嵌入式系统总线技术概述
嵌入式系统总结PPT课件
LDR R1,[R2]
;将R2指向的存储单元的数据读出
;保存在R1中
SWP R1,R1,[R2] ;将寄存器R1的值和R2指定的存储
;单元的内容交换
3.1 ARM处理器寻址方式
• 寻址方式分类——基址寻址
基址寻址就是将基址寄存器的内容与指令中给 出的偏移量相加，形成操作数的有效地址。基址寻 址用于访问基址附近的存储单元，常用于查表、数 组操作、功能部件寄存器访问等。基址寻址指令举 例如下：
MOV R1,R2
;将R2的值存入R1
SUB R0,R1,R2 ;将R1的值减去R2的值，结果保存到R0
3.1 ARM处理器寻址方式
• 寻址方式分类——立即寻址
立即寻址指令中的操作码字段后面的地址码部 分即是操作数本身，也就是说，数据就包含在指令 当中，取出指令也就取出了可以立即使用的操作数 (这样的数称为立即数)。立即寻址指令举例如下：
fOSC
1
晶体 振荡器
产生稳定的 时钟信号
FOSC
ON/OFF
3
PLL
外接晶体或 外接时钟源
2
唤醒
定时器
将Fosc提升到 合适的频率
FCCLK
CPU内核
4
VPB FPCLK 分频器
芯片外设
2.在复位或处理器从掉电模式被唤醒时，为输入的时钟信 号做计数延时，使芯片内部部件有时间进行初始化。
3.把Fosc信号提高到一个符合用户需要的频率(Fcclk) 其中 Fcclk用于CPU内核。
3.2 指令集介绍
• 算术逻辑运算指令
算术逻辑运算指令包括“加/减”以及“与/ 或/异或”等指令，它们的格式如下：
OpCode 结果寄存器，运算寄存器，第二操作数
第1章嵌入式系统概述
2、SiM3U1xx（80MHZ USB）系列（M3）
1.4 STM32系列微控制器简介 STM32为意法半导体(ST)公司生产的ARM处理器。
Flash Size (bytes)
512K
256 K
STM32 prod Q2/08 Samples Dec 07 Prod Q2/08
未来 发展方向
64 K 32 K
STM32 Samples NOW Prod Oct 07
72 MHz CORTEX- M3 CPU Wide offer
• 32KB-512KB Flash • 6Kb-64KB RAM
0K 48 pins 64 pins 100 pins
144 pins
LQFP
LQFP
LQFP
LQFP
(7x7) (10x10) (14x14)/BGA (20x20)/BG
machinery or plants”.
1.嵌入式系统简介
目前，对嵌入式系统的定义多种多样，但没有一种定义是全面的。下面给出两种 比较合理定义：
●从技术的角度定义：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、 适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 ●从系统的角度定义：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧 密耦合在一起的计算机系统。术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统中的一 个完整的部分，称为嵌入的系统。嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统。
ADC
16 channels /
Tem1pMSsepns sor
Power Supply Reg 1.8V
POR/PDR/PV XTDAL
oscillators 3I2nKt.HRzC+ o4s~c1il6lMatoHrzs 32KHz +
pc104总线
pc104总线PC/104总线技术简介引言：PC/104总线是一种嵌入式计算机系统的硬件标准，广泛应用于许多行业，如工业控制、军事、医疗设备等。
本文旨在介绍PC/104总线的概念、特点、应用以及一些相关的实际案例。
一、PC/104总线的背景与定义1.1 起源PC/104总线诞生于上世纪80年代，为了满足嵌入式计算机系统的需求。
由于当时PC/AT机型的巨大成功，人们开始探索将PC体系结构应用于嵌入式系统的可能性。
1.2 定义PC/104总线是一种采用堆叠式设计的嵌入式计算机总线。
其标准规定了一个小型的板卡尺寸（3.550 × 3.775 英寸），具有固定的电气和机械规范。
该总线兼容PC/AT标准，采用ISA总线结构，同时还具备高可靠性和抗振动抗冲击的特性。
二、PC/104总线的特点2.1 堆叠式设计PC/104总线是一种堆叠式的设计，每个板卡通过连接器进行堆叠和连接。
这种设计可以方便地扩展系统功能和增加板卡数量，同时减小整个系统的体积。
2.2 多种接口PC/104总线支持多种接口，如串口、并口、USB、以太网等。
这使得系统能够与外部设备进行通信和交互，满足不同应用场景的需求。
2.3 低功耗由于嵌入式系统通常运行在长时间不间断的环境下，PC/104总线的设计注重功耗的控制，以提供更长的使用寿命和更稳定的性能。
2.4 抗振动抗冲击PC/104总线的设计考虑到了高振动和冲击环境下的应用需求，采用固定的连接器和可靠的电气接口，确保系统在恶劣环境下的稳定运行。
三、PC/104总线的应用3.1 工业控制PC/104总线在工业控制中广泛应用，可用于监控与控制、数据采集、自动化等多个领域。
其稳定的性能和较小的尺寸使得它成为工业自动化设备的理想选择。
