03 嵌入式处理器.pptx

第1页：嵌入式处理器章节封面与导览

嵌入式处理器章节封面与导览

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第2页：嵌入式处理器的分类、特点、结构

嵌入式处理器的分类、特点、结构

• 内容
  • 嵌入式处理器的分类、特点、结构
  • 嵌入式处理器的指令系统
  • 嵌入式处理器的类型
    • 根据指令格式（CISC、RISC
    • 根据结构（冯洛伊曼、哈佛
  • CPU的Bigendian和Littleendian
  • 嵌入式处理器主要技术指标
  • 常见嵌入式处理器
    • MCU、ARM、嵌入式X86、DSP、SOC
  • 嵌入式处理器的Jtag调试接口

第3页：嵌入式处理器的分类

嵌入式处理器的分类

• 嵌入式处理器的分类
  • 嵌入式系统包括硬件和软件两个组成部分
    • 硬件
    • 软件

第4页：嵌入式处理器的分类：嵌入式系统的硬件核心

嵌入式处理器的分类：嵌入式系统的硬件核心

• 嵌入式处理器的分类
  • 嵌入式系统的硬件核心部件是嵌入式处理器。据不完全统计，全世界嵌入式处理器的品种数量已经超过1000多种，流行体系结构有30多个。嵌入式处理器FLASHRS232RAM网口EPROM专用外围设备

第5页：嵌入式处理器的分类：一般可以将

嵌入式处理器的分类：一般可以将

• 嵌入式处理器的分类
  • 一般可以将嵌入式处理器分成4类
    • 嵌入式微处理器(MicroProcessorUnit，MPU
    • 嵌入式微控制器(MicroControllerUnit，MCU
    • 嵌入式DSP处理器(DigitalSignalProcessor，DSP
    • 嵌入式片上系统(SystemOnChip，SOC)嵌入式微控制器(MCU)嵌入式DSP处理器(DSP)嵌入式微处理器(MPU)嵌入式片上系统(SystemOnChip

第6页：嵌入式处理器的分类：嵌入式微处理器

嵌入式处理器的分类：嵌入式微处理器

• 嵌入式处理器的分类
  • 嵌入式微处理器(MicroProcessorUnit，MPU)–嵌入式微处理器是由通用计算机中的CPU演变而来的。它的特征是具有32位以上的处理器，具有较高的性能，当然其价格也相应较高。但与计算机处理器不同的是，在实际嵌入式应用中，它只保留与嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，这样就以最低的功耗和资源实现了嵌入式应用的特殊要求。与工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。–目前主要的嵌入式处理器类型有386EX、SC-400、PowerPc、68000、XScale、MIPS、ARM系列等

第7页：嵌入式处理器的分类：嵌入式微控制器

嵌入式处理器的分类

嵌入式微控制器(MicroControllerUnit，MCU)–是指将计算机的基本部件微型化，使之集成在一小块硅片上的IC（IntegratedCircuit）芯片。片内含有CPU、ROM、RAM、中断控制、系统时钟、系统总线、并行I/0、SCI、TIMER、键盘管理、A/D等。——内含模块因单片机内型各异。单片机芯片内部集成了ROM／EPROM、RAM、总线

第8页：嵌入式处理器的分类：嵌入式DSP处理器

嵌入式处理器的分类：嵌入式DSP处理器

• 嵌入式处理器的分类
  • 嵌入式DSP处理器(DigitalSignal Processor，DSP)–DSP处理器是专门用于信号处理方面的处理器，其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，在数字滤波、FFT、谱分析等各种仪器上DSP获得了大规模的应用。–DSP的理论算法在70年代就已经出现，但是由于专门的DSP处理器还未出现，所以这种理论算法只能通过MPU等由分立元件实现。1982年世界上诞生了首枚DSP芯片，在语音合成和编码解码器中得到了广泛应用。DSP的运算速度进一步提高，应用领域也从上述范围扩大到了通信和计算机方面。–目前最为广泛应用的嵌入式DSP处理器是TI的TMS320C2000/C5000系列，另外如Intel的MCS-296和Siemens的TriCore也有各自的应用范围

第9页：嵌入式处理器的分类：嵌入式片上系统

嵌入式处理器的分类：嵌入式片上系统

• 嵌入式处理器的分类
  • 嵌入式片上系统(System0nChip，SOC
    • 把微处理器和某一大类应用中常用的模块集成在一个芯片上——SOC
    • 根据适用的范围，分为通用SOC和专用SOC
    • 微控制器：内部集成了RAM和ROM存储器、主要用于控制
    • SOC：则没有内置的存储器，以嵌入式微处理器为核心、具有较强的计算性能
    • 由于绝大部分系统构件都是在系统内部，整个系统就特别简洁，不仅减小了系统的体积和功耗，而且提高了系统的可靠性，提高了设计生产效率

第10页：嵌入式处理器的分类：SOC优点

MCU与MPU特性对比表：下表从成本、速度、封装、复杂度等方面横向比较两类嵌入式处理器。

说明：源文件该页为图片中的两列对比排版，文字抽取后数字与英文字母粘连，上表按原文对应关系人工还原，数值仍建议对照原课件图片核对。

第11页：MCUvs

MCUvs

第12页：嵌入式处理器的特点

嵌入式处理器的特点

• 嵌入式处理器的特点
  • 嵌入式处理器种类繁多、功能多样、性能跨度大
    • 不同的系统对处理器的功能、性能、功耗、工作环境、封装等要求不同，适应千奇百怪的应用需要，嵌入式处理器发展出极其丰富的产品类型
  • 嵌入式处理器功耗低
    • 嵌入式系统往往作为一个部件“嵌入”在一个设备/系统中，因供电限制或散热的限制，功耗必须得到有效控制
  • 提供灵活的地址空间寻址能力
    • 嵌入式系统地址空间的分配有很大的自由度，为适应嵌入式系统的这个特点，嵌入式处理器一般有灵活的地址空间寻址能力

第13页：嵌入式处理器的特点：支持灵活的功耗控制

嵌入式处理器的特点：支持灵活的功耗控制

• 嵌入式处理器的特点
  • 支持灵活的功耗控制
    • 嵌入式处理器一般有严格的功耗设计，除了降低正常工作的功耗外，还有很多降低功耗的措施，如可变工作频率、降低工作电压，还可以设置多种工作模式
  • 功能集成度高，提供丰富的外部接口
    • 嵌入式处理器中功能模块的集成度越来越高，除了处理器核心外，很多的传统的外部控制器被集成到微处理器中

第14页：有的嵌入式处理器中功能模块的

有的嵌入式处理器中功能模块的

• 嵌入式处理器的结构
  • 和PC中的CPU类似，典型的嵌入式处理器的核心部分由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成数据总线

第15页：有机组合在一起的一串指令就是程序

有机组合在一起的一串指令就是程序

• 指令是CPU能理解并执行的命令单元，规定了计算机能完成的某一操作
• 计算机硬件只识别“0”和“1”两个数字，所有的CPU指令都由这两个数字进行编码——机器码
• 有机组合在一起的一串指令就是程序
• 不同CPU支持的指令不同，CPU支持的所有指令的集合就是该CPU的指令集

