嵌入式存储器的全面解析

嵌入式存储器的全面解析

嵌入式存储器的全面解析

随着超大规模集成电路工艺的发展,人类已经进入了超深亚微米时代。先进的工艺使得人们能够把包括处理器、存储器、模拟电路、接口逻辑甚至射频电路集成到一个大规模的芯片上,形成所谓的SoC(片上系统)。作为SoC重要组成部分的嵌入式存储器,在SoC中所占的比重(面积)将逐渐增大。下面就随小编一起来了解一下相关内容吧。

近期台积电技术长孙元成在其自家技术论坛中,首次揭露台积电研发多年的eMRAM(嵌入式磁阻式随机存取存储)和eRRAM(嵌入式电阻式存储器)将分别订于明后年进行风险性试产。预计试产主要采用22nm工艺。这种次世代存储将能够为物联网、行动装置、高速运算电脑和智能汽车等四领域所提供效能更快和耗电更低的存储效能。台积电此举让嵌入式存储器再度回到人们的视线中。本文将为你阐述嵌入式存储器的前世今生。

何为嵌入式存储器嵌入式存储器现在已经不是一个新的概念了。相对于片外存储器,嵌入式存储器是指集成在片内与系统中各个逻辑、混合信号等IP共同组成单一芯片中的存储器。现已经成为SOC芯片的基本组成部分,几乎今天每个SOC芯片中嵌入式存储器都占有一定比重。

按照掉电后数据是否会丢失,可将嵌入式存储器分为两大类,一类是挥发性存储器,另一类则是非挥发性存储器。挥发性存储器是指掉电后数据会丢失,主要包括速度快、功耗低的SRAM和高密度的DRAM。而非挥发性存储器则刚好相反,其在实际应用中主要包括eFlash、EEPROM以及eMRAM、eRRAM、ePRAM等次世代存储器。

虽然都是存储器,但二者还是有些许不同。嵌入式存储器和分立式存储器最重要的不同之处在于嵌入式存储器往往跟应用IC自身的工艺特性条件有很大关系,比如用90nm和用45nm工艺做出来的芯片,其内部嵌入式存储器大小差别也是很大的。而分立式存储器件则主要围绕存储器器件工艺进行优化。

随着信息技术的发展,嵌入式存储器在SOC中的面积所占比重也在逐年增加,从图一可以看出,从1999年平均的20%上升到2007年的60-70%乃至2014年的90%的面积。可以看出,嵌入式存储器对于芯片系统性能的影响越来越大。

浅谈几种常见的嵌入式处理器比较分析

浅谈几种常见的嵌入式处理器比较分析 前言 随着电子科学的不断发展,人们开始逐渐对数码产品有了更高的需求,这就促使了信息技术的不断发展。嵌入式系统的核心就是嵌入式处理器,它是控制、辅助嵌入式系统运行的硬件单元,其应用范围非常的广阔,它也具有很好的发展前景。那么,面对纷繁复杂的嵌入式处理器市场,我们该如何做出适合自己的选择呢?下面小编就对市场上常见的几种嵌入式处理器进行比较分析,希望可以对大家有所帮助(嵌入式处理器类型)。 (1)嵌入式ARM微处理器(嵌入式微处理器结构) ARM微处理器的由来与发展 ARM(Advanced RISC Machines),既可以认为是一个公司的名字,也可以认为是对一类微处理器的通称,还可以认为是一种技术的名字。目前,采用ARM技术知识产权(IP)核的微处理器,即我们通常所说的ARM微处理器。它是一种高性能、低功耗的32位微处器,它被广泛应用于嵌入式系统中。基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75%以上的市场份额,ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。ARM9代表了ARM公司主流的处理器,已经在手持电话、机顶盒、数码像机、GPS、个人数字助理以及因特网设备等方面有了广泛的应用。 ARM微处理器的应用领域 ARM微处理器是目前应用领域非常广的处理器,到目前为止,ARM微处理器及技术的应用几乎已经遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场,深入到各个领域。 1、工业控制领域:作为32的RISC架构,基于ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额,同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展,ARM微控制器的低功耗、高性价比,向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。 2、无线通讯领域:目前已有超过85%的无线通讯设备采用了ARM技术,ARM以其高性能和低成本,在该领域的地位日益巩固。 3、网络应用:随着宽带技术的推广,采用ARM技术的ADSL芯片正逐步获得竞争优势。此外,ARM在语音及视频处理上行了优化,并获得广泛支持,也对DSP的应用领域提出了挑战。 4、消费类电子产品:ARM技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和游戏机中得到广泛采用。 5、成像和安全产品:现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用ARM技术。手机中的32位SIM智能卡也采用了ARM技术。 基于RISC架构的ARM微处理器的特点 1、体积小、低功耗、低成本、高性能; 2、支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集,能很好的兼容8位/16位器件; 3、大量使用寄存器,指令执行速度更快;

嵌入式系统原理及应用第三章习题

第三章软件作业习题 3、将存储器中0x400000开始的200字节的数据,传送到0x400800开始的区域。 解: AREA procedure3,CODE,READONLY ENTRY CODE32 START MOV R0,#0x400000 LDR R1,=0x400800 MOV R7,#200 LOOP LDRB R2,[R0],#1 STRB R2,[R1],#1 SUBS R7,R7,#1 BNE LOOP CEASE B CEASE END 4、编写程序,比较存储器中0x400000与0x400004两无符号字数据的大小,并且将比较结果存于0x400008的字中,若两数相等其结果记为0,若前者大于后者其结果记为1,若前者小于后者其结果记为-1。解: AREA procedure4,CODE,READONLY ENTRY CODE32 START MOV R0,#0x400000 LDR R1,[R0],#4 ;取第1个数 LDR R2,[R0],#4 ;取第2个数 CMP R1,R2 ;将两个数相比较 MOVHI R1,#1 ;R1比R2大 MOVLO R1,#-1 ;R1比R2小 MOVEQ R1,#0 ;两个数相等 STR R1,[R0] CEASE

