嵌入式系统概述
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8
ARM体系结构
业务拓展 / 市场格局
ARM
IP
授权费 版权费
产品，例如：芯片
Partner
单价
OEM Customer
ARM 创造和 设计IP
Partner把ARM IP 和 其他 IP 集成进产品
OEM 用来自ARM Partner的芯片设计 制造最终用户产品
9
ARM 合作伙伴 ARM知识产权授权用户众多，其中包括世界顶
4
嵌入式技术发展史
5
嵌入式发展简史
复位 部件
定时器 部件
SRAM 部件
看门狗 部件
CPU核
ROM 部件
晶振 部件
I/O 部件
中断 部件
6
嵌入式发展简史
1984年，英特尔推出了16位8096系列并将其 称之为嵌入式微控制器，这可能是嵌入式一 词第一次在微处理器领域出现。
这个时期，NXP、TI等陆续推出了不少微控 制器产品，功能也不断变强，也逐步支持实 时操作系统。
7
ARM体系结构
值得一提的是，ARM微处理器的出现，较快地促 进了嵌入式技术的发展。
ARM 即Advanced RISC Machines的缩写 ， 作为：①公司的名字 ，②一类微处理器的 通称，③ 一种技术的名称 。
• ARM：“Advanced RISC Machines Ltd”,1990年在英国成立，是苹果电脑，Acorn电 脑及VLSI Technology 公司的合资。 • 在1991年，ARM推出了ARM6处理器家族 • 2001年，微处理器行业共出货了5.38亿RISC微 处理器，其中基于ARM的微处理器占了74.6%。
该系列芯片按片内Flash的大小可分为三大类： 1. 小容量（16K和32K） 2. 中容量（64K和128K） 3. 大容量（256K、384K和512K）
16
STM32F103xx增强型系列
对于STM32F103系列产品的命名规则， 是按照“STM32F103XXYY”格式来命 名的，具体含义如下： 1. 产品系列：STM32是基于ARM Cortex-M3内核设计的32位微控制器； 2. 产品类型：F是通用类型； 3. 产品子系列：101是基本型、102是USB基本型（USB全速设备）、103 是增强型、105或107是互联型； 4. 引脚数目（第一个X）：T是36脚、C是48脚、R是64脚、V是100脚、Z 是144脚； 5. 闪存存储器容量（第二个X）：4是16K、6是32K、8是64K、B是128K、 C是256K、D是384K、E是512K； 6. 封装（第一个Y）：H是BGA、T是LQFP、U是VFQFPN、Y是WLCSP64； 7. 温度范围（第二个Y）：6是工业级温度范围-400C~850C、7是工业级 温度范围-400C~1050C。 例如：STM32F103VCT6是基于Cortex-M3内核设计的32位微控制器系列、 通用类型、增强型子系列、100个引脚、256K闪存存储器容量、采用 的是LQFP封装、温度范围是-400C~850C。 17
嵌入式系统及应用
第一讲 嵌入式系统概述
主讲人： 靳光明
1
本节主要学习内容 嵌入式系统定义 由来 发展史 ARM简介
2
嵌入式系统定义：
定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪， 满足特定应用系统对功能、成本、体积和功耗等设计指标有 严格要求的专用计算机系统。 最初的定义，即一种“嵌入机械 或电气系统内部、具有专属功能 的计算机系统”，被嵌入的系统 通常是一个完整的设备。
级的半导体和系统公司。据说全球20家最大的 半导体厂商中有19家是ARM的用户。
10
ARM架构处理器演变
ARM架构 功能的不断进化，处理水RM架构。
11
Cortex系列 属于最新的ARMv7架构，内核结构首次从单一款式变
成3种款式 Cortex-A:设计用于高性能的“开放应用平台” Cortex-R:用于高端的嵌入式系统，尤其是实时性要
14
STM32系列划分
目前，STM32系列处理器有以下几个不同系列。 1.STM32F101xx基本型系列 2.STM32F102xx USB基本型系列 3.STM32F103xx增强型系列 4.STM32F105/107xx互联型系列