3.2 军事应用由于PC/104总线具备抗振动抗冲击的特性，被广泛应用于军事领域，例如军用车辆、导弹控制系统等。
其可靠性和灵活性使其成为军事设备的首选。
3.3 医疗设备医疗设备通常对性能要求较高且要求稳定可靠，PC/104总线提供了高性能的计算能力和抗振动抗冲击的特性，因此被广泛应用于医疗设备中，如心电图仪、医学成像设备等。
嵌入式SoC片上总线技术的研究
１ 引 言
大规模集成 电路 的复杂度依 旧依 照摩 尔定 律， 即每 １ 个月单位元件数量增加一倍的速度在 ８
展 ， 定 了一些 Ｏ Ｂ标 准 ， 中影 响 较 大使 用 较 制 Ｃ 其 多 的有 Ａ Ａ 总线 、 ｏ Ｃ ｎｅｔ 线 、 ｓｂｎ ＭＢ Ｃｒ ｏｎｅ 总 ｅ Ｗｉ ｏｅ ｈ
（ ｒｇ 相连。 Ｂ ｄｅ） ｉ ２ １ Ａ Ａ 总线 ． ＭＢ Ａ Ａ Ａ ｖｎ ｅ ｃ ＭＢ （ ｄ ａｃ ｄＭｉ ｏ—ｃｎｒＵ ｒ ｕ ｒ ｉ ｒ ｏｔ ｅ ｓ ｃ — ｏ Ｂ Ａ ｈ
ｔ ｔ ｅ 总线是 Ａ Ｍ公 司研发 的一种适合用于高 ｅｕ ） ｃｒ Ｒ
性能嵌入式系统的总线 ， 它是一种基本的 ＳＣ总 ｏ
三种总线 ： Ｈ 、 Ｓ 、 Ｐ Ａ Ｂ Ａ Ｂ Ａ Ｂ总线 ， 他们是可 以组合 使用的不 同类型的总线 ：
（ １）Ａ ＨＢ （Ａ ｖｎ ｅ Ｈ【 — ｐｒ ｒ ｎ ｅ ｄ ａ ｃｄ ｉ ｇ ｈ ｅｆ ｍａ ｃ ｏ
连总线 ， 支持低性能 的外 围接 口。它是一个 经过 优化的可以减少系统功耗和降低外设接 口 设计复 杂度的外设总线 ，Ｐ Ａ Ｂ总 线 可 以 连 接 在 Ａ Ｂ 和 Ｈ
Ａ Ｂ系统 总线 上 。 Ｓ 典 型 的基于 Ａ Ａ ２ ０的总线 结 构框 图如 图 ＭＢ ．
Ｂ ｓ ： 于连接 高性能 和高 时钟频 率 的系统模 ｕ） 用 块。它支持突发数据传输方式及单个数据传输方
式， 所有 时序 参 考 同一个 时钟 沿 。它 主 要 用 于连
接高 吞 吐量 的设备 ， Ｃ Ｕ， 如 Ｐ 片上 存储 器 ， ＭＡ设 Ｄ
请求信号 ， 其特点是高速、 宽带宽。外围总线由于
嵌入式系统开发基础教程——基于STM32F103系列课件第9章 集成电路总线I2C
ITEVFEN 和 ITBUFEN
总线错误 仲裁丢失(主) 响应失败 过载/欠载 PEC错误 超时/Tlow错误
BERR ARLO AF OVR PECERR TIMEOUT
ITERREN
SMBus提醒
SMBALERT
3. 中断请求
I2C中断映射图
第9章 集成电路总线I2C
18
4. 中断寄存器
第9章 集成电路总线I2C
STM32的I2C特性与架构
第9章 集成电路总线I2C
11
6.整体控制逻辑 整体控制逻辑负责协调整个I2C 外设，控制逻辑的工作模式根据我们配置的“控制寄存器（CR1/CR2 ）”的参数而改变。在外设工作时，控制逻辑会根据外设的工作状态修改“状态寄存器（SR1和SR2）” ，我们只要读取这些寄存器相关的寄存器位，就可以了解I2C的工作状态。除此之外，控制逻辑还根据要 求，负责控制产生I2C中断信号、DMA请求及各种I2C 的通讯信号（起始、停止、响应信号等）。 7.通讯过程 使用I2C外设通讯时，在通讯的不同阶段它会对“状态寄存器（SR1及SR2）”的不同数据位写入参数 ，我们通过读取这些寄存器标志来了解通讯状态。 8.主发送器 下图中的是“主发送器”流程，即作为I2C 通讯的主机端时，向外发送数据时的过程。
16
在主模式时，I2C 接口启动数据传输并产生时钟信号。串行数据传输总是以起始条件开始和以停止条 件结束。当用START 位在总线上产生了起始条件，设备就进入了主模式。
以下是主模式所要求的时序： ● 在I2C_CR2 寄存器中设定外设时钟以产生正确的时序。 ● 配置时钟控制寄存器。 ● 配置上升时间寄存器。 ● 编程I2C_CR2 寄存器启动外设。 ● 置I2C_CR2 寄存器中的START 位为1，用于产生起始条件。 外设输入时钟频率必须至少是: ● 标准模式下为：2MHz。 ● 快速模式下为：4MHz。
嵌入式概述
1.Nor flash称为或非型闪存，或者Nor闪存。
Nor flash存储器的每个记忆单元使用一个晶体管。
每个晶体管有一个字线和位线与之相连。
当读数据时，选中的字线上的栅极为高电平，因此位线上的电平逻辑取决于晶体管的逻辑，如果为1则导通，输出为1；为0则截止，输出为0；其逻辑功能类似于nor门。
Nand flash：称为与非型闪存，或者NAND闪存。
读数据时被选中的字线加高电平，未选中的字线上的存储单元都是导通的，被选中的存1则输出1，位线为高电平；存0则输出0，位线为低电平。
逻辑功能类似于与非门。
Sdram;同步动态随机访问存储器，它是在标准dram中加入同步控制逻辑，利用一个系统的时钟同步所有的地址数据和控制信号，使sdram的时钟频率与cpu前端总线时钟频率相同。
从而实现存储器读写速度与cpu速度保持一致。
Cisc：是指复杂指令集计算机，是指采用一整套计算机指令进行操作的计算机。
Risc：是指精简指令集计算机，降低绝大多数机器指令的复杂程度，尽可能做到在一个时钟周期完成一条指令的执行。
流水线技术：在计算机指令执行技术中，各个阶段相互独立，因此cpu内部的指令译码执行逻辑电路可以设计成分级的处理部件，实行流水线处理。