B CEASE END 5、存储器从0x400000开始的100个单元中存放着ASCII码,编写程序,将其所有的小写字母转换成大写字母,对其它的ASCII码不做变换。 解: AREA procedure5,CODE,READONLY ENTRY CODE32 START MOV R0,#0x400000 MOV R1,#0 LOOP LDRB R2,[R0,R1] CMP R2,#0x61 ;与‘a’比较 BLO NEXT ;小于转到NEXT CMP R2,#0x7B ;0x7A为‘z’ SUBLO R2, R2,#0x20 ;小于转换 STRBLO R2,[R0,R1] ;小于保存 NEXT ADD R1,R1,#1 CMP R1,#100 BNE LOOP CEASE B CEASE END 6、编写一程序,查找存储器从0x400000开始的100个字中为0的数目,将其结果存到0x400190中。 解: AREA procedure6,CODE,READONLY ENTRY CODE32 START MOV R0,#0x400000 MOV R7,#100 ;控制循环变量 MOV R1,#0 ;保存0的数目 LOOP LDR R2,[R0],#4 ;取数 CMP R2,#0 ;比较为0

嵌入式系统数据共享存储器的实现

嵌入式系统数据共享存储器的实现 Luo Hao (罗昊),Wang Zhihua (王志华) 清华大学电子工程系北京 100084 摘要:使用静态存储器(SRAM)和可编程逻辑器件(PLD)可以模拟共享存储器的行为,实现低成本、高速、大容量共享存储。在实际应用中模拟共享存储器会遇到操作冲突的问题,这需要使用仲裁的办法加以解决。正确选择SRAM和PLD能提高模拟共享存储器的速度。 关键字:共享存储器可编程逻辑嵌入式系统 Implementation of Shared Memories in Embedded Systems Abstract: Use SRAM and PLD can simulate DPRAM to satisfy the need for high volume, high speed data switching. Collisions will arise when operate shared memory, some arbitration will be used to solve the problem. Select the right SRAM and PLD can improve the speed of the shared memory. Key word: DPRAM PLD EMBEDDED 引言:有的嵌入式系统中需要使用共享存储器进行数据交换,常用的共享存储器有DPRAM (双口内存)、PRAM(多口内存)、FIFO等。传统的DPRAM虽然简单易用,但是容量小,成本高。使用SRAM和PLD可以方便地构成共享存储器。 1. 常见的双口内存 在商用芯片中,常用的双口内存如IDT7133/4[1],容量为2K*16,异步操作,操作延迟时间20~90ns不等。存储阵列通过左右两端的地址线独立寻址。任意一端的接口方式与普通静态存储器完全一样。每端有独立的片选、读出、写入信号,因为7133的数据宽度为16b,为了实现字节操作,还提供了字节读出使能,可以通过字节读出使能对其进行字节操作。在实际的使用过程中,如果两侧同时对同一存储单元进行操作,任一侧为写入,都会使另一侧产生BUSY信号。表示此时的操作无效,或是会出现不正常的结果。在实际应用中这种情况是需要避免的。 2. 如何构造模拟双口内存 如果在实际应用中遇到需要的双口内存容量远大于现有的双口内存的情形,可以使用多片双口内存并联的方案。使用这种方案会使费用急剧增加,并且还需要增大存储控制器的扇出能力,增加的总线缓冲器或总线驱动器还会增加线路上的延时。可以考虑使用一个替代的办法:使用一片或多片大容量静态存储器(SRAM)或动态存储器(DRAM)作为存储单元,使用一些外部逻辑生成两个端口,构成一个模拟双口内存。使用类似操作双口内存的方法来操作这个模拟双口内存。在文献[2]中有一个类似的方案,它使用SRAM实现共享存储。图1中描绘了这种方案的实现方法。存储阵列由SRAM构成,与SRAM操作相关的信号为数据总线,地址总线,读写控制和片选。仲裁器由可编程逻辑实现,仲裁器的输入为两边端口送

嵌入式系统的起源、分类、与通用计算机和单片机的区别

嵌入式系统的起源、分类、与通用计算机和单片机的区别 一、现代计算机的技术发展史 (包括通用计算机系统与嵌入式计算机系统) 1.始于微型机时代的嵌入式应用 电子数字计算机诞生于1946年,在其后漫长的历史进程中,计算机始终是供养在特殊的机房中,实现数值计算的大型昂贵设备。直到20世纪70年代,微处理器的出现,计算机才出现了历史性的变化。以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉、高可靠性特点,迅速走出机房; 基于高速数值解算能力的微型机,表现出的智能化水平引起了控制专业人士的兴趣,要求将微型机嵌入到一个对象体系中,实现对象体系的智能化控制。例如,将微型计算机经电气加固、机械加固,并配置各种外围接口电路,安装到大型舰船中构成自动驾驶仪或轮机状态监测系统。这样一来,计算机便失去了原来的形态与通用的计算机功能。 为了区别于原有的通用计算机系统,把嵌入到对象体系中,实现对象体系智能化控制的计算机,称作嵌入式计算机系统。因此,嵌入式系统诞生于微型机时代,嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去,这些是理解嵌入式系统的基本出发点。 2.现代计算机技术的两大分支 由于嵌入式计算机系统要嵌入到对象体系中,实现的是对象的智能化控制,因此,它有着与通用计算机系统完全不同的技术要求与技术发展方向。通用计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算;技术发展方向是总线速度的无限提升,存储容量的无限扩大。 而嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的智能化控制能力;技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可靠性。

