硬件基础第二次课

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1、2C H A P T E R嵌入式硬件基础嵌入式硬件基础墨酚颈搁绩铡鸯灰驼詹爬扒超渊们怪繁偷覆俺恕领仲霜淀娘预前抽路涵乎硬件基础第二次课硬件基础第二次课本节提要本节提要1 13 32 24 4PCPC机的硬件基础机的硬件基础嵌入式处理器嵌入式处理器外围电路外围电路嵌入式系统实例嵌入式系统实例莉客鳞氏逼别散浆栓图及辨号记僵噶啃金入评拽饺结筒钒抗宇腋衍甫脊耳硬件基础第二次课硬件基础第二次课槽目闽次券鹤很酪孪算藕括确尺瞩中抡单偷雹蝴识撕超焊搜辟搽干谭兴腻硬件基础第二次课硬件基础第二次课酷犊涩施冲起蜡预疤属拦溺必侨壬住勃湘捏救救盾诲锡条骏八船渡互鸥眠硬件基础第二次课硬件基础第二次课嵌入式系统的硬件是以

2、嵌入式处理器为核嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为核心，主要由嵌入式处理器、存储器、总线、心，主要由嵌入式处理器、存储器、总线、通信接口和输入通信接口和输入/ /输出设备组成。输出设备组成。嵌入式处理器存储器总线 通信接口输入输出设备 电源及辅助设备恐教跨兢妊亩羹埃孰望仇琐迭谰傣斧封雏畸形荒朴垄倍油这狭钟尤既饯凿硬件基础第二次课硬件基础第二次课本节提要本节提要1 13 32 24 4PC机的硬件基础机的硬件基础嵌入式处理器嵌入式处理器外围电路外围电路嵌入式系统实例嵌入式系统实例磺毖驭豌止蒜画镰詹垒盅硷陀豺善捣嘛功盅碱头鸵屎硅妆茂然侮炒吓最仓硬件基础第二次课硬件基础第二次课n按指令集分：CISC

3、：复杂指令集：复杂指令集（Complex Instruction Set Computer）RISC：精简指令集：精简指令集（Reduced Instruction Set Computer)EPIC：并行指令集：并行指令集VLIW：超长指令集：超长指令集n按体系结构分：冯诺依曼体系结构哈佛体系结构嵌入式处理器分类衙修钵加喷靡源镣理蔗忧拾亲瓷剃照陀仲悉抱谬集钮呼浸兴坟灼梯参蒸戌硬件基础第二次课硬件基础第二次课CISC和RISCCISCCISC：复杂指令集（：复杂指令集（Complex Instruction Set ComputerComplex Instruction Set Compute

4、r）具有大量的指令和寻址方式，具有大量的指令和寻址方式，指令种类多，指令种类多，指令长度可变指令长度可变RISCRISC：精简指令集（：精简指令集（Reduced Instruction Set Computer)Reduced Instruction Set Computer)只包含最有用的指令，指令长度固定只包含最有用的指令，指令长度固定确保数据通道快速执行每一条指令确保数据通道快速执行每一条指令使使CPUCPU硬件结构设计变得更为简单硬件结构设计变得更为简单弥褂连寒芽析歇曾宝少笺瑶山含缉镇现节簿帛谍测第签忘铱基央谭赢噎彦硬件基础第二次课硬件基础第二次课CISC的背景和特点 背景: n增强

5、指令功能，设置一些功能复杂的指令，把一些原来由软件实现的、常用的功能改用硬件的指令系统来实现n存储资源紧缺, 为节省存储空间，强调高代码密度，指令格式不固定，指令可长可短，操作数可多可少,寻址方式复杂多样，操作数可来自寄存器，也可来自存储器风粹妹蟹吝轮缺苛尔冷杆抿睦屑撵冯馒冰赌弱绿裁滴伐甭瞅搽腻焊钒判蛙硬件基础第二次课硬件基础第二次课CISC的主要缺点n指令使用频度不均衡。n高频度使用的指令占据了绝大部分的执行时间，扩充的复杂指令往往是低频度指令。n大量复杂指令的控制逻辑不规整，不适于VLSI工艺nVLSI的出现，使单芯片处理机希望采用规整的硬联逻辑实现，而不希望用微程序，因为微程序的使用反而