2 嵌入式系统的定义国内流行的较为完整和规范的定义：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统也是一个计算机系统，但与通用计算机系统相比，它具有以下一些特点：1、与应用密切相关，执行特定功能：任何一个嵌入式系统都和特定应用相关，用途固定。
2、具有实时约束：嵌入式系统都是实时系统，都有时限要求。
若违反实时约束则可能使系统瘫痪或不可用。
3、嵌入式操作系统一般为多任务实时操作系统。
由于嵌入式系统处理的外部事件通常有多个，而且具有分布和并发的特点，因此要求嵌入式操作系统必须是多任务实时操作系统。
嵌入式系统中USB总线的应用
端（ ／ ＷＲ ） 、 中断请 求输 出端 （ ／ Ｉ Ｎ Ｔ ） 分 别与嵌入式 系统 的读 信号 （ ／ Ｏ Ｅ ） 、 写信 号 （ ／ ＷＥ ） 和外部 中断输 入端 （ ／ Ｉ Ｎ Ｔ ３ ７ ５ ） 连 接； 片选控制输入端 （ ／ ｃ ｓ ） 与嵌 入式系统 中译码器输 出端
（ ／ ｃ ｓ — Ｕ Ｓ Ｂ ） 连接 ； 地址线输入端（ Ａ ０ ） 用 于区分命令 口与数 据 口， 与 系统 地址 线 Ａ ０连 接 ， 以上控 制信 号用 于控制 芯片按 照正确的时序工作 。 电路的其他一 些电容 主要用 于电源的退 藕和滤 波 ， 不再一一详叙 。
图 ２中的 Ｘ ８ 为Ｕ Ｓ Ｂ接 口插 座 ， 为了避免 Ｕ Ｓ Ｂ设备 妾 人嵌 入式 系统时 ， 工作 电流突然 加大 ， 干扰嵌 入式 系 充 的正常运行 。在设计 电路 时 ， 在靠 近 Ｕ Ｓ Ｂ接 口插座 的 立 置加 了一个 ２欧姆 的限流电阻 ，用 于防止 Ｕ Ｓ Ｂ设备 妾 入时 电流过载 ； 同时 ， 在 Ｕ Ｓ Ｂ接 口插 座 电源处 加上一 卜１ ０ ０ Ｆ的 电解 电容 ， 用 于储 能和 滤波 ， 提高 Ｕ Ｓ Ｂ端 ］ 的带载和抗干扰能力 。 图 ２中 Ｃ Ｈ ３ ７ ５的复位 端（ Ｒ Ｓ Ｔ Ｉ ） 与嵌入 式 系统 复位 言 号（ Ｒ Ｅ Ｓ Ｅ Ｔ ） 连接 ， 从而保 证嵌 入式 系统 复位时 Ｃ Ｈ ３ ７ ５ 悲 同步复位 ； 发送端（ Ｔ Ｘ Ｄ ） 决定 芯片 的工作方式 ， 该引脚 勺 置弱上拉 电阻 ，在复位 期间输入低 电平 则使能并 口，
丑 扩 展使用 外部地 址空 间 ，但其 要遵循 一定 的通信协 义， 软 件设计 较为复 杂 ， 并且 传输 速度较 并行接 口的传
俞 速度要慢 。对于 大多数 嵌入式 系统应 用 ， 因串口资源 交 少， 而且扩 展外部 地址空 间技术 非常成 熟 ， 故 本接 口
嵌入式课程第1讲嵌入式系统综述ppt课件
课程设置的必要性
▪ 应用需求日益复杂 ▪ 微处理器技术长足发展 ▪ 社会对嵌入式技术人才的需求
据统计2002年16/32位嵌入式处理 器的销售额已接近70亿美元 ▪ 嵌入式软件技术成为核心
4/92
嵌入式处理器快速成长
$70亿
5/92
课程目的
了解嵌入式系统的概念和体系结构
掌握嵌入式系统的软硬件开发方法
代表产品有TI的TMS320C2000/C5000 和Motorola的DSP56000
35/92
嵌入式SOC
System On Chip,片上系统/系统芯片 将很多功能模块集成到单个芯片上 ➢ 各种通用处理器内核作为SOC设计公司的标准库，
用VHDL等语言描述 ➢ 除个别无法集成外，嵌入式系统的大部分集成到一
12/92
课程安排（5）
3. 嵌入式Linux设备驱动实验 － 基本的编程实现 － 数码管驱动与按键驱动的结构分析及使用方法
4. 串口通讯与短信收发系统综合实验 － 基于Qt的嵌入式GUI程序设计 － 串口通讯程序设计 － 短信收发程序设计 － 程序编译下载与运行
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评分标准
课堂表现与出勤率：20％ 实验表现：50％ 实验报告：30％
MIPS公司开发了32位高性能，低功耗的处理器 内核MIPS 32 4Kc和64位的处理器内核MIPS
64 5Kc
应用范围：机顶盒、视频游戏机、Cisco路由
器、激光打印机
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典型的嵌入式微处理器－PowerPC
PowerPC架构特点：可伸缩性好，方便灵活
既有通用处理器，也有嵌入式微控制器和内核， 应用范围非常广泛，从高端服务器、工作站到 PC，从消费类电子到通信设备
嵌入式系统第一章 嵌入式系统概述
• DSP56000目前已经发展成为DSP56000，DSP56100， DSP56200和DSP56300等几个不同系列的处理器。
• 另外PHILIPS公司近年也推出了基于可重置嵌入式DSP结 构低成本、低功耗技术上制造的R. E. A. L DSP处理器，应 用目标是大批量消费类产品。
• 第一章 嵌入式系统概述
• 嵌入式处理器 ——嵌入式片上系统(SOC)
随着EDA的推广和VLSI设计的普及化及半导体工艺的 迅速发展，在一个硅片上实现一个更为复杂的系统的时代 已来临，这就是System On Chip(SOC)。
•各种通用处理器内核将作为SOC设计公司的标准库，和许 多其它嵌入式系统外设一样，成为 VLSI设计中一种标准的 器件，用标准的 VHDL等语言描述，存储在器件库中。
CPU（中央处理单元）
输入设备
运算器
输出设备
控制器
存储器
CPU
单片机工作支撑模块
数据存储器
程序存储器
其他模块
内部总线
定时/计数器模块 串行通讯接口 A/D转换模块 D/A转换模块 通用I/O模块