第16页：嵌入式处理器的指令系统

嵌入式处理器的指令系统

指令的例子操作码减法操作数（地址）000001000

第17页：指令的类型

指令的类型

• 指令的类型
  • 算术运算指令–实现加、减、乘、除等数的计算
  • 逻辑运算指令–实现逻辑数的与、或、非、异或等逻辑运算
  • 数据传送指令–实现寄存器与寄存器、寄存器与存储单元以及存储单元与存储单元之间数据的传送
  • 移位操作指令–实现对操作数左移、右移一位或若干位
  • 其它指令–堆栈操作指令、转移类指令、输入输出指令、多处理器控制指令、空操作指令等

第18页：按指令格式不同

按指令格式不同

• 按指令格式不同
  • CISC
    • ComplexInstructionSetComputer，复杂指令集计算机
  • RISC
    • ReducedInstructionSetComputer，精简指令集计算机
• 按结构不同
  • 冯
• 诺依曼体系结构
  • 哈佛结构

第19页：按指令格式不同

按指令格式不同

• 按指令格式不同
  • CISC
    • ComplexInstructionSetComputer，复杂指令集计算机
    • 具有大量复杂指令、指令长度可变、且寻址方式多样的指令系统就是传统CISC指令系统
    • 采用复杂指令系统的计算机有着较强的处理高级语言的能力，有益于提高计算机的性能
    • 复杂的指令、变长的编码、灵活的寻址方式大大增加了指令解码的难度，复杂指令所带来的速度提升已不及在解码上浪费的时间

第20页：按指令格式不同：CISC计算机中

按指令格式不同：CISC计算机中

• 按指令格式不同
  • CISC
    • CISC计算机中，典型程序的运算过程所使用的80％指令，只占处理器指令系统的20％，最频繁使用的是取、存和加这些最简单的指令，而占指令数80%的复杂指令却只有20%机会用到
    • 复杂的指令系统必然带来结构的复杂性，增加了设计、制造的难度，妨碍单片计算机的发展
    • 复杂指令需要完成复杂的操作，这类指令多数是某种高级语言的直接翻版，因而通用性差，采用二级的微码执行方式，降低了那些被频繁调用的简单指令系统的运行速度

第21页：按指令格式不同：针对CISC的弊病

按指令格式不同：针对CISC的弊病

• 按指令格式不同
  • RISC
    • 针对CISC的弊病，业界提出了精简指令的设计思想
    • 指令系统应当主要包含那些使用频率很高的少量指令
    • 指令长度固定、指令种类少、寻址方式种类少
    • 大多数是简单指令且能在一个时钟周期内完成
    • 易于设计高效率的流水线
    • 寄存器数量多，大量操作在寄存器之间进行

第22页：嵌入式处理器的类型

嵌入式处理器的类型

按指令格式不同CISC:MULADDRA,ADDRB实现将ADDRA和ADDRB中的数据相乘，并将结果存储在ADDRB中。操作依赖于CPU中设计的逻辑来实现，增加CPU复杂性，但是对编译器开发有利。目前仅Intel及其兼容CPU采用。RISC:MOVA,ADDRAMOVB,ADDRBMULA,BSTRADDRA,A操作全部由软件来实现，降低CPU的复杂度，但对编译器有更高要求。嵌入式处理器大多采用RISC指令集

第23页：按结构不同

按结构不同

• 按结构不同
  • 冯
• 诺依曼体系结构>程序指令和数据采用统一编址的存储器>对程序和数据的寻址只能交替进行

第24页：按结构不同：哈佛结构

按结构不同：哈佛结构

• 按结构不同
  • 哈佛结构
    • 程序存储器和数据存储器分开独立编址
    • CPU使用两套独立的存储总线
    • 适合数字信号处理

第25页：在计算机中，内存可寻址的最小存储单位是字

在计算机中，内存可寻址的最小存储单位是字

• 在计算机中，内存可寻址的最小存储单位是字节
• 多字节数存放在内存时存在字节顺序的问题，即高位字节在前(低地址)，还是低位字节在前(低地址
  • Freescale的PowerPC/HCS08系列CPU和Intel的x86系列CPU是两个不同字节顺序的典型代表
  • PowerPC/HCS08系列中高位字节存放在低地址，既所谓用Bigendian方式（高对低、低对高
  • x86系列中则最低位字节存放低地址，既所谓Littleendian方式（高对高、低对低
  • 有些处理器同时支持两种方式，具体由软件来设定

第26页：存放的起始地址为0四字节数据

存放的起始地址为0四字节数据

• 以16进制四字节数为例：0x12345678
  • 存放的起始地址为0四字节数据的Bigendian存储方式03020100字节地址0x780x560x340x12字节03020100字节地址0x120x340x560x78字节四字节数据的Littleendian存储方式

第27页：功能

功能

• 功能
• 字长

第28页：处理速度

处理速度

• 处理速度

第29页：寻址能力

寻址能力

• 寻址能力
• 功耗

第30页：工作温度

工作温度

• 工作温度
• 平均故障间隔时间
• 性价比

第31页：MCU

MCU

• MCU
  • FreescaleMCU（飞思卡尔半导体，美国
  • PIC16（MicrochipTechnology，美国
  • 日系公司MCU
  • MCS-51系列MCU
  • TI公司MSP430系列MCU
  • 凌阳公司MCU
• MPU
  • ARM
  • 嵌入式X86
• DSP
• SOC

第32页：常见嵌入式处理器

常见嵌入式处理器

• 2008年全球半导体20强排名表（按照百万美元单位销售额排名

第33页：2009年全球半导体20强排名表

2009年全球半导体20强排名表

• 2009年全球半导体20强排名表（按照百万美元单位销售额排名

第34页：2010年全球半导体20强排名表

2010年全球半导体20强排名表

• 2010年全球半导体20强排名表（按照百万美元单位销售额排名

第35页：常见嵌入式处理器

常见嵌入式处理器

• 1991年至2006年8位MCU的全球市场份额排名

第36页：飞思卡尔半导体

飞思卡尔半导体

• 2007年中国市场的10大MCU供应商排名
  • 瑞萨科技（Renesas，日本
  • 飞思卡尔半导体（Freescale，美国
  • 微芯科技（MicrochipTechnology，美国
  • NEC电子（日本
  • 英飞凌（Infineon，德国
  • 东芝（Toshiba，日本
  • Atmel（美国
  • 三星（SamsungElectronics，韩国
  • 恩智浦半导体(NXP，荷兰
  • 意法半导体（STMicroelectronics，意法联合
• 2008年的全球MCU销售排名
  • 瑞萨继续保有MCU市场龙头宝座，市场占有率仍高达20.1%
  • 第二名MCU供货商为飞思卡尔，市场占有率11%
  • NEC排名第三，市场占有率9.7%
  • 第四与第五名厂商为富士通（Fujitsu，日本）与英飞凌，市场占有率分别为7.7%与7.2%
  • Microchip排名第六；Atmel（美国）公司排名第九，市场占有率3.7%

第37页：MCU

MCU

• MCU
  • FreescaleMCU（飞思卡尔半导体，美国
  • PIC16（MicrochipTechnology，美国
  • 日系公司MCU
    • 瑞萨（Renesas
    • NEC
    • 东芝（Toshiba
    • 富士通（Fujitsu
    • Epson
  • MCS-51系列MCU
  • TI公司MSP430系列MCU
  • 凌阳公司MCU