早期,人们勉为其难地将通用计算机系统进行改装,在大型设备中实现嵌入式应用。然而,对于众多的对象系统(如家用电器、仪器仪表、工控单元……),无法嵌入通用计算机系统,况且嵌入式系统与通用计算机系统的技术发展方向完全不同,因此,必须独立地发展通用计算机系统与嵌入式计算机系统,这就形成了现代计算机技术发展的两大分支。 如果说微型机的出现,使计算机进入到现代计算机发展阶段,那么嵌入式计算机系统的诞生,则标志了计算机进入了通用计算机系统与嵌入式计算机系统两大分支并行发展时代,从而导致20世纪末,计算机的高速发展时期。 3.两大分支发展的里程碑事件 通用计算机系统与嵌入式计算机系统的专业化分工发展,导致20世纪末、21世纪初,计算机技术的飞速发展。计算机专业领域集中精力发展通用计算机系统的软、硬件技术,不必兼顾嵌入式应用要求,通用微处理器迅速从286、386、486到奔腾系列;操作系统则迅速扩张计算机基于高速海量的数据文件处理能力,使通用计算机系统进入到尽善尽美阶段。 嵌入式计算机系统则走上了一条完全不同的道路,这条独立发展的道路就是单芯片化道路。它动员了原有的传统电子系统领域的厂家与专业人士,接过起源于计算机领域的嵌入式系统,承担起发展与普及嵌入式系统的历史任务,迅速地将传统的电子系统发展到智能化的现代电子系统时代。 因此,现代计算机技术发展的两大分支的里程碑意义在于:它不仅形成了计算机发展的专业化分工,而且将发展计算机技术的任务扩展到传统的电子系统领域,使计算机成为进入人类社会全面智能化时代的有力工具。 二、嵌入式系统的定义与特点 如果我们了解了嵌入式(计算机)系统的由来与发展,对嵌入式系统就不会产生过多的误解,而能历史地、本质地、普遍适用地定义嵌入式系统。

浅谈嵌入式系统的现状及发展前景

课程考核论文 课程名称信息学导论 学生姓名曾文静 学号1141304067 系、专业信息工程系电子科学与技术专业 2013年6 月15 日 浅谈嵌入式系统的现状及发展前景 摘要:从嵌入式系统的含义、特点、开发平台及其工业特征出发 ,深入阐述了嵌入式计算机技术的发展现状 ,展望了嵌入式系统产业在我国的广阔发展前景景。 1. 嵌入式系统的发展趋势及典型应用产品 在现在日益信息化的社会中,计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落。对于我们每个人,需要的已经不再仅仅是那种放在桌上处理文档,进行工作管理和生产控制的计算机"机器";各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机,任何一个普通人可能拥有从大到小的各种使用嵌入式技术的电子产品,小到mp3,PDA等微型数字化产品,大到网络家电,智能家电,车载电子设备。而在工业和服务领域中,使用嵌入式技术的数字机床,智能工具,工业机器人,服务机器人也将逐渐改变传统的工业和服务方式。近几年,嵌入式系统产品日臻完善,并在全世界各行业得到广泛应用。嵌入式系统产品的研制和应用已经成为我国信息化带动工业化、工业化促进信息化发展的新的国民经济增长点。随着信息化、智能化、网络化的发展,嵌入式技术将全面展开,现在嵌入式已经成为通信和消费类产品的共同发展方向。总体来说,嵌入式系统分别在硬件和软件方面获得发展。嵌入式系统必将成为当今IT界的又一焦点,开发自主知识产权的嵌入式处理器和嵌入式操作系统,对于我们国家的民族IT产业来讲具有十分重要的战略意义。从国内IT市场来看,嵌入式系统及其产品在由家电产品和Internet衍生出来的新型市场中占有主导地位和独特份额。 在消费家电的智能化的今天,嵌入式更显重要。像我们平常见到的手机、PDA、电子字典、可视电话、VCD/DVD/MP3Player、数字相机(DC)、数字摄像机(DV)、U-Disk 、机顶盒(Set Top Box)、高清电视(HDTV )、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等等,都是典型的嵌入式系统。据预测,随着Internet的迅速发展和廉价微处理器的出现,嵌入式系统将在日常生活里形成更大的应用领域。 例如,行车称重无线遥测调度系统:由贵溪冶炼厂和北京市自动化系统成套工程公司合作开发,用在贵溪冶炼车间。具体要求为系统前端由安装在行车上的行车工作站(3台)构成,行车工作站将行车称重信号转换成数字信号,并将采集的数字信号经处理后,通过无线电台传送给地面接收电台,接收电台将信号传输给地面工作站,地面工作站将接收到的信号进行归纳处理、监视,通过双绞线传送给闪速炉、阳极炉操作室显示,通过以太网传送给5台转炉操作并显示,传送给车间办公室终端,车间办公室进行最终的数据归纳、生成报表并打印。其中行车工作站主要采用PC/104数据采集卡和研华公司3.5英寸饼干PC机PCM-4,该机主板上带有Load bus IDE,VGA/LCD口,2个串口,1个并口和软驱接口,并附16M电子硬盘,体积小巧却达到了486级工业PC的配置水平。显示屏采用EL致发光屏(带触摸屏),通过RS232接口与调制解调器及数据传输电台相连。行车工作站采用Windows32操作系统和组态王2.0版软件,实现数据采集、输入行车运行状态、参数计算、显示功能,并在该软件基础上开发