第一章 嵌入式系统概述
1.2嵌入式系统基本构成
• 硬件系统
• CPU • 存储器 • 模拟前向通路 • 模拟后向通路 • 数字输入 • 数字输出 • 人机界面 • 通信系统 • 电源系统
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，从而降低了系统的可靠性，技术保密性也 较差。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。
第1章 嵌入式系统概述1
1.4.5 ARM10E处理器系列
ARM10E系列处理器采用了新的节能模式， 提供了64位的Load/Store体系，支持包括向量 操作的满足IEEE 754的浮点运算协处理器，系 统集成更加方便，拥有完整的硬件和软件开发 工具。ARM10E系列包括ARM1020E、ARM1022E 和ARM1026EJ-S三种类型。
1．嵌入式系统硬件平台
嵌入式系统硬件平台是整个嵌入式操作系 统和应用程序运行的硬件平台，不同的应用通 常有不同的硬件环境。在嵌入式系统中硬件平 台具有多样性的特点。
（1）嵌入式RISC微处理器 （2）嵌入式CISC微处理器
表1-1
RISC和CISC之间主要的区别
RISC 一个周期执行一条指令，通 过简单指令的组合实现复杂 操作；指令长度固定 流水线每周期前进一步 更多通用寄存器 独立的Load和Store指令完成 数据在寄存器和外部存储器 之间的传输 CISC 指令长度不固定，执行需要多 个周期 指令的执行需要调用微代码的 一个微程序 用于特定目的的专用寄存器 处理器能够直接处理存储器中 的数据
Cortex-M3改进了代码密度，减少了中断 延时并有更低的功耗。Cortex-M3中实现了最 新的Thumb-2指令集。MPCore提供了Cache的 一致性，每个支持1～4个ARM11核，这种设计 为现代消费类产品对性能和功耗的需求进行了 很好的平衡。
1.4.10 各种处理器系列之间的比较
表1-3 ARM系列处理器属性比较
ARM9/9E系列
向量浮点运算（Vector Floating Point）系列
ARM系列
ARM10E系列
包含类型
ARM1020E ARM1022E ARM1026EJ-S
ARM11系列
一单片机嵌入式系统概述
一、单片机嵌入式系统概述嵌入式系统一、一、嵌入式系统1、什么是嵌入式系统按计算机的非嵌入式应用和嵌入式应用将其分为通用计算机系统和嵌入式计算机系统。
PC机电梯控制柜通用计算机具有计算机的标准形态，通过装配不同的应用软件，以类同面目出现，并应用在社会的各个方面。
现在我们在办公室里、家庭中，最广泛普及使用的PC机就是通用计算机其最典型的代表。
而嵌入式计算机则是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中的。
在许多的应用领域中，如工业控制、智能仪器仪表、家用电器、电子通信设备等电子系统和电子产品中，对计算机的应用有着不同的要求。
这些要求的主要特征为：(1)面对控制对象。
面对物理量传感器变换的信号输入；面对人机交互的操作控制；面对对象的伺服驱动和控制。
(2)嵌入到应用系统。
体积小、低功耗、价格低廉，可方便地嵌入到应用系统和电子产品中。
(3)能在工业现场环境中可靠运行。
(4)优良的控制功能。
对外部的各种模拟和数字信号能及时地捕捉，对多种不同的控制对象能灵活地进行实时控制。
我们将具备高速计算能力和海量存储，用于高速数值计算和海量数据处理的计算机称为通用计算机系统。
而将面对工控领域对象，嵌入到各种控制应用系统、各类电子系统和电子产品中，实现嵌入式应用的计算机系统称之为嵌入式计算机系统，简称嵌入式系统。
2、嵌入式系统的特点与应用(1)嵌入式系统就是指用于实现独立功能的专用计算机系统。
(2)嵌入式系统是以应用为核心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、安全性、成本、体积、重量、功耗、环境等方面有严格要求的专用计算机系统。
(3)嵌入式计算机系统在应用数量上远远超过了各种通用计算机系统。
(4)通用计算机系统和嵌入式计算机系统形成了计算机技术的两大分支。
二、嵌入式系统的种类嵌入式计算机系统的构成，根据其核心控制部分的不同可分为几种不同的类型：(1)各种类型的工控机(2)可编程逻辑控制器PLC(3)以通用微处理器或数字信号处理器构成的嵌入式系统(4)单片嵌入式系统(5)FPGA嵌入式系统以单片机作为控制核心的单片嵌入式系统大部分应用于专业性极强的工业控制系统中。
嵌入式各种接口简介
1．嵌入式模块接口目前嵌入式系统中常用的通用设备接口有I/O接口,有RS-232接口（串行通信接口）、Ethernet（以太网接口）、USB（通用串行总线接口）、I2C（现场总线）、I2S、SPI（串行外围设备接口）、LVDS、JTAG、PCI、HPI、camera link等。
1.1 I/O接口CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现，前者被称为I/O接口，而后者则被称为存储器接口。
I/O接口的功能是负责实现CPU通过系统总线把I/O电路和外围设备联系在一起，按照电路和设备的复杂程度，I/O接口的硬件主要分为两大类：（1）I/O接口芯片这些芯片大都是集成电路，通过CPU输入不同的命令和参数，并控制相关的I/O电路和简单的外设作相应的操作，常见的接口芯片如定时/计数器、中断控制器、DMA控制器、并行接口等。