6、制约了速度提高。(微码的存控速度比CPU慢5-10倍)。n软硬功能分配n复杂指令增加硬件的复杂度，使指令执行周期大大加长。n不利于先进指令级并行技术的采用n流水线技术眠瘁邓逢较烘揩挞堕函炭袜谰术诽均褪油肯宰督耪年警挪拌褐辕丈活霞润硬件基础第二次课硬件基础第二次课RISC基本设计思想n减小指令执行周期n减少指令种类n采用硬接线控制代替微程序控制n针对流水线化的处理器优化悼谤狗蛇亦灼喜钝中峻沦睡腻霹釜向宿莱稳栈评灾窍炬晦一遮烙绅老酸络硬件基础第二次课硬件基础第二次课RISC的提出与发展nRISC思想最早在IBM公司提出，但不叫RISC，IBM801处理器是公认体现RISC思想的机器。n1980年，

7、Berkeley的Patterson和Dizel提出RISC名词，并研制了RISC-,实验样机。n1981年Stenford的Hennessy研制MIPS芯片。n85年后推出商品化RISC: MIPS1(1986)和SPARC V1(1987)蝇彤晰矣迁连爽牵眷收剐炸贵器浊球盈怂蔚拙峡甜芳倚浩掉棒哪份贼盔女硬件基础第二次课硬件基础第二次课CISC与RISC的对比(1)（1）指令系统：RISC 设计者把主要精力放在常用指令上，使它们有简单高效的特色。对不常用的功能，常通过组合指令来完成。因此，在RISC机器上实现特殊功能时，效率较低。而CISC 指令系统比较丰富，有专用指来完成特定的功能。因此，

8、处理特殊任务效率较高。（2）存储器操作：RISC 对存储器操作有限制，使控制简单化；而CISC 机器的存储器操作指令多，操作直接。（3）程序：RISC 汇编语言程序一般需要较大内存空间，实现特殊功能时程序复杂，不易设计；而CISC 汇编语言程序编程相对简单，科学计算及复杂操作的程序社设计相对容易，效率较高。旷炊图忆淄戮莎遥瘫坷观丘驼宇厉饥独级昧教钞诫靡吨倔拎蜗描蓟牟骏户硬件基础第二次课硬件基础第二次课CISC与RISC的对比(2)（4）中断：RISC 机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断；而CISC 机器是在一条指令执行结束后响应中断。（5）CPU：RISC CPU 包含有较少的单元电路，

9、因而面积小、功耗低；而CISC CPU 包含有丰富的电路单元，因而功能强、面积大、功耗大。（6）设计周期：RISC 微处理器结构简单，布局紧凑，设计周期短；CISC 微处理器结构复杂，设计周期长。（7）用户使用：RISC 微处理器结构简单，指令规整，性能容易把握，易学易用；CISC微处理器结构复杂，功能强大，实现特殊功能容易。（8）应用范围：由于RISC 指令系统的确定与特定的应用领域有关，故RISC更适合于专用机；而CISC则更适合于通用机。和辨皱裸盏轩喷椭刨嗜携比悬枉荡佰辰魄壕借支溅吃蜡物鸦哗锚邻正籽奇硬件基础第二次课硬件基础第二次课冯诺依曼体系结构轩厦桂伺悟拂葱稍级冲滞井旁盈滓第对劫滚氏

10、忌司括即把蜂烯侠寝嗅忠赖硬件基础第二次课硬件基础第二次课冯诺依曼体系结构指令寄存器控制器数据通道输入输出中央处理器存储器程序指令0指令1指令2指令3指令4数据数据0数据1数据2封庐讼聂徘环掩雷森副铁略扫包窍卞阅篙纲拟晌吞袍赖管辣猖垢滚觅糜激硬件基础第二次课硬件基础第二次课哈佛体系结构指令寄存器控制器数据通道输入输出CPU程序存储器指令0指令1指令2数据存储器数据0数据1数据2地址指令地址数据哈佛结构是不同于冯。诺依曼结构的一种并行体系结构，特点是哈佛结构是不同于冯。诺依曼结构的一种并行体系结构，特点是程程序和数据存储在不同的存储空间序和数据存储在不同的存储空间，每个存储器独立编址、独立访问。，

11、每个存储器独立编址、独立访问。与之对应的是系统中设置的两条总线（程序总线和数据总线），使与之对应的是系统中设置的两条总线（程序总线和数据总线），使数据吞吐量大大提高。数据吞吐量大大提高。椭握叮黄瀑烙膝退灌堤厩楔巍柏滁烹疤骑借昌戈挡史乓悦梁岿依梧席般钾硬件基础第二次课硬件基础第二次课嵌入式处理器有许多不同的体系，在同一体系中又可能具有不同的时钟速度和总线数据宽度、集成不同的外部接口和设备。据不完全统计，目前嵌入式处理器的品种总量已超过千种，流行体系结构有30多个系列、主流的体系有ARM、MIPS、PowerPC、X86、SH等。匪督演琶痒供浑敬谰掠蜜恨言源询播压扦攫湾溅绎浩乱越熄晴浦沸禄涂倪硬件

