硬件开发工程师入门宝典
硬件工程师必阅--如何“0基础”从入门到精通?(附CAD使用指南)
硬件工程师必阅--如何“0基础”从入门到精通?(附CAD使用指南)作为一个好的硬件工程师实际上就是一个项目经理,你需要从外界交流获取对自己设计的需求,然后汇总,分析成具体的硬件实现。
那么需要哪些具体的技能呢?掌握硬件总体设计所必须具备的硬件设计经验与设计思路1)产品需求分析2)开发可行性分析3)系统方案调研4)总体架构,CPU选型,总线类型5)数据通信与电信领域主流CPU:M68k系列,PowerPC860,PowerPC8240,8260体系结构,性能及对比6)总体硬件结构设计及应注意的问题7)通信接口类型选择8)任务分解9)最小系统设计10)PCI总线知识与规范11)如何在总体设计阶段避免出现致命性错误12)如何合理地进行任务分解以达到事半功倍的效果?13)项目案例:中、低端路由器等关于硬件设计的各种技术/标准/芯片/器件都要知道,需要的时候,能够信手拈来,功能性能,参数特性,优点缺点。
1.快速学习的能力:一方面,通信技术,标准,芯片更新的太快了,快到你根本来不及系统的了解它,只能通过特定的项目,需求进行了解;另一方面对于公司来说,需要做的硬件产品也是变化很快,客户需要T1,E1,PDH,SDH,Ethernet,VoIP,Switch,Router,没有人是什么都懂的,都需要能够结合客户的需求,选择的芯片方案进行详细了解,尤其对于接口协议和电气特性。
2.通信协议和标准的理解:通信设备,顾名思义,就是用来实现多种通信协议(比如T1,E1,V.35,PDH,SDH/SONET,ATM,USB,VoIP,WiFi,Ethernet,TCP/IP,RS232等等常用协议)实现通信的设备,各种电路,PCB板,电源都是为了通信协议服务的。
通信协议一般都是由芯片实现,要么是成熟的ASIC,要么是自己开发的FPGA/CPLD,芯片工程师或者FPGA工程师比硬件工程师跟靠近通信协议,他们需要对于通信协议理解很透彻,实现各种逻辑上的状态机以及满足协议规定的电气参数标准。
硬件工程师必懂的基础--21IC(精选5篇)
硬件工程师必懂的基础--21IC(精选5篇)第一篇:硬件工程师必懂的基础--21IC1、硬件工程师电路设计必须紧记的十大要点一、电源是系统的血脉,要舍得成本,这对产品的稳定性和通过各种认证是非常有好处的。
1.尽量采用∏型滤波,增加10uH电感,每个芯片电源管脚要接104旁路电容;2.采用压敏电阻或瞬态二极管,抑制浪涌;3.模电和数电地分开,大电流和小电流地回路分开,采用磁珠或零欧电阻隔开;4.设计要留有余量,避免电源芯片过热,攻耗达到额定值的50%要用散热片。
二、输入IO记得要上拉;三、输出IO记得核算驱动能力;四、高速IO,布线过长采用33殴电阻抑制反射;五、各芯片之间电平匹配;六、开关器件是否需要避免晶体管开关时的过冲特性;七、单板有可测试电路,能独立完成功能测试;八、要有重要信号测试点和接地点;九、版本标识;十、状态指示灯。
如果每次的原理图设计,都能仔细的核对上面十点,将会提高产品设计的成功率,减少更改次数,缩短设计周期。
2、为什么单片机内部有看门狗电路,还在外面接看门狗芯片?1、外狗使用灵活,方便(可能内部的看门狗的喂狗时间不够长或者不够短、内狗不是麻烦,而是在一些大的嵌入式应用中,涉及许多任务运行,你很难决定在哪里喂狗,比如在你的某个用户线程里喂狗,如果线程被挂起,是不是就该复位呢。
)例如:喂狗灵活,我以前做过将喂狗线直接挂在刷新显示的时钟引脚上,间接喂狗,方便啊。
2、内部看门狗可能没有时间窗,只有上限没下限。
3、增加可靠性。
3、IO口输出方式:一、开漏输出:就是不输出电压,低电平时接地,高电平时不接地,引脚呈现高阻态。
如果外接上拉电阻,则在输出高电平时电压会拉到上拉电阻的电源电压。
这种方式适合在连接的外设电压比单片机电压低的时候。
就像一个开关,输出低时,开关合上,接地!输出高时,开关断开,悬空,需要外部提供上拉才能为高电平,这样,你可以接一个电阻到3.3V,也可以接一个电阻到5V,这样,在输出1的时候,就可以是5V电压,也可以是3.3V电压了.但是不接电阻上拉的时候,这个输出高就不能实现了.总结:1、输出高电平是开关断开,此时引脚不能提供电流输出,需要高电平要在外面加上拉电阻。
从事硬件研发工作需要掌握哪些专业技能
从事硬件研发工作需要掌握哪些专业技能在当今科技飞速发展的时代,硬件研发工作成为了众多领域中至关重要的一环。
从智能手机到智能家居,从航空航天到医疗设备,硬件的创新和优化不断推动着社会的进步。
那么,想要从事硬件研发工作,究竟需要掌握哪些专业技能呢?首先,扎实的电子电路知识是硬件研发的基石。
这包括对电路原理、模拟电子技术和数字电子技术的深入理解。
要明白电阻、电容、电感等基本元件的特性和作用,能够熟练分析和设计简单到复杂的电路。
比如,在设计电源电路时,需要精确计算各个元件的参数,以确保输出稳定的电压和电流。
对于模拟信号的处理,如放大器、滤波器的设计,也需要有深厚的模拟电子技术功底。
而在数字电路方面,掌握逻辑门、触发器、计数器等的工作原理,能够进行数字系统的设计和编程。
其次,精通微控制器和嵌入式系统是必不可少的。
常见的微控制器如 Arduino、STM32 等,需要熟悉其架构、指令集和编程环境。
能够运用 C 或 C++语言进行底层驱动程序的开发,实现对各种外设的控制,如GPIO、UART、SPI、I2C 等。
同时,要了解实时操作系统(RTOS)的原理和应用,以便在复杂的多任务环境中保证系统的稳定性和实时性。
再者,PCB(印制电路板)设计技能是硬件研发人员必须具备的。
要熟悉 PCB 设计软件,如 Altium Designer、KiCAD 等,能够根据电路原理图进行合理的布局布线。
在设计过程中,要考虑电磁兼容性(EMC)、信号完整性(SI)等因素,避免信号干扰和噪声。
合理的层数选择、电源和地线的规划、高速信号的走线等,都直接影响着电路板的性能和可靠性。
硬件研发还需要掌握一定的通信协议知识。
比如,常见的串行通信协议如 UART、SPI、I2C 等,以及网络通信协议如 TCP/IP、Ethernet 等。
了解这些协议的工作原理和数据格式,能够实现不同设备之间的高效通信。
在物联网时代,对于蓝牙、Zigbee、LoRa 等无线通信技术的掌握也变得越来越重要。