第38页：MCU的选型

MCU的选型

• MCU的选型
  • 全球MCU厂商众多，同一厂商也有各种不同的MCU型号
  • 不同公司、不同型号的MCU在指令、功能等方面一般不兼容，但是它们的原理、开发方式等都非常相似，我们没有必要也不可能了解所有公司的MCU，但是学习理解了一种MCU可以对其余MCU起到触类旁通的作用
  • 学习一种MCU时要重在对原理和设计思路的理解，力求做到举一反三
  • 在实际应用中，需要根据实际情况选用最佳的MCU，选择的原则主要有下面三点
    • MCU的适用性
    • MCU的可开发性
    • MCU的可购买性

第39页：FreescaleMCU

FreescaleMCU

• 全球著名厂家MCU简介——Freescale
  • FreescaleMCU（飞思卡尔半导体，美国
  • PIC16（MicrochipTechnology，美国
  • 日系公司MCU
    • 瑞萨（Renesas
    • NEC
    • 东芝（Toshiba
    • 富士通（Fujitsu
    • Epson
  • MCS-51系列MCU
  • TI公司MSP430系列MCU
  • 凌阳公司MCU

第40页：Microchip公司的

Microchip公司的

• 全球著名厂家MCU简介——PIC8位MCU
  • Microchip公司的MCU是市场份额增长最快的MCU，1991年其8位MCU的全球市场份额排名20位，96年升到第10位，03年升到第3位，06以来8位MCU的全球份额一直保持第1位

第41页：全球著名厂家MCU简介

全球著名厂家MCU简介

• 全球著名厂家MCU简介——PIC8位MCU(RISC、哈佛结构
  • Microchip公司的MCU是市场份额增长最快的MCU，1991年其8位MCU的全球市场份额排名20位，96年升到第10位，03年升到第3位，06以来8位MCU的全球份额一直保持第1位

第42页：族单周期指令

族单周期指令

• 7204500740380007600740族H8/Tiny32引脚-80引脚20引脚-80引脚R8C/TinyM16C/Tiny48引脚-80引脚Tiny4位H8族H8/300H超低功耗H8/300L超低功耗H8/300HH8/300L8位H8S/2100H8S/2200H8S/2300H8S/2400H8S/2500H8S/2600H8S族单周期指令M16C族单周期指令M16C/30M16C/60M16C/80M32C/80M32C/100H8SX族单周期指令H8SX/1500H8SX/1600TinySH/TinyM32R族M32R/ECUSH-2SH-1控制器类型SH2-DSPSH-2AMMU超标量架构处理器类型SH-3SH3-DSPSH-4SH-4A
• 全球著名厂家MCU简介——瑞萨（Renesas）按CPU内核展开SuperH族16位32位CISC32位RISC

第43页：全球著名厂家MCU简介——NEC电子

全球著名厂家MCU简介——NEC电子

• 全球著名厂家MCU简介——NEC电子
  • FreescaleMCU（飞思卡尔半导体，美国
  • PIC16（MicrochipTechnology，美国
  • 日系公司MCU
    • 瑞萨（Renesas
    • NEC
    • 东芝（Toshiba
    • 富士通（Fujitsu
    • Epson
  • MCS-51系列MCU
  • TI公司MSP430系列MCU
  • 凌阳公司MCU

第44页：3SeriesTX49/H

3SeriesTX49/H

全球著名厂家MCU简介——ToshibaTLCS-900FamilyLLMicrocontrollerTLCS-47FamilyTLCS-47ESeriesLLMicrocontrollerT4XSeries4-bitTLCS-870/CSeries8-bitTLCS-870SeriesTLCS-870/XSeriesTLCS-870/C1Series16-bitTLCS-900/L1SeriesTLCS-770FamilyTLCS-770SeriesTLCS-900/H1Series32-bitTLCS-900/HSeriesTLCS-900/LSeriesTLCS-900SeriesHigh-SpeedTLCS-900/H1Series32-bitTX19FamilyTX19A/H1SeriesTX19ASeriesTX19Series32-bitARMTMCoreTMPA910CRAXBGTX09Series32-bitTX39FamilyTX39/H3SeriesTX39/H2SeriesTX39/HSeries64-bitTX49FamilyTX49/H2SeriesTX49/L4SeriesTX49/L3SeriesTX49/H

第45页：全球著名厂家MCU简介

全球著名厂家MCU简介

• 全球著名厂家MCU简介——Fujitsu
  • FreescaleMCU（飞思卡尔半导体，美国
  • PIC16（MicrochipTechnology，美国
  • 日系公司MCU
    • 瑞萨（Renesas
    • NEC
    • 东芝（Toshiba
    • 富士通（Fujitsu
    • Epson
  • MCS-51系列MCU
  • TI公司MSP430系列MCU
  • 凌阳公司MCU

第46页：全球著名厂家MCU简介

全球著名厂家MCU简介

• 全球著名厂家MCU简介——Epson
  • FreescaleMCU（飞思卡尔半导体，美国
  • PIC16（MicrochipTechnology，美国
  • 日系公司MCU
    • 瑞萨（Renesas
    • NEC
    • 东芝（Toshiba
    • 富士通（Fujitsu
    • Epson
  • MCS-51系列MCU
  • TI公司MSP430系列MCU
  • 凌阳公司MCU

第47页：全球著名厂家MCU简介

全球著名厂家MCU简介

• 全球著名厂家MCU简介——TI公司MSP430系列MCU(RISC,冯

第48页：全球著名厂家MCU简介

全球著名厂家MCU简介

• 全球著名厂家MCU简介——TI公司MSP430系列MCU(RISC,冯

第49页：全球著名厂家MCU简介

全球著名厂家MCU简介

• 全球著名厂家MCU简介——TI公司MSP430系列MCU(RISC,冯

第50页：PIC16

PIC16

• 全球著名厂家MCU简介——凌阳公司MCU(台湾
  • FreescaleMCU（飞思卡尔半导体，美国
  • PIC16（MicrochipTechnology，美国
  • 日系公司MCU
    • 瑞萨（Renesas
    • NEC
    • 东芝（Toshiba
    • 富士通（Fujitsu
    • Epson
  • MCS-51系列MCU
  • TI公司MSP430系列MCU
  • 凌阳公司MCU

第51页：MCS-51系列

MCS-51系列

• MCS-51系列MCU
  • 从1980年开始，Intel公司陆续推出了MCS-51单片机系列，8051是其中的第一个型号
  • 由于Intel公司将重点放在286/386/486/奔腾/奔2/奔3/奔4/双核奔腾/酷睿/酷睿II等应用于PC的CPU的开发上，51系列MCU主要由Atmel、Philips、SST、Siemens、三星、华邦等公司接手开发，这些公司在保持与8031/8051系列MCU兼容的基础上，改善了许多特点，提高了速度，降低了产品价格，形成了多种型号的51系列MCU
  • 8051单片机采用的是哈佛结构，程序空间和数据空间分别寻址
  • 在单个芯片上实现了整套计算机小系统

