第03讲嵌入式系统硬件技术课件.ppt

1、存储器的几个相关性能指数存储器的几个相关性能指数p容量容量 存储器容量用存储器容量用S=WS=Wl lm m表示，表示，W W为存储器字长，为存储器字长，l l为存储器字数，为存储器字数，m m则为存储器体数则为存储器体数 p速度速度 访问时间访问时间(access time)Ta(access time)Ta：从存储器接到读请：从存储器接到读请求到所读的字传送到数据总线上的时间间隔求到所读的字传送到数据总线上的时间间隔 存储周期存储周期TmTm：连续两次访问存储器之间所必需：连续两次访问存储器之间所必需的最小时间间隔。一般的最小时间间隔。一般Tm TaTm Ta 存储带宽存储带宽BmBm：存

2、储器被连续访问时所提供的数：存储器被连续访问时所提供的数据传输速流，单位是位据传输速流，单位是位(或字节）或字节）/秒秒 p价格价格 存储器的价格通常用单位字节价格来表示，若存储器的价格通常用单位字节价格来表示，若总容量为总容量为S S的存储器的总价格为的存储器的总价格为C C，则单位字节价格，则单位字节价格c cC/SC/S存储器设计目标存储器设计目标p高速度高速度p大容量大容量p低价格低价格设计目标实现依据设计目标实现依据p存储器的工艺实现技术有了突飞猛进的发展，高速、存储器的工艺实现技术有了突飞猛进的发展，高速、大容量、低价的存储器件以惊人的速度生产出来大容量、低价的存储器件以惊人的速度

3、生产出来p所有程序都具有这样的行为特性：空间和时间局部所有程序都具有这样的行为特性：空间和时间局部性性p90/1090/10原理：一个程序的原理：一个程序的9090时间是消耗在时间是消耗在1010的的代码上代码上 p根据以上局部性原则（根据以上局部性原则（The Principle of The Principle of LocalityLocality），就可以利用各种不同的价格、速度、容），就可以利用各种不同的价格、速度、容量的存储器的组合设计出一个多层次（量的存储器的组合设计出一个多层次（multiple multiple levellevel）存储系统）存储系统 存储器层次结构存储器层

4、次结构存储器层次结构几个基本概念存储器层次结构几个基本概念DRAM读数据时序读数据时序通过在浮栅上充电或放电来控制源通过在浮栅上充电或放电来控制源/漏之间的通路，从而实漏之间的通路，从而实现现0/1的表达。的表达。29LV160芯片指令芯片指令NORFlash接口示意图接口示意图16位接口位接口8位接口位接口Samsung TOSHIBA FujistuSamsung TOSHIBA Fujistu三家公司联合开发了三家公司联合开发了NANDNANDFlash Flash，其特点有：，其特点有：n以页为单位进行读和编程操作，以页为单位进行读和编程操作，1 1页为页为256B256B或或512B

5、512B。以块为单位进行擦除，块为。以块为单位进行擦除，块为4KB4KB，8KB8KB，16KB16KB。可快擦和快编程功能。可快擦和快编程功能。n数据、地址采用同一总线，实现串行读取。随机数据、地址采用同一总线，实现串行读取。随机读取速度慢且不能按字节随机编程。读取速度慢且不能按字节随机编程。n芯片尺寸小，引脚少，是位成本芯片尺寸小，引脚少，是位成本(bit cost)(bit cost)最低最低的固态存储器。的固态存储器。n芯片存储位错误率较高，推荐使用芯片存储位错误率较高，推荐使用ECCECC校验，并校验，并包含冗余块，数目约占包含冗余块，数目约占1%1%。64MB的的NANDFlash