硬件工程师的基础知识
硬件工程师的基础知识硬件工程师啊,那可是个相当酷的职业呢。
这就好比是建筑行业里的泥瓦匠,不过硬件工程师搭建的可不是普通的房子,而是那些能让电子设备正常运行的“电子大厦”。
硬件工程师得懂好多好多东西呢。
比如说电路知识,这就像咱们走的路一样,电流就是在路上跑的小汽车。
要是路修得乱七八糟,那小汽车能跑得顺畅吗?肯定不能啊。
电路里面的各种元件,像电阻啊,就像是路上的减速带,控制着电流这个小汽车的速度。
电容呢,有点像路上的临时停车场,能储存一点电量,等需要的时候再放出来。
如果电阻电容这些元件的数值选错了,那就好比减速带设错了位置,停车场建错了大小,整个电路就乱套了。
再说说芯片吧。
芯片可是硬件里面的“大脑”啊。
这就像人的大脑一样,指挥着整个电子设备的运作。
一个好的硬件工程师得像了解自己的手掌纹路一样了解芯片的功能和特性。
不同的芯片有不同的作用,就像不同的人擅长做不同的事。
有的芯片善于处理图像,就像画家一样,能把各种颜色和形状组合得美轮美奂;有的芯片擅长计算,就像数学天才,能快速算出复杂的算式。
如果硬件工程师对芯片一知半解,那这个电子设备就像个没头脑的人,不知道自己该干啥。
硬件工程师还得会看电路板呢。
电路板就像城市的布局图。
上面的线路就像城市里的街道,各种元件就是街道两旁的建筑。
要是电路板设计得不合理,就像城市的布局乱七八糟。
比如说,两个需要频繁交流的元件离得老远,就像住在城市两端的两个人,要交流还得跑老远的路,这多耽误事儿啊。
而且电路板上的布线还有很多讲究,就像城市的道路规划,要考虑到交通流量、安全等因素。
线与线之间不能太近,不然就像两辆车在狭窄的路上并行,容易发生“碰撞”,也就是短路。
焊接也是硬件工程师的一项重要技能。
焊接就像把一个个小零件用胶水粘在一起,不过这个胶水可是高温熔化的焊锡。
这活儿可得细致,要是焊接得不好,就像搭积木搭得歪歪扭扭的,随时可能散架。
我曾经见过一个新手焊接的电路板,那焊点就像一个个小疙瘩,又大又难看,而且还不牢固。
硬件设计新手入门宝典之第一部
硬件设计新手入门宝典之第一部版权所有:微信公众号‘超硬工程师’目录前言 (3)第一章电路设计常用图例和标识 (5)1, 常用图例 (6)2, 信号连接标识 (10)第二章常用元件之电阻电容和电感 (13)1, 电阻及应用 (13)2, 电容及使用 (18)3, 电感及使用 (26)第三章二极管三极管和MOS管 (30)1, 二极管及使用 (30)2, 三极管及使用 (33)3, MOS管及使用 (38)第四章硬件设计功能模块框图 (45)1, 硬件系统架构简介 (45)2, 硬件设计功能模块框图 (50)前言大家都知道,硬件设计行业除了一些教授电路基本原理的书籍之外,没有专门的讲解专业硬件及系统产品开发技术及流程的书籍。
对于从事相关行业的朋友,提高更多是通过前人的传授和个人产品研发经验的累积。
为给从事硬件设计行业的朋友提供快捷高效的提升个人能力的渠道,微信公众号‘超硬工程师’全面系统地汇总硬件及系统设计知识和经验,并免费分享,从而帮助更多的从业者快速掌握获取相关知识和经验,在硬件设计职业生涯之路上达到全新的高度。
‘超硬工程师’微信号平台建立后,不少网友留言对未来觉得迷茫--学生朋友说学校里学不到实用知识,快毕业了还感觉什么都不会;参加工作的年轻朋友觉得在单位一直打下手,又没人指点,不知怎么入门。
大家都非常期望能够有人带一带。
超硬工程师觉得应当尽绵薄之力,帮助大家学有所成,尽快建立一些基本的设计能力。
因此通过连载的形式,发布一系列文章,详细剖解硬件设计基础知识和设计过程。
之前发布过精读datasheet系列文章,相信大家看了之后,应该知道如何去阅读元器件的技术文档了。
做硬件设计就是把不同元器件连接在一起,结合一些软件以实现产品设计所要达到的功能。
所以硬件设计另外一个重要的能力就是去读懂硬件设计电路原理图为将来设计硬件电路打下基础。
这个系列的文章就以一份基于X86平台的嵌入式设计为基础,来详细解析一下硬件电路原理图设计,常用电路及基本功能原理。
硬件工程师必会知识点
硬件工程师必会知识点一、知识概述《电路基础》①基本定义:电路嘛,简单说就是电流能跑的一个通路。
就像咱住的房子要有路才能进出一样,电也得有个道儿能走。
它由电源、导线、开关和用电器这些东西组成。
电源就像是发电站给电力来源,导线就是电走的路,开关就是控制电走不走的门,用电器就是用电干活儿的东西,像灯能照明。
②重要程度:在硬件工程师这行里,电路基础就像是建房的地基。
要是电路基础不牢,后面啥复杂电路、电路板设计都没法好好搞。
③前置知识:那得先知道基本的数学知识,像代数啊,能计算电阻、电压、电流之间的关系。
还有物理里的电学知识,啥是电,电的基本特性这些。
④应用价值:日常生活到处都是,就说家里头的电路,从电灯、电视到冰箱,哪一个离得开电路基础呢。
在电子设备制造上,设计手机、电脑主板啥的,也都得靠电路基础。
二、知识体系①知识图谱:在硬件这学科里,电路基础是最底层最基本的东西。
就像树根一样,从这上面生出各种分支,像模拟电路、数字电路这些。
②关联知识:和电磁场理论有关系,因为电场磁场和电路里的电有着千丝万缕的联系。
也和电子元器件知识分不开,毕竟元器件是电路的组成部分。
③重难点分析:- 掌握难度:对于初学者来说,理解电路里那些抽象的概念是个难点,像电压降、电势差这些。
就拿我刚学的时候,死活想不明白为啥电流从高电势往低电势跑。
- 关键点:得把电流、电压、电阻间的关系搞明白,特别是欧姆定律。
这个关系理顺了,分析简单电路就很容易。
④考点分析:- 在考试中的重要性:超级重要,大部分硬件工程相关的考试都会考到电路基础。
- 考查方式:选择题可能会出计算电阻值的题,简答题可能让你分析一个简单电路里某些点的电压情况。
三、详细讲解- 理论概念类①概念辨析:- 电流:可以看成是电的水流,就是电子在导线里定向移动。
想象一群小蚂蚁排着队在一根小管道里往前走。
单位是安培。
- 电压:这就像是水管里水的压力,电有个推动电子跑的力量叫电压。
电压单位是伏特。
硬件工程师必看-必杀技学习
硬件工程师必看——必杀技学习1.充分了解各方的设计需求,确定合适的解决方案启动一个硬件开发项目,原始的推动力会来自于很多方面,比如市场的需要,基于整个系统架构的需要,应用软件部门的功能实现需要,提高系统某方面能力的需要等等,所以作为一个硬件系统的设计者,要主动的去了解各个方面的需求,并且综合起来,提出最合适的硬件解决方案。