浅谈嵌入式系统的现状及发展前景

浅谈嵌入式系统的现状 及发展前景 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】

课程考核论文 课程名称信息学导论 学生姓名曾文静 系、专业信息工程系电子科学与技术专业 2013年 6 月 15 日 浅谈嵌入式系统的现状及发展前景 摘要:从嵌入式系统的含义、特点、开发平台及其工业特征出发,深入阐述了嵌入式计算机技术的发展现状,展望了嵌入式系统产业在我国的广阔发展前景景。 1. 嵌入式系统的发展趋势及典型应用产品 在现在日益信息化的社会中,计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落。对于我们每个人,需要的已经不再仅仅是那种放在桌上处理文档,进行工作管理和生产控制的计算机"机器";各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机,任何一个普通人可能拥有从大到小的各种使用嵌入式技术的电子产品,小到 mp3,PDA等微型数字化产品,大到网络家电,智能家电,车载电子设备。而在工业和服务领域中,使用嵌入式技术的数字机床,智能工具,工业机器人,服务机器人也将逐渐改变传统的工业和服务方式。 近几年,嵌入式系统产品日臻完善,并在全世界各行业得到广泛应用。嵌入式系统产品的研制和应用已经成为我国信息化带动工业化、工业化促进信息化发展的新的国民经济增长点。 随着信息化、智能化、网络化的发展,嵌入式技术将全面展开,现在嵌入式已经成为通信和消费类产品的共同发展方向。总体来说,嵌入式系统分别在硬件和软件方面获得发展。嵌入式系统必将成为当今IT界的又一焦点,开发自主知识产权的嵌入式处理器和嵌入式操作系统,对于我们国家的民族IT产业来讲具有十分重要的战略意义。从国内IT市场来看,嵌入式系统及其产品在由家电产品和Internet衍生出来的新型市场中占有主导地位和独特份额。 在消费家电的智能化的今天,嵌入式更显重要。像我们平常见到的手机、PDA、电子字典、可视电话、VCD/DVD/MP3Player、数字相机(DC)、数字摄像机(DV)、U-Disk、机顶盒(SetTopBox)、高清电视(HDTV)、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等等,都是典型的嵌入式系统。据预测,随着Internet的迅速发展和廉价微处理器的出现,嵌入式系统将在日常生活里形成更大的应用领域。 例如,行车称重无线遥测调度系统:由贵溪冶炼厂和北京市自动化系统成套工程公司合作开发,用在贵溪冶炼车间。具体要求为系统前端由安装在行车上的行车工作站(3台)构成,行车工作站将行车称重信号转换成数字信号,并将采集的数字信号经处理后,通过无线电台传送给地面接收电台,接收电台将信号传输给地面工作站,地面工作站将接收到的信号进行归纳处理、监视,通过双绞线传送给闪速炉、阳极炉操作室显示,通过以太网传送给5台转炉操作并显示,传送给车间办公室终端,车间办公室进行最终的数据归纳、生成报表并打印。其中行车工作站主要采用PC/104数据采集卡和研华公司英寸饼干PC机PCM-4,该机主板上带有LoadbusIDE,VGA/LCD口,2个串口,1个并口和软驱接口,并附16M电子硬盘,体积小巧却达到了486级工业PC的配置水平。显示屏采用EL致发光屏(带触摸屏),通过RS232接口与调制解调器及数据传输电台相连。行车工作站采用Windows32操作系统和组态王版软件,实现数据采集、输入行车运行状态、参数计算、显示功能,并在该软件基础上开发无线数据通讯 2.嵌入式系统介绍

嵌入式系统概论

《嵌入式》课程论文 题目:浅谈智能硬件 班级:集成162 学号:1608040218 :王涛 2016年12月30日

浅谈智能硬件产品 王涛 随着科技的不断发展,人们在衣食住行各个方面都趋向智能化,应运而生出了各种智能硬件产品。这些智能硬件产品大大简化了人们的操作,产品的精确度也得到了提高,从而使人们的生活更加的舒适便利。下面我将介绍两个智能硬件产品并谈谈我的看法。 首先介绍的是Flat One智能水族箱照明系统,我们都知道一个高端的水族箱,灯光照明是非常重要的,现在市面上的水族箱照明系统大部分都不能实现变光,并且能耗较高。这款智能水族箱照明系统不仅节能,而且还能模拟的变化,为水族箱里的鱼类提供一个适合的光线环境。 Flat One解决了传统照 明不足,并且无论是淡水鱼 类还是咸水鱼类都可以适 应Flat One发出的灯光。 在Flat One照耀下的水族 箱,可以带来一种最柔和也最平静的光线,能够为我们的家中带来最赏心悦目的观赏特性,甚至还能帮助我们舒缓压力。Flat One的最大照明角度可以达到164度,因此从水族箱部来说,几乎任何一个角落都可以被Flat One的灯光覆盖,无死角。

另外,虽然普通的照明系统现在已经有了计时功能,但是使用起来还是很麻烦。而Flat One可以通过与智能手机的连接,用App来控制Flat One的光线以及开关,无论喜欢什么颜色的灯光,还是调整光线的明暗,都可以通过Flat One的App任意控制。我们甚至还可以通过拍照的方式保存预设模版,这样下次就可以让Flat One通 过识别图片自动调整为最佳 亮度。Flat One还可以模拟 从日出到日落的零度轨迹, 为鱼儿带来最能还原大自然 的光线环境。这种效果不管 是对人还是对鱼都起到了积极的效果,鱼儿可以长久舒适地生活,人们也可以欣赏水族箱中自然的美丽。 人们还可以通过App里的社交软件将自己的水族箱进行分享,与志同道合的人一起交流。 通过这样一个智能硬件产品,搭配上软件,使一个小小的水族箱变得如此的有趣,丰富了人们的生活,同时它使管理水族箱变得更专业,让人们花更少的精力看到更好的效果。 接下来介绍的是Xshifter自行车无线变速器,变速车是现在自行车的主流,它可以根据人们的需要进行变速,方便人们的骑行。但有的时候让人们会在需要变速的时候发生变速器失灵的尴尬状况。但如果使用这套智能无限变速器,就不会出现这种情况。