第52页：目前在国内用得最为广泛的

目前在国内用得最为广泛的

• MCS-51系列MCU
  • 目前在国内用得最为广泛的51系列MCU是Atmel公司的AT89C51/AT89C52和AT89S51/AT89S52，人们常说的89C51指的就是Atmel公司的AT89C51。C51具有128Bytes的片内数据RAM、4KB的片内程序EEPROM等片内资源，C52则具有256Bytes的片内数据RAM、8KB的片内程序EEPROM等片内资源，由于AT89C51/AT89C52在编写、擦除程序EEPROM时要用专门的编程器而不支持在系统编程，因此AT89C51/AT89C52已经停产，取而代之的是采用Flash存储器支持在系统编程（Isp,In-systemProgramming）的AT89S51/AT89S52。AT89S51/AT89S52价格低廉，通常十几块钱一片，但其内部资源不是很丰富，内部总线频率也不很高，通常用于低端领域

第53页：MCS-51系列MCU：8位处理器核心

MCS-51系列MCU：8位处理器核心

• MCS-51系列MCU
  • 8位处理器核心、中断控制器、RAM、ROM、定时器和UART（通用异步收发器）中断请求T1T2运算器控制器4KBROM128BRAM总线控制器4组I/O扩展片内震荡器中断控制器2个定时器RS-232串口片外晶体控制信号P0P2P1P3RxDTxD

第54页：MCS-51系列MCU：封装图

MCS-51系列MCU：封装图

• MCS-51系列MCU
  • 封装图

第55页：封装图

封装图

• MCS-51系列MCU
  • 封装图

第56页：常见嵌入式处理器

常见嵌入式处理器

• MCS-51系列MCU
  • 封装图

第57页：常见嵌入式处理器

常见嵌入式处理器

• MCS-51系列MCU
  • 封装图

第58页：MCS-51系列MCU：主要特征

MCS-51系列MCU：主要特征

• MCS-51系列MCU
  • 主要特征
    • 集成128B的片内RAM和4KB的片内ROM
    • 四个8位并行I／O接口P0~P3，提供共计32个双向且可独立寻址的I/O线
    • 支持片外存储器扩展，能够寻址64KB外部程序存储器和64KB外部数据存储器
    • 两个定时器／计数器运算器控制器4KBROM128BRAM总线控制器4组I/O扩展片内震荡器中断控制器2个定时器RS-232串口片外晶体中断请求控制信号P0P2P1P3RxDTxDT1T2

第59页：MCS-51系列MCU：支持

MCS-51系列MCU：支持

• MCS-51系列MCU
  • 主要特征
    • 五个中断源的中断控制系统
    • 一个全双工UART的串行通信接口
    • 集成片内振荡器和时钟产生电路，为单片机提供最大12MHz的工作时钟
    • 支持4us执行周期的乘法指令和除法指令
    • 采用CISC架构运算器控制器4KBROM128BRAM总线控制器4组I/O扩展片内震荡器中断控制器2个定时器RS-232串口片外晶体中断请求控制信号P0P2P1P3RxDTxDT1T2

第60页：MCS-51系列MCU：时序

MCS-51系列MCU：时序

• MCS-51系列MCU
  • 时序
    • MCS-51有固定的机器周期
    • 一个机器周期有6个状态，分别表示为S1-S6
    • 一个状态包含两个节拍，那么一个机器周期就有12个节拍，我们可以记着S1P1、S1P2、… …S6P1、S6P2。一个节拍为一个时钟周期
    • 一个机器周期共包含12个时钟周期(振荡脉冲
    • 使用6MHz的时钟频率，一个机器周期是2us；使用12MHz的时钟频率，一个机器周期就1us

第61页：时序

时序

• MCS-51系列MCU
  • 时序

第62页：MCS-51系列MCU：指令系统

MCS-51系列MCU：指令系统

• MCS-51系列MCU
  • 指令系统
    • MCS-51指令系统包括111条指令
    • 按功能分为4大类

第63页：FreescaleMC9S08AW简介

FreescaleMC9S08AW简介

• FreescaleMC9S08AW简介
  • 一片IC，多种封装
  • 内部集成
    • 1个HCS08核
    • 1-2KBRAM
    • 16-64KBFLASH
    • 16通道10位ADC
    • 2个16位Timer
    • 2个SCI
    • 1个SPI
    • 1个IIC
    • 1个8脚键盘模块
    • 54个I/O管脚

第64页：一片IC，多种封装

一片IC，多种封装

• FreescaleMC9S08AW简介
  • 一片IC，多种封装
  • 内部集成
    • 1个HCS08核
    • 1-2KBRAM
    • 16-64KBFLASH
    • 16通道10位ADC
    • 2个16位Timer
    • 2个SCI
    • 1个SPI
    • 1个IIC
    • 1个8脚键盘模块
    • 54个I/O管脚HCS08COREHCS08SYSTEMCONTROLRESETSANDINTERRUPTSMODESOFOPERATIONPOWERMANAGEMENTBDCRTICPUCOPIRQLVDBKGD/MSRESETIRQSERIALCOMMUNICATIONSINTERFACEMODULE(SCI2)RxD2TxD2IICMODULE(SCI1)SDA1SCL1DEBUGMODULE(DBG)USERFLASH(AW60=63,280BYTES)(AW48=49,152BYTES)(AW32=32,768BYTES)(AW16=16,384BYTES)USERRAMAW60/48/32=2048BYTESAW16=1024BYTESINTERNALCLOCKGENERATOR(ICG)LOW-POWEROSCILLATORVOLTAGEREGULATORSERIALPERIPHERALINTERFACEMODULE(SPI1)6-CHANNELTIMER/PWMMODULE(TPM1)SERIALCOMMUNICATIONSINTERFACEMODULE(SCI1)RxD2TxD22-CHANNELTIMER/PWMMODULE(TPM2)TPM2CLK8-BITKEYBOARDINTERRUPTMODULE(KBI1)KBI1P7-KBI1P5KBI1P4-KBI1P010-BITANALOG-TO-DIGITALCONVERTER(ADC1)PORTCPTA7PTA6PTA5PTA4PTA3PTA2PTA1PTA0PTB7/AD1P7PTB6/AD1P6PTB5/AD1P5PTB4/AD1P4PTB3/AD1P3PTB2/AD1P2PTB1/AD1P1PTB0/AD1P0PTC6PTC5/RxD2PTC4PTC3/TxD2PTC2/MCLKPTC1/SDA1PTC0/SCL1PORTBPORTAPORTDPTD7/AD1P15/KBI1P7PTD6/AD1P14/TPM1CLKPTD5/AD1P13PTD4/AD1P12/TPM2CLKPTD3/AD1P11/KBI1P6PTD2/AD1P10/KBI1P5PTD1/AD1P9PTD0/AD1P8PTE7/SPSCK1PTE6/MOSI1PTE5/MISO1PTE4/SS1PORTFPTE1/RxD1PTE0/TxD1PTF7PTF6PTF5/TPM2CH1PTF4/TPM2CH0PTF3/TPM1CH5PTF2/TPM1CH4PTF1/TPM1CH3PTF0/TPM1CH2PTG6/EXTALPTG5/XTALPTG4/KBI1P4PTG3/KBI1P3PTG2/KBI1P2PTG1/KBI1P1PTG0/KBI1P0PORTGPORTEPTE3/TPM1CH1PTE2/TPM1CH0AD1P15-AD1P8SPSCK1MOSI1MISO1SS1TPM1CLKTPM1CH5-TPM1CH0AD1P7-AD1P083TPM2CH1-TPM2CH0256VDDADVVSSADVREFLREFHVDDVSS注：.对于作为输入的I/O管脚，可以通过软件为其配置内部上拉电阻；２.如果允许IRQ(IRQPE=1)，那么IRQ管脚可以通过软件配置内部上拉/下拉电阻，如果选择了上升沿触发(IRQEDG=1)，那么允许内部下拉电阻；３.IRQ管脚没有钳位二极管连接到VDD，IRQ管脚电压不能超过VDD；４.所有管脚具有内部上拉电阻；PTD7,PTD3,PTD2和PTD４管脚同时具有内部上拉和下拉电阻，当允许KBI(KBIPEn=1)并且选择上升沿触发时，将允许内部下拉电阻。EXTALXTAL