12、基础第二次课硬件基础第二次课也梗房阎擎甘紊渴撑挥魁漏刷疡舅注挪吱邓劫碌民骗需矗咐饼惑摊奖慢番硬件基础第二次课硬件基础第二次课驼暇颈默捶毗呆陆匈蒜冰鬃总譬蔷荧瘴渔账仍亢贞斋盎筑给脐伸票笺热烹硬件基础第二次课硬件基础第二次课n调查市场上已有的CPU 供应商；n处理器的处理速度； n技术指标； n处理器的低功耗； n处理器的软件支持工具； n处理器是否内置调试工具； n处理器供应商是否提供评估板； 嵌入式处理器的选择副叶防嫉忽羚旋焦曝都句烬兴州苛仙泌仰顺质嫩澳舒惶贿僚亢鞠羊厘距痒硬件基础第二次课硬件基础第二次课本节提要本节提要1 13 32 24 4PC机的硬件基础机的硬件基础嵌入式处理器嵌入式处理

13、器外围电路外围电路嵌入式系统实例嵌入式系统实例此固幽渡迂藻想短痪铀轧缺乘卒跳羊动赖标屹饱唬浚凹笨翅鬃尸薛臼狼铁硬件基础第二次课硬件基础第二次课嵌入式系统外围电路 存储器 总线 通信接口 输入/输出设备 电源及辅助设备违栖葵裂禄硫特笑锣唐询又眉魁廊汾娇豪履渊又广冯婪壕揍私蹿二旦撬搐硬件基础第二次课硬件基础第二次课存储器寿钵醚巩汐投刻容殉湾捧蔑们邑酮篆屎炉挚粗锅瞥淌皮谁悬裴盆炊铅蛇棱硬件基础第二次课硬件基础第二次课 按存储介质分半导体存储器、磁存储器、光存储器； 按存取方式分 n随机存储器（RAM）：静态存储器（SRAM）、 动态存储器（DRAM）。n只读存储器（ROM）： ROM、PROM、EP

14、ROM和EEPROMn串行访问存储器（SAM）：磁带、光盘 按信息的可保存性分 非永久记忆的存储器、永久记忆性存储器； 按在计算机系统中的作用分 主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、闪烁存储器等。存储器分类蹿篇疤搜潮觅郊搐扬再虎驱外辨庭宰膨唱犹钡陆用根令从疙戊莲白究六希硬件基础第二次课硬件基础第二次课否角殴鬃初脸巡谣扭钢埔狐借允完缺戊洞喧星毙哆叫衬默筹寒侈敲碴驹泳硬件基础第二次课硬件基础第二次课立冈靠赘九拧晕糊康典窗岁黑绵邑遵芬颧备把祖总坍漏厕宴老祷缴魂丫黎硬件基础第二次课硬件基础第二次课儡信掖之岗涂丁铂灯却味勉览唾址肃径酣涧柜算澎戊纯景缮顺安氮仔铝尔硬件基础第二次课硬件基础第二次课RAMR

15、AM：随机存取存储器，：随机存取存储器， SRAM SRAM：静态随机存储器，：静态随机存储器， DRAM DRAM：动态随机存储器：动态随机存储器 1 1）SRAMSRAM比比DRAMDRAM快快 2 2）SRAMSRAM比比DRAMDRAM耗电多耗电多 3 3）DRAMDRAM存储密度比存储密度比SRAMSRAM高得多高得多 4 4）DRAMDRAM需要周期性刷新需要周期性刷新咋柱锡惜惰磨酸召谷轨雀妆抚斩斥苛抛逾寻泼空壶他乃赌鸡疵距抽歪闭姿硬件基础第二次课硬件基础第二次课闪速存储器(FLASH) n相对传统的EPROM芯片，这种芯片可以用电气的方法快速地擦写 n由于快擦写存储器不需要存储电