比如某个项目的原始推动力来自于公司内部的一个高层软件小组,他们在实际当中发现原有的处理器板IP转发能力不能满足要求,从而对于系统的配置和使用都会造成很大的不便,所以他们提出了对新硬件的需求。
根据这个目标,硬件方案中就针对性的选用了两个高性能网络处理器,然后还需要深入的和软件设计者交流,以确定内存大小,内部结构,对外接口和调试接口的数量及类型等等细节,比如软件人员喜欢将控制信令通路和数据通路完全分开来,这样在确定内部数据走向的时候要慎重考虑。
项目开始之初是需要召开很多的讨论会议的,应该尽量邀请所有相关部门来参与,好处有三个,第一可以充分了解大家的需要,以免在系统设计上遗漏重要的功能,第二是可以让各个部门了解这个项目的情况,提早做好时间和人员上协作的准备,第三是从感情方面讲,在设计之初就让各个部门参与进来,这个项目就变成了大家共同的一个心血结晶,会得到大家的呵护和良好合作,对完成工作是很有帮助的。
2.原理图设计中要注意的问题原理图设计中要有“拿来主义”,现在的芯片厂家一般都可以提供参考设计的原理图,所以要尽量的借助这些资源,在充分理解参考设计的基础上,做一些自己的发挥。
当主要的芯片选定以后,关键的外围设计包括了电源,时钟和芯片间的互连。
电源是保证硬件系统正常工作的基础,设计中要详细的分析:系统能够提供的电源输入;单板需要产生的电源输出;各个电源需要提供的电流大小;电源电路效率;各个电源能够允许的波动范围;整个电源系统需要的上电顺序等等。
比如A项目中的网络处理器需要1.25V 作为核心电压,要求精度在+5%- -3%之间,电流需要12A左右,根据这些要求,设计中采用5V的电源输入,利用Linear的开关电源控制器和IR的MOSFET搭建了合适的电源供应电路,精度要求决定了输出电容的ESR选择,并且为防止电流过大造成的电压跌落,加入了远端反馈的功能。
硬件工程师需要掌握的知识点
硬件工程师需要掌握的知识点一、知识概述《硬件工程师需要掌握的知识点》①基本定义:硬件工程师就是搞硬件相关设计、开发、测试、维护的技术人员。
简单说,就像盖房子时负责砌墙、铺管道那些基础活儿的人,只不过硬件工程师摆弄的是电子元件之类的东西。
②重要程度:硬件工程师在电子信息学科里那可太重要了。
没有他们,你手机就没法生产出来,电脑也只能是个概念。
他们就像大厨后面的配菜员,少了配菜再好的厨师也做不出菜来。
整个电子产品能不能正常工作,很大程度上就看硬件工程师的活儿好不好。
③前置知识:像基本的数学知识,像代数、几何之类的,因为硬件设计里好多计算。
还有电路原理得懂吧,就像了解水在水管里咋流动一样,你得知道电在电路里咋跑的。
电子元件的基本特性也要掌握,这就像建筑工人要知道砖头有多结实、水泥怎么混合一样。
④应用价值:比如说你想做个智能手环,硬件工程师就能把传感器、电池、显示屏这些硬件设备组合起来,让这个手环能监测心率、显示时间。
应用场景多得很,家里的智能电器、汽车的控制系统,到处都有硬件工程师的功劳。
二、知识体系①知识图谱:硬件工程师的知识体系就像一张蜘蛛网。
电路知识是中心的一大块,周围延伸出微控制器知识、硬件描述语言、信号完整性分析等好多分支。
②关联知识:硬件工程师和软件工程师关系密切。
软件运行得有硬件支持,就像演员得有舞台一样。
还和工业设计有关联,一个漂亮实用的电子产品得硬件和外观设计相匹配。
还有测试工程师,硬件做完了得测试,看有没有问题。
③重难点分析:- 掌握难度:掌握像高速电路设计这种知识就比较难。
比如说要处理高速信号的布线、信号完整性这些问题的时候,就像在高速路上既要保证所有车能按规则跑,又不能碰撞到一起,需要考虑好多因素。
- 关键点:我觉得关键是理解各个硬件组件之间的相互关系。
就拿电脑主板来说,CPU、内存、硬盘这些组件如何高效协同工作,这要是搞混了,电脑就容易出问题。
④考点分析:- 在硬件工程师考试里,电路设计原理相关的题目肯定是重点。
怎么入门硬件行业知识
怎么入门硬件行业知识硬件行业是一个涉及电子、机械、计算机科学等多个领域的综合性行业。
入门硬件行业知识,需要从以下几个方面着手:1. 基础知识学习:- 电子学基础:了解基本的电子元件,如电阻、电容、晶体管等,以及它们在电路中的作用。
- 计算机组成原理:掌握计算机硬件的基本组成,包括CPU、内存、存储设备等,并理解它们如何协同工作。
- 数字逻辑:学习数字电路的基本概念,包括逻辑门、触发器、计数器等,并能够设计简单的数字电路。
2. 实践操作能力:- 焊接技术:学习如何正确使用焊接工具,进行电子元件的焊接。
- 电路板设计:使用如Altium Designer、Eagle等软件进行电路板设计。
- 编程基础:学习至少一种编程语言,如C语言,用于嵌入式系统开发。
3. 专业工具和软件:- 仿真软件:掌握如Multisim、Proteus等电路仿真软件,用于电路设计的前期验证。
- PCB设计软件:熟练使用PCB设计软件,进行电路板的布局和布线。
- 版本控制工具:了解如Git等版本控制工具,用于代码和文档的管理。
4. 行业标准和规范:- 了解国际标准:熟悉如ISO、IEC等国际标准组织发布的相关硬件标准。
- 安全规范:学习电子产品的安全规范,如CE、FCC、UL等认证要求。
5. 项目经验积累:- 参与项目:通过参与实际项目,了解硬件开发的完整流程,从需求分析到产品发布。
- 开源项目贡献:参与开源硬件项目,如Arduino、Raspberry Pi 等,可以快速提升实践能力。
6. 持续学习与更新:- 关注行业动态:定期阅读行业杂志、参加行业会议,了解最新的硬件技术和趋势。
- 技术论坛和社区:加入相关的技术论坛和社区,与行业内的专家和同行交流。
7. 软技能培养:- 团队合作:硬件开发往往需要跨学科合作,良好的团队合作能力是必不可少的。
- 问题解决能力:面对硬件开发中的问题,需要有分析和解决问题的能力。
入门硬件行业知识是一个逐步积累的过程,需要耐心和持续的努力。
硬件工程知识点总结
硬件工程知识点总结硬件工程是计算机科学与技术的重要分支,它涉及到计算机硬件设计、开发、测试和维护等方面的工作。
在当今数字化时代,硬件工程师扮演着至关重要的角色。
他们负责设计和开发各种计算机硬件设备,并保证其性能和稳定性,以满足用户的需求。
