第1章_嵌入式系统基础

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,XUPT,嵌入式系统,原理与应用,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,*,第,1,章 嵌入式系统基础,目 录,1.1,引言,1.2,嵌入式系统的发展历史,1.3,嵌入式系统的特点,1.4,嵌入式系统的组成,1.5 ARM,微处理器,2,1.1,引言,嵌入式系统应用非常广泛，正在成为当前发展最为迅速的一个应用领域。对于工科生来说，学习和掌握嵌入式系统具有非常重要的现实意义。本章首先介绍嵌入式系统的基本概念及其发展历史，嵌入式系统的软硬件组成，然后重点介绍计算机体系结构及指令集、,ARM,体系结构版本、,ARM,处理器,IP,核（,Intellectual Property core,）及其命名方法、,ARM,系列微处理器芯片主要制造商等入门知识，引导读者进入,ARM,技术的殿堂。,3,1.1,引言,随着计算机技术、网络技术和微电子技术的快速发展，人们进入了后,PC,时代，,后,PC,时代是一个嵌入式系统（,Embedded System,）的网络时代，嵌入式技术将主宰后,PC,时代。,“嵌入式系统”实际上是“嵌入式计算机系统”的简称。,对“嵌入式系统” 有各种不同的定义。,4,1.1,引言,IEEE,（国际电气和电子工程师协会）定义：,嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（,Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。,可以看出此定义是从应用上考虑的，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机电等附属装置。,5,1.1,引言,按照目前业界和学术界对嵌入式系统的普遍看法，嵌入式系统被定义为：,以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。,也有学者给出了更为通俗的定义：嵌入到对象体系中的专用计算机系统，由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序四部分组成。,建议读者没有必要对嵌入式系统的定义做过多的毫无意义的追究。,6,1.1,引言,“嵌入式系统原理及应用”涉及的知识点很多，内容包括,嵌入式系统基本概念、,ARM,处理器内部结构及工作原理、,ARM,指令及伪指令、,ARM,汇编,/C,程序设计、嵌入式操作系统及其裁剪移植、基于操作系统的嵌入式应用程序开发、以及嵌入式系统设计技术等,。不仅涉及硬件原理、指令系统及编程，还涉及操作系统及其裁剪移植，基于操作系统的应用程序开发等内容。本书以合理的体系、清晰的条理、简练的语言将嵌入式系统涉及到的方方面面的知识在有限的篇幅内简明扼要的交代清楚，从系统角度使读者掌握嵌入式系统的基本组成及工作原理，具有一定的嵌入式应用系统开发的基本技能。,7,1.1,引言,至少一种嵌入式处理器,最好选用当前流行的,32,位处理器，如,ARM,、,MIPS,系列等。,至少一种嵌入式操作系统,一套嵌入式开发工具,根据处理器不同选择不同底层程序开发工具（每种类型的处理器有不同的底层程序开发工具。如,ARM,处理器流行的开发环境为,ADS,），根据选用的嵌入式操作系统选择该应用平台的对应开发工具。,一类开发语言,目前在嵌入式设备上的程序绝大多数采用,C,语言，因此建设采用,C,系列语言为学习对象。,8,1.1,引言,嵌入式系统开发工程师可能从事的工作：,（,1,）硬件电路设计（板级系统设计）,（,2,）,Bootloader,及底层系统开发,（,3,）操作系统移植,（,4,）驱动程序开发,（,5,）应用程序开发,9,1.2,嵌入式系统的发展历史,从,20,世纪七十年代单片机的出现到今天各式各样的嵌入式微处理器，,微控制器,的大规模应用，嵌入式系统已经有了,30,多年的发展历史，其硬件以嵌入式微处理器为代表经历了,4,位、,8,位、,16,位、,32,位等几个阶段，其性能日益提高、资源不断丰富；软件规模和复杂度也呈爆炸式膨胀，嵌入式操作系统成为嵌入式应用开发的核心支持。