（2）I/O接口控制卡有若干个集成电路按一定的逻辑组成为一个部件，或者直接与CPU同在主板上，或是一个插件插在系统总线插槽上。
按照接口的连接对象来分，又可以将他们分为串行接口、并行接口、键盘接口和磁盘接口等.1.2 以太网接口以太网一般分为十兆、百兆、千兆以太网：1.2.1 传统以太网接口符合10Base-T物理层规范，工作速率为10Mbit/s，有全双工和半双工两种工作方式。
1.2.2 快速以太网接口符合100Base-TX物理层规范，兼容10Base-T物理层规范，可以在10Mbit/s、100Mbit/s两种速率下工作，有半双工和全双工两种工作方式。
它具有自动协商模式，可以与其它网络设备协商确定工作方式和速率，自动选择最合适的工作方式和速率，从而可以大大简化系统的配置和管理。
传统以太网接口的配置与快速以太网接口的配置基本相同，但前者配置简单，配置项较少。
1.2.3 千兆以太网技术作为最新的高速以太网技术，给用户带来了提高核心网络的有效解决方案，这种解决方案的最大优点是继承了传统以太技术价格便宜的优点。
AMR嵌入式系统
ATMEl公司
• ATMEl公司的8位单片机有AT89、AT90两
个系列,AT89系列是8位Flash单片机,与
8051系列单片机相兼容,静态时钟模式；
AT90系列单片机是增强RISC结构、全静
态工作方式、内载在线可编程Flash的单
片机,也叫AVR单片机。
四、最小系统
• 最小系统框图
时钟电路 嵌入式 控制器
电源电路
复位电路
一个嵌入式处理器自己是不能独立工作的，必须 给它供电，加上时钟信号，并提供复位信号。
电源电路
时钟电路
时钟信号用来提供处理器内各种微操作时间基准。 有两种电路形式：从属方式和振荡方式。
C01
XTAL2 C02 XTAL1 GND
悬空
外部 时钟
XTAL2
XTAL1 GND
外部 时钟 悬空
• 德州仪器提供了TMS370和MSP430两大系 列通用单片机.TMS370系列单片机是8位 CMOS单片机,具有多种存储模式、多种外 围接口模式,适用于复杂的实时控制场合， MSP430系列单片机是一种超低功耗、功 能集成度较高的16位低功耗单片机,特别 适用于要求功耗低的场合 。
8051单片机
• 8051单片机最早是由Intel公司推出的，由于 Intel公司在嵌入式应用方面将重点放在186、 386、奔腾等与PC类兼容的高档芯片的开发上， 8051类单片机主要由Philips、三星、华邦等 公司接产。这些公司都在保持与8051单片机兼 容的基础上改善了8051许多特性(如时序特性)。 提高了速度、降低了时钟频率，放宽了电源电 压的动态范围，降低了产品价格。
MPU核 ROM 部件
晶振 部件
I/O 部件 中断 部件
嵌入式系统概述
目录第1章嵌入式系统概述 (2)1.1 嵌入式系统概述 (2).嵌入式系统的定义 (2).嵌入式系统应用领域 (2).嵌入式系统特点 (3).嵌入式处理器——概述 (3)1.2 嵌入式处理器 (3).分类 (3).嵌入式处理器——嵌入式微处理器 (4).嵌入式处理器——嵌入式微控制器 (4).嵌入式处理器——嵌入式DSP处理器 (5).嵌入式处理器——嵌入式片上系统(SOC) (5)1.3 嵌入式操作系统 (5).概述 (5).嵌入式实时操作系统 (6).使用实时操作系统的必要性 (6).常见的嵌入式操作系统——嵌入式Linux (7)嵌入式系统概述嵌入式系统概述嵌入式系统的定义嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可剪裁、适应于对系统功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。
这个定义主要包含两个信息，一是嵌入式系统是专用计算机系统，因此必须要有处理器，具备计算机系统的基本特征。
二是嵌入式系统的功能是有严格要求并按照指定的应用而设计的。
嵌入式系统应用领域根据嵌入式系统的应用领域有交通管理、工控设备、智能仪器、汽车电子、环境监测、电子商务、医疗仪器、移动计算、网络设备、通信设备、军事电子、机器人、智能玩具、信息家电等等。
主要的产品：网络设备：交换机、路由器、MODEM等。
·消费电子：手机、MP3、PDA 、可视电话、电视机顶盒、数字电视、数码照相机、数码摄像机、信息家电等。
·办公设备：打印机、传真机、扫描仪等。
·汽车电子：ABS防死锁刹车系统、车载GPS等。
·工业控制：各种自动控制设备。
·嵌入式系统的组成嵌入式系统一般由硬件层、中间层和软件层组成。
·硬件层硬件层包括嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口。
在一片嵌入式处理器基础上添加电源电路、时钟电路和存储器电路，就构成了一个嵌入式核心控制模块。
ahb总线decoder工作原理
文章标题：深度解析AHB总线Decoder工作原理在现代的计算机系统和嵌入式系统中，AHB总线是一种常用的总线结构。
AHB总线Decoder作为其重要组成部分，其工作原理对于系统的性能和稳定性至关重要。
本文将深度解析AHB总线Decoder的工作原理，通过逐步探讨其概念、结构和工作原理，使读者能够全面理解其重要性和作用。
一、AHB总线概述AHB总线是一种高性能、高带宽的系统总线，用于连接处理器、内存、外设等各个模块，实现它们之间的数据传输和控制。
