兼容，共同维护整个系统的正常运转。
现今，我国在某些重点行业采用的嵌入式系统硬件设备的性能极高，不仅采用了高性能多处理器装备，还运用了高速工业现场总线的硬件结构，进而令整体嵌入式系统的性能更加完善[1]。
基于ARM的嵌入式系统设计说课稿
基于ARM 的嵌入式系统软件设计》说课稿一、管理信息课程名称：基于ARM 的嵌入式系统软件设计编制者：王现君编制时间：2009 年2 月所在部门：计算机系实训基地二、课程性质课程性质：嵌入式应用与开发必修课先修课程：嵌入式基础，C 语言，计算机组成原理学时：144 学时教学对象：计算机应用技术专业（嵌入式方向）学生（08 级）三、课程设计指导思想本课程是一门技能训练课，适合采用项目教学法。
课程设计为要求学生通过本课程的学习，完成本课程要求的全部实验实训内容。
四、教学目标分析为了提高计算机应用嵌入式方向学生基于ARM 的嵌入式开发能力，计算机系设立了嵌入式开发实训基地，主要任务就是让嵌入式开发方向学生快速掌握嵌入式开发技能，J2ME无线开发方向，ARM的嵌入式系统开发方向技术应用能力进行培训。
作为一个专项从事嵌入式开发的基地，我们确立的核心教学目标如下：（1）熟悉嵌入式软件开发的一般流程；2）能够安装并配置WinCE 开发环境；（3）能够根据需求分析设计并完成相关配置;（4 ）熟练掌握WinCE体系结构；（5 ）嵌入式系统中的Bootloader的配置与烧写;（6）WinCE内核的配置与烧写；（7）WinCE驱动程序实验（8）WinCE应用程序设计；在上述学习目标中，本课程目的在于训练学生的嵌入式开发能力。
据此确定本课程能力目标为：学生通过本课程项目的实训，能够掌握ARM嵌入式项目开发技能。
五、教学对象分析高职学生个体差异相对较大，学习兴趣比较广泛，看待问题的角度也是多元的。
为了充分发挥每一位同学的学习潜能，使每一个学生都能够掌握一技之长，在教学过程中,根据项目实施的具体需要，因人而异，分层教学，为不同类型的同学制订针对性较强的学习目标，从而挖掘学生多元化的发展潜质。
形式上从不同类型的兴趣小组，到制订不同的学习计划，每位学生在课程的学习过程中，能够准确定位，目标明确，从而培养起浓厚的学习意识。
教学对象均为高职院校学生，根据高职院校学生特点，及以往教学经验，可对学生的学习特点作如下概括：1 •文化知识基础差高职院校的生源一般是达不到普通高校分数线的普通高中毕业生和中专、职高、技校的“对口生”，文化基础较差，学习困难相对较大，迫切需要一种系统的管理知识的方法。
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S3C2410的存储器配置
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Bank0总线宽度配置
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与2片8位的ROM连接方法
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与1片16位的ROM连接
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S3C2410与2片8位FLASH的连接方法
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与1片16法
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高速缓存（CACHE）
1、为什么采用高速缓存
微处理器的时钟频率比内存速度提高快得多，高速缓存可以提 高内存的平均性能。
flash通常有8～128MB NOR主要应用在代码存储介质中，NAND适合于数据存储 NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和
MMC存储卡市场上所占份额最大
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可靠性和耐用性
在NAND中每块的最大擦写次数是100万次，而NOR 的擦写次数是10万次
本地存储器 Flash、 ROM、磁盘
20000000
网络存储器 Flash、 ROM、磁盘
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存储器系统
RAM：随机存取存储器， SRAM：静态随机存储器， DRAM：动态随机存储器
1）SRAM比DRAM快 2）SRAM比DRAM耗电多 3）DRAM存储密度比SRAM高得多 4）DRM需要周期性刷新 ROM：只读存储器 FLASH：闪存
ARM原理及应用
第七讲 基于ARM的硬件系统结构设计
1
本节提要
1 存储器接口设计 2 I/O接口设计 3 人机交互接口设计
4 网络接口设计 5 其它通讯接口设计
2
2410的存储器系统
— 可通过软件选择大小端 — 地址空间:每个Bank 128Mbytes (总共 1GB) —除 bank0 (16/32-bit) 外，所有的Bank都可以通过编程选择总线
去I/O设备
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通用设计原则（I/O设备）
I/O设备寻址 混合编址：存储器地址空间和I/O接口地址空间统一编址 优点：访问内存的指令可以用来访问I/O，出具处理能力强 缺点：I/O接口要占用存储器地址空间的一部分
基于NAND的存储器可以取代硬盘或其它块设备。