纵观嵌入式技术的发展过程，粗略可分为以下三个发展阶段。,10,1.2,嵌入式系统的发展历史,第一阶段（,20,世纪,70,年代,-80,年代末），是基于单片机的嵌入式应用系统。,70,年代单片机的出现，使得汽车、家电、通信装置等可以通过内嵌电子装置来获得更佳的使用性能。这些装置已经初步具备了嵌入式的应用特点，但这时的系统使用,8,位的芯片（有代表性的为,Intel,公司的,8048,，,8051,；,Zilog,公司的,Z80,；,Motorola,公司的,68HC05,），一般没有操作系统，使用汇编语言编程，只能执行一些单线程的程序，还谈不上“系统”的概念。,11,1.2,嵌入式系统的发展历史,第二阶段（,20,世纪,80,年代末,-90,年代末），是以嵌入式,CPU,为基础，以嵌入式操作系统为核心的嵌入式系统。可以认为在这个阶段“嵌入式系统”真正出现了。在这一阶段，嵌入式系统的软硬件技术加速发展，应用领域不断扩大。,12,1.2,嵌入式系统的发展历史,第三阶段（,20,世纪,90,年代末开始至今），是以,Internet,为标志的嵌入式系统。这是一个正在迅速发展的阶段。目前大多数嵌入式系统还孤立于,Internet,之外，但随着,Internet,的发展以及,Internet,技术与信息家电、通信技术、工业控制技术结合的日益密切，嵌入式设备与,Internet,的结合将代表嵌入式系统的发展方向。,13,1.2,嵌入式系统的发展历史,14,经过,30,多年的发展，嵌入式系统技术正日益完善，,32,位嵌入式微处理器已成为系统主流，嵌入式操作系统也从简单走向成熟，嵌入式系统与,Internet,的结合日益密切，其应用领域将不断扩大。,1.3,嵌入式系统的特点,为了满足不同的工作需要，计算机技术形成了两个相互独立的发展方向：通用桌面计算机系统和嵌入式计算机系统。与通用桌面计算机系统相比，嵌入式计算机系统有着自己独有的特点：,15,1.3,嵌入式系统的特点,交叉开发环境,与通用桌面计算机系统不同，嵌入式计算机系统的开发环境与运行环境是不一致的，需要通过交叉开发环境来完成嵌入式系统的开发调试工作，如图,1.1,所示。通常嵌入式计算机的资源有限，需要借助功能更强大的宿主机（通常为桌面,PC,）以及基于宿主机的仿真开发环境,(ADS),来完成程序的开发调试工作，调试无误后可下载到目标机（嵌入式计算机系统）运行。,16,1.3,嵌入式系统的特点,面向特定应用的技术密集型专用产品,嵌入式系统是计算机技术、微电子技术和行业技术相结合的产物，是一个技术密集、面向特定应用被嵌入到专用产品中的计算机系统。,嵌入式处理器的功耗、体积、成本、可靠性、速度、处理能力、电磁兼容性等方面均受到应用要求的制约，这些也是各个半导体厂商之间竞争的热点。,和通用计算机不同，嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同等资源环境中实现更高的性能。嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较长的生命周期。,17,1.3,嵌入式系统的特点,嵌入式系统的实时性要求,大多数嵌入式系统工作在对实时性要求较高的场合，主要对仪器设备的动作进行检测控制，这种动作具有严格的、机械的时序；而一般的桌面计算机系统基本上是人通过键盘或鼠标发出的命令进行工作，对实时性通常没有太高要求。为了提高执行速度，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，要求程序编写和编译工具的质量要高，以减少程序二进制代码长度，满足实时性要求。在实际应用环境中，嵌入式系统处理的外部事件往往不是单一的，而且这些事件随机发生，可能同时出现。因此,嵌入式系统还具有多任务分布和并发的特点,。在这种多任务嵌入式系统中，对重要性各不相同的任务必须进行统筹兼顾的合理调度，以确保每个任务在规定的时间内被执行。