1.2.1 嵌入式系統內核分類
1、通用處理器與專用處理器
（1）微處理器
（2）微控制器
（3）數字信號處理器
2、專用集成電路
3、可編程邏輯器件
4、商用現貨組件
1.2.2 通用處理器與專用處理器
1、幾乎80%的嵌入式系統都基于處理器或控制器。
2、對于專用信號處理需求，需要使用特定類型的數字信號處理器，比如AD公司、TI公司等廠商。
3、微處理器
（1）微處理器具有CPU的硅芯片 ，可預定義指令集，執行算術運算和邏輯運算。
（2）可采用不同的指令集和系統結構。
常用系統結構有哈佛結構和馮.諾依曼結構。
A.哈佛結構：程序存儲器與數據存儲器具有相互獨立的系統總線。
B.馮.諾依曼結構： 程序存儲器與數據存儲器共享相同的系統總線。
指令集有RISC和CISC。
RISC：精簡指令集，其指令系統相對簡單，它只要求硬件執行很有限且最常用的那部分指令，大部分復雜的操作則使用成熟的編譯技術，由簡單指令合成。
CISC:計算機處理器包含有實現各種功能的指令或微指令，指令集越豐富，為微處理器編寫程序就越容易，但是豐富的微指令集會影響其性能。復雜指令集計算機（CISC）體系結構的設計策略是使用大量的指令，包括復雜指令。與其他設計相比，在CISC中進行程序設計要比在其他設計中容易，因為每一項簡單或復雜的任務都有一條對應的指令。程序設計者不需要寫一大堆指令去完成一項復雜的任務。 但指令集的復雜性使得CPU和控制單元的電路非常復雜。
3、通用處理器與專用指令集處理器
（1）通用處理器設計用來完成通用計算任務。
（2）專用指令集處理的架構與指令集優化設計的處理器，用來滿足特定領域的應用需求。
4、微控制器
（1）微控制器具有高集成度的芯片，內含CPU、中間結果暫存器RAM、專用寄存器陣列與通用寄存器陣列等等。
（2）價格便宜，性價比高。
（3）具備較完備外設功能的超級微處理器集。
5、微處理器與微控制器的區別：
（1）微處理器具有CPU，可根據廠商預定義的的指令集，執行算術運算和邏輯運算。、
微控制器則高度集成，不僅包括CPU，還包括中間結果 暫存RAM、寄存器陣列、存儲程序的片上ROM/FLASH存儲器、定時器、中斷控制單元、專用I/O端口。
（2）微處理器非獨立，需要結合其它芯片、
微控制器因其高集成性，可獨立完成功能。
（3）微處理器用于通用設計，而微控制器用于專用設計領域
（4）微處理器不包含內置I/O端口。微控制器通常含有多個內置I/O端口。
（5）微處理器關注性能，面向高端市場。
微控制器面向嵌入式市場，性能并非第一考慮因素 。
（6）微處理器節能設計較少，而微控制器節能功能較多
6、數字信號處理器
（1） 又稱DSP,功能強大的專用8/165/32位微處理器。
（2）FPGA的加、減、乘、除運算用門電路實現，但仍不是高速執行運算的理想器件，而DSP是，DSP擅長高速執行四則運算。
（3）典型的DSP包含以下關鍵單元：
A.程序存儲器
B.數據存儲器
C.計算引擎
D.輸入輸出單元
7、RISC和CISC
（1）RISC操作只在寄存器上執行，存儲器只進行載入和存儲。CISC根據指令決定操作在寄存器上還是在存儲器上執行。
（2）RISC具有大量可用的寄存器，CISC通用寄存器數理受限。
（3）RISC的編程人員需要更多代碼執行指定任務，RISC提供的指令有限，CISC類似于宏，可使用單條指令完成指定功能，而這些指令在RISC中需要更多簡單指令組合完成。
（4）RISC指令長度固定，CISC指令長度可變。
（5）RISC使用硅芯片面積較小，管腳數量較少，而CISC使用的硅芯片面積較大，因為復雜指令需要更多的譯碼器。
（6）RISC哈佛結構，CISC可以是哈佛結構，也可以是馮.諾依曼結構
8、馮.諾依曼結構與哈佛結構
（1）哈佛結構通過2條獨立總線，同時獲取指令和數據，馮.諾依曼結構單條總線共享，分階段獲取指令和數據。
（2）哈佛結構易于實現指令流水，實現高性能，馮.諾依曼結構性能較低。
（3）哈佛結構成本相對較高，馮.諾依曼結構成本相對較低。
（4）哈佛結構不存在存儲器對齊的問題，馮.諾依曼結構允許自修改代碼。
（5）哈佛結構的程序存儲器不會發生意外損壞，因為數據和程序存在不同的存儲器內。馮.諾依曼結構數據和程序存在芯片中相同的存儲器內，程序存儲器有可能被意外損壞。
9、小端模式與大端模式、
（1）小端模式：高位存儲在存儲器高位，低位存儲在存儲器低位。
（2）大端模式：高位存儲在存儲器低位，低位存儲在存儲器高位。
10、指令流水
典型嵌入式系統
核心是芯片控制器，其作用相當于系統的大腦。
控制器可以是
（1）微處理器（比如intel的8085 ，Intel 8085是一款由Intel公司在1970年代中期所發展的八位元微處理器）
（2）微控制器(比如amel AT89C51，AT89C51是一種帶4K字節FLASH存儲器FPEROM的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機
（3）FPGA(比如Xilinx公司的Spartan系列器件，一種側重低成本應用，容量中等，性能可以滿足一般的邏輯設計要求，如Spartan系列)
（4）DSP（比如AD公司的Blackfin系列處理器-Blackfin? 16/32位嵌入式處理器提供軟件靈活性和擴展能力，適合融合應用：多格式音頻、視頻、語音和圖像處理、多模式基帶和分組處理、控制處理以及實時安全。）
（5）專用集成電路、專用標準產品（比如AD公司的ADE7660–一款16位、100 kSPS、電荷再分配SAR模數轉換器(ADC)，采用5 V單電源供電。 該器件內置一個內部轉換時鐘、糾錯電路以及串行和并行系統接口端口。）
2、在嵌入式硬件與軟件系統中。
（1）系統響應輸入信號（這些輸入信息可由終端用戶提供，也可由連接到輸入端口的傳感器提供），然后向連接到系統輸出端口的激勵器或設備發送控制信號，從而調控所需的物理變量或調整設備的運行狀態。
（2）鍵盤、按扭開關等 是常用的用戶界面輸入設備，顯示器、壓電式蜂鳴器等則是常見的用戶界面輸出設備。
（3）注意：嵌入式系統中，所有的I/O用戶界面不一定都需要具備。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的嵌入式设计与开发实践随笔-1的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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