6、芯片地址结构芯片地址结构在在NANDFlash芯片中块被分为若干个芯片中块被分为若干个zone，每个每个zone中有中有1024个块，这样每个块的编号就只需个块，这样每个块的编号就只需要要10位二进制值，而其中只有位二进制值，而其中只有1000个块具有逻辑编个块具有逻辑编号，可以真正使用，其他号，可以真正使用，其他24个块则为备用块。个块则为备用块。NAND Flash写数据时序写数据时序擦除块时序图擦除块时序图NANDFlash 接口示意图接口示意图nCFCF（Compact FlashCompact Flash）卡）卡 1994 1994年由年由SanDiskSanDisk公司推出，大小公

7、司推出，大小43mm43mm36mm36mm3.3mm3.3mm，5050针接口针接口nSMSM（Smart MediaSmart Media）卡）卡19951995年由东芝推出，大小年由东芝推出，大小45mm45mm37mm0.76mm，重，重1.8g，由于，由于卡内不带读写控制器，需要设备提供，因此有不兼容问题。卡内不带读写控制器，需要设备提供，因此有不兼容问题。nxDxD（eXtreme DigitaleXtreme Digital）图卡）图卡20022002年由富士与奥林巴斯推出，年由富士与奥林巴斯推出，大小大小20mm25mm1.7mm，重重2g，主要用于袖珍数码相机。，主要用于袖珍

8、数码相机。nMMC（MultiMediaCard）卡1997年由西门子与SanDisk推出，大小大小32mm24mm1.4mm，重重1.5g，主要针对手机，主要针对手机，PDA，音乐，影像，电子书，玩具等，音乐，影像，电子书，玩具等RS232两种物理接口标准两种物理接口标准RS232接口信号接口信号RXD1TXD1TXD2RXD2GNDMAX232电路原理及应用示意图电路原理及应用示意图R1outT1outR1inGNDT1inMAX232S3C2410中的串口特殊寄存器中的串口特殊寄存器S3C2410中的串口控制寄存器中的串口控制寄存器S3C2410中的串口控制寄存器续中的串口控制寄存器续S

9、3C2410中串口中串口FIFO控制寄存器控制寄存器S3C2410中的波特率计数寄存器中的波特率计数寄存器S3C2410中的中的FIFO状态寄存器状态寄存器S3C2410中的发送数据寄存器中的发送数据寄存器S3C2410中的接收数据寄存器中的接收数据寄存器RS232,RS422,RS485标准比较标准比较RS422多机联接图多机联接图RS485多机联接图多机联接图RS422芯片内部结构及应用示意图芯片内部结构及应用示意图ABYZMAX422RS485芯片内部结构及应用示意图芯片内部结构及应用示意图MBR结构结构分区类型代码分区类型代码引导扇区数据区引导扇区数据结构引导扇区数据结构FAT16中分

10、区大小与簇大小的关系中分区大小与簇大小的关系FAT32中分区大小与簇大小的关系中分区大小与簇大小的关系FAT16中，每个表项由两个字节组成，即可以描述中，每个表项由两个字节组成，即可以描述216个簇，个簇，因此最大可管理磁盘容量为因此最大可管理磁盘容量为216 32KB2GB；而在；而在FAT32中，每个表项由四个字节组成，可以描述中，每个表项由四个字节组成，可以描述232个表项，最大个表项，最大可管理磁盘容量为可管理磁盘容量为23232KB128TB。但是由于。但是由于FAT表项表项的增加会大大增加搜索的时间。的增加会大大增加搜索的时间。92VCCGNDLED二极管驱动方式二极管驱动方式DATACLKVCC164/595八段数码管的驱动方式八段数码管的驱动方式多个八段数码管的驱动多个八段数码管的驱动LED显示屏驱动接口电路结构显示屏驱动接口电路结构按行扫描方式按行扫描方式LED显示屏驱动接口电路显示屏驱动接口电路LCD工作原理示意图工作原理示意图反射式背光反射式背光透射式背光透射式背光12864的接口引脚功能定义的接口引脚功能定义11412864与单片机接口示意图与单片机接口示意图12864基本指令表基本指令表