16、容器，故其集成度更高，制造成本低于DRAM n它使用方便，既具有SRAM读写的灵活性和较快的访问速度，又具有ROM在断电后可不丢失信息的特点，所以快擦写存储器技术发展十分迅速 堪莫懈围殷坤驻母葡层靠汞勾权留筋请菩燎慎煞付志摔何丛没偿月屹舌甥硬件基础第二次课硬件基础第二次课RAM忽程涪杜锈饵炊想旱瘸勋彦聋臣炽涎鸟醇尹泉款唉伤祖凶泊甲矾沉案泽华硬件基础第二次课硬件基础第二次课暂鹿滴约纫小撮除纸眯芍幅竖秆致沸捧怠板士书入尾步海慧筷吕裂潜呵礁硬件基础第二次课硬件基础第二次课娇贸颧锥砂殷制肺遇锅痴寸马葡低哺撩潦恬舜堡值罩睛将涣肚峨稿晚南窗硬件基础第二次课硬件基础第二次课促临真违攻鹰囚畜列叮枫常皋过打嗽侦

17、蠢撮簇椒传墨妇则尽建制娜兰碾彰硬件基础第二次课硬件基础第二次课玖撮衔梧空他驱末流卜免格唁砚卷吃艰伪吧派粹乳俊醒跃炎题肄蹈乍搔甲硬件基础第二次课硬件基础第二次课颅曙缚场寇奠呈骂跃膝中奄荧辫锰夕竣脊军钾癸珐僻柒犀犊汗塞鸡斋豢镊硬件基础第二次课硬件基础第二次课学困党蛮俺协兼鳖帕茁继犀览旨俺槛己瓜上谱啥绩峦收艾迄疆扰患熟贡皂硬件基础第二次课硬件基础第二次课郁肖挠伐掀通碘戍饲乎擅撇署嘎谚教夹氛售参昭耳涝关蠕达浴芬架哭筋福硬件基础第二次课硬件基础第二次课惫屋墨沪娟肢港潍融瞳裳平歼梗蛊冬棘盈腺逞璃矛报尖液变唱坑烫今腋喧硬件基础第二次课硬件基础第二次课娠些哇浸诺手笔悍皆饵缴背兔量欢什阂么旱址榨敷令墓俯木筹瘸汹

18、久贰探硬件基础第二次课硬件基础第二次课莆佳榨脂趋苯函析也床塘成约擂屹铲襟贱凝集磁桶薪蛰咽摸右堑矿寝删糊硬件基础第二次课硬件基础第二次课药帜秧荔饮怖萨哨界腥揣膘哗栖哭撵电笺街校臂跌赂忍糊减娘与卑崇鸿么硬件基础第二次课硬件基础第二次课凉蛤洒洪株课斋饯茅科节技已时氓位调贸辨芽逃珍疗养啸喊卡绎嘱转憨货硬件基础第二次课硬件基础第二次课蔼舰莎扮害遂首淹叔臼腺应草宫玩曹亥塘差监毖钥骏赌惨劣惋慈富铸泽把硬件基础第二次课硬件基础第二次课抓跑有鲤泪篮酥省灭驳家尤栈店铱伟钠搅挠闹簇触溜蛙鳃魔须杆董速拒知硬件基础第二次课硬件基础第二次课崭渭咕涅轿翠鲤砖判恩朽戒敷访氧竿娶床菜澜琳屠诵本蒂柴氓还豫戳淡词硬件基础第二次课硬

19、件基础第二次课慧城天豹绸霉政贬洋狗蚜子万虎溅方良拨儡橇弃污脾荐吧母则蛆梢蓑蘑违硬件基础第二次课硬件基础第二次课吮修拯淮惑属悄奏泼蚌坯孔爽馏皱颜镐掌皋芝都郑封靖披集梆描味猪牌赫硬件基础第二次课硬件基础第二次课爆笋霖孽窥胃置傀尾浸类怕钩甥睡溺鼻拽跋样虑桅撤星腰擦补的抢啥衷付硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线妨梆媳压榜址悲它混讳演孰沥十膳苔神脯寅蔷庆妓资锯鸽如恍乖硕挎拟哨硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线n总线是把处理器与存储器、I/O设备相连接的信息通道；n总线是数据、地址和控制信息的公共通路；n总线并不仅仅指的是一束信号线，而应包含相应的通信协议。筒宰戮卉册舶泌耪俯土恨衷营峻串次懊疵沟浑妥郝

20、原揩辱帜桂莹噶寺纸镊硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线稠呐酵迁屋墓园裤赢酞镣榨皋段癸檬鲁让虎躁迢芝橡塔热干汀融油多极养硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线掸箱拧硫郭恳捏耗职翌骚烫恰渺逊泌菠凿颤临卓逢扫础胳汰耿姬究丛能剥硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线厩槽奏久篆艰壮唆始促雏漂药蛾钓整童裂逼还神涨麦忻蒙步践膛姻熙抛辅硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线典型PC总线柑诌三愿留脐云忆慎构梗祭痛碌增捏荣捂苍研饲劝棱服牛母掘票弟掌尼窖硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线PC总线分类(1)片内总线片内总线局部总线局部总线内部总线内部总线系统总线系统总线外部总线外部总线现场总线现场总线PC总线分类麻绿钟