,18,1.3,嵌入式系统的特点,嵌入式系统的安全可靠性要求,系统的安全可靠是不容忽视的问题，也是嵌入式系统的一个重要特征和发展方向。一般来说，希望设备中的嵌入式系统可以不出错的连续运行，或者出现错误也可以自行修复，而不需也不大可能进行人工干预，因此，嵌入式系统通常有着极高的可靠性要求。,19,1.3,嵌入式系统的特点,20,嵌入式产业具有不可垄断性,从某种意义上来说，通用计算机行业的技术是垄断的。硬件上有,80%,以上采用,Intel,公司的,x86,体系结构，芯片基本上来自,Intel,、,AMD,、,Cyrix,等几家公司。软件方面，通用计算机所必备的操作系统和办公软件，,Microsoft,公司的,Windows,及,Office,占到,80%,90%,的份额。因此，当代通用计算机工业的基础被认为是由,Wintel,（,Microsoft,公司和,Intel,公司于,20,世纪,90,年代初建立的联盟）垄断的工业。而嵌入式计算机系统则不同，它是一个高度分散、充满竞争与机遇的领域，没有哪一个系列的处理器和操作系统能够垄断全部市场。即便在体系结构上存在着主流系列，但各不相同的应用领域决定了不可能有少数公司、少数产品垄断全部市场。另外，随着嵌入式应用领域的不断扩大，对嵌入式微处理器、嵌入式操作系统及应用软件提出更高的要求，构成了推动嵌入式工业发展的强大动力，为众多的中小型嵌入式企业提供了广阔的发展空间。,1.4,嵌入式系统的组成,与通用计算机系统一样，嵌入式计算机系统也是由硬件和软件两大部分组成。前者是整个系统的物理基础，提供软件运行平台和通信（包括人机交互）接口；后者实际控制系统的运行。整个系统的体系结构如图,1.2,所示。,(BSP-board support package),21,1.4,嵌入式系统的组成,22,由于嵌入式系统应用环境的特殊性，在嵌入式系统设计时必需考虑操作系统及其他系统软件模块与硬件之间的接口形式。经过多年的发展，随着通用嵌入式操作系统技术的日趋成熟和应用的不断扩大，一种统一的接口形式得到广泛的认可和应用，这就是通常所说的板级支持包，即,BSP(Board,Support Package),，如图,1.2,所示，相当于通用计算机系统中的,BIOS,。,BSP,是一个介于操作系统和底层硬件之间的软件层次，包括了系统中大部分与硬件相关的软件模块。在功能上包含两部分：系统初始化及与硬件相关的设备驱动。由于引入,BSP,，屏蔽了底层硬件的多样性，操作系统不再直接面对具体的硬件环境，大大推动了嵌入式实时操作系统的通用化，从而为嵌入式系统的广泛应用提供了可能。,1.4,嵌入式系统的组成,23,嵌入式系统硬件组成,如图,1.3,所示，嵌入式系统的硬件部分由嵌入式,ARM,芯片（包括,ARM,微处理器,IP,核、片内存储器（,SRAM/FLASH,）以及各种片内,I/O,）、片外存储器、各种人机交互接口以及电源与时钟等组成。,1.4,嵌入式系统的组成,24,如图,1.4,嵌入式软件由板级支持包,BPS,（,Board Support Packet,）、嵌入式实时操作系统,RTOS,（,Real-Time Operating System,）、应用程序编程接口,API,（,Application Programming Interface,）以及嵌入式应用程序四个不同层次组成。,1.4,嵌入式系统的组成,25,板级支持包（,BPS,）：板级支持包是软件模块的最底层。主要目的是屏蔽下层硬件。该层具有两种功能：一是系统引导，包括嵌入式微处理器和基本芯片的初始化；二是提供设备的驱动接口，实现嵌入式系统与外设的信息交换。其功能相当于,PC,机中的,BIOS,。,1.4,嵌入式系统的组成,26,嵌入式实时操作系统（,RTOS,）：操作系统是对多任务嵌入式系统进行有效管理的核心部分，可以分为基本内核和扩展内核两部分。前者提供操作系统的核心功能，负责整个系统的任务调度、存储器分配、时钟管理、中断管理，也可提供文件、,GUI,、网络等通用服务；后者则是根据应用领域的需要，为用户提供面向领域或面向具体行业的操作系统扩展功能。