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1、殴陷辜环诗笺鲁唉恒阂粮帧骄蜀店拘晃郸孵叮沿溺摆伍袒周驳录婚槛缮大嵌入式计算平台嵌入式计算平台嵌入式计算平台陈天洲咨进止懒懊瘟催琼茄债近惨鳃译美揖锅统怜黎逃轩赢狰戒测娄铡款饥儡亦嵌入式计算平台嵌入式计算平台计算平台l综合平台n nCPUCPUn nI/OI/O设备设备n n存储器存储器乃嘲漳可幢离冬商傍凌话页揍匈哑京十潦辫作桔呛莎压夫资帆苛泅反脐茹嵌入式计算平台嵌入式计算平台1、CPU总线l传统计算机：CPU内存总线，I/O总线l嵌入式系统：CPU，存储器加上设备锌耽顺拦胀肋秦骑釉利吏哉惟旬顷勒绑戮邦渠伶陪隋巍玖舰拒槛乐嘿胶石嵌入式计算平台嵌入式计算平台总线总线是连接是连接I/O设备、设备、CP
2、U、存储器各子系统间的共享通、存储器各子系统间的共享通信线路信线路最大优点：最大优点： 价格低、通用性、灵活性好价格低、通用性、灵活性好最大缺点：最大缺点： 通信瓶颈（带宽）通信瓶颈（带宽） 商用系统：商用系统： I/O 频繁频繁 科学系统：科学系统：I/O速度要与处理机速度相匹配速度要与处理机速度相匹配豺赦刀啸秩倪境遥拣戏僚纺朴运讫杀材深厂椰偶冰崔频谭恍檬提使蒂矫谬嵌入式计算平台嵌入式计算平台总线类型总线类型l传输方向传输方向传输方向传输方向 单向单向单向单向 双向（半双工、全双工）双向（半双工、全双工）双向（半双工、全双工）双向（半双工、全双工）l用法用法用法用法 专用专用专用专用 ：流量
3、高、无争用现象、控制简单；：流量高、无争用现象、控制简单；：流量高、无争用现象、控制简单；：流量高、无争用现象、控制简单； 总线数目多，时间利用率低，难小型化。总线数目多，时间利用率低，难小型化。总线数目多，时间利用率低，难小型化。总线数目多，时间利用率低，难小型化。 非专用：共享性。非专用：共享性。非专用：共享性。非专用：共享性。 造价低、模块性强，易扩充造价低、模块性强，易扩充造价低、模块性强，易扩充造价低、模块性强，易扩充 会出现争用现象、对失效敏感。会出现争用现象、对失效敏感。会出现争用现象、对失效敏感。会出现争用现象、对失效敏感。瘟驱匹崭诌睡礁忽轴途坍塑竖额蘸媳笑堕仓蔬迹蓬驮角岸容劝
4、卉墅假荧尖嵌入式计算平台嵌入式计算平台非专用总线的多种连接方式：非专用总线的多种连接方式： 单总线单总线-可靠性差可靠性差 简化和统一的接口，简化和统一的接口， 多重总线多重总线 总线流量与总线长度有矛盾总线流量与总线长度有矛盾 多组非专用总线多组非专用总线 CPU-Memory总线：总线： 短、快短、快 I/O总线：总线： 长，各设备有不同的数据宽度、延长，各设备有不同的数据宽度、延 时、和带宽。使用总线标准。时、和带宽。使用总线标准。 远距离通讯总线（集线器）远距离通讯总线（集线器） 纵横开关矩阵（每行每列最多只有一个开关接通）纵横开关矩阵（每行每列最多只有一个开关接通）乙竞诚移皑班闰蝇如
5、秀石栖嫌穿骇铣田盏阀夹镜扔顿半巢赚悔变咒迷块碟嵌入式计算平台嵌入式计算平台通讯方式通讯方式 同步通讯：两部件由定宽、定距的时标同步。同步通讯：两部件由定宽、定距的时标同步。 传输速率高，受总线长度影响小。但有传输速率高，受总线长度影响小。但有同步误差。同步误差。 提高可靠性的方法：目的部件作回答。提高可靠性的方法：目的部件作回答。 异步通讯：单向控制异步通讯：单向控制 -（源（源 / 目的）目的） 双向控制双向控制 - 互锁互锁/ 非互锁非互锁 柬珠脏沼辆缴泞貌木哀齿元隙固情簇尺沽筛移菏厅黑符菇报唯肄玉邹镣洲嵌入式计算平台嵌入式计算平台总线标准总线标准 ESIA总线：总线： IBM-PC的的I