嵌入式存储器的全面解析

嵌入式存储器的全面解析 随着超大规模集成电路工艺的发展,人类已经进入了超深亚微米时代。先进的工艺使得人们能够把包括处理器、存储器、模拟电路、接口逻辑甚至射频电路集成到一个大规模的芯片上,形成所谓的SoC(片上系统)。作为SoC重要组成部分的嵌入式存储器,在SoC中所占的比重(面积)将逐渐增大。下面就随小编一起来了解一下相关内容吧。 近期台积电技术长孙元成在其自家技术论坛中,首次揭露台积电研发多年的eMRAM(嵌入式磁阻式随机存取存储)和eRRAM(嵌入式电阻式存储器)将分别订于明后年进行风险性试产。预计试产主要采用22nm工艺。这种次世代存储将能够为物联网、行动装置、高速运算电脑和智能汽车等四领域所提供效能更快和耗电更低的存储效能。台积电此举让嵌入式存储器再度回到人们的视线中。本文将为你阐述嵌入式存储器的前世今生。 何为嵌入式存储器嵌入式存储器现在已经不是一个新的概念了。相对于片外存储器,嵌入式存储器是指集成在片内与系统中各个逻辑、混合信号等IP共同组成单一芯片中的存储器。现已经成为SOC芯片的基本组成部分,几乎今天每个SOC芯片中嵌入式存储器都占有一定比重。 按照掉电后数据是否会丢失,可将嵌入式存储器分为两大类,一类是挥发性存储器,另一类则是非挥发性存储器。挥发性存储器是指掉电后数据会丢失,主要包括速度快、功耗低的SRAM和高密度的DRAM。而非挥发性存储器则刚好相反,其在实际应用中主要包括eFlash、EEPROM以及eMRAM、eRRAM、ePRAM等次世代存储器。 虽然都是存储器,但二者还是有些许不同。嵌入式存储器和分立式存储器最重要的不同之处在于嵌入式存储器往往跟应用IC自身的工艺特性条件有很大关系,比如用90nm和用45nm工艺做出来的芯片,其内部嵌入式存储器大小差别也是很大的。而分立式存储器件则主要围绕存储器器件工艺进行优化。 随着信息技术的发展,嵌入式存储器在SOC中的面积所占比重也在逐年增加,从图一可以看出,从1999年平均的20%上升到2007年的60-70%乃至2014年的90%的面积。可以看出,嵌入式存储器对于芯片系统性能的影响越来越大。

嵌入式系统中存储器类型的选择方法

嵌入式系统中存储器类型的选择方法 嵌入式系统中存储器类型的选择方法 存储器的类型将决定整个嵌入式系统的操作和性能,因此存储器的选择是一个非常重要的决策。无论系统是采用电池供电还是由市电供电,应用需求将决定存储器的类型(易失性或非易失性)以及使用目的(存储代码、数据或者两者兼有)。另外,在选择过程中,存储器的尺寸和成本也是需要考虑的重要因素。对于较小的系统,微控制器自带的存储器就有可能满足系统要求,而较大的系统可能要求增加外部存储器。为嵌入式系统选择存储器类型时,需要考虑一些设计参数,包括微控制器的选择、电压范围、电池寿命、读写速度、存储器尺寸、存储器的特性、擦除/写入的耐久性以及系统总成本。 图1列出了在嵌入式应用系统中最常用的存储器类型。下面讨论在选择存储器时应遵循的基本原则。 选择存储器时应遵循的基本原则 1.内部存储器与外部存储器 一般情况下,当确定了存储程序代码和数据所需要的存储空间之后,设计工程师将决定是采用内部存储器还是外部存储器。通常情况下,内部存储器的性价比最高但灵活性最低,因此设计工程师必须确定对存储的需求将来是否会增长,以及是否有某种途径可以升级到代码空间更大的微控制器。基于成本考虑,人们通常选择能满足应用要求的存储器容量最小的微控制器,因此在预测代码规模的时候要必须特别小心,因为代码规模增大可能要求更换微控制器。 目前市场上存在各种规模的外部存储器器件,我们很容易通过增加存储器来适应代码规模的增加。有时这意味着以封装尺寸相同但容量更大的存储器替代现有的存储器,或者在总线上增加存储器。即使微控制器带有内部存储器,也可以通过增加外部串行EEPROM 或闪存来满足系统对非易失性存储器的需求。 2.引导存储器

嵌入式系统存储器浅谈

嵌入式系统存储器浅谈 嵌入式系统存储器浅谈(zz)嵌入式系统与通用PC 机不同,一般没有硬盘这样的存储设备而是使用Flash闪存芯片、小型闪存卡等专为嵌入式系统设计的存储装置,本文分析了嵌入式系统中常用的存储设备及其管理机制,介绍了常用的基于FLASH的文件系统类型。1.嵌入式系统存储设备及其管理机制分析构建适用于嵌入式系统的Linux文件系统,必然会涉及到两个关键点,一是文件系统类型的选择,它关系到文件系统的读写性能、尺寸大小;另一个就是根文件系统内容的选择,它关系到根文件系统所能提供的功能及尺寸大小。 嵌入式设备中使用的存储器是像Flash闪存芯片、小型闪存卡等专为嵌入式系统设计的存储装置。Flash是目前嵌入式系统中广泛采用的主流存储器,它的 主要特点是按整体/扇区擦除和按字节编程,具有低功耗、高密度、小体积等优点。目前,Flash分为NOR, NAND两种类型。 NOR型闪存可以直接读取芯片内储存的数据,因而速度比较快,但是价格较高。NOR型芯片,地址线与数据线分开,所以NOR型芯片可以像SRAM一样连在 数据线上,对NOR芯片可以“字”为基本单位操作,因此传输