,1.4,嵌入式系统的组成,27,应用程序编程接口（,API,）：也可称为应用程序编程中间件，由为开发嵌入式应用程序而提供的各种编程接口库（,Lib,）或组件（,Component,）组成，可以针对不同的应用领域、不同安全要求分别构建，从而减轻开发人员的负担，加快应用系统的开发进程。,1.4,嵌入式系统的组成,28,嵌入式应用系统：最终运行在目标机上的应用程序。,实际在构建嵌入式系统时，并不一定需要,RTOS,和应用程序编程接口,API,，即使使用，也可以根据应用需求配置和裁剪。,1.4,嵌入式系统的组成,29,嵌入式应用系统：最终运行在目标机上的应用程序。,实际在构建嵌入式系统时，并不一定需要,RTOS,和应用程序编程接口,API,，即使使用，也可以根据应用需求配置和裁剪。,1.5 ARM,微处理器,ARM,（,Advanced RISC Machines,）公司,1991,年成立于英国剑桥，是专门从事,RISC,技术芯片设计开发的公司，主要出售芯片设计技术的授权，作为知识产权供应商，,ARM,公司本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，半导体生产商从,ARM,公司购买其设计的,ARM,微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的,ARM,微处理器芯片进入市场。目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用,ARM,公司的授权，使得,ARM,技术获得了更多的第三方工具、制造、软件的支持，使产品更容易进入市场，更具有竞争力。目前，,ARM,微处理器几乎已经深入到工业控制、无线通信、网络应用、消费类电子产品、成像和安全产品各个领域。,30,1.5 ARM,微处理器,1.5.1,计算机体系结构与指令集,1.,冯,诺依曼体系结构与哈佛总线体系结构,众所周知，早期的微处理器内部大多采用冯,诺依曼结构，以,Intel,公司的,X86,系统微处理器为代表，如图,1.5,所示，采用冯,诺依曼结构的微处理器的程序空间和数据是合在一起的，取指令和取操作数通过同一条总线通过时分复用的方式进行。在高速运行时，不能达到同时取指令和取操作数的目的，从而形成了传输过程的瓶颈。冯,诺依曼体系结构被大多数微处理器所采用，,ARM7,处理器也采用此体系结构。,31,1.5 ARM,微处理器,随着微电子技术的发展，以,DSP,和,ARM,为应用代表的哈佛总线技术应运而生，如图,1.6,所示。在采用哈佛总线体系结构的芯片内部，程序空间和数据空间是分开的，这就允许同时取指令（来自程序空间）和取操作数（来自数据空间），从而使运算能力大大提高。,32,1.5 ARM,微处理器,哈佛总线体系结构主要有以下几个特点：,程序空间和数据空间分开：,提供较大的数据存储器带宽；,适合于,DSP,数字信号处理。,目前，绝大多数的,DSP,以及,ARM9,以上系列,ARM,处理器内核都采用哈佛体系结构。,33,1.5 ARM,微处理器,2.,CISC,与,RISC,指令集,CISC(Complex,Instruction Set Computer,，复杂指令集计算机,),和,RISC,（,Reduced Instruction Set Computer,，精简指令集计算机）是当前,CPU,的两种架构。它们的区别在于不同的,CPU,设计理念和方法。,早期的计算机大都采用,CISC,指令集处理器。它的特点是：指令系统庞大，一般都有数百条指令；指令长度不固定，寻址方式复杂，增加了硬件电路的复杂程度；指令系统中绝大多数复杂指令在程序设计过程中使用频率较低，浪费严重。目前只有,Intel,及其兼容,CPU,还在使用,CISC,架构。,34,1.5 ARM,微处理器,1979,年，美国加州大学伯克利分校提出了,RISC(Reduced,Instruction Set Computer,，精简指令集计算机,),的概念。,RISC,指令集优先选取使用频率高的简单指令，避免复杂指令；将指令长度固定，指令格式和寻址方式种类减少；以控制逻辑为主，不用或少用微码控制等措施来达到上述目的。