AHB总线采用了一种分级的体系结构，包括主控制器、从设备和中枢总线。
在这种体系结构下，AHB总线Decoder充当着重要的角色，负责对总线位置区域进行解码，从而确定数据传输的目标设备。
二、AHB总线Decoder结构1. 逻辑门电路在AHB总线Decoder中，通常会采用逻辑门电路来实现位置区域译码的功能。
逻辑门电路可以根据输入的位置区域信号，通过逻辑运算来产生输出信号，从而选择目标设备。
常见的逻辑门包括与门、或门和非门，它们可以组合成复杂的逻辑电路，用于实现对位置区域的解码。
2. 位置区域映射另外，AHB总线Decoder还涉及到位置区域映射的概念。
位置区域映射是指将逻辑位置区域映射到物理位置区域的过程，这样可以实现对不同设备的位置区域范围进行分配和管理。
在AHB总线系统中，通过位置区域映射可以将总线位置区域映射到各个从设备的位置区域空间，实现对这些设备的选择和控制。
三、AHB总线Decoder工作原理1. 位置区域解码在实际的系统中，AHB总线Decoder通过对总线位置区域进行解码，确定数据传输的目标设备。
当主控制器发出的位置区域信号通过Decoder进行解码之后，Decoder根据这些信号产生相应的使能信号，选择目标设备进行数据传输。
这样，在多设备的系统中，可以通过Decoder实现对不同设备的选择和控制。
2. 多级解码在复杂的系统中，可能存在多个从设备，它们的位置区域空间可能会重叠。
成都达内嵌入式培训嵌入式系统基础及知识及接口技术总结介绍
成都达内嵌入式培训：嵌入式系统基础及知识及接口技术总结介绍嵌入式系统基础1、嵌入式系统的定义(1)定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
(2)嵌入式系统发展的4个阶段：无操作系统阶段、简单操作系统阶段、实时操作系统阶段、面向Internet阶段。
(3)知识产权核(IP核)：具有知识产权的、功能具体、接口规范、可在多个集成电路设计中重复使用的功能模块，是实现系统芯片(SOC)的基本构件。
(4)IP核模块有行为、结构和物理3级不同程度的设计，对应描述功能行为的不同可以分为三类：软核、固核、硬核。
2、嵌入式系统的组成包含：硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层(1)硬件层：嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口。
嵌入式核心模块二微处理器+电源电路+时钟电路+存储器Cache：位于主存和嵌入式微处理器内核之间，存放的是最近一段时间微处理器使用最多的程序代码和数据。
它的主要目标是减小存储器给微处理器内核造成的存储器访问瓶颈，使处理速度更快。
(2)中间层(也称为硬件抽象层HAL或者板级支持包BSP)。
它将系统上层软件和底层硬件分离开来，使系统上层软件开发人员无需关系底层硬件的具体情况，根据BSP层提供的接口开发即可。
BSP有两个特点：硬件相关性和操作系统相关性。
设计一个完整的BSP需要完成两部分工作：A、嵌入式系统的硬件初始化和BSP功能。
片级初始化：纯硬件的初始化过程，把嵌入式微处理器从上电的默认状态逐步设置成系统所要求的工作状态。
板级初始化：包含软硬件两部分在内的初始化过程，为随后的系统初始化和应用程序建立硬件和软件的运行环境。
系统级初始化：以软件为主的初始化过程，进行操作系统的初始化。
B、设计硬件相关的设备驱动。
(3)系统软件层：由RTOS、文件系统、GUI、网络系统及通用组件模块组成。
RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。
嵌入式系统的通信技术
嵌入式系统的通信技术嵌入式系统是现代科技中应用极为广泛的一种系统。
它的特点在于由硬件和软件的结合构成，可以完成特定的功能，适用于各种各样的场合。
而在嵌入式系统中，通信技术则大大促进了系统的交互和联动效果。
下文将详细论述嵌入式系统中的通信技术。
一、串口通信技术串口通信技术是在传输数据时按照字符的顺序，依次将一个或多个字符发送到目标设备的一种通信技术。
串口通信技术在嵌入式系统中被广泛应用，主要是因为其简单、可靠、灵活的特点。
串口通信技术可以用于连接嵌入式设备和电脑、单片机、传感器等外部设备传输数据。
串口通信技术的优点在于其通讯速度快，可靠性高，适用于不同平台的系统间通讯。
另外，串口通信技术的数据处理方式简单，易于实现协议。
二、以太网通信技术以太网通信技术是现代嵌入式系统中最常用的通讯技术之一。
它是一种开放标准，适用于各种不同的嵌入式应用和系统，能够实现高效的数据传输和大规模的网络连接。
以太网通信技术的优点在于其高速、灵活、可靠、安全。
以太网通信技术具有良好的扩展性，可以轻松地满足不同规模、不同功能、不同数据速率的嵌入式应用。
另外，以太网通信技术基于TCP/IP协议进行通讯，既保证了数据传输的稳定性，也保障了数据安全性和完整性。
同时，强大的网络管理和监控功能也是以太网通信技术在嵌入式系统中的一大优势。
三、无线通信技术无线通信技术在嵌入式系统中应用越来越广泛，主要是因为其无线传输的特点。
在嵌入式系统中，无线通信技术主要有蓝牙、Wi-Fi、Zigbee 等。
这些无线通信技术的共同点是能够在无线传输环境下提供高效、快速、稳定的数据传输。
其中，蓝牙通信技术是应用最广泛的无线通信技术之一。
它能够在近距离内实现通讯，并且支持多设备同时连接，无需网络基础设施，这使得它在移动应用中倍受青睐。
