介绍 今天在嵌入式系统简介课程中，您将学习定义什么是微系统以及定义它的规则。 Sommaire masquer 1 介绍 1.1 什么是嵌入式系统？ 2 微系统的 7 个原则 3 心脏的表现 什么是嵌入式系统？ 这是一个基本问题，你需要问自己才能了解问题的核心。嵌入式系统被定义为一个独立的电子和计算机系统，专门用于特定任务。这与计算机完全不同，计算机不专用于特定任务，而是具有多种功能，可供大多数人使用。因此，计算机不是嵌入式系统。 在嵌入式系统课程中，我们经常会讲到“System on Chip”或者SOC，英文是片上系统的意思。 嵌入式系统中有很多英文术语，但每个术语都会给出法语翻译。在本课程中，我们将使用术语“微系统”来讨论片上系统。 微系统由处理器、存储器和外围设备组成。 微系统的 7 个原则 以下是表征微系统的 7 个原则：1.嵌入式微系统意味着它是隐藏的。事实上，所有日常电子产品都内置有电子设备：烤面包机、电加热器、微波炉，但从外部看，这些物品中都看不到电子卡。2.他只能做一项任务。例如，烤面包机只能制作咖啡。3.它必须是必要且充分的。这意味着其电子芯片不能尺寸过大，以免增加成本。最好的微系统是能够有效工作并且成本不高的系统。4. 微系统必须消耗很少的能源。事实上，我们不希望电子产品成为主要的能源消耗，例如遥控器。5.它必须非常小。例如，我们不希望电子卡使烤面包机的尺寸增加一倍。6.它必须能够适应苛刻的环境。事实上，电子卡有时可以在夏天和冬天使用，因此必须承受非常高或非常低的温度。此外，这些微系统必须符合其销售市场的温度要求： 商业市场温度：[0°C； 85℃] 工业市场温度：[-20℃； 125℃] 空间市场温度：[-40℃； 150℃] 7. 最后，嵌入式系统必须是自主的，也就是说它必须在电子卡本身上无需用户干预即可运行。 心脏的表现 如果您正在做一个项目，您肯定会在几个微系统之间进行选择。因此，您必须对它们进行比较才能知道哪一个最适合您的需求。这就是我们要为您提供性能比较标准的原因：数据总线的大小有几种尺寸：8； 16 位或 32 位。尺寸越大，数据传送速度越快。处理器架构与数据总线一样，处理器可以是 8 位、16 位和 32 位。在相同的时间内，32 位处理器能够比 8 位处理器进行更多的计算。嵌入式协处理器如前所述，微系统专用于特定任务。嗯，它和处理器一样，例如它只能进行加法运算。最后，我们可以让处理器执行加法或减法循环来模拟乘法或除法。 然而，对于更大的乘法，处理器可能需要时间来计算。这就是为什么我们添加一个协处理器来执行特定任务，特别是乘法（如果我们需要的话）。 在给出下一个标准之前，我们先来了解一下微系统的一个重要概念：指令。这就是微系统被要求做的事情。例如，加法可以对应一条指令。对于下一个标准，我们将计算微系统执行所请求指令所需的时钟滴答数。一条指令以 MIPS/MHz 来计算，这意味着每个时钟周期执行的指令数和兆赫兹。产量处理器的效率是指处理器在一个时钟周期的较短时间内执行大量计算的能力。这个性能是由这些处理器的制造商提供的。因此我们将举一个例子以便您更好地理解： 微芯片：8位0.25 MIPS/MHz最大频率：40 MHz 这里我们可以看到 0.25 MIPS/Mhz 的 8 位 Microship 芯片。这意味着执行一条指令需要 4 个时钟周期。此外，还指出了最大频率。我们马上就会看到它的用途。最大工作频率微系统的最大频率是处理器在执行给定任务时以最大速度运行的频率。然而，处理器并不总是以这个值运行，这取决于请求的任务是否重要。降低频率将使微系统消耗更少的功率。以 Microchip 芯片为例，最高频率为 40 MHz，MIPS 为 0.25，每秒可产生 10 兆条指令（0.25 * 40）我们看到的前 5 个标准涉及硬件，现在我们将看到最后一个标准，即软件标准。编译器在电子领域，微系统是用 C 语言编程的：它是一种可以让你轻松控制卡的语言。 然而，微系统只理解机器语言，即汇编语言，这就是我们需要编译器的原因。编译器会将您的C语言指令转换为微系统可以理解的二进制指令。 编译器是一个质量标准，事实上，如果编译器生成 20 行汇编代码，那么它比生成 30 行汇编代码的编译器更高效。此外，它需要的内存更少，因此成本更低。 我们可以要求编译器按大小进行编译，也就是说，尽可能少的汇编行，或者按速度进行编译，也就是说，程序必须快速执行。 一种可能的折衷方案是优化速度，同时不占用太多装配线。