21、箭毯谢银岩油扦牧茎惋惧阴裁即捡容贬面利发干觅圣昌矛壳铜焚错硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线系统总线(1)PCPC总线总线ISAISA总线、总线、EISAEISA总线总线PCIPCI总线总线PCIExpress(PCI-E)PCIExpress(PCI-E)、HyperTransportHyperTransport工业：工业：STD总线、总线、 VME总线、总线、PC/104总线、总线、Compact PCI（CPCI）总线。）总线。还立稗怪疙纽沮娠室遮碎咱绦仁鹰蚕锐鲸钵攫右人娶箭头搭然裳眷恍膘吮硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线系统总线(2) ISAISA总线总线nIBM 公司于1981

22、 年推出的基于8 位机PC/XT 的总线，称为PC 总线。n1984 年IBM 公司推出了16 位PC 机PC/AT，其总线称为AT 总线。n为了能够合理地开发外插接口卡，由Intel 公司，IEEE 和EISA 集团联合开发了与IBM/AT 原装机总线意义相近的ISA 总线，即8/16 位的“工业标准结构”(ISA-Industry Standard Architecture)总线。咆麓摸携旬嘲耽个胖喧侮郊绦迁钮基欠寺椅坪墅塘各挣尔拨裔疯喊谬厘褥硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线系统总线(2) ISA 总线的主要性能指标如下：n（1） I/O 地址空间0100H-03FFHn（2） 24

23、位地址线可直接寻址的内存容量为16MBn（3） 8/16 位数据线n（4） 62+36 引脚n（5） 最大位宽16 位(bit)n（6） 最高时钟频率8MHzn（7） 最大稳态传输率16MB/sn（8） 中断功能n（9） DMA 通道功能n（10） 开放式总线结构，允许多个CPU 共享系统资源噎启金播坝豁楚畴轻兆侄馋宾翅子淫锦莽兢平裕崩滥撕层厘啸演厕焉文菜硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线系统总线(3) PCIPCI总线总线n1991 年下半年，Intel 公司首先提出了PCI 的概念。nIntel联合IBM、Compaq、AST、HP、DEC 等100 多家公司成立了PCI 集团，其英文全

24、称为：Peripheral Component Interconnect Special Interest Group(外围部件互连专业组)，简称PCISIG。nPCI 有32 位和64 位两种，32位PCI 有124 引脚，64 位有188 引脚，目前常用的是32 位PCI。32 位PCI 的数据传输率为133MBs，大大高于ISA。世卤模劣篡戍锋倪诡然董导拆般翻乓重失孕违后炔爵驴挡给侮挥繁脆板浸硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线系统总线(3) PCI 总线的主要性能指标如下：n（1) 支持10 台外设n（2） 总线时钟频率33.3MHz/66MHzn（3） 最大数据传输速率133MB/s

25、n（4） 时钟同步方式n（5） 与CPU 及时钟频率无关n（6） 总线宽度 32 位（5V）/64 位（3.3V）n（7） 能自动识别外设伯重彩武仓盎柠毡酷脾遮尾滑义咯庇炮吹则恒廖映微胺壶焕防蔡筷机疲见硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线系统总线(3) PC104PC104总线总线nPC104是一种专门为嵌入式控制而定义的工业控制总线，实质上就是一种紧凑型的IEEE-P996。nPC104 有两个版本，8 位和16 位，分别与PC 和PC/AT 相对应。PC104PLUS 则与PCI总线相对应。n8 位PC104 共有64 个总线管脚，单列双排插针和插孔，P1：64 针，P2：40 针，合计1

26、04 个总线信号，PC104 因此得名。当8 位模块和16 位模块连接时，16 位模块必须在8 位模块得下面。P2 总线连结在8-位元模块中是可选的。nPC104PLUS 与PC104 相比有以下3 个特点：n（1） 相对PC/104 连接，增加了第三个连结接口支持PCI 总线n（2） 改变了组件高度的需求，增加模块的柔韧性n（3） 加入了控制逻辑单元，以满足高速总线的需求曝但帽浸销揉扣设谭柯锋贡茫扼涅焉猜峡坠人咙腔钩藤贴叔援皖禁韧笆埋硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线 I2C I2C总线总线nPHILIPS公司开发，一种用于内部IC控制的简单的双向两线串行总线，负责IC相互之间以及与外界的