15
STM32F103xx增强型系列
使用高性能的32位ARM Cortex-M3的RISC内核，工作频率为 72MHz，内置高速存储器（最高可达 512K字节的闪存、64K 字节的SRAM），具有丰富的增强型I/O端口和联接到两条高 性能外设总线（APB）的外设。
STM32是一个完整的32位处理器系列产品，主要为MCU向 32位架构提供低成本解决方案。
2007 年 6 月 ST 宣 布 了 第 一 款 基 于 Cortex-M3 并 内 嵌 32K~128K闪存的STM32微控制器系列产品。
13
STM32系列划分
内核上：Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4及 Cortex-M7 应用上：超低功耗型、主流型及高性能型
所有型号的器件都包含2个12位的ADC、1个高级定时器、3 个通用16位定时器和一个PWM定时器，还包含标准和先进的 通信接口：2 个I2C（SMBus/PMBus）、2 个SPI同步串行接 口（18 兆位/秒）、3 个USART异步串行接口（4.5 兆位/ 秒的）、一个USB（2.0B接口）和一个CAN。
求的 Cortex-M:具有深度嵌入式，单片机风格的系统中 STM32即属于Cortex-M系列，是兼具性能和成本的典
型代表
12
STM32嵌入式微控制器产品线
STM32是由ST意法半导体公司，以基于ARM Cortex-M3为 内核开发生产的32位闪存微控制器，专为高性能、低成 本、低功耗的嵌入式应用开发领域而推出的。
3
嵌入式系统定义：
两种技术朝不同的技术发展要求与发展方向进步 通用计算机系统： ★ 技术要求是高速、海量的数值计算。 ★ 技术发展方向是总线速度的无限提升，存储容量的无限扩大。 嵌入式计算机系统 ★ 技术要求则是对象的智能化控制能力。 ★ 技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可 靠性。
ARM体系结构
业务拓展 / 市场格局
ARM
IP
授权费 版权费
产品，例如：芯片
Partner
单价
OEM Customer
ARM 创造和 设计IP
Partner把ARM IP 和 其他 IP 集成进产品
OEM 用来自ARM Partner的芯片设计 制造最终用户产品
9
ARM 合作伙伴 ARM知识产权授权用户众多，其中包括世界顶
4
嵌入式技术发展史
5
嵌入式发展简史
复位 部件
定时器 部件
SRAM 部件
看门狗 部件
CPU核
ROM 部件
晶振 部件
I/O 部件
中断 部件
6
嵌入式发展简史
1984年，英特尔推出了16位8096系列并将其 称之为嵌入式微控制器，这可能是嵌入式一 词第一次在微处理器领域出现。
这个时期，NXP、TI等陆续推出了不少微控 制器产品，功能也不断变强，也逐步支持实 时操作系统。
7
ARM体系结构
值得一提的是，ARM微处理器的出现，较快地促 进了嵌入式技术的发展。
ARM 即Advanced RISC Machines的缩写 ， 作为：①公司的名字 ，②一类微处理器的 通称，③ 一种技术的名称 。
• ARM：“Advanced RISC Machines Ltd”,1990年在英国成立，是苹果电脑，Acorn电 脑及VLSI Technology 公司的合资。 • 在1991年，ARM推出了ARM6处理器家族 • 2001年，微处理器行业共出货了5.38亿RISC微 处理器，其中基于ARM的微处理器占了74.6%。
该系列芯片按片内Flash的大小可分为三大类： 1. 小容量（16K和32K） 2. 中容量（64K和128K） 3. 大容量（256K、384K和512K）
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STM32F103xx增强型系列