,ARM,采用,RISC,结构，在简化处理器结构，减少复杂功能指令的同时，提高了处理器的速度。考虑到处理器与存储器打交道的指令执行时间远远大于在寄存器内操作的指令执行时间，,RISC,型处理器采用了,Load/Store(,加载,/,存储,),结构，即只有,Load/Store,指令可以访问存储器实现操作数的读写操作，其余指令都不允许进行存储器操作。同时，为了进一步提高指令和数据的存取速度，,RISC,型处理器增加了指令高速缓冲,I-Cache,和数据高速缓冲,D-Cache,及多寄存器结构，使指令的操作尽可能在寄存器之间进行。表,1.1,给出,CISC,和,RISC,两种指令系统的特点。,35,1.5 ARM,微处理器,36,指令集类别,CISC,RISC,指令数目,指令数量很多,较少，通常少于,100,条,执行时间,有些指令的执行时间很长，如需要访问存储器来获得操作数的指令执行时间通常较长,所有运算所涉及的操作数都直接从寄存器获得，指令的执行时间短，且较固定。,编码长度,指令的编码长度可变，,1,15,字节,指令的编码长度固定，通常为,4,个字节,寻址方式,寻址方式复杂，增加了硬件实现的复杂度,寻址方式简单,操作,可对存储器操作数和寄存器操作数进行算术和逻辑操作,只能对寄存器操作数进行算术和逻辑操作，,Load/Store,体系结构,编译,难以用优化编译器生成高效的目标代码程序,采用优化编译技术，可生成高效的目标代码程序,1.5 ARM,微处理器,1.5.2 ARM,体系结构版本,ARM 32,位体系结构目前被认为是嵌入式应用领域领先的,32,位嵌入式,RISC,微处理器结构。,ARM,体系结构从最初开发到现在有了很大的改进，并仍在不断完善和发展中。为了清楚地表达每个,ARM,应用实例所使用的指令集，按照出现的先后，,ARM,公司定义了,7,种主要的,ARM,指令集体系结构版本，以版本号,V1,V7,表示。表,1.2,给出,ARM,体系结构各版本的特点。其中,V3,版本之前的,ARM,处理器核目前已不再使用。,37,1.5 ARM,微处理器,38,1.5 ARM,微处理器,1.5.3 ARM,处理器核,ARM,公司开发了多个系列的,ARM,处理器核，目前主要包括,ARM7,、,ARM9,、,ARM9E,、,ARM10E,、,ARM11,、,SecurCore,、,Cortex,等系列处理器产品，以及基于,ARM,体系结构的,Intel,公司推出的,StrongARM,和,XScale,处理器。其中，每一系列又根据各自包含的功能模块而分成多个变种。对于支持同样,ARM,体系版本的处理器，其应用程序软件是兼容的。表,1.3,给出部分,ARM,处理器核的性能参数。,39,1.5 ARM,微处理器,40,1.5 ARM,微处理器,1) ARM7,系列,ARM7TDMI,是目前使用最广泛的,32,位嵌入式,RISC,处理器，属低端,ARM,处理器核。指令系统与,ARM9,系列、,ARM9E,系列和,ARM10E,系列兼容，便于用户的产品升级换代。该系列有,4,种类型：,ARM7TDMI,、,ARM7TDMI-S,、,ARM720T,、,ARM7EJ,。,ARM7,系列广泛应用于多媒体和嵌入式设备，包括,Internet,设备、网络和调制解调器设备以及移动电话、,PDA,等无线设备。,注：,ARM,系列,IP,核命名规则：,ARMxyzTDMIEJF,-S x -,处理器系列,y -,存储管理,/,保护单元,z - cache T -,支持,16,位的,Thumb,指令集,D -,支持片上调试,Debug M -,支持,64,位乘法（,Multiplier,）,I -,支持,Embedded ICE,，支持片上断点和调试点,(In Circuit Emulator),E -,支持增强型,DSP,指令,J -,支持,Java,加速器,Jazelle,F -,具备向量浮点单元,VFP -S -,可综合版本,41,1.5 ARM,微处理器,2) ARM9,系列,ARM9,系列有,ARM920T,、,ARM922T,和,ARM940T,。