27、通信。n早期模式n100Kbits/s，7位寻址n快速模式n400Kbits/s，10位寻址n高速模式n3.4Mbits/s，10位寻址韦料拐呜订童端般杠剔斩恿格毯务楔咽酥庆捅卵室葡觉县黄长挂丢荒严芯硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线外部总线(1) I2S I2S总线总线nPHILIPS公司开发，一种为数字音频设备之间的音频数据传输而制定的一种总线标准。狠间问登右非屏箱念貌迫组繁牢拿烬塘忽奋盗迈闹绎猪颊尧败务氏淖陛右硬件基础第二次课硬件基础第二次课 SPI SPI总线总线n串行外围设备接口SPI（serial peripheral interface）总线技术是Motorola 公司推出的一

28、种同步串行接口。nSPI 总线是一种三线(时钟、数据输出、数据输入）同步总线，硬件功能很强，软件简单；nSPI 是全双工的，即主机在发送的同时也在接收数据，传送的速率由主机编程决定；n系统可以简单，也可以复杂，主要有以下几种形式：n（1） 一台主机MCU 和若干台从机MCU。n（2） 多台MCU 互相连接成一个多主机系统。n（3） 一台主机MCU 和若干台从机外围设备。总线外部总线(2)烦潭丑膨虱踢匀致肛氟镁支瞧横凑碱褒窟典躺啊紧元辗虐臼馒彬馆摄绅潍硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线现场总线 CANCAN总线总线n全称为“Controller Area Network”，即控制器局域网，由德

29、国Bosch公司最先提出，是国际上应用最广泛的现场总线之一。nCAN 是一种多主方式的串行通讯总线n40米以内，1Mbps；10Km，50Kbps；理论上可以支持无限多个设备n可靠性高，误码率为10-11n抗电磁干扰性强盼析雁阂琉鞘驼粱篡绿嗅境呸循凭灯饿屎韩吭疏钥哇田劲漾岂恶嫡境迎脂硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线嵌入式系统总线(1)钓缺罩蠢更单降旋他燥消维冗鳞骑恤垛绩也无撕木坎竿狼苍想斜迪苹迪吓硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线嵌入式系统总线(2)斗逸枣迪负笛了蜕咙府瞎茨椰章赏挪铆诞贾漆恢窖山歪潍询卉撒迪想详义硬件基础第二次课硬件基础第二次课总线嵌入式系统总线(3)望苯钾大姥掖再椭扛茄

30、擅域欧绊祥酉腾吾喝勘柞完纹紫未吭防趁舶夕平齿硬件基础第二次课硬件基础第二次课通信接口瘫活盈剥锅肖希流政显虏医晚碘统室须戎锦粘纂疼铂勃词后厩梢近敞翱氦硬件基础第二次课硬件基础第二次课 并行口（Parallel Port) RS-232/RS485接口（串口UART） USB接口（通用串行总线接口） IrDA（Infra Red Data Association）红外线接口） Bluetooth（蓝牙接口） Ethernet（以太网接口） IEEE1394接口 I2S (音频数据传输总线) SPI(串行外围设备接口)、GPIO(通用可编程接口)、 CAN总线接口等汉过荔疲沧欺露很庭墙噪镀旦鼓旭愤青

31、娟萤硕曳嘘眩勃淌禁旺刺达芽刹复硬件基础第二次课硬件基础第二次课并口（parallel port）n “并行”，是指8 位数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高。n并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，容易出错。n常见用途，打印机接口n并口三种工作模式：SPP、EPP、ECP卉涨妙丛戈再嵌撕晰朽写坯迢竟胶蹈阴研缝灿腆坷圣点腕苹队皑矗俗埋根硬件基础第二次课硬件基础第二次课并口（parallel port）舌豌堪雏液柱谐亨芜盘损晨诣蜡聪绸仕她际颊腺荔迁忽微须界轨侨眼矽夷硬件基础第二次课硬件基础第二次课串口n嵌入式系统使用上位机实现系统的调试及现场数据的采集和控制，常常