硬件工程知识点涉及到多个领域,包括电子学、计算机组成、通信技术、芯片设计等方面。
本文将就硬件工程的相关知识点做一个总结,以便读者更好地了解硬件工程领域。
1. 电子学电子学是硬件工程中的基础学科,它研究电子器件、电路和电子系统等方面的知识。
硬件工程师需要掌握电子学的基本原理和方法,以便能够设计和开发各种电子设备和电路。
在电子学方面,以下是一些基础知识点:电子元件:电子元件是电子设备的基本组成单元,包括电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管等。
硬件工程师需要了解这些元件的工作原理和特性,以便能够根据需要选择合适的元件。
电路原理:电路原理是电子学的重要内容,它研究电流、电压和电阻等之间的相互关系。
硬件工程师需要掌握电路原理的基本概念,以便能够设计和分析各种电子电路。
模拟电子技术:模拟电子技术是硬件工程中的重要内容,它涉及到模拟信号的处理和传输。
硬件工程师需要了解模拟电子技术的基本原理和方法,以便能够设计和开发模拟电子设备。
数字电子技术:数字电子技术是硬件工程中的另一个重要内容,它涉及到数字信号的处理和传输。
硬件工程师需要掌握数字电子技术的基本原理和方法,以便能够设计和开发数字电子设备。
2. 计算机组成计算机组成是硬件工程中的另一个重要领域,它研究计算机系统的组成和结构。
硬件工程师需要了解计算机组成的基本原理和方法,以便能够设计和开发各种计算机硬件设备。
在计算机组成方面,以下是一些基础知识点:中央处理器(CPU):中央处理器是计算机系统的核心组件,它负责执行程序和处理数据。
硬件工程师需要了解CPU的结构和工作原理,以便能够设计和开发高性能的CPU。
存储器:存储器是计算机系统的重要组成部分,它用于存储程序和数据。
硬件工程师数学知识点总结
硬件工程师数学知识点总结作为硬件工程师,数学是必不可少的基础知识。
数学在硬件工程中广泛应用,在设计、分析和优化电路、芯片、系统等方面起着至关重要的作用。
本文将总结硬件工程师需要了解的数学知识点,包括线性代数、微积分、概率统计和离散数学等内容。
一、线性代数1. 行列式和矩阵行列式是线性代数中一个非常重要的概念。
在硬件工程中,特别是在信号处理和控制系统设计中,经常需要对矩阵进行分析和计算。
矩阵的转置、逆矩阵、特征值和特征向量等概念也是硬件工程师必须掌握的内容。
2. 线性方程组线性方程组是一类基本的数学模型,在硬件工程中也经常出现。
硬件工程师需要能够解线性方程组,了解其解的存在性和唯一性,以及解的性质和计算方法。
3. 线性空间线性空间是线性代数的一个基本概念。
硬件工程师需要了解线性空间的定义、性质和基本定理,以便在电路分析和系统设计中应用线性空间理论进行分析和优化。
4. 矩阵分解矩阵分解是线性代数中的一个重要概念,包括特征值分解、奇异值分解和QR分解等。
在硬件工程中,矩阵分解可以帮助工程师进行信号处理、数据压缩和系统优化等工作。
5. 向量空间向量空间是线性代数中的一个基本概念,涉及向量的线性组合、线性相关和线性无关等内容。
硬件工程师需要了解向量空间的定义、性质和基本定理,以便在电路分析和系统设计中应用向量空间理论进行分析和优化。
二、微积分1. 极限与连续极限和连续是微积分的基础概念,对于硬件工程师来说同样十分重要。
在电路分析、信号处理和系统设计中,经常需要对函数的极限和连续性进行分析,以及应用极限和连续性理论进行系统优化和性能评估。
2. 导数与微分导数与微分是微积分中的重要概念,包括导数的定义、性质和计算方法。
在硬件工程中,导数和微分可以帮助工程师对信号处理、功率分析和系统优化等问题进行分析和计算。
3. 积分与不定积分积分是微积分中的一个重要概念,包括不定积分、定积分和曲线积分等。
在硬件工程中,积分可以帮助工程师进行功率分析、能量计算和系统性能评估等工作。
硬件工程师基础知识
硬件工程师基础知识第一篇:硬件工程师基础知识硬件工程师基础知识目的:基于实际经验与实际项目详细理解并掌握成为合格的硬件工程师的最基本知识。
1)基本设计规范2)CPU基本知识、架构、性能及选型指导3)MOTOROLA公司的PowerPC系列基本知识、性能详解及选型指导4)网络处理器(INTEL、MOTOROLA、IBM)的基本知识、架构、性能及选型5)常用总线的基本知识、性能详解6)各种存储器的详细性能介绍、设计要点及选型7)Datacom、Telecom领域常用物理层接口芯片基本知识,性能、设计要点及选型8)常用器件选型要点与精华9)FPGA、CPLD、EPLD的详细性能介绍、设计要点及选型指导10)VHDL和Verilog HDL介绍11)网络基础12)国内大型通信设备公司硬件研究开发流程;二.最流行的EDA工具指导熟练掌握并使用业界最新、最流行的专业设计工具1)Innoveda公司的ViewDraw,PowerPCB,Cam3502)CADENCE公司的OrCad,Allegro,Spectra3)Altera公司的MAX+PLUS II4)学习熟练使用VIEWDRAW、ORCAD、POWERPCB、SPECCTRA、ALLEGRO、CAM350、MAX+PLUS II、ISE、FOUNDATION等工具;5)XILINX公司的FOUNDATION、ISE一.硬件总体设计掌握硬件总体设计所必须具备的硬件设计经验与设计思路1)产品需求分析2)开发可行性分析3)系统方案调研4)总体架构,CPU选型,总线类型5)数据通信与电信领域主流CPU:M68k系列,PowerPC860,PowerPC8240,8260体系结构,性能及对比;6)总体硬件结构设计及应注意的问题;7)通信接口类型选择8)任务分解9)最小系统设计;10)PCI总线知识与规范;11)如何在总体设计阶段避免出现致命性错误;12)如何合理地进行任务分解以达到事半功倍的效果?13)项目案例:中、低端路由器等二.硬件原理图设计技术目的:通过具体的项目案例,详细进行原理图设计全部经验,设计要点与精髓揭密。
硬件工程师基础知识集锦
硬件工程师基础知识集锦硬件工程师是指从事计算机硬件设计、开发、测试和生产的专业人员。
他们负责设计和构建计算机及其周边设备,包括电路板、芯片、处理器、存储器、网络设备等等。
本文将为大家介绍硬件工程师的基础知识,以及他们在工作中需要掌握的技能和概念。
首先,硬件工程师需要具备扎实的电子电路基础知识。