另外，蓝牙通信技术也有着良好的保密性和数据完整性保障，对于某些大规模嵌入式系统具有重要的作用。
四、总线通信技术总线通信技术是嵌入式系统中极为重要的通信技术之一。
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嵌入式系统总线技术概述嵌入式系统是一种专用的计算机系统，它是软件和硬件的综合体。
一般，嵌入式系统的构架可以分成四个部分：处理器、存储器、输入输出（I/O）和软件。
嵌入式系统中的各个部件之间是通过一条公共信息通路连接起来的，这条信息通路称为总线。
为了简化硬件电路设计、简化系统结构，常用一组线路，配置以适当的接口电路，与各部件和外围设备连接，即总线。
采用总线结构便于部件和设备的扩充，尤其制定了统一的总线标准则容易使不同设备间实现互连。
微机中总线一般有内部总线、系统总线和外部总线。
内部总线是微机内部各外围芯片与处理器之间的总线；而系统总线是微机中各插件板与系统板之间的总线；外部总线则是微机和外部设备之间的总线，微机通过该总线和其他设备进行信息与数据交换。
另外，处理器的通信方式有并行通信和串行通信，相应的通信总线被称为并行总线和串行总线。
并行通信速度快、实时性好，但由于占用的口线多，不适于小型化产品；而串行通信速率虽低，但在数据通信吞吐量不大的微处理电路中则显得更加简易、方便、灵活。
下面仅对微机各类总线中目前比较流行的总线技术分别加以介绍。
一、内部总线1、I2C总线I2C总线10多年前由PHILIPS公司推出，是近年来在微电子通信控制领域广泛采用的一种新型总线标准。
它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简化，器件封装形式小，通信速率较高等优点。
在主从通信中，可以有多个I2C总线器件同时接到I2C总线上，通过地址来识别通信对象。
2、SPI总线串行外围设备接口SPI总线技术是MOTOROLA公司推出的一种同步串行接口。
MOTOROLA公司生产的绝大多数MCU（微控制器）都配有SPI硬件接口，如68系列MCU。
SPI总线是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，所以，与SPI有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。
3、SCI总线串行通信接口SCI也是由MOTOROLA公司推出的。
它是一种通用异步通信接口UART，与MCS-51的异步通信功能基本相同。
二、系统总线1、ISA总线ISA总线标准是对XT总线的扩展，以适应8/16位数据总线要求。
它在80286至80486时代应用非常广泛，以至于现在奔腾机中还保留有ISA总线插槽。
ISA总线有98只引脚。
2、EISA总线EISA总线是在ISA总线的基础上使用双层插座，在原来ISA总线的98条信号线上增加了98条信号线，也就是在两条ISA信号线之间添加一条EISA信号线。
在实际使用中，EISA总线兼容ISA总线信号。
3、VESA总线VESA总线系统考虑到CPU与主存、Cache的直接相连，通常把这部分总线称为CPU总线或主总线，其他设备通过VL总线与CPU总线相连，所以VL总线被称为局部总线。
它定义了32位数据线，且可通过扩展槽扩展到64 位，使用33MHZ时钟频率，最大传输率达132MB/s，可与CPU同步工作。
是一种高速、高效的局部总线，可支持386SX、386DX、486SX、486DX及奔腾微处理器。
4、PCI总线PCI总线定义了32位数据总线，且可扩展为64位。
PCI总线主板插槽的体积比原ISA总线插槽还小，其功能比VESA、ISA有极大的改善，支持突发读写操作，最大传输速率可达132MB/s，可同时支持多组外围设备。
PCI局部总线不能兼容现有的ISA、EISA、MCA总线，但它不受制于处理器。
5、Compact PCICompact PCI是当今第一个采用无源总线底板结构的PCI系统，是PCI总线的电气和软件标准加欧式卡的工业组装标准，是当今最新的一种工业计算机标准。
Compact PCI是在原来PCI总线基础上改造而来，它利用PCI的优点，提供满足工业环境应用要求的高性能核心系统，同时还考虑充分利用传统的总线产品，如ISA、STD、VME或PC/104来扩充系统的I/O和其他功能。
三、外部总线1、RS-232-C总线RS-232-C总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道，在多数情况下主要使用主通道，对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现。
RS-232-C标准规定的数据传输速率为每秒50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。
RS-232-C标准规定，驱动器允许有2500pF 的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。
传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信。
2、RS-485总线在要求通信距离为几十米到上千米时，广泛采用RS-485 串行总线标准。
RS-485采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。