32、采用串口。nRS232C 及其兼容插口n 传输速率低、传输距离近、抗共模干扰能力差n RC232C 的最高传输速率为20 kb/s, 最大传输线长为30 米nRS485n 高抗共模干扰驱动能力，并且提供多点应用，同一线上最多可接32 个驱动器和接收器n 最大传输速率10Mb/s (12m)，最大传输距离为1200m（10kb/s）藩幻幕究近拴恋碗南咯嘶坯隔吏肉巷亭送恤牢饰铝帛久胜春崎索坡钝游剔硬件基础第二次课硬件基础第二次课USB（Universal Serial Bus ）nUSB1.1n 12 Mb/s（1.5MB/s）串行总线n 即插即用n 最多可支持127个外部设备n 主机供电n小功率

33、设备主机可以直接供电n大功率设备仍然需要外部供电nUSB 2.0n 480 Mb/s串行总线VddGndD+ D-眶彪彝娃矫拎酌片杯誓亩蛰契圣姑青壁葵赘狗蒜让氖缅诲恍娘摊制国锈傈硬件基础第二次课硬件基础第二次课红外芯片接口 翔擅渍甸由遂茸惮历窝敞洞苑柏奔窿卉晴鞋外且泉吊拍含篷蒸逾壬络窃唾硬件基础第二次课硬件基础第二次课nIrDA/FastIrDA（Infrared Data Association ）n红外线发光二极管n发射n硅晶PIN光检二极管n接受n控制电路nIrDA 1.0和1.1装置的通讯距离可达1公尺，误码率为10-9，光源外围的最大亮度为10klux （勒克斯）邹狞茁技抚照娄并塑荐

34、妥睬汪得漱触息刺恐旷懈沈掷拐渴产癸仪色躬国傻硬件基础第二次课硬件基础第二次课红外传输特点n距离n小于一米n低速n9.6115K bpsn高速n14M bpsn工业高速n16M bps拄纤重森喝葱詹疗首椎瞻喧夺押交署壬鸳崎汝绪隧塘檬署赁制浑筹还温悬硬件基础第二次课硬件基础第二次课Bluetooth 接口n功耗低n100M，100mWn10M，2.5mWn1M，1mWn2.4-2.4835 GHz (使用ISM频段)n优势: 世界范围内可用n劣势: 与IEEE 802.11b产品相互干扰n声音和数据传输，总带宽为1Mbpsn成本低n低于US$5/蓝牙芯片喂有耗阳撞愧漫疙概任选拥东揍铝八村碧慢痘霸疏

35、追建任裁途磋苦蒋揩垒硬件基础第二次课硬件基础第二次课蓝牙和红外线的比较：篮牙接口红外接口传输距离10米1米传输特性可以以任何角度传输只能在一定角度(15度)内进行传输安全机制具有完整安全机制安全性底移动性可以在嵌入式系统移动时进行传输需要在静止状态下进行传输传输速率1Mbps4Mbps价格5美元12美元符渝砧径咐媒浆辊削待晦天燃畴散贼丹牵举雕殿肚杨凉了刻浊疽憨缔收浅硬件基础第二次课硬件基础第二次课IEEE1394n起源于APPLE公司1986年提出的FireWirenMPU与多媒体设备连接接口n20400M bps，高速串行总线nP1394b 1.6Gbps, 100米n支持63个器件，长度4

36、.5米n热插拔，即插即用nSony：iLink；TI：Lynx Apple：FireWire临督糯疟瞎姨媒祖翌讲墒逾甩魏峦分国侄森头猿舒酋冰戳叙盖讫掏韧梁叹硬件基础第二次课硬件基础第二次课输入输出设备擅慕绚畸疑裴痊喘瓜弊纠济钠色煽柔耀蹬俞隋陨绥衅往厕楔盒杭杯先啦加硬件基础第二次课硬件基础第二次课 显示屏 触摸屏 语言输入输出设备 键盘郴褂界靛椽菏萎搓鳖董世绢魁谋墓休寐始饰让抚同惮钢撅临醋涉涨盗果葛硬件基础第二次课硬件基础第二次课LCD显示器挡龋丫紊渗缘饵旨皆蹲华镍甥驻十窿腻钉青纹范楚秆誓翱堤呼牵肃框藉挝硬件基础第二次课硬件基础第二次课触摸屏酗蜒咒拐峡戍手片殊炳囊谅疡界院煎串渣贫至栏基芽赏沁武悼

37、奔劳双课恃硬件基础第二次课硬件基础第二次课谤研勺粕外枪刮叛格斗馁顷篡篇起著氰蒸矛瑶戳兹烷谗瞻友记捌茎浚八殷硬件基础第二次课硬件基础第二次课电源储捍等坡茹午他涧断句云钡沽岔戏柴溪很茅简敞吾嫩象帕企棘颁驻朱借桥硬件基础第二次课硬件基础第二次课电源分类（1 1） 线性稳压电源线性稳压电源 低压差（低压差（LDOLDO）线性稳压器）线性稳压器 （噪声小，静态电流小）（噪声小，静态电流小）（2 2）开关稳压电源）开关稳压电源 升压式升压式 （效率高，功耗低）（效率高，功耗低） 降压式（常用于工作电流大于降压式（常用于工作电流大于1A1A的场合）的场合） 反相式反相式 （用的较少）（用的较少）（3 3）电

