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嵌入式系統基礎及知識及接口技術總結

作者: 時間:2016-09-12 來源:網絡 收藏

(4)分析模型法中使用最多的是排隊模型,它包括三個部分:輸入流、排隊規則和服務機構。

(5)使用模型對系統進行評價需要解決3個問題:設計模型、解模型、校準和證實模型。

1. Flash存儲器

(1)Flash存儲器是一種非易失性存儲器,根據結構的不同可以將其分為NOR Flash和NAND Flash兩種。

(2)Flash存儲器的特點:

A、區塊結構:在物理上分成若干個區塊,區塊之間相互獨立。

B、先擦后寫:Flash的寫操作只能將數據位從1寫成0,不能從0寫成1,所以在對存儲器進行寫入之前必須先執行擦除操作,將預寫入的數據位初始化為1。擦除操作的最小單位是一個區塊,而不是單個字節。

C、操作指令:執行寫操作,它必須輸入一串特殊指令(NOR Flash)或者完成一段時序(NAND Flash)才能將數據寫入。

D、位反轉:由于Flash的固有特性,在讀寫過程中偶爾會產生一位或幾位的數據錯誤。位反轉無法避免,只能通過其他手段對結果進行事后處理。

E、壞塊:區塊一旦損壞,將無法進行修復。對已損壞的區塊操作其結果不可預測。

(3)NOR Flash的特點:

應用程序可以直接在閃存內運行,不需要再把代碼讀到系統RAM中運行。NOR Flash的傳輸效率很高,在1MB~4MB的小容量時具有很高的成本效益,但是很低的寫入和擦除速度大大影響了它的性能。

(4)NAND Flash的特點

能夠提高極高的密度單元,可以達到高存儲密度,并且寫入和擦除的速度也很快,這也是為何所有的U盤都使用NAND Flash作為存儲介質的原因。應用NAND Flash的困難在于閃存需要特殊的系統接口。

(5)NOR Flash與NAND Flash的區別:

A、NOR Flash的讀速度比NAND Flash稍快一些。

B、NAND Flash的擦除和寫入速度比NOR Flash快很多

C、NAND Flash的隨機讀取能力差,適合大量數據的連續讀取。

D、NOR Flash帶有SRAM接口,有足夠的地址引進來尋址,可以很容易地存取其內部的每一個字節。NAND Flash的地址、數據和命令共用8位總線(有寫公司的產品使用16位),每次讀寫都要使用復雜的I/O接口串行地存取數據。

E、NOR Flash的容量一般較小,通常在1MB~8MB之間;NAND Flash只用在8MB以上的產品中。因此,NOR Flash只要應用在代碼存儲介質中,NAND Flash適用于資料存儲。

F、NAND Flash中每個塊的最大擦寫次數是一百萬次,而NOR Flash是十萬次。

G、NOR Flash可以像其他內存那樣連接,非常直接地使用,并可以在上面直接運行代碼;NAND Flash需要特殊的I/O接口,在使用的時候,必須先寫入驅動程序,才能繼續執行其他操作。因為設計師絕不能向壞塊寫入,這就意味著在NAND Flash上自始至終必須進行虛擬映像。

H、NOR Flash用于對數據可靠性要求較高的代碼存儲、通信產品、網絡處理等領域,被成為代碼閃存;NAND Flash則用于對存儲容量要求較高的MP3、存儲卡、U盤等領域,被成為數據閃存。

2、RAM存儲器

(1)SRAM的特點:

SRAM表示靜態隨機存取存儲器,只要供電它就會保持一個值,它沒有刷新周期,由觸發器構成基本單元,集成度低,每個SRAM存儲單元由6個晶體管組成,因此其成本較高。它具有較高速率,常用于高速緩沖存儲器。

通常SRAM有4種引腳:

CE:片選信號,低電平有效。

R/W:讀寫控制信號。

ADDRESS:一組地址線。

DATA:用于數據傳輸的一組雙向信號線。

(2)DRAM的特點:

DRAM表示動態隨機存取存儲器。這是一種以電荷形式進行存儲的半導體存儲器。它的每個存儲單元由一個晶體管和一個電容器組成,數據存儲在電容器中。電容器會由于漏電而導致電荷丟失,因而DRAM器件是不穩定的。它必須有規律地進行刷新,從而將數據保存在存儲器中。

DRAM的接口比較復雜,通常有一下引腳:

CE:片選信號,低電平有效。

R/W:讀寫控制信號。

RAS:行地址選通信號,通常接地址的高位部分。

CAS:列地址選通信號,通常接地址的低位部分。

ADDRESS:一組地址線。

DATA:用于數據傳輸的一組雙向信號線。

(3)SDRAM的特點:

SDRAM表示同步動態隨機存取存儲器。同步是指內存工作需要同步時鐘,內部的命令發送與數據的傳輸都以它為基準;動態是指存儲器陣列需要不斷的刷新來保證數據不丟失。它通常只能工作在133MHz的主頻。

(4)DDRAM的特點

DDRAM表示雙倍速率同步動態隨機存取存儲器,也稱DDR。DDRAM是基于SDRAM技術的,SDRAM在一個時鐘周期內只傳輸一次數據,它是在時鐘的上升期進行數據傳輸;而DDR內存則是一個時鐘周期內傳輸兩次次數據,它能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數據。在133MHz的主頻下,DDR內存帶寬可以達到133×64b/8×2=2.1GB/s。

3、硬盤、光盤、CF卡、SD卡

4、GPIO原理與結構

GPIO是I/O的最基本形式,它是一組輸入引腳或輸出引腳。有些GPIO引腳能夠加以編程改變工作方向,通常有兩個控制寄存器:數據寄存器和數據方向寄存器。數據方向寄存器設置端口的方向。如果將引腳設置為輸出,那么數據寄存器將控制著該引腳狀態。若將引腳設置為輸入,則此輸入引腳的狀態由引腳上的邏輯電路層來實現對它的控制。

5、A/D接口

(1)A/D轉換器是把電模擬量轉換為數字量的電路。實現A/D轉換的方法有很多,常用的方法有計數法、雙積分法和逐次逼進法。

(2)計數式A/D轉換法

其電路主要部件包括:比較器、計數器、D/A轉換器和標準電壓源。

其工作原理簡單來說就是,有一個計數器,從0開始進行加1計數,每進行一次加1,該數值作為D/A轉換器的輸入,其產生一個比較電壓VO與輸入模擬電壓VIN進行比較。如果VO小于VIN則繼續進行加1計數,直到VO大于VIN,這時計數器的累加數值就是A/D轉換器的輸出值。

這種轉換方式的特點是簡單,但是速度比較慢,特別是模擬電壓較高時,轉換速度更慢。例如對于一個8位A/D轉換器,若輸入模擬量為最大值,計數器要從0開始計數到255,做255次D/A轉換和電壓比較的工作,才能完成轉換。



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