加上总线收发器具有高灵敏度，能检测低至200mV的电压，故传输信号能在千米以外得到恢复。
RS-485采用半双工工作方式，任何时候只能有一点处于发送状态，因此，发送电路须由使能信号加以控制。
RS-485用于多点互连时非常方便，可以省掉许多信号线。
应用RS-485可以联网构成分布式系统，其允许最多并联32台驱动器和32台接收器。
3、IEEE-488总线上述两种外部总线是串行总线，而IEEE-488 总线是并行总线接口标准。
IEEE-488总线用来连接系统，如微计算机、数字电压表、数码显示器等设备及其他仪器仪表。
它按照位并行、字节串行双向异步方式传输信号，连接方式为总线方式，仪器设备直接并联于总线上而不需中介单元，但总线上最多可连接15台设备。
最大传输距离为20米，信号传输速度一般为500KB/s，最大传输速度为1MB/s。
4、USB总线通用串行总线USB基于通用连接技术，实现外设的简单快速连接，达到方便用户、降低成本、扩展PC连接外设范围的目的。
它可以为外设提供电源，而不像普通的使用串、并口的设备需要单独的供电系统。
另外，快速是USB技术的突出特点之一，USB的最高传输率可达12Mbps比串口快100倍，比并口快近10倍，而且USB还能支持多媒体。
但是不能通过USB进行计算机的互连5、IEEE1394Apple 公司的FireWire基础上由IEEE制定的标准。
与USB有很大的相似性。
采用树形或菊花链结构，以级连方式在一个接口上最多可连接63个不同种类的设备。
传输速率高，最高可达3.2Gb/s；实时性好，总线提供电源，系统中各设备之间的关系是平等的，连接方便，允许热插拔和即插即用。
四、现场总线1、LonWorks 总线LonWorks的通信协议LonTalk 支持ISO/OSI 的全部7 层模型，这是Lon 总线最杰出的特点。
LonTalk 协议通过神经元芯片(Neuron Chip)上的硬件和固件实现，提供介质存取、事物确认和对等通信服务；还有一些先进服务如接收认证、优先级传输、单一/广播/组播消息发送等。
另外，它采用面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置，其通信速率从300bps 至1.5Mbps 不等，直接通信距离可达2700m(78Kbps，双绞线)；持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电力线等多种通信介质，并开发了相应的本质安全防爆产品。
其编址方法提供了巨大的网络寻址能力。
2、Profibus 总线Profibus 在实际应用中成绩斐然，广泛用于各种行业。
Profibus 主要有3 种系列：Profibus-DP、Profibus-FMS 和Profibus-PA。
Profibus-DP应用于现场级，是一种高速低成本通信，适用于设备级控制系统与分散式I/O 的实时通信；Profibus-FMS 用于车间级监控网络，是一个令牌结构、实时多主网络；Profibus-PA专为过程自动化设计，其采用IEC1158-2传输技术，实现总线供电和本质安全防爆。
3、基金会现场总线基金会现场总线以ISO/OSI开放系统互联模型为基础，并在应用层上增加了用户层。
用户层主要针对自动化测控应用的需要，定义了信息存取的统一规则，采用设备描述语言规定了通用的功能块集。
基金会现场总线分低速H1 和高速H2 两种通信速率。
H1的传输速率为31.25Kbps，通信距离可达1900m。
H2的传输速率可为1Mbps和2.5Mbps两种，其通信距离分别为750m 和500m。
4、CAN 总线CAN 协议遵循ISO/OSI 模型，采用了其中的物理层、数据链路层与应用层。
它采用多主工作方式，节点之间不分主从，但节点之间有优先级之分，通信方式灵活，可实现点对点、一点对多点及广播方式传输数据，无需调度。
CAN总线可采用双绞线，同轴电缆或光纤作力传输介质。
通信速率可达1Mbps/40m，直接通信距离最远可达10km/5Kbps。
可挂接设备数最多可达110 个。
CAN 的信号传输采用短帧结构，每帧有效字节为8 个，传输距离短，受干扰的概率低。
当节点严重错误时，具有自动关闭功能，以切断该节点与总线的联系，使总线上的其它节点及通信不受影响。
可见，CAN 是所有总线中最为可靠的。
5、HART 总线HART是种被称为可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中的过渡性产品，然而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较快发展。
HART 采用统一的设备描述语言DDL。
现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性，由HART 基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典，主设备运用DDL 技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。
但这种模拟数字混合信号制导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。
HART 能利用总线供电，可满足本质安全防爆要求，并可组成由手持编程器与管理系统主机作为主设备的双主设备系统。