,ARM9,系列兼容,ARM7,系列，而且能够比,ARM7,进行更加灵活的设计。,ARM9,系列主要应用于无线设备、仪器仪表、安全系统、机顶盒、高端打印机、网络计算机以及带有,MP3,音频和,MPEG4,视频多媒体格式的智能电话中。,42,1.5 ARM,微处理器,3,）,ARM9E,系列,ARM9E(E,表示增强,DSP,指令,),作为可综合的处理器,IP,核，使用单一的处理器内核，提供微处理器、,DSP,、,Java,应用系统解决方案，广泛应用于工业控制、无线通信设备、消费电子产品、网络通信设备等领域。目前，,ARM9E,系微处理器,IP,核主要有,ARM926EJ-S, ARM946E-S, ARM966E-S,等。,43,1.5 ARM,微处理器,4) ARM10E,系列,相对,ARM9,而言，,ARM10E,采用新的体系结构，具有高性能、低功耗的特点，采用,6,级流水线。,ARM10E,系列主要有,ARMl020E,、,ARMl022E,、,ARMl026EJ-S,三种类型。其核心在于使用向量浮点单元,VFP10,提供高性能的浮点解决方案，从而极大地提高了处理器的整型和浮点运算性能,为用户界面的,2D,和,3D,图形引擎应用提供基础。,44,1.5 ARM,微处理器,5),SecurCore,系列,SecurCore,系列有,SC100,、,SC110,、,SC200,和,SC210,四种处理器核。该系列处理器主要针对新兴的安全市场，以一种全新的安全处理器设计为智能卡和其他安全,IC,开发提供独特的,32,位系统设计，并具有特定的反伪造方法，从而有助于防止对硬件和软件的盗版。,45,1.5 ARM,微处理器,6),StrongARM,和,XScale,处理器,StrongARM,处理器将,Intel,处理器技术和,ARM,体系结构融为一体，致力于为手提式通信和消费电子类设备提供理想的解决方案。,Intel,XScale,体系结构则提供高性能、高性价比和低功耗的解决方案，支持,16,位,Thumb,指令和,DSP,指令。,46,1.5 ARM,微处理器,7,）,Cortex,系列处理器,ARM v7,架构是在,ARM v6,架构的基础上诞生的。该架构采用了,Thumb-2,技术，它是在,ARM,的,Thumb,代码压缩技术的基础上发展起来的，并且保持了对现存,ARM,解决方案的完整的代码兼容性。,Thumb-2,技术比纯,32,位代码少使用,31%,的内存，减小了系统开销。在命名方式上，基于,ARM v7,架构的,ARM,处理器已经不再延用过去的数字命名方式，而是冠以,Cortex,的代号。基于,v7A,的称为“,Cortex-A,系列”，基于,v7R,的称为“,Cortex-R,系列”，基于,v7M,的称为“,Cortex-M,系列”,47,1.5 ARM,微处理器,1.5.4,主要,ARM,芯片供应商,由于,ARM,微处理器核在功耗和成本方面的显著优势，在,32,位嵌入式应用领域获得了巨大的成功，目前已经占有,75%,以上的,32,位,RISC,嵌入式产品市场。随着我国嵌入式应用领域的发展，,ARM,芯片必然会获得广泛的重视和应用。但是，由于,ARM,芯片有多达十几种的,芯核结构,，,70,多家芯片生产厂家，以及千变万化的内部功能配置组合，给开发人员在选择方案时带来一定的困难。读者在设计嵌入式系统进行芯片选型时需要阅读大量的文献资料，这里仅就较知名的几家半导体厂商的情况作简要介绍。,48,1.5 ARM,微处理器,1. NXP,公司,NXP,（恩智浦半导体）是,2006,年从皇家飞利浦体系中独立出的半导体公司，在全球,20,多个国家拥有,37000,名员工（欧洲,37%,、亚洲,37%,、大中国区,21%,、美洲,5%,），总部仍设在荷兰爱因霍芬，为欧洲第二大半导体公司，且名列全球前十强的行列。,NXP,公司的,ARM,处理器主要为,LPC,系列芯片，经历了,LPC2100,系列,、,LPC2200,系列、,LPC2300,系列以及目前推出的,LPC2400,系列芯片。目前，,LPC2400,系列芯片主要有,LPC2468,、,LPC2470,、,LPC2478,几款型号。