计算机三级考试嵌入式系统开发技术基本知识点5

存储器的任务是存储程序和数据。它分为内置存储器和扩充存储器两部分。内置又分为片内存储器和片外存储器两部分。扩充存储器通常做成插拔形式，需要时才插入宿主设备使用。

存储器大多数是由半导体集成电路组成。按照其存取特性，分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）,其中RAM又可分为动态随机存取存储器（DRAM）和静态随机存取存储器（SRAM）.

动态随机存取存储器（DRAM）：电路简单，集成度高，功耗小，成本低，但速度稍慢。

静态随机存取存储器（SRAM）：电路较复杂，集成度低，功耗较大，成本高，但工作速度快（适合用作指令和数据的高速缓冲存储器）

无论是DRAM，SRAM当关机或断电时，其中的信息都将随着丢失，属于易失性存储器。

ROM是一种能够永久或半永久性地保存信息的存储器，也叫非易失性存储器。

外部世界都是系统的输入/输出（I/o）他们要么是向嵌入式系统输入信息，要么是接收嵌入式系统的输出信息，或者两者兼有之。

按其服务对象分①用于人机交互的设备②用于机机交互的设备。从数据传输速率看，有低速和高速之分；从传输方式来看，有串行和并行。从是否需要物理连接来看，有有线和无线。从是否需要能连接多个设备来看有总线式和独占式。

数据总线简称总线，它是嵌入式系统各组件之间进行数据传输的一个传输通路，它由传输线和控制电路组成，能为连接在总线上的系统内或系统外的各个组件提供数据传输和相应的控制服务。

嵌入式系统其硬件的核心是CPU，嵌入式系统的中CPU一般具有4个特点：①支持实时处理；②低功耗；③结构可扩展；④集成了测试电路。

类型：⑴微处理器：是一种可编程的多用途器件（有4、8、16、32、64位主流）。

⑵数字信号处理器(DSP)：是一种专用于数字信号处理的微处理器。

DSP有两种解决方案①DSP经过单片化和电磁兼容（EMC）改造在同一芯片中集成了包括数字基带，SRAM、射频、电源管理等功能部件，成为专门的嵌入式DSP；②在通用未处理器中扩展DSP功能，或者在单片机（或SOC）中增加DSP协处理器内核。

DSP可分为两大类：①定点DSP②浮点DSP。

⑶微控制器（单片机）：除CPU外，芯片还集成ROM/EEPROM、RAM、总线、定时器、看门狗、I/O接口、A/D转换器、D/A转换器、网络通信接口等各种必要的功能部件和外设接口。特点（体积减小、功耗和成本降低）

⑷片上系统（SOC）：能够将计算机或其他一些电子系统的全部电路集成在单个芯片上。SOC芯片中既包含数字电路，也可以包含模拟电路，甚至还能包含数字/模拟混合电路和射频电路。大多数32位的嵌入式处理芯片均为SOC，SOC渐渐成为集成电路设计的主流发展趋势。

① SOC可以和PLD/FPGA相结合，用可编程逻辑把系统制作在一芯片上（特点：设计灵活、可裁剪、可扩充、可升级、并具备可编程）

② 系统级封装，将多个不同功能的有源器件和无源器件以高密度装配技术封装在一个集成电路外壳内，实现一个更完整的嵌入式系统。

嵌入式系统的分类：

按用途：①军用②民用③工业用。

按时实性：①非实时性②软实时性③硬实时性。

按产品形态：①系统级产品②板级产品③片级产品。

按复杂程度：①低端系统②中端系统③高端系统。

嵌入式系统的发展方向：向着更高性能、更小功率、更低成本发展。

连通性和多媒体化将是嵌入式系统技术上的两个主要发展趋势。

嵌入式系统是先进的微电子技术、微机电技术与计算机技术和通信技术相结合的产物。

微电子技术实现电子电路和电子系统超小型化及微型化的，它以半导体集成电路为核心。

集成电路根据它所含的（如晶体管、电阻、电容等）的数目多少分类：

小规模<100   中规模100~3000   大规模3000~10万   超大规模10万~100万   极大规模>100万

硅锭 切片 硅抛光片 氧化、光刻、掺杂晶圆 晶片切割 晶片测试 晶片封装 成品测试 成品销售

集成电路的特点:体积小、重量轻、可靠性高。

集成电路的工作速度主要取决于组成门电路的晶体管的尺寸。

体管的尺寸越小，其极限工作频率越高，门电路的开关速度就越快。

摩尔定律：单块集成电路的集成度平均每18~24个月翻一番。

微机电系统(MEMS)在芯片上融合了光、机械、电子等多类不同技术的构件。

SOC的类型

① 通用SOC芯片

只有一个CPU或(DSP)，称为单核SOC。

含有多个CPU和/或DSP称为多核SOC。

② 专用SOC芯片:是嵌入式系统开发商依据待开发产品的特殊要求，向半导体企业定制的SOC芯片。

SOC芯片的制作工艺类型

① 定制的嵌入式处理芯片(ASIC/ASSP)：基于ASIC的SOC以大规模门电路阵列为基本元素作布线重构（适用于复杂度不高的芯片研制是一种短周期、低成本的开发途径）

② 现场可编程嵌入式处理芯片（CPLD/FPGA）:特点 自由配置、灵活可扩展、逻辑门数目已达千万。芯片可反复的编程、擦除、使用。开发过程便捷、风险低、周期更短。

③ SOC芯片的开发流程分为4个阶段：①总体设计②逻辑设计③综合和仿真④芯片制造

集成电路IC设计文件储藏在数据库中：IC设计文件按其功能复杂程度分为3类：①逻辑门级（各种基本门电路）②寄存器传输级（寄存器、多路选择器、译码器、数据转换器）③行为级（CPU、DSP、存储器、总线与接口电路）

经过验证的IC具有固定的不可再分解的功能特性

相应的数据库称为核库，核库中的设计文件属于知识产权（IP）保护范畴，所以它们也被称为知识产权核或IP核