第65页：HCS08CPU寄存器7

HCS08CPU寄存器7

HCS08CPU寄存器

第66页：MC9S08AW的存储器结构

MC9S08AW的存储器结构

• MC9S08AW的存储器结构
  • 1-2KB用户RAM空间
    • 相当于PC中的内存
    • 存放程序中的用户变量
  • 16-64KBFLASH
    • 相当于PC中的硬盘
    • 存放用户代码和表格常数若平均一条汇编指令占用2B的Flash空间，将近64KB的Flash大约可以存储32000行代码——足以满足一般的控制程序空间需求
  • 片内外围模块
    • CPU将片内外围模块都视为内部寄存器，它们都具有地址HCS08COREHCS08SYSTEMCONTROLRESETSANDINTERRUPTSMODESOFOPERATIONPOWERMANAGEMENTBDCRTICPUCOPIRQLVDBKGD/MSRESETIRQSERIALCOMMUNICATIONSINTERFACEMODULE(SCI2)RxD2TxD2IICMODULE(SCI1)SDA1SCL1DEBUGMODULE(DBG)USERFLASH(AW60=63,280BYTES)(AW48=49,152BYTES)(AW32=32,768BYTES)(AW16=16,384BYTES)USERRAMAW60/48/32=2048BYTESAW16=1024BYTESINTERNALCLOCKGENERATOR(ICG)LOW-POWEROSCILLATORVOLTAGEREGULATORSERIALPERIPHERALINTERFACEMODULE(SPI1)6-CHANNELTIMER/PWMMODULE(TPM1)SERIALCOMMUNICATIONSINTERFACEMODULE(SCI1)RxD2TxD22-CHANNELTIMER/PWMMODULE(TPM2)TPM2CLK8-BITKEYBOARDINTERRUPTMODULE(KBI1)KBI1P7-KBI1P5KBI1P4-KBI1P010-BITANALOG-TO-DIGITALCONVERTER(ADC1)PORTCPTA7PTA6PTA5PTA4PTA3PTA2PTA1PTA0PTB7/AD1P7PTB6/AD1P6PTB5/AD1P5PTB4/AD1P4PTB3/AD1P3PTB2/AD1P2PTB1/AD1P1PTB0/AD1P0PTC6PTC5/RxD2PTC4PTC3/TxD2PTC2/MCLKPTC1/SDA1PTC0/SCL1PORTBPORTAPORTDPTD7/AD1P15/KBI1P7PTD6/AD1P14/TPM1CLKPTD5/AD1P13PTD4/AD1P12/TPM2CLKPTD3/AD1P11/KBI1P6PTD2/AD1P10/KBI1P5PTD1/AD1P9PTD0/AD1P8PTE7/SPSCK1PTE6/MOSI1PTE5/MISO1PTE4/SS1PORTFPTE1/RxD1PTE0/TxD1PTF7PTF6PTF5/TPM2CH1PTF4/TPM2CH0PTF3/TPM1CH5PTF2/TPM1CH4PTF1/TPM1CH3PTF0/TPM1CH2PTG6/EXTALPTG5/XTALPTG4/KBI1P4PTG3/KBI1P3PTG2/KBI1P2PTG1/KBI1P1PTG0/KBI1P0PORTGPORTEPTE3/TPM1CH1PTE2/TPM1CH0AD1P15-AD1P8SPSCK1MOSI1MISO1SS1TPM1CLKTPM1CH5-TPM1CH0AD1P7-AD1P083TPM2CH1-TPM2CH0256VVDDADVSSADVREFLREFHVDDVSS注：.对于作为输入的I/O管脚，可以通过软件为其配置内部上拉电阻；２.如果允许IRQ(IRQPE=1)，那么IRQ管脚可以通过软件配置内部上拉/下拉电阻，如果选择了上升沿触发(IRQEDG=1)，那么允许内部下拉电阻；３.IRQ管脚没有钳位二极管连接到VDD，IRQ管脚电压不能超过VDD；４.所有管脚具有内部上拉电阻；PTD7,PTD3,PTD2和PTD４管脚同时具有内部上拉和下拉电阻，当允许KBI(KBIPEn=1)并且选择上升沿触发时，将允许内部下拉电阻。EXTALXTAL

第67页：1-2KB用户RAM空间

1-2KB用户RAM空间

• MC9S08AW的存储器结构（冯诺依曼结构
  • 1-2KB用户RAM空间
    • 相当于PC中的内存
    • 存放程序中的用户变量
  • 16-64KBFLASH
    • 相当于PC中的硬盘
    • 存放用户代码和表格常数若平均一条汇编指令占用2B的Flash空间，将近64KB的Flash大约可以存储32000行代码——足以满足一般的控制程序空间需求
  • 片内外围模块
    • CPU将片内外围模块都视为内部寄存器，它们都具有地址
  • FreescaleMCU内部统一编址模型
    • 模块寄存器、RAM、FLASH占用同一$0000～$FFFF存储空间的不同范围，分段使用：片内模块控制和状态寄存器RAMFLASH中断复位矢量区CPU内部总线$0000$006F$0070$086F$0870$FFBF$FFC0$FFFF

第68页：FreescaleMCU内部统一编址模型

FreescaleMCU内部统一编址模型

• MC9S08AW的存储器结构（冯诺依曼结构
  • FreescaleMCU内部统一编址模型
    • 模块寄存器、RAM、FLASH占用同一$0000～$FFFF存储空间的不同范围，分段使用：片内模块控制和状态寄存器RAMFLASH中断复位矢量区CPU内部总线$0000$006F$0070$086F$0870$FFBF$FFC0$FFFF$0000$006F$0070$086F$0870$185F$1860$17FF$1800$FFFFMC9S08AW60DIRECTPAGEREGISTERS112BYTESRAM2048BYTESFLASH3984BYTESHIGHPAGEREGISTERS96BYTESFLASH59,216BYTESNonvolatileregisters16BYTESInterruptVectors64BYTES$FFBF$FFC0$FFAF$FFB0

第69页：中断复位

中断复位

• MC9S08AW的存储器结构（冯诺依曼结构
  • 中断复位FLASH空间($0FFC0－$FFFF
    • 该区间用于存放中断向量表
    • 其中最后两个字节$FFFE与$FFFF中放置复位向量地址。DIRECTPAGEREGISTERS112BYTESRAM2048BYTESFLASH3984BYTESHIGHPAGEREGISTERS96BYTESFLASH59,216BYTESNonvolatileregisters16BYTESInterruptVectors64BYTES$0000$006F$0070$086F$0870$17FF$1800$185F$1860$FFAF$FFB0$FFBF$FFC0$FFFFMC9S08AW60