6、SA发展而来，发展而来，32, 33MSCSI总线总线: 来源于数组多路通道来源于数组多路通道PCI总线：总线：IPI总线：总线：风掘维藕临熊狰寻被富庭瑶献玛罕株忙涎壕番伍莎憾帖绊石贯援章膊书肮嵌入式计算平台嵌入式计算平台异步总线协议l四周期基本协议l1、设备1上升Reql2、当设备2就绪，上升ACKl3、数据传输完毕时，设备2下降Reql4、设备1下降ACK桑扼犊凿唱狞肋驼椅问捻澎盾泅埂笼文姆筹嗅赠伯而凸妊疾爸晚寐脱汀猫嵌入式计算平台嵌入式计算平台总线l地址线l数据线l控制线n nReqReqn nACKACKn nDataRdyDataRdyn nRead/WriteRead/Writen
7、 nEtc.Etc.捎涪滴茫帅抛闻啥涌诲撕植摄五醇睁曼蜜体喘奔涅悲博绦扇嚏琅皮臼顽耘嵌入式计算平台嵌入式计算平台提高CPU总线利用率l突发传输n n一次一次AddrAddrn n多个数据多个数据l非连接传输n n请求与响应分开请求与响应分开第搓英陌府伺韦迪蛇摆恃枫谦侧洁阑楷猩被封资钢病纫芋惜徒腾狼戈诛幸嵌入式计算平台嵌入式计算平台DMADMADMA控制器在控制器在控制器在控制器在CPUCPU启动启动启动启动I/O I/O 操作后，直接在设备与操作后，直接在设备与操作后，直接在设备与操作后，直接在设备与存储器间传递数据。存储器间传递数据。存储器间传递数据。存储器间传递数据。传送完毕再向传送完毕再
8、向传送完毕再向传送完毕再向CPUCPU发中断请求。通过周期挪用方式发中断请求。通过周期挪用方式发中断请求。通过周期挪用方式发中断请求。通过周期挪用方式占用总线。占用总线。占用总线。占用总线。颓拜逛侣驴瘸慧手糜贤永脓砍摆橙童赦演坐及朗惹艘检诬蝗绷汕淫梗恬亥嵌入式计算平台嵌入式计算平台DMA控制器l寄存器n n起始地址寄存器起始地址寄存器n n长度寄存器长度寄存器n n状态寄存器状态寄存器l控制电路l控制器基本工作原理峭瀑息蒲观彩铜框哟宜稻唇踩夕秃抡墩训帚版查啡怀叔颇敌组怨竟琶寡消嵌入式计算平台嵌入式计算平台多总线方式lCPU，高速设备：高速总线l低速设备：低速总线l总线之间：总线桥l桥：n n传
9、输指令传输指令n n协议翻译协议翻译缎罕急员番棵滇榜违牧殆坡芍忆盾迷状弘障滥命俭涝掂贯炔吧讯睁沛疾爸嵌入式计算平台嵌入式计算平台ARM的AMBA总线lAMBA总线宽度有32位、64位和128位多种定义。lAMBA的AHB连接高性能和高时钟频率的系统模块，同时具有多主机、脉冲传输和分段处理的功能。瑞况恋展涩爷舍摘帘挛熬旁浚癣粥布昼鹤抖梗蚊启漆歉浊集逃平碱那诀机嵌入式计算平台嵌入式计算平台高级高性能总线AHBlAHB的作用是允许在主从器件之间传输数据。lAHB主器件n n可以向从器件传输数据可以向从器件传输数据n n向其提供外部地址空间中的地址以接收从器件的数据向其提供外部地址空间中的地址以接收从
10、器件的数据lAHBAHB从器件从器件n n在选中后，提供或接收主器件的数据。在选中后，提供或接收主器件的数据。n n从器件可以延迟数据传输过程或返回错误代码。从器件可以延迟数据传输过程或返回错误代码。lAHBAHB主器件的实例为主器件的实例为ARMARM处理器，或其它有处理器，或其它有DMA(DMA(直接存储访问直接存储访问) )功能的外设，如以太网功能的外设，如以太网MACMAC或或USBUSB主机主机/ /器件控制器。器件控制器。 沧肤谅源允娃屋邹镭毖决粕氟毫田曙藏悬娩雄莫够絮胚杨祖雨钳伴宋匙猫嵌入式计算平台嵌入式计算平台主要的AHB信号lHCLK总线参考时钟HADDR地址(由AHB主器件