效率很高,应用程序可以直接在Flash内运行,不必再把代码读到系统RAM中运行。它与 SRAM的最大不同在于写操作需要经过擦除和写入两个过程。 NAND型闪存芯片共用地址线与数据线,内部数据以块为单位进行存储,直接将NAND芯片做启动芯片比较难。NAND 闪存是连续存储介质,适合放大文件。 擦除NOR器件时是以64-128KB的块进行的,执行一个写入/擦除操作的时间为5s;擦除NAND器件是以8-32KB的块进行的,执行相同的操作最 多只需要4ms。NAND Rash的单元尺寸几乎是NOR器件的一半,由于生产过程更为简单,NAND结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量,也就相应地降低了价格。NOR flash占据了容量为1―16MB闪存市场的大部分,而NAND flash只是用在8―128MB的产品当中,这也说明NOR主要应用在代码存储介质中,NAND适合于数据存储。寿命(耐用性),在NAND闪存中每个 块的最大擦写次数是一百万次,而NOR的擦写次数是十万次。NAND存储器除了具有10比1的块擦除周期优势,典型的NAND块尺寸要比NOR器件小8 倍,每个NAND存储器块在给定的时间内的删除次数要少一

嵌入式系统的现状和发展前景

嵌入式现状及其发展趋势 嵌入式就是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。可以这样认为,嵌入式系统是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分。通常,嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。 一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成,嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心,由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物,这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。 一、嵌入式发展的现状: 目前嵌入式系统除了部分为32 位处理器外,大量存在的是8 位和16 位的嵌入式微控制器(MCU) ,嵌入式系统是计算机应用的另一种形态,正如前所述它 与通用计算机应用不同:嵌入式计算机是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统之中的一种软硬件高度专业化的特定计算机系统。目前根据其发展现状,嵌入式计算机可以分成下面几类: (1) 嵌入式微处理器(Embedded MicroprocessorUnit , EMPU) 嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。在应用中,将微处理器装配在专门设计的电路板上,只保留和嵌入式应用有关的母板功能,这样可以大幅度减小系统体积和功耗。为了满足嵌入式应用的特殊要求,嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的,但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。 (2) 嵌入式微控制器(Microcontroller Unit , MCU) 嵌入式微控制器又称单片机。嵌入式微控制器一般以某一种微处理器内核为核心,芯片内部集成ROMPEPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时P计数器、WatchDog、IPO、串行口、脉宽调制输出、APD、DPA、Flash RAM、E2PROM 等各种必要功能和外设。为适应不同的应用需求,一般一个系列的单片机具有多种衍生产品,每种衍生产品的处理器内核都是一样的,不同的是存储器和外设的配置及封装。这样可以使单片机最大限度地和应用需求相匹配,功能不多不少,从而减少功耗和成本。和嵌入式微处理器相比,微控制器的最大特点是单片化,体积大大减小,从而使功耗和成本下降、可靠性提高。 (3) 嵌入式DSP 处理器( Embedded Digital SignalProcessor , EDSP) DSP 处理器对系统结构和指令进行了特殊设计,使其适合于执行DSP 算法,编译效率较高,指令执行速度也较高。在数字滤波、FFT、谱分析等方面DSP 算法正在大量进入嵌入式领域,DSP 应用正从在通用单片机中以普通指令实现DSP 功能,过渡到采用嵌入式DSP 处理器。 (4) 嵌入式片上系统(System On Chip) 随着EDI 的推广和VLSI 设计的普及化,及半导体工艺的迅速发展,在一个硅片上实现一个更为复杂的系统的时代已来临, 这就是System On

浅谈嵌入式计算

计算机概论课论文 浅谈嵌入式计算 摘要:本文综述了嵌入式系统的概念、构成、特点及优点,嵌入式系统的应用,并论述了大数据时代下嵌入式系统的发展趋势 与面临的新挑战。 关键词:嵌入式计算嵌入式系统定义应用模式应用实例嵌入式系统可信平台模块移动数据库 0.引言 伴随着时代的进步,计算机以及计算机技术已经大量的运用到我们的生活之中,各行各业对于计算机的计算以及处理能力也有了更高的要求,随之而来的就是现代计算机的技术革新,而大量广泛使用的嵌入式计算机便是其中的一种。 科学技术的高速发展,便捷高效也显得越来越为重要,对于设备的要求而言,使用者们逐渐倾向于外型美观、操作简便、使用价值高、实时性更高的发展方向,嵌入式系统应运而生。作为嵌入式计算的核心,嵌入式系统的研发以及改进也越发显得重要。 随着以计算机和软件为核心的数字化技术的迅速发展,多媒体技术与互联网的应用迅速普及。计算机﹑通讯﹑消费电子一体化的趋势日趋明显。作为新型智能3C 合一的嵌入式系统与技术进入智能化﹑网络化的发展阶段。目前, 嵌入式系统在工业、农业、家庭等各个领域中的应用已越来越广。嵌入式系统具有非常广阔的应用领域,是现代计算机技术改造传统产业、提升许多领域技术水平的有力工具。 但随着后PC时代的来领,一个属于“大数据”的时代局面已经打开,这也就意味着嵌入式计算面临的新的挑战,我们需要新的解决方案来应对这一趋势,并在科技发展的大潮流之中推广并提升嵌入式计算。 1.嵌入式系统的基本概念 1.1.嵌入式系统的定义 IEEE 曾经对嵌入式系统的定义是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”,这主要是从应用对象上加以定义,涵盖了软硬件及辅助机械设备。目前国内普遍认同的嵌入式系统的定义是“嵌入式系统是将计算机嵌入某个应用系统内的一种计算机体系结构形式”,简单来说,嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件能灵活变化以适应所嵌入的应用系统,对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统定义的诞生,是为了区别原有的通用计算机系统,给在微型机时代诞生的“把嵌入到对象体系中、实现对象体系智能化控制”的计算机所下的一个定义。 计算机在其诞生的30年的发展历程中,一直作为庞大而昂贵的设备,直到超大规模集成电路技术的出现和发展时期,以微处理器为核心的微型计算机出现之后,才使计算机有了历史性的转变。以小型、廉价、可靠性高而著称的微型计算机引起了计算机业内人士的高度兴趣,他们要求把这种微型机嵌入到一个对象体系之中,实现智能化控制。这样一来,所形成的能够实现智能化控制的计算机便有别于普遍意义上的通用计算机,为了进行区分,便将这种新型计算机体系形式命名为“嵌入式系统”。 嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去。由于嵌入式系统要嵌入到对象体系中,实现的是对象的智能化控制,因此,它有着与通用计算机系统完全不同的技术要求与技术发展方向,它是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各行业的具体运用相结合的产物。 1.2.嵌入式系统的构成 嵌入式系统主要由负责计算的核心部分(即嵌入式计算)以及其他外部设备构成。外部设备通常是嵌入式计算机需要控制和管理的对象,在具体的应用中有千变万化的组合,在此不做多余介绍,本文主要介绍的是嵌入式计算