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NAND和NOR——性能比较
NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术
NOR的读速度比NAND稍快一些 NAND的写入速度比NOR快很多 NAND的擦除速度远比NOR的快 大多数写入操作需要先进行擦除操作 NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少
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NOR技术
NOR技术闪速存储器是最早出现的Flash Memory，目前 仍是多数供应商支持的技术架构，它源于传统的EPROM器 件。
与其它Flash Memory技术相比，具有可靠性高、随机读 取速度快的优势，但擦除和写的速度较NAND慢。
在擦除和编程操作较少而直接执行代码的场合，尤其是代 码（指令）存储的应用中广泛使用。
宽度= (8/16/32-bit) — 共 8 个banks
6个Bank用于控制 ROM, SRAM, etc. 剩余的两个Bank用于控制 ROM, SRAM, SDRAM, etc . — 7个Bank固定起始地址； — 最后一个Bank可调整起始地址； — 最后两个Bank大小可编程 —所有Bank存储周期可编程控制；
位交换的问题NAND flash中更突出，需要ECC纠错 NAND flash中坏块随机分布，需要通过软件标定——
产品量产的问题
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输入输出接口
I/O A/D、D/A 键盘 LCD 存储器接口 设备接口
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本节提要
1 存储器接口设计 2 I/O系统设计 3 人机交互接口设计
4 网络接口设计 5 其它通讯接口设计
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接口差别
NOR flash带有SRAM接口，线性寻址，可以很容易 地存取其内部的每一个字节
NAND flash使用复用接口和控制IO多次寻址存取数据 NAND读和写操作采用512字节的块，这一点有点像硬
盘管理，此类操作易于取代硬盘等类似的块设备
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容量和成本
NAND flash生产过程更为简单，成本低 常见的NOR flash为128KB～16MB，而NAND
2、高速缓存的工作原理
高速缓存是一种小型、快速的存储器，它保存部分主存内容的 拷贝。
高 数据
速 缓
CACHE
CPU
存
主存
控
制
地址
器
数据
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总线和总线桥
CPU
高速总线
低速设备
低速总线
桥
存储器
高速设备
数据
高速设备
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存储器系统的层次结构
寄存器
高速缓存 SRAM
主存储器 DRAM
0
时
钟 周
1—10
期
50—100
由于NOR技术Flash Memory的擦除和编程速度较慢，而 块尺寸又较大，因此擦除和编程操作所花费的时间很长， 在纯数据存储和文件存储的应用中，NOR技术显得力不从 心。
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NAND技术
NAND技术 Flash Memory具有以下特点： 以页为单位进行读和编程操作，1页为256或512字节；以块为 单位进行擦除操作，1块为4K、8K或16K字节。具有快编程和 快擦除的功能，其块擦除时间是2ms；而NOR技术的块擦除时 间达到几百ms。 数据、地址采用同一总线，实现串行读取。随机读取速度慢且 不能按字节随机编程。 芯片尺寸小，引脚少，是位成本(bit cost)最低的固态存储器， 突破了每兆字节0.1元的价格限制。 芯片包含有失效块，其数目最大可达到3~35块（取决于存储 器密度）。失效块不会影响有效块的性能，但设计者需要将失 效块在地址映射表中屏蔽起来。
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通用设计原则（I/O设备）
I/O接口 接口的概念 CPU与外部设备的接口（I/O适配器） 接口的功能 控制 缓冲 状态 转换 整理 程序中断
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通用设计原则（I/O设备）
I/O接口 3种寄存器
数据寄存器、控制寄存器和状态寄存器
I/O接口芯片
去CPU
数据寄存器 状态寄存器 控制寄存器
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I/O接口设计
I/O接口电路也简称接口电路。它是主机和外围设备之 间交换信息的连接部件（电路）。它在主机和外围设备 之间的信息交换中起着桥梁和纽带作用。设置接口电路 的必要性：
a)解决CPU和外围设备之间的时序配合和通信联络问题 。
b)解决CPU和外围设备之间的数据格式转换和匹配问题 。
c)解决CPU的负载能力和外围设备端口选择问题。