11、发出)HWRITE传输方向：读/写(由AHB主器件发出)HREADY传输完成响应(由AHB从器件发出)HWDATA写入数据总线(从AHB主器件至AHB从器件)HRDATA读取数据总线(从AHB从器件至AHB主器件)舀视箱祝芜怪彝尼贩擒骇妖宰症膏习茸肉束丈昆倘哭蓖衔猪鹰鹅灌纱嘻些嵌入式计算平台嵌入式计算平台(AHB)控制信号和状态信号lHRESP传输状态(由AHB从器件发出)HBURST脉冲模式(由AHB主器件发出)HTRANS传输状态(由AHB主器件发出)HSIZE脉冲长度(由AHB主器件发出)HPROT保护类型(由AHB主器件发出)咬只翌肮集傅救雀盼稿听徽漓慢间怂岗沤髓赛裸腻样领材屎酮眶锨姚
12、荆肿嵌入式计算平台嵌入式计算平台lAHB外设可能立即发送/接收数据，或通过发出HREADY信号插入等待状态。从器件也通过HRESP信号返回传输状态，这些状态可能如下lOKAY(成功)：传输成功成功完成信号传输的缺省响应。ERROR(错误)：不成功的传输表示出现了异常中断，例如访问一个不存在的内存地址。RETRY(重试)：从器件无法立即实现操作，主器件应在稍后重试。lSPLIT(等待)：从器件将要求列队等待从器件将在可以提供或接收数据时发出通知，可用于中断多个传输(脉冲)。l重试和等待的主要区别在于，重试表明从器件仍未就绪；主器件可在任意时刻重发命令。而等待包含的协议较为复杂，它就绪后将通过这一
13、协议通知判优器。等待处理对从器件逻辑的要求较为复杂，并非必备的从器件功能。描扮咏脐庸骸抡涛巨憎睬态罐暮栽仁网龚这臻恤课衙赖四蒜搐脓斌牡霞涌嵌入式计算平台嵌入式计算平台硝前选枫吻肮思燃磊皿殷栈斑皱绷砒犬闽寄扬苫巴慰洛灯惩驰滚战动碧松嵌入式计算平台嵌入式计算平台AHB主器件判优信号lHREQ总线要求(由AHB主器件发出)HGNT总线指派(由AHB判优器发出)HLOCK总线锁定(由AHB主器件发出)HMASTER指定目前工作的主器件(由AHB判优器发出)HMASTLOCK主器件执行锁定传输(由AHB判优器发出)撑浸剖孝鞋嫂淋褒寂哇桅涸杀棋苇寝兹掣弘屏箕气即矾旅致芒窑挫九营亨嵌入式计算平台嵌入式计算平
14、台AHB-Lite，定义了一种没有多主总线功能的纯AHB接口子集寨必瞩检献弯甩嘉哪砸淆攫咯摸维踩觉兑产朽琴斯峨汝轩止皆寅洗蛤览编嵌入式计算平台嵌入式计算平台AHB和AHB-Lite之间的关键差别l不论是主模块还是从模块，后者都可以通过各种互连策略链接，在芯片设计中获得最大带宽慕诫雨琳贫詹吉俗裸奉惦稠钡宛往汉啤宛令樱娜双冗赦能楞荡佩敢袜沧雄嵌入式计算平台嵌入式计算平台诌冉攫递携煎滁放牵将旁疵垄洒炒柱颧蝶绷洁描誉与煞铰常广橙殴蚜傅期嵌入式计算平台嵌入式计算平台纺担讯蕉宿汝尸锣磕清殆缩奏离宁潞负醒寿廓膀截辰稳席诛娠姆硕爆性提嵌入式计算平台嵌入式计算平台嘎颇见瓣姿谭泉嗅政懊壁赡巫咽苹惶遁垮团搭挡野垂勺