浅谈嵌入式系统的发展现状与应用前景

浅谈嵌入式系统的发展现状与应用前景 (检测技术与自动化装置卜庆贵2010080111) 1嵌入式系统的定义与特点 1.1定义 嵌入式系统(Embedded System),就是功能比通用计算机专门化,具有通用计算机所不能具备的针对某个方面特别设计的,合适的运算速度,高可靠性和较低比较成本的专门计算机系统。 英国电机工程师协会的定义为:嵌入式系统为控制、监视或辅助设备,机器甚至工厂运作的装置。它具备了下列特性:通常执行特定功能;以微电脑与周边构成核心,严格的时序与稳定度的要求。全自动操作循环。 我国定义为:以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性.成本,体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成,用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。 1.2 特点 嵌入式系统的主要特点在于系统内核小、专用性强、具有高适时性和高可靠性。根据应用需求对软硬件进行裁剪,在满足用户功能的基础上,最大限度地追求系统的可靠性、成本、体积是嵌入式技术研究的目标;建立相对通用的硬件基础,根据应用需求挂接输入检测和输出控制模块,然后在其上量身定制操作系统,再开发满足具体需求的应用软件,是嵌入式应用系统开发的一般模式。

2嵌入式系统的分类 目前嵌入式系统除了部分为32位处理器外,大量存在的是8位和16位的嵌人式微控制器(blCul).嵌入式系统是计算机应用的另一种形态,它与通用计算机应用不同在于:嵌入式计算机是以嵌入式系统的形式隐藏在各装置、产品和系统之间的一种软硬件高度专业化的特定计算机系统。目前根据其发展现状.嵌人式计算机可以分成下面几类: (1)嵌入式微处理器 嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。在应用中.将微处理器装配在专门设计的电路板上.只保留和嵌入式应用有关的母板功能,这样可以大幅度减小系统体积和功耗。为了满足嵌入式应用的特殊要求.嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的,但在上作温度、抗电磁下扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。 (2)嵌入式微控制器 嵌人式徽控制器义称单片机。嵌入式徽控制器一般以某一种微处理器内核为核心,芯片内部集成ROM—PROM、RAM、总线、总线逻辑、定时,计数器、看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出、MD、D/A、RAM、E2PROM 等各种必要功能和外故。为适应不同的应用需求,一般一个系列的单片机具有多种衍生产品,每种衍生产品的处理器内枝都是一样的.不同的是存储器和外设的配置及封装。这样可以使单片机最大限度地和应用需求相匹配.功能不多不少.从而减少功耗和成本。和嵌入式微处理器相比.微控制器的最大特点是单片化体积大大减小,从而使功耗和成本下降、可靠性提高。(3)嵌入式DSP处理嚣 DSP处理器对系统结构和指令进行了特殊设计.使其适合于执行DSP

浅谈嵌入式系统

浅谈嵌入式系统 (郑中权152210303127 电子31班) 摘要:嵌入式系统在生活中运用十分广泛,给人们带来了巨大便利。若想开发嵌入式系统,我们就必须了解它。本文 将对嵌入式系统的进行简要概括,并从嵌入式系统的发展史、应用和对人们生活的影响来介绍嵌入式系统,最后简要介绍 嵌入式系统的开发过程。 关键字:嵌入式系统的发展;应用及影响;软硬件设计 一、嵌入式系统一般概括 嵌入式系统是以应用为中心、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、工号严格要求的专用计算机系统[1]。 嵌入式系统由硬件和软件两大部分组成,硬件包括了嵌入式处理器和外围硬件设备,软件一般由嵌 入式操作系统和应用软件组成。嵌入式系统是集软硬件为一体的可以独立完成某具体工作的计算机系统。 嵌入式操作系统[2]指,运行在嵌入式系统环境中,对整个嵌入式系统以及它所操作、控制的葛总不 见装置等资源进行协调、调度、指挥和控制的系统软件[3]。其中又分为硬实时和软实时操作系统[4]。 二、嵌入式系统发展 从1971年,Intel公司推出了第一款微处理器4004,到如今苹果的A11嵌入式处理器性能超过部分 i7 桌面级低压版本的处理器,可见嵌入式系统的飞速发展。纵观这几十年的发展过程,嵌入式系统的发 展可大致分为三个阶段: 1、单片机阶段:这个时期的嵌入式系统主要以功能简单的单片机为核心,来实现一些控制、采集或 是监控的功能。 2、嵌入式CPU和嵌入式操作系统阶段:这个时期已经出现了一些功能强大、价格低廉的嵌入式微处 理器和多种嵌入式操作系统。 3、SOC和网络阶段:SOC片上系统将包括CPU及多种外设控制器的专用系统集成在一个芯片上。并 且随着网络的发展,嵌入式系统已经支持网络功能,更加方便嵌入式系统的发展与应用。 三、嵌入式系统应用及影响 随着我国嵌入式系统产品日益增长的市场需求,嵌入式系统的产值也在不断增长,尤其是在医疗器 设备、家电、汽车、通信、交通、金融、工业自动化等领域表现突出。 从我们身边来看,嵌入式系统也是无处不在的,冰箱、空调、洗衣机、手机、平板、随身听,就连 简单的插座都可以用上嵌入式。可见嵌入式系统正朝方方面面发展,它没有最终的形态,却有着共同的 目标,就是让人们的生活更加便利。 说到嵌入式系统对我们的影响,那都是潜移默化的,它在无形的,在我们察觉不到的地方服务着我们,选几个具有代表性的嵌入式系统来说。首先是手机,1973年,世界上第一部手机成功问世,起初它 只是一种“便携式”的移动电话,一个采用数以千计的联建制造而成,仅仅为了实现无线通话功能的机 器[5]。从上世纪80年代后期起,随着超大规模集成电路和射频芯片成为现实,移动通信蓬勃发展。进 入21世纪,智能手机开始走进世人的生活,现在人们能够通过手机潜力视频通话,随时预订车票,收看 电视节目等等。