他们需要了解电子元器件的工作原理和特性,掌握电路设计的基本原则。
例如,他们需要熟悉各种电子元件的符号表示方法,了解电路的连接方式和电流的流动规律。
掌握这些基础知识对于设计和构建电路板至关重要。
其次,硬件工程师需要了解数字电子技术。
数字电子技术是以数字信号为基础,利用逻辑门、触发器、计数器等元件来实现逻辑运算和数字信号处理的技术。
硬件工程师需要了解数字电路的基本原理和设计方法,能够根据需求设计和调试逻辑电路。
掌握数字电子技术对于设计和开发数字系统、计算机等设备至关重要。
硬件工程师还需要了解模拟电子技术。
模拟电子技术是指利用模拟信号进行数据传输和处理的技术。
硬件工程师需要了解模拟电路的基本原理和设计方法,能够设计和调试模拟电路。
掌握模拟电子技术对于设计和开发模拟系统、通信设备等至关重要。
此外,硬件工程师还需要了解微处理器和嵌入式系统。
微处理器是一种集成电路芯片,包含了中央处理器、内存、输入输出接口等主要硬件模块。
嵌入式系统是一种特定应用领域中的计算机系统,具有专用的功能和性能要求。
硬件工程师需要了解微处理器的工作原理和编程方法,能够设计和开发嵌入式系统。
掌握微处理器和嵌入式系统对于设计和开发嵌入式设备至关重要。
最后,硬件工程师需要具备良好的沟通和团队合作能力。
在项目开发过程中,硬件工程师需要和软件工程师、测试工程师等多个岗位密切合作。
他们需要能够与团队成员顺畅沟通,共同解决问题,达到项目目标。
此外,硬件工程师还需要与客户进行沟通,了解客户需求,提供相应的技术支持和解决方案。
总结起来,硬件工程师需要具备扎实的电子电路基础知识,了解数字电子技术和模拟电子技术,掌握微处理器和嵌入式系统的设计和开发,以及具备良好的沟通和团队合作能力。
硬件工程师基础知识集锦
硬件工程师基础知识集锦硬件工程师基础知识集锦(1)硬件工程师是负责设计、开发和维护计算机硬件系统的专业人员。
他们需要具备扎实的电子技术知识,熟悉硬件原理和电路设计,并能运用相关的工具和软件进行设计和测试。
在这篇文章中,我们将介绍一些硬件工程师的基础知识,希望能够帮助读者更好地了解这个领域。
1. 电子电路基础电子电路是硬件工程师最基本的工具之一。
他们需要熟悉电路元件的特性和使用方法,掌握基本的电路拓扑结构,如电源电路、放大电路和计数器电路等。
此外,硬件工程师还需要了解数字电路和模拟电路的区别,以及它们分别适用的应用场景。
2. 微处理器和微控制器微处理器和微控制器是现代计算机系统中重要的组成部分。
硬件工程师需要熟悉不同型号的微处理器和微控制器,了解它们的架构和功能特性,并能够根据实际需求选择和配置合适的芯片。
此外,他们还需要了解汇编语言和C语言等编程语言,以便进行嵌入式软件开发和调试。
3. PCB设计与布局PCB(印刷电路板)是电子产品中最常见的硬件组件之一。
硬件工程师需要掌握PCB设计软件的使用方法,能够进行电路图设计、布局和线路追踪等工作。
他们还需要了解不同类型的PCB材料和制造工艺,以确保设计的稳定性和可靠性。
4. 数字信号处理数字信号处理是硬件工程师重要的技能之一。
他们需要了解数字信号处理的基本原理和算法,掌握常用的数字滤波器设计方法和频谱分析技术。
此外,硬件工程师还需要熟悉FPGA(现场可编程门阵列)和DSP(数字信号处理器)等数字电路设计工具,能够实现复杂的数字信号处理系统。
5. 射频和通信技术射频和通信技术是硬件工程师不可或缺的知识领域。
他们需要了解射频电路设计的基本原理和方法,掌握常用的射频器件和射频电路调试技巧。
此外,硬件工程师还需要熟悉无线通信标准和协议,如WiFi、蓝牙和LTE等,能够设计和优化无线通信系统。
6. 性能测试与验证硬件工程师负责测试和验证硬件系统的性能和稳定性。
他们需要熟悉各种测试工具和设备,并能够进行性能测试和故障分析。
硬件开发工程师知识点
硬件开发工程师知识点硬件开发工程师需要掌握的知识点包括:1. 电路基础:掌握电路的基本原理,包括电压、电流、电阻、电容、电感等基本概念,以及欧姆定律、基尔霍夫定律等基本电路定理。
2. 数字电路与逻辑设计:理解数字电路的基本原理,掌握逻辑门电路的设计和分析,了解二进制数制和编码基础知识。
3. 微处理器与微控制器:了解微处理器和微控制器的内部结构和工作原理,能够根据需求选择合适的处理器进行系统设计。
4. 嵌入式系统:理解嵌入式系统的基本概念、组成和工作原理,了解常见的嵌入式操作系统,如Linux、RTOS等。
5. 电路板设计:掌握电路板设计的基本原理和技能,能够使用EDA工具进行原理图设计和PCB布线,了解PCB制造工艺和元件封装知识。
6. 接口技术:了解各种接口协议和标准,如I2C、SPI、UART等,能够实现各种接口电路的设计。
7. 电源设计:了解电源设计的基本原理和技术,能够设计和分析电源电路。
8. 信号完整性分析:了解信号完整性的基本概念和原理,能够分析信号的完整性问题和解决相关问题。
9. 热设计:了解热设计的基本原理和技术,能够设计和分析散热方案。
10. 可靠性设计:了解硬件可靠性的基本概念和原理,能够在设计中考虑可靠性的因素。
11. 电磁兼容性设计:了解电磁兼容性的基本原理和技术,能够在设计中考虑电磁兼容性的因素。
12. 系统级设计:能够从系统层面进行硬件架构设计,考虑性能、成本、可扩展性等多个因素。
13. 项目管理与团队协作:具备项目管理和团队协作的能力,能够高效地完成硬件开发项目。
14. 硬件测试与调试技术:掌握硬件测试与调试的基本技术,包括示波器、逻辑分析仪等工具的使用,能够对硬件电路和系统进行测试和调试。
15. 相关法律法规与标准:了解与硬件设计相关的法律法规和标准,如RoHS、CE认证等,能够在设计中遵循相关要求。
以上是硬件开发工程师需要掌握的一些知识点,具体还需要根据实际的工作需求来深入学习和掌握相关技能。
硬件工程师入门必备知识
Linux是以公共社区的形式发展起来的,基于此,很多商业级的Linux开发工具,由于价格、可用性等原因,并没有得到普遍应用。目前大多数的Linux应用开发还是停留在命令行的方式,对开发者的门槛要求较高。用户编写好的程序,首先在装有Linux 的PC机上测试好后,再用交叉编译环境把代码编译成能在ARM Linux下运行的程序。
一位牛人对模拟电路的理解 来自无意中看到这个文章,虽然自己也搞了4年模电了,但看完之后发现自己原来根本就没有入门阿!现发上来和大家共享!