第70页：MC9S08AW60系列MCU的寄存器

MC9S08AW60系列MCU的寄存器

• MC9S08AW的存储器结构（冯诺依曼结构
  • MC9S08AW60系列MCU的寄存器
    • CPU将片内外围模块如I/O端口、AD、IIC、SCI、SPI、TPM、COP、RTI、KBI、IRQ等都视为内部寄存器，它们都具有地址
    • 寄存器和RAM、FLASH采用统一编址方式
    • CPU访问外围模块实际就是对寄存器地址的访问
    • 分为三段两者不能弄错

第71页：MC9S08AW的存储器结构

MC9S08AW的存储器结构

MC9S08AW的存储器结构——寄存器DIRECTPAGEREGISTERS112BYTESRAM2048BYTESFLASH3984BYTESHIGHPAGEREGISTERS96BYTESFLASH59,216BYTESNonvolatileregisters16BYTESInterruptVectors64BYTES$0000$006F$0070$086F$0870$17FF$1800$185F$1860$FFAF$FFB0$FFBF$FFC0$FFFFMC9S08AW60

第72页：什么是

什么是

• ARM
  • 基于ARM技术的微处理器占据32位RISC芯片75%的市场份额
  • ARM应用包括：汽车电子、消费电子、多媒体产品、工业控制、网络设备、信息安全、无线通信等
  • 什么是ARM?ARM(AdvancedRISCMachine)，常有两方面的含义
    • ARM公司
    • 指基于ARMIP（IntellectualProperty，知识产权）核的嵌入式微处理器

第73页：ARM

ARM

• ARM
  • 体系结构
    • ARM体系结构有多个指令集版本，功能越来越丰富

第74页：ARM：体系结构

ARM：体系结构

• ARM
  • 体系结构
    • 除了ARM基本指令集外，ARM定义了几套扩展指令（变种

第75页：ARM：除了ARM基本指令集

ARM：除了ARM基本指令集

• ARM
  • 体系结构
    • 除了ARM基本指令集外，ARM定义了几套扩展指令（变种

第76页：体系结构

体系结构

• ARM
  • 体系结构
    • 除了ARM基本指令集外，ARM定义了几套扩展指令（变种

第77页：除了ARM基本指令集外

除了ARM基本指令集外

• ARM
  • 体系结构
    • 除了ARM基本指令集外，ARM定义了几套扩展指令（变种

第78页：ARM：ARM内核的授权与应用

ARM：ARM内核的授权与应用

• ARM
  • ARM内核的授权与应用

第79页：ARM：ARM内核的授权与应用.5常见

ARM：ARM内核的授权与应用.5常见

• ARM
  • ARM内核的授权与应用.5常见

第80页：ARM：ARM内核的授权与应

ARM：ARM内核的授权与应

• ARM
  • ARM内核的授权与应用

第81页：ARM：ARM处理器内部总线

ARM：ARM处理器内部总线

• ARM
  • ARM处理器内部总线
    • CoreConnect、OCP、Wishbone、Avalon
    • ARM公司推出的AMBA(AdvancedMicrocontrollerBusArchitecture)片上总线受到了广大IP开发商和SoC系统集成者的青睐，已成为一种流行的工业标准片上结构
    • AMBA总线三个版本：AMBA1.0、AMBA2.0和AMBA3.0
    • AMBA2.0规范包括四个部分
    • AHB：作为SoC片上总线，用于高性能模块(如CPU、DMA和DSP等)之间的连接
    • ASB：是第一代AMBA系统总线，同AHB相比，它数据宽度要小一些
    • APB用于低带宽的周边外设之间的连接，例如UART、I2C、RTC等

第82页：ARM：典型

ARM：典型

• ARM
  • ARM处理器内部总线
    • 典型AMBASOC系统结构ARMCPUARMCPULCD控制器LCD控制器SDRAM控制器SDRAM控制器SRAM接口SRAM接口IDE控制器IDE控制器AHB-APB桥控制器AHB-APB桥控制器音频接口音频接口UARTUARTI2CI2C定时器定时器AHB系统总线APB外设总线

第83页：ARM：AHB总线组成

ARM：AHB总线组成

• ARM
  • ARM处理器内部总线
    • AHB总线组成
    • AHB总线信号

第84页：ARM：三态驱动的总线

ARM：三态驱动的总线

• ARM
  • ARM处理器内部总线
    • 三态驱动的总线
    • AHB总线没有采用传统的三态驱动，而采用复用器为主、从设备建立连接，复用器起着多路开关的作用主设备A主设备A主设备B主设备BENBENB三态驱动三态驱动从设备如存储器从设备如存储器

第85页：ARM：AHB总线没有采用传

ARM：AHB总线没有采用传

• ARM
  • ARM处理器内部总线
    • AHB总线没有采用传统的三态驱动，而采用复用器为主、从设备建立连接，复用器起着多路开关的作用

第86页：ARM处理器内部总线

ARM处理器内部总线

• ARM
  • ARM处理器内部总线
    • AHB总线没有采用传统的三态驱动，而采用复用器为主、从设备建立连接，复用器起着多路开关的作用

第87页：ARM：AHB总线互联原理主

ARM：AHB总线互联原理主

• ARM
  • ARM处理器内部总线
    • AHB总线互联原理主设备1主设备2主设备3总线仲裁器从设备1从设备2从设备3从设备4HADDRHWDATAHRDATAHADDRHWDATAHRDATAHADDRHWDATAHRDATAHADDRHWDATAHRDATAHADDRHWDATAHRDATAHADDRHWDATAHRDATAHADDRHWDATAHRDATA地址译码器地址与控制复用器写数据复用器读数据复用器

第88页：常见嵌入式处理器

常见嵌入式处理器

• ARM
  • S3C2410

第89页：ARM

ARM

• ARM
  • S3C2410AHB总线APB总线ARM9TDMI核MMU（存储器管理单元）ARM920T处理器内核数据CACHE指令CACHEAMBA总线接口ADCWatchdog通用I/O信号SD/MMC卡接口总线仲裁/译码I2S接口控制器UART0~2USB从设备接口I2C接口控制器定时器RTCNANDFlash接口总线仲裁/译码LCD控制器SDRAM控制器AHB-APB桥控制器USB主口控制器中断控制器电源管理

第90页：ARM

ARM

• ARM
  • S3C44B0XROM/SRAM/DRAM/SDRAM接口控制器LCD控制器中断控制器通用DMA控制器ARM7TDMI处理器核心电源管理单元时钟发生器PLLAHB/APB总线桥控制器通用I/O控制器I2C总线控制器I2S总线控制器串口控制器UARTPWM定时器模数转换ADC看门狗定时器实时时钟RTC32.768KHz10MHzAHB总线APB总线

第91页：嵌入式X86处理器

嵌入式X86处理器

• 嵌入式X86处理器
  • 个人计算机（PC）几乎都是x86兼容处理器，包括Intel的8086~P4，AMD的系列处理器
  • x86技术成熟，软件支持丰富，也被广泛应用在嵌入式技术领域，并有多种x86指令兼容的嵌入式处理器，如Intel的80186、386EX、低功耗Celeron；AMD的SC400、SC520、GEODE系列等
  • 这些处理器可以支持DOS、Windows桌面操作系统，也可以支持多种嵌入式操作系统