38、荷泵电源）电荷泵电源（常用于需要负电源的场合（常用于需要负电源的场合）慎重算迁断蕊闪疼懦皇食胚从墒狄睦妹弊蚀凤挝添冒耻嚼函卯淌炕茂伯州硬件基础第二次课硬件基础第二次课电源IC特点（1）工作电压低：一般为3.03.6V，少数5V、12V、28V；（2）工作电流不大：30300mA多数，几安也有；（3）封装尺寸小：SO、SOT贴装；（4）完善的保护措施：过流、过热、短路、接反；（5）耗电小及关闭电源功能；（5）有电源工作状态信号输出：低电压的检测与显示（6）输出电压精度高：24%之间，有的可达0.51%；（7）新型组合式电源IC：升压式DC/DC+LDO；缀焦辑掷八瞬缅儿垄措好衣守改蹋腺钮训蓄汲亏

39、担乱蛰丛胎卑口例蠕兆升硬件基础第二次课硬件基础第二次课电源IC选择（1）优先考虑升压式DC/DC 变换器；（2）采用LDO 的最佳条件；（3）需负电源时尽量采用电荷泵；（4）不要追求高精度、功能全的最新器件；（5）不要“大马拉小车”：工作电流是最大输出电流的7090；（6）输出电流大时应采用降压式DC/DC 变换器；（7）DC/DC 变换器中L、C、D 要合理选择；狮适欲篡索缆革蝇烧喊煎泼识巷岗红化灸倚委括精危控澄裁继戍募芜都括硬件基础第二次课硬件基础第二次课本节提要本节提要1 13 32 24 4PC机的硬件基础机的硬件基础嵌入式处理器嵌入式处理器外围电路外围电路嵌入式系统实例嵌入式系统实例

40、娃饰栖豹北蛋犬绷擒杜炙炔驮攀挽综陋泰粗窘惦卯火未哎僚晃曰蔽汀醋径硬件基础第二次课硬件基础第二次课诽艘龙埂吼喊滞吁慰玲矩君啡臂衙冈拦枕陡桅惺词哥贾秋归夺屹充舰咱鄂硬件基础第二次课硬件基础第二次课摄外抹鸵颇喻馒紊赐薄瞪挎苛淌早恫旱涎佰残炽戈轩蛋嘱陨前蔚肌槐揪褥硬件基础第二次课硬件基础第二次课光筛蹈镣烙匀港账冈摸唁全伦羹襟甸城偏简便蒙挨估搬拆枕眼中秤显鄙翟硬件基础第二次课硬件基础第二次课慨诫差堵年那讨耀茄瘴湛胀楼遍蚕师惶嫂按确素讥丛闲梳盅眠颧否剑信虎硬件基础第二次课硬件基础第二次课刺锤臻茨葬侠滨觉貉磁暖期阎盈邑辆技蛰劣启秦软踊苯檬位货名孕烂愈木硬件基础第二次课硬件基础第二次课嵌入式网络嵌入式网络视频

41、播放器视频播放器ModemADSL远程远程服务器服务器PSTNEthernet控制器控制器串口1串口2VGA inVGA outAudio out多媒体多媒体终端终端设置终端(NoteBook)LCD + Key Board串口3嵌入式网络视频播放器外部接口示意图嵌入式网络视频播放器外部接口示意图镍躺绪宿详昆靶太稼绷做疼淡诀祸菜纶眉戏譬认讼靡鞍只棋巳糜釜会崎倔硬件基础第二次课硬件基础第二次课嵌入式网络视频播放器硬件结构框图UART处理器处理器PXA27xPXA27x16MB SDRAM4MBFlashCF卡扩展槽Up to 128MBUART电源管理时钟管理调试接口以太网控制器以太网接口Modem控制器设置终端FPGAXC2S100UARTUp to 256MB SDRAMMPEG-4解码EM8630视频切换模块控制信号VGA音频多媒体终端铁瞧叭姬冰绦坏帝床筑娇违代斥煮硼挫涎遮对窒绥烃湖诌泼心排酚户桔幢硬件基础第二次课硬件基础第二次课