复旦攻读微电子专业模拟芯片设计方向研究生开始到现在五年工作经验,已经整整八年了,其间聆听过很多国内外专家的指点。最近,应朋友之邀,写一点心得体会和大家共享。
第一:如果自己所选的CPU不支持MMU,那么如果需要操作系统的话,一般选择uC/OS-II操作系统,注意uC/OS-II不是免费的操作系统,尽管它的源码是公开的。
第二:如果自己所选的CPU支持MMU,最好选Linux或WinCE。在Linux和WinCE之间的选择与很多因素有关,如最终产品的数量、产品开发周期、工程师的技术背景等等。一般来讲基于Linux的产品开发周期更长,对工程师的要求更高,表面上看上去没有License费用,因此比较适合批量较大、对成本敏感的产品。相反WinCE由于工具完善,易于上手,只要用过VC的工程师均能很快转入嵌入式系统应用程序的开发。
3.C語言知識
如果想補這推薦一本入門的書C Primer Plus 中文版.這本也是入門的好書.在論壇
4.ST的數據手冊
STM32F10x参考手册 看完這個就對STM32的內部有認識.
STM32 Document and library rules 個人認為這個最重要.因為你學會了C語言看例程時.很多如GPIO_SetBits GPIO_ResetBits.很多C語言以外的函數庫.這些都是STM32的庫文件.
硬件设计开发知识点
硬件设计开发知识点硬件设计开发是指通过设计和开发硬件电路来实现特定功能或解决特定问题的过程。
这是一项综合性的工作,需要掌握多个知识点和技能。
本文将介绍硬件设计开发的主要知识点,帮助读者了解和学习这一领域。
一、数字电子电路设计数字电子电路是硬件设计开发的基础,它使用数字信号进行信息处理和传输。
数字电子电路设计需要掌握以下知识点:1. 逻辑门与布尔代数:逻辑门是数字电路的基本组件,包括与门、或门、非门等。
布尔代数是逻辑门设计的基础,它用于描述和分析逻辑关系。
2. 组合逻辑电路设计:组合逻辑电路使用逻辑门来实现特定的功能,如加法器、译码器、多路选择器等。
设计过程包括确定逻辑功能、选择逻辑门类型和连接方式等。
3. 时序逻辑电路设计:时序逻辑电路在组合逻辑电路的基础上增加了时钟信号和触发器等元件,实现存储和时序控制功能。
设计过程中需要考虑时序关系、时钟频率、稳定性等因素。
4. 状态机设计:状态机是时序逻辑电路的重要应用,可以描述和控制复杂的系统行为。
状态机设计需要定义状态集合、状态转换条件和输出函数,并利用触发器和逻辑门实现。
二、模拟电子电路设计模拟电子电路处理连续信号,将输入信号转换为相应的输出信号。
模拟电子电路设计需要掌握以下知识点:1. 放大器设计:放大器是模拟电路的核心,它可以放大信号的幅度,并具有不同的特性和用途。
放大器设计需要考虑增益、频率响应、输入输出阻抗等因素。
2. 滤波器设计:滤波器用于去除或增强特定频率的信号。
常见的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
设计时需考虑频率响应曲线、阻带衰减等指标。
3. 模拟电路稳定性分析:模拟电路容易受到参数变化和噪声的影响,稳定性分析是确保电路运行正常的重要过程。
分析方法包括小信号稳定性分析和大信号稳定性分析。
三、电源电路设计电源电路为电子设备提供稳定的电能。
电源电路设计需要掌握以下知识点:1. 直流稳压电源设计:直流稳压电源用于稳定输出电压,应对负载变化和输入电压波动。
硬件工程师常见知识点
硬件工程师常见知识点一、知识概述《硬件工程师常见知识点》①基本定义:硬件工程师就是搞硬件开发的人要掌握的各种各样的知识。
简单说,就是跟实际的电脑啊、手机这些电子产品里面那些实实在在的电路、芯片、板子之类的东西相关的知识要点。
②重要程度:在硬件这个领域那可是相当重要的。
就好比盖房子,这些知识就是砖头和水泥,没有这些知识,就没法设计、组装、测试那些电子产品里的硬件部分,整个硬件系统都搞不定。
③前置知识:像电路知识那肯定得知道,什么是电流、电压、电阻之类的。
还有基本的数学知识,加减乘除这些简单计算得会,复杂点儿像三角函数有时候在计算信号啥的也会用到。
再有就是计算机的基本原理得懂一些,毕竟硬件和计算机关系挺紧密的。
④应用价值:这些知识的应用价值可太大了。
像在设计手机硬件的时候,硬件工程师得知道怎么挑选合适的芯片、怎么设计电路能让电池续航久点儿、信号又好点儿。
在制造电脑的时候,得靠这些知识让电脑运行得更快,而且不容易出故障。
二、知识体系①知识图谱:在硬件工程师这个知识体系里,这些知识点就是像是一个个的节点,它们相互连接着。
比如电路设计知识和芯片知识就有联系,在设计电路的时候得考虑用啥样的芯片合适。
②关联知识:像电子元件的知识跟电路分析知识就关联紧密。
电路分析得知道每个元件有啥特性才能算出整个电路的情况。
还有和信号处理知识也有关,因为信号得通过硬件来传输和处理。
③重难点分析:掌握的难度在于知识内容太多太杂了。
就拿电路板设计来说,要考虑的因素特别多,元件布局、布线规则啥的,一不小心就可能出错。
关键点就是要理解每个部分的原理,搞懂它们之间的联系。
④考点分析:要是去参加一些硬件工程师的考试的话,像电路基础知识那是必考的,考查方式可能是选择题,问你某个电路的参数计算。
芯片知识可能是简答题,让你简述某个芯片的功能特点。
三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析:- 电路知识:电路简单说就是让电流能够流动的通路。
就像水在水管里流一样,电就在电路里流。
硬件设计与开发知识点
硬件设计与开发知识点硬件设计与开发是指通过电子元器件和电路板等物理实体来创建电子产品的过程。
本文将介绍一些硬件设计与开发的基本知识点,包括电路设计、元器件选型、PCB布局等。
一、电路设计电路设计是硬件开发的基础,其主要目标是将电子元器件组合成一个功能完整的电路。
以下是一些常见的电路设计要点:1. 了解所需功能:确定电路所需实现的功能,包括信号处理、功率放大、数据转换等。
2. 选择合适的元器件:根据电路需求选择合适的电子元器件,如集成电路、电阻、电容等。
