微处理器系统结构-概述

概 述,1.1 计算机发展,18800个电子管 占地1500平方英尺，重达30吨 每秒5000次,ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Calculator）1946.2.14 宾夕法尼亚大学,莫奇来（Mauchly）、爱克特（Eckert）,1949年5月6日，EDSAC 第一台存储程序的“冯诺依曼机器”,数字计算机之父,用二进制取代十进制,程序存储思想,“世界上最小,电脑,”E-ball,京-Kcomputer,88128颗/705024核心,R,max,:10.51PFlops,“,天河一号,A”,2010/10,Intel Xeon X5670,186368核心224TB/M,R,max,:2.566PFlops,现代微型计算机发展历史上的三架马车,1981年8月2日全球第一台个人电脑-IBM PC 5150,1971 年，英特尔推出了全球第一枚微处理器 INTEL 4004,1981年,MS-DOS 1.0,1995年8月24日Windows 95,第一代,1971年,Intel 4004,4位,2300,108KHz 每秒6万次,1972年,Intel 8008,8位,3500,基本指令周期为2050s,第二代,1974年,Intel 8080,8位,6000,2MHz,MC6800,8位,6800,1976年,Z80,8位,10000,2.5MHz,第三代,1978年,Intel 8086,16位,29000,5MHz,基本指令周期0.5,s,1982,年,Intel 80286,16位,13.4,万,基本指令周期0.2 s,第四代,1985,年,10月,80386,32位,27.5,万,16-33MHz3-4 MIPS,1989,年4月,80486,32位,120万,33-120MHz/41-54 MIPS,第五代,1993.3.22,Pentium,32位,310万,75-133M Hz 0.6 m,1995.11.8,Pentium pro,32位,550,万,200MHz/400 MIPS,1997年,Pentium,32位,700万,266MHz/400 MIPS,1999.2.26,Pentium,32位,2800万,450MHz,1999.2.24,AMD-K6-,32位,2130万,450MHz 0.25 m,2000.11.24,Pentium 4,32位,4200万,1.4GHz 0.18 m,更新,摩尔定律,CPU性能每18个月增加一倍,4200,2800,700,550,310,120,27.5,13.4,2.9,0.49,0,500,1000,1500,2000,2500,3000,3500,4000,4500,1973,1978,1982,1985,1989,1993,1995,1997,1999,2000,年,万晶体管,摩尔定律,晶体管数目每两年增加一倍,2012/04/22 Core i7-3220 3.5-3.9GHz GLA1155 22nm 8MB L3,Gordon Moore 1965的预言已经47年了，,这条IT第一定律还能走多远？,带制冷机的微电脑,Intel 20122018 六年计划,2012 32nm WestmereSandy Bridge,2014 22nm Haswell,2015 14nm Rockwell,2016 14nm Skylake,2018 10nm Skymont,tick-tock策略,物联网：从“智能微尘”到“智慧地球”,=sph,http:/,世界可以获得更深入的智能洞察,世界可以实现更全面的互通互联,世界可以进行更透彻的感应和度量,物联网技术,网路应用:无限+无线,Post-Personal Computer,计算机+通信+消费品,嵌入式：后PC时代的技术主力,SoC介绍,单一芯片上实现信号采集、转换、存储、处理和I/O等功能，从而实现一个系统的功能,优点,低功耗、体积小、高速度、省成本,特点,实现复杂系统功能的软硬件统一的超大规模集成电路,设计中大量复用第三方,IP,核,超深亚微米,/,纳米级工艺技术支撑,1.3 嵌入式系统,定义,以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、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。,分类,嵌入式微处理器,(Embedded Microprocessor Unit,EMPU),嵌入式微控制器(Embedded Microcontroller Unit,EMCU),嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor,EDSP),嵌入式片上系统(System On Chip，SoC),与通用计算机系统区别,嵌入式系统一般具备,支持实时多任务操作,很强的存储区保护功能,可扩展的处理器结构,很低功耗,嵌入式应用软件,嵌入式操作系统,嵌入式处理器,嵌入式接口逻辑,外围设备,SoC,嵌入式系统特点,面向特定应用,高效率、高性能、低功耗、低成本,软件固化，高可靠性代码,本身不具备开发能力,外围设备,I/O接口,存储器,嵌入式系统组成,嵌入式处理器,嵌入式操作系统,VxWorks,c/OS,Windows CE,嵌入式,Linux,嵌入式开发工具,嵌入式应用软件,EMPU,EMCU,EDSP,SoC,ROM,RAM,EEPROM,NVRAM,编译器,链接器,调试器,仿真器,键盘,LCD,存储设备,音频设备,专用设备,