第92页：嵌入式X86处理器：应用实例

嵌入式X86处理器：应用实例

• 嵌入式X86处理器
  • 应用实例：基于GX2的无线投影机网关应用无线投影机网关投影机便携机1便携机2便携机n
• ···802.11g无线网络VGA连接

第93页：嵌入式X86处理器：应用实例：基于

嵌入式X86处理器：应用实例：基于

• 嵌入式X86处理器
  • 应用实例：基于GX2的无线投影机网关应用
    • 电路板实物

第94页：嵌入式X86处理器：调试中的无线投影网关

嵌入式X86处理器：调试中的无线投影网关

• 嵌入式X86处理器
  • 应用实例：基于GX2的无线投影机网关应用
    • 调试中的无线投影网关

第95页：嵌入式X86处理器：无线投影网关

嵌入式X86处理器：无线投影网关

• 嵌入式X86处理器
  • 应用实例：基于GX2的无线投影机网关应用
    • 无线投影网关PCB(TopLayer

第96页：应用实例：基于GX2的无线投影机网关应用

应用实例：基于GX2的无线投影机网关应用

• 嵌入式X86处理器
  • 应用实例：基于GX2的无线投影机网关应用
    • 无线投影网关PCB(BottomLayer

第97页：嵌入式X86处理器

嵌入式X86处理器

• 嵌入式X86处理器
  • GeodeGX2处理器
    • Geode是AMD的一个X86兼容嵌入式处理器系列，有多个型号的产品，如GX1、GX2、SC2200、NX1500等
    • 重点介绍GX2，包括400MHz的GX533、366MHz的GX500、333MHz的GX466

第98页：嵌入式X86处理器

嵌入式X86处理器

• 嵌入式X86处理器
  • GeodeGX2处理器
    • 特性

第99页：嵌入式X86处理器

嵌入式X86处理器

• 嵌入式X86处理器
  • GeodeGX2处理器
    • 内部结构至CS5535/CS5536南桥控制器至外部PCI总线至TFT液晶显示器至CRT显示器外部参考时钟DDRSDRAM接口复位JTAG接口Geode南桥控制器接口GeodeLink至PCI总线桥控制器TFT液晶显示控制器CRTDAC视频处理器(VideoProcessor)显示控制器(DisplayController)图形处理器(GraphicsProcessor)GeodeLink控制模块电源管理及复位诊断与测试GeodeLinkDDRSDRAM接口控制器时钟模块系统时钟发生器点时钟发生器存储器管理单元16KB指令Cache浮点数运算单元整数运算单元总线控制单元16KB数据Cachex86处理器核GeodeLink总线NO.1GeodeLink总线NO.2

第100页：嵌入式X86处理器

嵌入式X86处理器

• 嵌入式X86处理器
  • CS5535
    • CS5535是GeodeGX处理器的配套芯片
    • GX处理器中集成了CPU内核及北桥
    • CS5535则集成了PC机主板中的南桥及超级I/O的功能.5常见

第101页：嵌入式X86处理器

嵌入式X86处理器

• 嵌入式X86处理器
  • CS5535复位JTAG接口USB1/2USB3/4语音控制器IDE接口系统电压至上电复位电路的PowerGood信号至GX处理器低电压检测ATA-5控制器AC97控制器USB控制器#2USB控制器#1GeodeLink控制处理器GeodeLink片内总线GX处理器接口其它控制器接口逻辑RTC及CMOSRAMFlash接口82xxPC兼容控制器UARTx2&IRSMB控制器LPC接口GPIO电源管理多功能通用定时器

第102页：嵌入式X86处理器：基于GX处理器的嵌入

嵌入式X86处理器：基于GX处理器的嵌入

• 嵌入式X86处理器
  • 基于GX处理器的嵌入式系统结构CRT/TFT液晶显示器接口GeodeGX处理器DDRSDRAMPCI扩展设备IDE硬盘或CF卡音频电源模块RS-232BIOSUSBCS5535

第103页：嵌入式

嵌入式

• 嵌入式DSP
  • DSP处理器是专门用于数字信号处理的处理器
  • 系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，能实现高性能的数字信号处理计算
• DSP的特点
  • 支持密集的乘法运算
  • 采用哈佛结构
  • 支持零开销循环
  • 多采用定点计算
  • 支持特殊的寻址方式
  • 应用具有实时性要求
  • 开发环境有特殊要求

第104页：嵌入式DSP：DSP是一种嵌入式处

嵌入式DSP：DSP是一种嵌入式处

• 嵌入式DSP
  • DSP是一种嵌入式处理器，实际应用中有两种形式：作为主处理器的协处理器、作为系统的主处理器主处理器主处理器RAM、flashRAM、flashDSPDSPRAM、flashRAM、flash模拟/数字转换模拟/数字转换其它外部控制器其它外部控制器模拟信号

第105页：DSP是一种嵌入式处理器

DSP是一种嵌入式处理器

• 嵌入式DSP
  • DSP是一种嵌入式处理器，实际应用中有两种形式：作为主处理器的协处理器、作为系统的主处理器DSPDSPRAM、flashRAM、flash模拟/数字转换模拟/数字转换其它外部控制器其它外部控制器模拟信号

第106页：TiDSP系列

TiDSP系列

• TiDSP系列
  • TMS320C2000系列DSP针对控制领域做了优化配置，集成了众多的外部控制接口，适合逆变器、马达、机器人、数控机床、电力等应用领域
  • TMS320C5000系列DSP提供性能、外围控制接口、小型封装和电源效率的优化组合，适合便携式上网、语音处理及对功耗有严格要求的应用
  • TMS320C6000系列DSP具有高性能，最高主频超过1GHz，包含定点C62x和C64x以及浮点C67x，适合宽带网络数据处理、数字图像处理、数字视频编码、雷达信号处理等应用

第107页：TiDSP系列：应用实例

TiDSP系列：应用实例

• TiDSP系列
  • 应用实例：基于图像分析的伪钞鉴别仪
    • 在点钞机中加装CIS——”CONTACTIMAGESENSOR，接触式图像传感器”，实现图像采集
    • 高速DSP，实现纸币数字图像的实时处理，根据纸币的防伪设计，实现真伪鉴别
    • 自动识别纸币的冠字号
    • 可在点钞机中另外加装CMOS摄像头、实现变色油墨的识别
    • 速度：900张/分钟