3. 绘制电路原理图:采用专业的电路设计软件,绘制出电路的原理图,包括元器件的连接方式和信号流向等。
4. 进行仿真验证:通过电路仿真软件对电路进行验证,检查电路的工作性能、稳定性和可靠性。
5. 优化电路设计:根据仿真结果对电路进行优化,提高电路的性能、降低功耗等。
二、元器件选型元器件选型是硬件设计中的重要环节,合适的元器件选型可以确保电路的正常运行和性能稳定。
以下是一些元器件选型的要点:1. 了解元器件属性:了解各种常见元器件的特性,包括耐压、容量、电感、频率响应等。
2. 参考数据手册:查阅元器件的数据手册,了解其详细参数信息,如工作电压、温度范围、封装形式等。
3. 对比不同品牌:比较不同品牌的元器件,在性能、可靠性和价格等方面进行综合考虑。
4. 注意供应商信誉:选择有口碑和信誉良好的元器件供应商,以确保元器件的质量和供货可靠性。
三、PCB布局PCB布局是将电子元器件和电路板进行合理布置的过程,它直接影响到电路的工作性能和可靠性。
以下是一些PCB布局的要点:1. 定义电路板尺寸:确定电路板的大小和形状,考虑电路的功能需求以及集成度和组件数量等因素。
2. 分配电源和地平面:合理布局电源线和地线,减小电路中的串扰和噪声。
3. 定义信号传输路径:规划信号的传输路径,保证信号传输的稳定性和可靠性。
4. 分离模拟和数字信号:将模拟和数字信号的布局进行分离,以免相互干扰。
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获取更多权威电子书请登录ARM嵌入式系统开发综述ARM开发工程师入门宝典获取更多权威电子书请登录 前言嵌入式系统通常是以具体应用为中心,以处理器为核心且面向实际应用的软硬件系统,其硬件是整个嵌入式系统运行的基础和平台,提供了软件运行所需的物理平台和通信接口;而嵌入式系统的软件一般包括操作系统和应用软件,它们是整个系统的控制核心,提供人机交互的信息等。
所以,嵌入式系统的开发通常包括硬件和软件两部分的开发,硬件部分主要包括选择合适的MCU或者SOC 器件、存储器类型、通讯接口及I/O、电源及其他的辅助设备等;软件部分主要涉及OS porting和应用程序的开发等,与此同时,软件中断调试和实时调试、代码的优化、可移植性/可重用以及软件固化等也是嵌入式软件开发的关键。
嵌入式系统开发的每一个环节都可以独立地展开进行详细的阐述,而本文的出发点主要是为嵌入式开发的初学者者提供一个流程参考。
因为对于初学者在面对一个嵌入式开发项目的时候,往往面临着诸多困难,如选择什么样的开发平台?什么样的器件类型?在进行编译时怎样实现代码优化?开发工具该如何选择和使用?在进行程序调试时应该注意那些问题以及选择什么样的嵌入式OS 等等。
希望通过本文,能帮助初学者了解有关ARM嵌入式系统开发流程。
获取更多权威电子书请登录目录前言 (2)1 嵌入式开发平台 (4)1.1 ARM的开发平台: (4)1.2 器件选型 (7)2 工具选择 (11)3 编译和连接 (13)3.1 RVCT的优化级别与优化方向 (16)3.2 Multifile compilation (21)3.3调试 (22)4 操作系统 (23)4.1 哪里可以得到os 软件包 (Open Source and LinuxKernel) (25)4.2 安装镜像 (26)4.3 交叉编译 (26)总结 (27)获取更多权威电子书请登录 1 嵌入式开发平台通常嵌入式开发的平台主要包括基于SoC或MCU开发板,板上提供常用的外设、接口和其他功能模块,开发者一般根据自己的应用需要选择适合自己板级开发平台。
在这样的平台上开发者可以进行硬件的扩展,操作系统移植和应用软件的开发、调试及固化,并最终形成自己的产品推向市场。
但是基于该平台的软件开发工作往往需要等到硬件平台完成后才能开展,这显然不利于缩短TTM (Time to Market),同时调试的过程也是需要反复迭代和修改设计的过程,因此硬件方案的变动在所难免。
因此在系统方案没有最终定型前,急于搭建硬件平台不仅费时费力,而且也会造成系统开发成本的提高。
因此在进行方案设计的时候,利用CPU或者其他外设的模型进行早期的评估是非常必要的。
1.1 ARM的开发平台:! ARMulator仿真平台这是一套最基础的ARM指令集仿真器,内嵌于ADS和RVDS中,是每一位ARM 开发者的很好的起点。
ARMulator可以模拟执行开发人员编写的C或汇编程序,支持源代码调试,帮助开发者确定代码编写的正确性。
另一方面,ARMulator 还能大致统计出,诸如:代码执行周期数,Cache命中率,存储器访问等利于我们优化代码的信息。
但ARMulator是基于CPU的模拟,缺点在于比较难于模拟整个芯片系统的行为。
! RealView Integrator-CP平台获取更多权威电子书请登录 /products/DevTools/IntegratorFamily.htmlRealView Integrator-CP平台(RealView Integrator Compact Platform)可以整合Core Module。
Core Module FPGA 还整合了ARM PrimeCell 系列周边器件和内存控制器,包括LCD,MMC卡,音频解码,以及客户自己开发AHB接口器件。
! Versatile PB/AB平台/products/DevTools/VersatileFamily.htmlVersatile Platform Baseboard(Versatile PB)是一个可以开发软硬件的PCB平台,可以用LogicTile,AnalyzerTile进行扩展,用来连接用户开发的器件,逻辑分析仪等。
而Versatile Application Baseboard(Versatile AB)主要区别是硬件扩展功能有限,因而主要用来进行软件应用开发。
! Emulation Baseboard(EB)/products/DevTools/EB.htmlEB平台有一块相对大的FPGA(Xilinx Virtex2 XC2V6000)可以放下用户设计的周边器件,EB可以通过CoreTile 和LogicTile进行扩展,使用户做原型验证更加方便。