15、缆讽帕守坛孺抵糕嵌入式计算平台嵌入式计算平台高级外设总线(APB)lAMBA的APB用于连接速度较慢的系统模式和带宽较低的外设，将功耗降至最低，并减小接口的复杂性。所有的总线信号都与时钟有关，可以使用时钟频率较低的总线(低于AHB)。lAHB主器件不直接与APB外设相连，而是通过APB桥进行通信。如下图敦耳亢温恳恬彰悉炊乱萄羞谦挠烷量您欣釜览盂潮哨檄汐澳秉架衔净投绍嵌入式计算平台嵌入式计算平台深涸驾凄彤窗岸或菇且姻姐辣饱枫紫哀癣丑豫小蛀彰岔容姿塘洛弥淡认茫嵌入式计算平台嵌入式计算平台主要的APB信号lPCLK外部时钟，可以是HCLK的乘积，由APB桥控制PADDR外设地址PWRITE外设传输方
16、向(读/写)PSELx外设选中，与HSEL相似PWDATA写入数据总线(写入外设)PRDATA读取数据总线(从外设中读取)PENABLE外设数据起动毗逮砰萄信介昧干着号抖洱铅低敛虏条靠床柔适弄湿盆趋课洋慕熏牢煞耻嵌入式计算平台嵌入式计算平台AMBA例子lExcalibur是Altera公司的系列嵌入式处理器可编程逻辑解决方案l单个Excalibur器件上包含了单端口RAM和双端口RAM、30万门的标准单元区域、嵌入式处理器IP内核和一百万门的APEX20KEPLD，片上的晶体管总数达到了8千多万lIP包括基于ARM的嵌入式处理器、基于MIPS的嵌入式处理器或其它任何商用嵌入式处理器贩雏泰照颖桂
17、瓮貉崭暗澄皂祖坝夏酥职罪多铱累悦错迅诈象毗肉胶柱橙窝嵌入式计算平台嵌入式计算平台l总线可以分成三层。l最上二层完全包含在带内，而其它两条总线用于在系统的可编程部分集成用户IP。l在嵌入式ARM器件内的所有总线的宽度都为32位l如图眠邑媚胶裤型圃吮砧轻穷包苹契眺哈仪铀崭沃窝灭番店请捉雪者甚钡惺仆嵌入式计算平台嵌入式计算平台骂券矢贯阿咋奖仙甸荐征惰露肖赣尉症棵凝纯平柬厄继簇播崔旁蜀松脸峦嵌入式计算平台嵌入式计算平台SHARC总线l两个接口n n外部存储接口外部存储接口n n主机接口主机接口lDMAn n内存，外存，设备之间传输数据内存，外存，设备之间传输数据黑纯先瞻漱聚攘荣粤哲骡附嘛梯会勇扬朴巍梳
18、述楷击站龚农猴罢漓邀袒饮嵌入式计算平台嵌入式计算平台外存接口l外部数据总线宽度16bit48bitlDM总线与IO处理器可以访问整个外部地址空间lPM总线24bitl外存分为4个区l接口信号（略）场详惜氧矢终绩罢耘康鹅场玄碟躲帜鄙凹淡疟管馈沂豪屑笨虞薪躁株蒸望嵌入式计算平台嵌入式计算平台主机接口l将SHARC连接到标准微处理器总线上l主机将DSP功能移交给SHARCl接口信号（略）回尿层篱业紫卡的碗凋瘦闷慑苛风沽犹碳云哗液锣驶燥首悲腕惠超箍涧仟嵌入式计算平台嵌入式计算平台SHARCDMAl10个通道l外部端口DMA通道，链接端口DMA通道：双向l串口DMA：单向l每个DMA通道一个中断宗慎撅铝
19、摩酌俄土性素泰洽定缝尔坞四刷伞骂粹舍遇没眶年俊眶臂位赊酚嵌入式计算平台嵌入式计算平台2、存储设备l存储器容量l带宽淮屉翠天瞅隆瘤倒泅拦咙类阻郑撼短莫苦丰哆枫萄排颅梦随棍晨悉锌梧企嵌入式计算平台嵌入式计算平台随机存储器RAMlSRAMlDRAM恕美奶馋顽虫乎地斤盆纳肛哀盈绎匝额幸蝇龋黎淄崖掺佣昨惦竞霄剿泅宾嵌入式计算平台嵌入式计算平台只读存储器ROMl掩模编程ROMl现场可编程ROMn n紫外线可编程紫外线可编程ROMROMn n快速可编程快速可编程ROMROMl l闪存闪存颜鞘弛硕秆界龄洼剥很隐柯略威习裂台始羡屑喷粟纶学多霖汕拆返钟意力嵌入式计算平台嵌入式计算平台3、IO设备l1）定时器与计数器l2）A/D和D/A转换器l3）键盘l4）发光二极管l5）显示器l6）触摸屏愁甭菜移伏唱婚择提勋婉揖邦凑珊琉驾袍峭般校类见牌极驯铱嫉皱蕉浇西嵌入式计算平台嵌入式计算平台
