(1)嵌入式微處理器
嵌入式微處理器與通用CPU最大的不同在于嵌入式微處理器大多工作在為特定用戶群所專用設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中,它將通用CPU許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部,從而有利于嵌入式系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)趨于小型化,同時(shí)還具有很高的效率和可靠性。
嵌入式微處理器的指令系統(tǒng)可以選用精簡指令系統(tǒng)(Reduced InstructiON Set Computer,RISC)和復(fù)雜指令系統(tǒng)CISC(Complex Instruction Set Computer,CISC)。RISC計(jì)算機(jī)在通道中只包含最有用的指令,確保數(shù)據(jù)通道快速執(zhí)行每一條指令,從而提高了執(zhí)行效率并使CPU硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得更為簡單。
嵌入式微處理器有各種不同的體系,即使在同一體系中也可能具有不同的時(shí)鐘頻率和數(shù)據(jù)總線寬度,或集成了不同的外設(shè)和接口。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前全世界嵌入式微處理器已經(jīng)超過1000多種,體系結(jié)構(gòu)有30多個(gè)系列,其中主流的體系有ARM、MIPS、PowerPC、X86和SH等。但與全球PC市場(chǎng)不同的是,沒有一種嵌入式微處理器可以主導(dǎo)市場(chǎng),僅以32位的產(chǎn)品而言,就有100種以上的嵌入式微處理器。嵌入式微處理器的選擇是根據(jù)具體的應(yīng)用而決定的。
(2)存儲(chǔ)器
嵌入式系統(tǒng)需要存儲(chǔ)器來存放和執(zhí)行代碼。嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)器包含Cache、主存和輔助存儲(chǔ)器。
Cache是一種容量小、速度快的存儲(chǔ)器陣列它位于主存和嵌入式微處理器內(nèi)核之間,存放的是最近一段時(shí)間微處理器使用最多的程序代碼和數(shù)據(jù)。在需要進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取操作時(shí),微處理器盡可能的從Cache中讀取數(shù)據(jù),而不是從主存中讀取,這樣就大大改善了系統(tǒng)的性能,提高了微處理器和主存之間的數(shù)據(jù)傳輸速率。Cache的主要目標(biāo)就是:減小存儲(chǔ)器(如主存和輔助存儲(chǔ)器)給微處理器內(nèi)核造成的存儲(chǔ)器訪問瓶頸,使處理速度更快,實(shí)時(shí)性更強(qiáng)。在嵌入式系統(tǒng)中Cache全部集成在嵌入式微處理器內(nèi),可分為數(shù)據(jù)Cache、指令Cache或混合Cache,Cache的大小依不同處理器而定。一般中高檔的嵌入式微處理器才會(huì)把Cache集成進(jìn)去。
主存是嵌入式微處理器能直接訪問的寄存器,用來存放系統(tǒng)和用戶的程序及數(shù)據(jù)。它可以位于微處理器的內(nèi)部或外部,其容量為256KB~1GB,根據(jù)具體的應(yīng)用而定,一般片內(nèi)存儲(chǔ)器容量小,速度快,片外存儲(chǔ)器容量大。常用作主存的存儲(chǔ)器有:ROM類 NOR Flash、EPROM和PROM等。RAM類 SRAM、DRAM和SDRAM等。其中NOR Flash 憑借其可擦寫次數(shù)多、存儲(chǔ)速度快、存儲(chǔ)容量大、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),在嵌入式領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。
輔助存儲(chǔ)器