! ESL虚拟平台/products/DevTools/RealViewCREATE_Family.html ARM ESL虚拟平台利用SystemC模型构建整个SoC系统,可以基于两种模型构建:时钟精确型(CA)和时钟近似型(CX),CA模型提供了和实际硬件时钟节拍一直的精确度,利用ESL SoC Designer工具在ESL CA模型构建虚拟获取更多权威电子书 请登录仿真平台上,SoC 硬件工程师利用ESL 工具提供的强大的诸如Core 运行状态监视、Bus Profiling 、Cache 工作状态和Memory Mapping 等可视化插件对系统性能观测和分析,定位系统性能的瓶颈,实现硬件的性能优化和功能划分。
此外,对于嵌入式软件开发工程师而言,ESL 虚拟平台带来的最大好处是让软件开发在更早的阶段开展,而不必等到在硬件平台上进行此工作。
这样以来软硬件开发工作可以并行提高,缩短产品上市时间,软硬件的协同开发还可以尽早发现系统bug ,降低开发风险和成本。
同时该虚拟平台还提供了ARM 软件开发调试工具接口同步进行软件调试,在ESL 虚拟平台上实现软硬件的协同仿真,可以实现优化软件的目的。
从图1看,传统流程中容易引起反复的环节,而对引入ESL 的开发流程,可将诸如驱动开发调试等,提前放置到虚拟开发平台上进行,实现系统设计的优化、缩短开发周期等。
而且仿真环境所能提供的调试手段,是FPGA 平台所无法比拟的。
图1 传统和引入ESL 工具的SoC 开发流程获取更多权威电子书请登录 ! RTSM/products/DevTools/RealTimeSystemModel1176.html RTSM(实时系统模型)是对整个芯片系统在指令集层面上的仿真,它能提供快速、准确的指令仿真,以及与RealView Debugger的无缝连接。
大型应用程序的开发可以使用 RTSM模拟技术来完成。
RTSM模拟包括LCD显示器、键盘和鼠标等外设的仿真。
不到5s,就可以利用PC在ARM处理器上对OS的启动过程进行模拟,用户可以在ARM提供的RTSM上进行快速的软件仿真。
这是OEM在开发软件系统时成本最低的方法。
想象一下,芯片公司不用等到芯片生产出来,也不用把缓慢的FPGA板交给方案厂商或OEM;只需要将整个芯片的模型交付,下游厂家就可以尽早尽快地将软件方案开发完毕。
最终产品几乎可以从芯片生产出来就准备上市。
1.2 器件选型器件的选择归根结底是为嵌入式系统选择合适的处理器芯片。
ARM处理器是最常见的嵌入式处理器之一,它以低功耗、低成本和高性能而深受业界的青睐。
而且ARM是目前产业中资源最为广泛的嵌入式处理器,基于广大的ARM合作伙伴计划,开发者可以在这个联盟里寻求到各种自己意想不到的帮助。
从图2给出了常见的ARM处理器的架构和支持的操作系统。
目前在业内广为人知的ARM处理器主要有ARM7系列和ARM9系列,同时为了关注今后嵌入式系统的发展,也有必要了解一下最新的ARM11和ARM Cotex系列处理器。
获取更多权威电子书 请登录图2 ARM 体系结构ARM7系列ARM7TDMI 是ARM7系列中使用最广泛的,它是从最早实现32位地址空间编程模式的ARM6内核发展而来的,并增加了64位乘法指令,支持片上调试、16位Thumb 指令集和EmbeddedICE 观察点硬件。
ARM7TDMI 属于ARM v4体系结构,采用冯诺伊曼结构,3级流水处理,平均0.9DMIPs/Mhz 性能。
不过ARM7TDMI 没有MMU (Memory Management Unit )和Cache ,所以仅支持那些不需要MMU 和Cahce 的小型实时操作系统,如VxWorks 、uC/OS-II 和uLinux 等RTOS 。
其他的ARM7系列内核还有ARM720T 和ARM7E-S 等。
ARM9系列ARM9TDMI 相比ARM7TDMI ,将流水级数提高到5级从而增加了处理器的获取更多权威电子书请登录 时钟频率,并使用指令和数据存储器分开的哈佛结构以改善CPI和提高处理器性能,平均可达1.1DMIPs/Mhz,但是ARM9TDMI仍属于ARM v4T体系结构。
在ARM9TDMI基础上又有ARM920T、ARM940T和ARM922T,其中ARM940T 增加了MPU(Memory Protect Unit)和Cache;ARM920T和ARM922T加入了MMU、Cache和ETM9(方便进行CPU实时trace),从而更好的支持象Linux 和WinCE这样的多线程、多任务操作系统。
ARM9E系列ARM9E系列属于ARM v5TE,在ARM9TDMI的基础上增加了DSP扩展指令,是可综合内核,主要有ARM968E-S、ARM966E-S、ARM946E-S和ARM926EJ-S(v5TEJ指令体系,增加了Java指令扩展),其中ARM926EJ-S 是最具代表性的。
通过DSP和Java的指令扩展,可获得70%的DSP处理能力和8x的Java处理性能提升。
另外分开的指令和数据Cache结构进一步提升了软件性能;指令和数据TCM(Tightly Couple Memory:紧耦合存储器)接口支持零等待访问存储器;双AMBA AHB总线接口等。
ARM926EJ-S可达250Mhz 以上的处理速度,很好地支持Symbian OS、Linux、Windows CE和Palm OS 等主流操作系统。
ARM11系列ARM11系列主要有ARM1136、ARM1156、ARM1176和ARM11 MP-Core 等,它们都是v6体系结构,相比v5系列增加了SIMD多媒体指令,获得1.75x 多媒体处理能力的提升。
另外,除了ARM1136外,其他的处理器都支持AMBA 3.0-AXI总线。
ARM11系列内核最高的处理速度可达500Mhz以上(其中90nm获取更多权威电子书 请登录工艺下,ARM1176可达到750Mhz )以及600DMIPS 的性能,请参考和图3相关描述。