其产品主要应用于手机、汽车电子、智能识别以及家庭娱乐等领域。,49,1.5 ARM,微处理器,2. Samsung,公司,Samsung,公司的,ARM,处理器是目前使用最广的,ARM,处理器之一。,Samsung,公司针对,ARM,处理器的应用范围将其处理器分成,3,类。,(1),手持设备。适合各类低功耗产品，常用的芯片有：,S3C44B0(ARM7TDMI,核心,),和,S3C2410(ARM920T,核心,),。适用产品：,POS,、,PDA,、,E-Book,、,GPS,、智能电话、电子书包、机顶盒、手持游戏机、电子相册、视频监控、智能控制仪表等。,(2),网络设备。常用的芯片有：,S3C4510B(ARM7TDMI,核心,),和,S3C2510(ARM940T,核心,),。适用产品：以太网,HUB,、交换机、路由器、,VOIP,、,XDSL Modem,、,WLAN,产品、家庭网关等网络设备。,(3) ADSL,。常用的芯片有,S5N8947(ARM7),。适用产品：,ADSL,桥接,Modem,、,ADSL,路由器、,ADSL,网关、,VOIP,、,VODSL,、,DSLAM,。,50,1.5 ARM,微处理器,3,TI,公司,德州仪器,(Texas Instruments),，简称,TI,，是全球领先的半导体公司，为信号处理提供创新的数字信号处理,(DSP),及模拟器件技术,.TI,总部位于美国德克萨斯州的达拉斯，并在超过,25,个国家设有制造、设计或销售机构。,TI,公司的,OMAP,处理器内含一个增强型处理器,(ARM925),和,TI,公司研制的低功耗定点,DSP(TMS320C55x),。,OMAP,嵌入式处理器系列是专门为支持第三代,(3G),无线终端应用而设计的应用处理器体系结构。,OMAP,嵌入式处理器系列包括应用处理器和集成的基带应用处理器，目前已广泛应用于,PDA,、无线远程通信、医疗器械等领域。,51,1.5 ARM,微处理器,4,Motorola,公司,Motorola,公司的,32,位处理器有,68k,系列、,DragonBall,、,PowerPC,等系列，还包括集成,ARM,内核的,MC9328,系列，包括,MC9328MXl,，,MC9328MNL,等系列产品。,MC9328MXl,处理器是,DragonBall,家族中的第五代工业标准的产品。它的特点是低功耗、高集成度，用于个人手持产品等。它采用,ARM920T,微处理核，拥有蓝牙无线接口，提供智能外围组合接口，高档处理核，电源管理系统，主频可达,200 MHz,。另外，从,Motorola,半导体独立出来的,Freescale,(,飞思卡尔,),公司推出的,ColdFire,系列微控制器，在低端工业控制领域的应用中也有不俗的表现。,52,1.5 ARM,微处理器,5. Intel,公司,自,1976,年推出第一款处理器,8048,以来到现在的凌动处理器，,Intel,在嵌入式市场投入了,30,余年的精力，取得了非凡的成绩，并得到了应用领域用户和合作伙伴的广泛认可。随着,PC,市场的逐渐饱和，,Intel,近年来大举进入嵌入式市场，先后推出基于,ARM,体系结构的的,StrongARM,和,XScale,处理器，近年来又推出了基于,x86,架构的,Atom,（凌动）处理器平台，该平台的主要优势有三：一是计算、控制和处理能力很强；二是客户在,PCx86,架构下开发的资源不会浪费，可以重复利用；三是生态系统非常成熟，熟悉,x86,架构,CPU,编程的工程师资源比较多，而且市场上可资利用的现成工程资源也比较多。相信未来的嵌入式市场必将是多家企业争雄，但不会出现,PC,市场少数几家公司垄断的局面。,53,1.5 ARM,微处理器,54,习题,1,、什么是嵌入式系统？嵌入式系统的特点是什么？,2,、简述嵌入式系统的主要特点。,3,、简述嵌入式系统的硬件组成。,4,、简述嵌入式系统的硬件组成。,5,、简述冯,诺依曼体系结构与哈佛总线体系结构的特点。,6,、,ARM,体系结构有哪些版本？各有何特点？,7,、简述,ARM,系列,IP,核的命名规则。,