对于STM32F103系列产品的命名规则， 是按照“STM32F103XXYY”格式来命 名的，具体含义如下： 1. 产品系列：STM32是基于ARM Cortex-M3内核设计的32位微控制器； 2. 产品类型：F是通用类型； 3. 产品子系列：101是基本型、102是USB基本型（USB全速设备）、103 是增强型、105或107是互联型； 4. 引脚数目（第一个X）：T是36脚、C是48脚、R是64脚、V是100脚、Z 是144脚； 5. 闪存存储器容量（第二个X）：4是16K、6是32K、8是64K、B是128K、 C是256K、D是384K、E是512K； 6. 封装（第一个Y）：H是BGA、T是LQFP、U是VFQFPN、Y是WLCSP64； 7. 温度范围（第二个Y）：6是工业级温度范围-400C~850C、7是工业级 温度范围-400C~1050C。 例如：STM32F103VCT6是基于Cortex-M3内核设计的32位微控制器系列、 通用类型、增强型子系列、100个引脚、256K闪存存储器容量、采用 的是LQFP封装、温度范围是-400C~850C。 17
嵌入式系统及应用
第一讲 嵌入式系统概述
主讲人： 靳光明
1
本节主要学习内容 嵌入式系统定义 由来 发展史 ARM简介
2
嵌入式系统定义：
定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪， 满足特定应用系统对功能、成本、体积和功耗等设计指标有 严格要求的专用计算机系统。 最初的定义，即一种“嵌入机械 或电气系统内部、具有专属功能 的计算机系统”，被嵌入的系统 通常是一个完整的设备。
级的半导体和系统公司。据说全球20家最大的 半导体厂商中有19家是ARM的用户。
10
ARM架构处理器演变
ARM架构 功能的不断进化，处理水RM架构。
11
Cortex系列 属于最新的ARMv7架构，内核结构首次从单一款式变
成3种款式 Cortex-A:设计用于高性能的“开放应用平台” Cortex-R:用于高端的嵌入式系统，尤其是实时性要
14
STM32系列划分
目前，STM32系列处理器有以下几个不同系列。 1.STM32F101xx基本型系列 2.STM32F102xx USB基本型系列 3.STM32F103xx增强型系列 4.STM32F105/107xx互联型系列
15
STM32F103xx增强型系列
使用高性能的32位ARM Cortex-M3的RISC内核，工作频率为 72MHz，内置高速存储器（最高可达 512K字节的闪存、64K 字节的SRAM），具有丰富的增强型I/O端口和联接到两条高 性能外设总线（APB）的外设。
STM32是一个完整的32位处理器系列产品，主要为MCU向 32位架构提供低成本解决方案。
2007 年 6 月 ST 宣 布 了 第 一 款 基 于 Cortex-M3 并 内 嵌 32K~128K闪存的STM32微控制器系列产品。
13
STM32系列划分
内核上：Cortex-M0、Cortex-M3、Cortex-M4及 Cortex-M7 应用上：超低功耗型、主流型及高性能型
所有型号的器件都包含2个12位的ADC、1个高级定时器、3 个通用16位定时器和一个PWM定时器，还包含标准和先进的 通信接口：2 个I2C（SMBus/PMBus）、2 个SPI同步串行接 口（18 兆位/秒）、3 个USART异步串行接口（4.5 兆位/ 秒的）、一个USB（2.0B接口）和一个CAN。
求的 Cortex-M:具有深度嵌入式，单片机风格的系统中 STM32即属于Cortex-M系列，是兼具性能和成本的典
型代表
12
STM32嵌入式微控制器产品线
STM32是由ST意法半导体公司，以基于ARM Cortex-M3为 内核开发生产的32位闪存微控制器，专为高性能、低成 本、低功耗的嵌入式应用开发领域而推出的。
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嵌入式系统定义：
两种技术朝不同的技术发展要求与发展方向进步 通用计算机系统： ★ 技术要求是高速、海量的数值计算。 ★ 技术发展方向是总线速度的无限提升，存储容量的无限扩大。 嵌入式计算机系统 ★ 技术要求则是对象的智能化控制能力。 ★ 技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可 靠性。