[原创] 嵌入式系统基础及知识及接口技术总结
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 楼主 | 发布于 2017-09-29 | 只看楼主
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嵌入式系统的评价方法:测量法和模型法

(1)测量法是最直接最基本的方法,需要解决两个问题:
A、根据研究的目的,确定要测量的系统参数。
B、选择测量的工具和方式。
(2)测量的方式有两种:采样方式和事件跟踪方式。
(3)模型法分为分析模型法和模拟模型法。分析模型法是用一些数学方程去刻画系统的模型,而模拟模型法是用模拟程序的运行去动态表达嵌入式系统的状态,而进行系统统计分析,得出性能指标。
(4)分析模型法中使用最多的是排队模型,它包括三个部分:输入流、排队规则和服务机构。
(5)使用模型对系统进行评价需要解决3个问题:设计模型、解模型、校准和证实模型。

接口技术1. Flash存储器

(1)Flash存储器是一种非易失性存储器,根据结构的不同可以将其分为NOR Flash和NAND Flash两种。
(2)Flash存储器的特点:
A、区块结构:在物理上分成若干个区块,区块之间相互独立。
B、先擦后写:Flash的写操作只能将数据位从1写成0,不能从0写成1,所以在对存储器进行写入之前必须先执行擦除操作,将预写入的数据位初始化为1。擦除操作的最小单位是一个区块,而不是单个字节。
C、操作指令:执行写操作,它必须输入一串特殊指令(NOR Flash)或者完成一段时序(NAND Flash)才能将数据写入。
D、位反转:由于Flash的固有特性,在读写过程中偶尔会产生一位或几位的数据错误。位反转无法避免,只能通过其他手段对结果进行事后处理。
E、坏块:区块一旦损坏,将无法进行修复。对已损坏的区块操作其结果不可预测。
(3)NOR Flash的特点:
应用程序可以直接在闪存内运行,不需要再把代码读到系统RAM中运行。NOR Flash的传输效率很高,在1MB~4MB的小容量时具有很高的成本效益,但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。
(4)NAND Flash的特点
能够提高极高的密度单元,可以达到高存储密度,并且写入和擦除的速度也很快,这也是为何所有的U盘都使用NAND Flash作为存储介质的原因。应用NAND Flash的困难在于闪存需要特殊的系统接口。
(5)NOR Flash与NAND Flash的区别:
A、NOR Flash的读速度比NAND Flash稍快一些。
B、NAND Flash的擦除和写入速度比NOR Flash快很多。
C、NAND Flash的随机读取能力差,适合大量数据的连续读取。
D、NOR Flash带有SRAM接口,有足够的地址引进来寻址,可以很容易地存取其内部的每一个字节。NAND Flash的地址、数据和命令共用8位总线(有写公司的产品使用16位),每次读写都要使用复杂的I/O接口串行地存取数据。
E、NOR Flash的容量一般较小,通常在1MB~8MB之间;NAND Flash只用在8MB以上的产品中。因此,NOR Flash只要应用在代码存储介质中,NAND Flash适用于资料存储。
F、NAND Flash中每个块的最大擦写次数是一百万次,而NOR Flash是十万次。
G、NOR Flash可以像其他内存那样连接,非常直接地使用,并可以在上面直接运行代码;NAND Flash需要特殊的I/O接口,在使用的时候,必须先写入驱动程序,才能继续执行其他操作。因为设计师绝不能向坏块写入,这就意味着在NAND Flash上自始至终必须进行虚拟映像。
H、NOR Flash用于对数据可靠性要求较高的代码存储、通信产品、网络处理等领域,被成为代码闪存;NAND Flash则用于对存储容量要求较高的MP3、存储卡、U盘等领域,被成为数据闪存信盈达嵌入式企鹅要妖气呜呜吧久零就要。

2、RAM存储器

(1)SRAM的特点:
SRAM表示静态随机存取存储器,只要供电它就会保持一个值,它没有刷新周期,由触发器构成基本单元,集成度低,每个SRAM存储单元由6个晶体管组成,因此其成本较高。它具有较高速率,常用于高速缓冲存储器。
通常SRAM有4种引脚:
CE:片选信号,低电平有效。
R/W:读写控制信号。
ADDRESS:一组地址线。
DATA:用于数据传输的一组双向信号线。
(2)DRAM的特点:
DRAM表示动态随机存取存储器。这是一种以电荷形式进行存储的半导体存储器。它的每个存储单元由一个晶体管和一个电容器组成,数据存储在电容器中。电容器会由于漏电而导致电荷丢失,因而DRAM器件是不稳定的。它必须有规律地进行刷新,从而将数据保存在存储器中。
DRAM的接口比较复杂,通常有一下引脚:
CE:片选信号,低电平有效。
R/W:读写控制信号。
RAS:行地址选通信号,通常接地址的高位部分。
CAS:列地址选通信号,通常接地址的低位部分。
ADDRESS:一组地址线。
DATA:用于数据传输的一组双向信号线。
(3)SDRAM的特点:
SDRAM表示同步动态随机存取存储器。同步是指内存工作需要同步时钟,内部的命令发送与数据的传输都以它为基准;动态是指存储器阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失。它通常只能工作在133MHz的主频。
(4)DDRAM的特点
DDRAM表示双倍速率同步动态随机存取存储器,也称DDR。DDRAM是基于SDRAM技术的,SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据,它是在时钟的上升期进行数据传输;而DDR内存则是一个时钟周期内传输两次次数据,它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据。在133MHz的主频下,DDR内存带宽可以达到133×64b/8×2=2.1GB/s。
## 3、硬盘、光盘、CF卡、SD卡

4、GPIO原理与结构

GPIO是I/O的最基本形式,它是一组输入引脚或输出引脚。有些GPIO引脚能够加以编程改变工作方向,通常有两个控制寄存器:数据寄存器和数据方向寄存器。数据方向寄存器设置端口的方向。如果将引脚设置为输出,那么数据寄存器将控制着该引脚状态。若将引脚设置为输入,则此输入引脚的状态由引脚上的逻辑电路层来实现对它的控制。


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楼主 | 回复于 2017-09-29 沙发

很好的总结
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回复于 2017-10-09 2#

感谢分享,帖子里的超链建议去掉
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回复于 2017-10-09 3#

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回复于 2018-02-08 4#

这个必须顶啊,当初好些名字分不清。谢谢分享
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回复于 2018-04-12 5#

感谢分享
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回复于 2018-04-14 6#

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回复于 2018-06-07 7#

多提一嘴个人关于SRAM和DRAM的区别理解。

SRAM表面意思是静态存储器,其静态就在于每一个存储单元是由六个MOS管构成,上大学的时候老师管这个单元叫六管静态存储单元。

这种结构导致了每一个bit需要用6个mos管构成,所以很难把容量作的大。但是也因为这个结构不需要像SRAM那样动态刷新。

DRAM的存储单元相对于SRAM来说则不需要那么多MOS管,一个小电容加一个MOS管就构成了一个bit单元,相较于SRAM的六管结构省去了很多管子,所以可以很容易的把容量做大。但是所有的电子元件都有漏电的特性,为了保证存储在电容里面的电荷不被放空就需要定时的往里面加电,这就引发了DRAM的定时刷新特性。

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回复于 2018-09-07 8#

感谢分享!!
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回复于 2018-11-07 9#

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回复于 2018-11-12 10#

感谢分享,有需要机械臂,机器人,AGV小车的请联系我哦,均可定制。微信:Y816151
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