第108页：TiDSP系列：关键技术

TiDSP系列：关键技术

• TiDSP系列
  • 应用实例：基于图像分析的伪钞鉴别仪
    • 关键技术

第109页：TiDSP系列：CIS原理CMOSS

TiDSP系列：CIS原理CMOSS

• TiDSP系列
  • 应用实例：基于图像分析的伪钞鉴别仪
    • CIS原理CMOSSensor

第110页：TiDSP系列：CIS图像采集卡

TiDSP系列：CIS图像采集卡

• TiDSP系列
  • 应用实例：基于图像分析的伪钞鉴别仪
    • CIS图像采集卡

第111页：TiDSP系列：人民币及防伪设计

TiDSP系列：人民币及防伪设计

• TiDSP系列
  • 应用实例：基于图像分析的伪钞鉴别仪
    • 人民币及防伪设计

第112页：应用实例：基于图像分析的伪钞鉴别仪

应用实例：基于图像分析的伪钞鉴别仪

• TiDSP系列
  • 应用实例：基于图像分析的伪钞鉴别仪
    • 人民币及防伪设计

第113页：TiDSP系列：硬件电路设计

TiDSP系列：硬件电路设计

• TiDSP系列
  • 应用实例：基于图像分析的伪钞鉴别仪
    • 硬件电路设计

第114页：TiDSP系列：软件流程

TiDSP系列：软件流程

• TiDSP系列
  • 应用实例：基于图像分析的伪钞鉴别仪
    • 软件流程

第115页：TiDSP系列：系统调试环境开发机点

TiDSP系列：系统调试环境开发机点

• TiDSP系列
  • 应用实例：基于图像分析的伪钞鉴别仪
    • 系统调试环境开发机点钞机目标机

第116页：TiDSP系列：TMS320

TiDSP系列：TMS320

• TiDSP系列
  • TMS320DM642DSP
    • DM642是高性能定点DSP，采用C64x内核
    • 内部有8个并行处理单元，可以同时执行8条指令，当芯片主频为600Mhz时，最大处理能力可以达到4800MIPS（百万指令每秒
    • 3个视频端口，每端口支持两路视频输入
    • 集成10M/100Mbps以太网MAC控制器
    • 支持McASP数字语音接口
    • 内部集成PCI控制器
    • 支持各种同步和异步存储器(SDRAM、SRAM、FLASH

第117页：TiDSP系列：原理结构指令

TiDSP系列：原理结构指令

• TiDSP系列
  • TMS320DM642DSP
    • 原理结构指令Cache16KB数据Cache16KBC64xDSP内核二级Cache256KBEDMA控制器VideoPort0VideoPort1VideoPort2McASP10/100MMAC66MHzPCIEMIFVideoChannel0/1VideoChannel2/3VideoChannel4/5Audio输入MII接口，至外部物理层控制器PCI总线外部存储器接口

第118页：TiDSP系列：应用

TiDSP系列：应用

• TiDSP系列
  • TMS320DM642DSP
    • 应用

第119页：TiDSP系列：应用——嵌入式DVR系统

TiDSP系列：应用——嵌入式DVR系统

• TiDSP系列
  • TMS320DM642DSP
    • 应用——嵌入式DVR系统

第120页：TiDSP系列：应用——PCI音视频

TiDSP系列：应用——PCI音视频

• TiDSP系列
  • TMS320DM642DSP
    • 应用——PCI音视频编码卡TMS320DM642SDRAMFlashAudioA/D、D/AVideoA/D、D/APCI总线

第121页：Xilinx公司

Xilinx公司

• Xilinx公司SOPC
  • SOPC（SystemOnProgrammableChip，可编程片上系统
    • 是一种特殊的SOC
    • 是片上系统（SOC），即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能
    • 是可编程系统，具有灵活的设计方式，可裁减、可扩充、可升级，并具备软硬件在系统可编程的功能

第122页：Xilinx公司SOPC：SOPC的特点

Xilinx公司SOPC：SOPC的特点

• Xilinx公司SOPC
  • SOPC的特点
    • 至少包含一个嵌入式处理器内核
    • 具有小容量片内高速RAM资源
    • 丰富的IPCore资源可供选择
    • 足够的片上可编程逻辑资源
    • 处理器调试接口和FPGA编程接口
    • 可能包含部分可编程模拟电路
    • 单芯片、低功耗、微封装

第123页：常见嵌入式处理器

常见嵌入式处理器

• Xilinx公司SOPC

第124页：常见嵌入式处理器

常见嵌入式处理器

• Xilinx公司SOPC

第125页：常见嵌入式处理器

常见嵌入式处理器

• Xilinx公司SOPC

第126页：Altera公司

Altera公司

• Altera公司SOPC

第127页：AlteraDE2Board

AlteraDE2Board

• Altera公司SOPC
  • AlteraDE2Board
    • CycloneIIEP2C35F672with~35,000LEs
    • 8MBSDRAM,512KSRAM,and4MBFlash
    • TVdecoder,Ethernet,RS232,andUSBHost/Device

第128页：JTAG调试技术即边界扫描技术

JTAG调试技术即边界扫描技术

• JTAG调试技术即边界扫描技术
• 在靠近芯片的输入、输出引脚上插入一个移位寄存器，通过这些寄存器，可以把外部信号（数据）加载到该管脚上，也可以“捕获”该管脚上的输出信号，从而完全控制芯片的工作，达到调试的目的
• 这些边界扫描寄存器单元相互串接，在芯片周围形成一条链，称扫描链
• 数据通过扫描链从JTAG的TDI引入，TDO引出，它一方面将JTAG电路与内核逻辑电路联系起来，另一方面又隔离内核电路与芯片引脚

第129页：JTAG接口信号

JTAG接口信号

• G
• JTAG接口信号
  • TRST，复位信号。实现JTAG接口控制器的复位
  • TCK，时钟信号。为JTAG接口控制器提供了一个独立的、基本的时钟信号
  • TMS，模式选择信号。通过TMS信号可以控制JTAG接口在不同的状态间相互转换
  • TDI，数据输入的接口。所有要输入到JTAG特定寄存器的数据都通过TDI接口在TCK的同步下一位一位地串行输入
  • TDO，数据输出的接口。所有要从JTA特定寄存器中输出的数据都通过TDO接口在TCK的同步一位一位串行输出

第130页：JTAG在系统开发过程的作用

JTAG在系统开发过程的作用

• JTAG在系统开发过程的作用
  • 硬件基本功能的测试
  • 软件下载
  • 软件调试
  • Flash烧写

第131页：电路中的Jtag接口

电路中的Jtag接口

• 电路中的Jtag接口

第132页：系统设计中处理器的选择

系统设计中处理器的选择

• 系统设计中处理器的选择
• 处理器性能
• 处理器功能与接口
• 处理器的扩展能力
• 处理器对存储器的支持
• 处理器对网络的支持
• 处理器的功耗与电源管理
• 处理器的环境适应性
• 操作系统的支持
• 软件资源是否丰富
• 软件开发工具

第133页：处理器支持的调试接口

处理器支持的调试接口

• 系统设计中处理器的选择
• 处理器支持的调试接口
• 处理器的封装形式
• 处理器的评估板/开发板
• 处理器成本及系统综合成本
• 应用的普遍性、稳定性、可靠性
• 项目开发人员对产品的熟悉程度
• 产品供货供货周期和生命期

第134页：确定2家半导体厂商

确定2家半导体厂商

• 课后作业
  • 确定2家半导体厂商，登录其网站，了解其生成的一种嵌入式处理器的型号、特点等，整理相关信息，3月28日前形成.txt文件发送到老师邮箱：myang@hust.edu.cn
  • 阅读
    • W78E58Datasheet，WinbondElectronicsCorp
    • AT89S51Datasheet
    • 杜春雷编著，ARM体系结构与编程，清华大学出版社，2003年2月第1版
    • AMBASpecification[S].ARMLimited，1999
    • UT-S3C2416开发板简介.pdf
    • S3C6410_Technical_Brief.pdf

第135页：阅读

阅读

• 课后作业
  • 阅读
    • AMDGeodeGXProcessorsDataBook（英文
    • AMDGeodeGXDB533DevelopmentBoardOverview（英文
    • 无线投影机网关系统设计,2008年5月，计算机工程与设计

第136页：Jtag调试接口

Jtag调试接口

本页以图示为主，展示嵌入式系统原理与设计课件Jtag调试接口部分的相关内容，源文件未提取到更多文字，建议对照原课件图片查看。