嵌入式系统论文

浅谈嵌入式系统及其发展前景 (作者:赵玉雪班级:软件1112班学号:1120126238) 摘要 现今我们已进入到一个网络的时代,经历了漫长的单片机发展道路嵌入式系也逐步应用到各种网络环境中。嵌入式系统也有了独有的定义,嵌入式设备与互联网的结合才是嵌入式技术未来。本文介绍了嵌入式系统的发展历史,嵌入式系统的特点和分类,及其在国内外的应用情况,总结了该行业未来的发展趋势。 关键词嵌入式系统;嵌入式系统特点;应用;现状;前景

0引言 嵌入式系统是目前电子计算机的一种普遍应用形式,此类电子系统由于不被设备使用者在意,也被称之为埋藏式计算机,例如微控制器、微处理器以及常见的DSP等。嵌入式处理器可以使宿主设备功能得以智能化,无论是设计还是操作都比较简单方便,这些设备的功能具有一定的各异性,但都具有功能强和实时性强,结构相对比较紧凑,大大提高了可靠性等共同特点。 嵌入式系统作为某种技术过程的核心处理环节,是一种能够直接与现实环境接口或交互的信息处理系统。在这种应用环境下,信息处理系统处于嵌入式工作状态,即实时就绪与环互动,亦即实时工作方式,其典型例子如Pc在工业过程控制或实验监测中的应用。 1嵌入式系统概述 1.1嵌入式系统发展史 世界上第一个嵌入式系统是在1981年由Ready System发展的商业性嵌入式实时内核(VRTX32),距今已有30年的历史了。纵观历史,嵌入式系统历史的发展有三个明显的阶段: 阶段一,是嵌入式系统的出现阶段。这一阶段的主要特征是:操作系统处理效率低下、存储容量小、系统的结构以及功能都相对单一、几乎没有用户接口,受众群体为各类专业领域。作为嵌入式系统的早期阶段,这种系统以其专用计算机简单的功能或者以可编程控制器的单片机为核心的形式存在,具备设备指示、监测、伺服等功能,大部分的系统运用于各类工业控制与飞机、导弹等武器装备中。由于早期嵌入式系统并没有操作系统的支持,对系统的控制是通过汇编语言编程直接进行的,运行结束后对内存进行清理。 阶段二,是简单监控式的实时操作系统阶段。该阶段以嵌入式CPU和嵌入式操作系统为标志。随着计算机硬件高可靠、低功耗嵌入CPU,如Power PC等的出现,推动了各类商业嵌入式操作系统相继出现并以迅雷不及掩耳之势发展起来。该阶段鲜明的特点是系统开销小、效率高处理器种类繁多、较差的通用性、由于配备系统仿真器,因此操作系统具有一定的兼容性与扩展性。另外,由于软

浅谈对嵌入式系统的理解

浅谈对嵌入式系统的理解 信息学院16级计算机应用技术研究生陶金洪学号:1623100005 摘要:嵌入式系统在日常生活中已得到广泛的应用,本文从嵌入式系统的概念、嵌入式微处理器以及嵌入式系统的操作系统等方面浅谈对嵌入式系的理解。 关键词:嵌入式系统操作系统嵌入式微处理器 引言:随着社会的迅速进步,电子技术、计算机技术和网络技术的飞速发展,极大地改变了人们的生活模式。人们到处可以见到电子设备的存在,而几乎所有的电子设备中都包含着嵌入式系统。嵌入式应用给人们的生活带来了极大的便利。经过本学期对嵌入式系统的学习加深了我对它的了解。 一、嵌入式系统的概念: 国际电气与电子工程师协会将嵌入式系统定义为:嵌入式是用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置。而国内通常将它定义为:嵌入式系统是以应用为中心,以电子技术和计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。 从两种定义中我们不难看出国内的定义直接的体现了嵌入式系统的嵌入性、专用性、计算机特性的基本要素和特征。从定义中可以知道嵌入式系统它一般是由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户应用程序等部分组成,用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。嵌入式系统不同于PC系统,它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起。应用程序控制着系统的运作和行为;而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。由于嵌入式系统是针对特定用途、应用于特定环境下,所以它不同于通用计算机系统。同样是计算机系统,嵌入式系统是针对特定应用而设计的“专用系统“它的硬件和软件都必须高效率的设计,量体裁衣,去除冗余,力争在较少的资源上实现更高的性能。

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