嵌入式概念及硬件构成

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一、MCU、MPU、AP三者处理器的区别

组装一台台式电脑的主机,离不开 CPU(Central Processing Unit)、内存条、硬盘,MCU、MPU 两者的组成也离不开这三样。

1.1.MPU(Microprocessing Unit)

MPU 中文称为微处理器单元,它的组成也有 CPU、内存条、存储器,它们是有各自封装在主板上的,下图是一款 Alpha Micro AM-1000 系列的微型计算机电路板,电路板右侧中间最大的芯片就是MPU 68000:

后来 MPU 逐渐式微,可以认为 MPU 发现到现在只剩下了 intel、AMD 公司 x86 系列 CPU。这类 CPU 也越来越复杂,称之为"微处理器"似乎不恰当了。在个人电脑领域,可以看到类似下图的主板。主板上插上 CPU、内存条、声卡等等就构成了一台计算机。整个主板体积庞大、制造复杂,下图是主板:

1.2.MCU(Microcontroller Unit)

MCU 的中文称为微控制器单元,与上面的 MPU 最大的区别就是,将 CPU、内存、Flash 集成在芯片里,它再搭配其他外设备就可以构建一个完整的系统。MCU 的发展经历过 8 位 8051 单片机、16 位 AVR 单片机、32 位 STM 单片机等等:

一般将 MCU 用于某个专业的功能,例如测温度、湿度等等,这样可以减少生产的成本。

二、嵌入式系统硬件组成

一句话引出整个嵌入式系统: 支持多种设备启动。一块芯片里集成了许多模块,例如 SPI 模块,CPU 上电之后如何使用 SPI 模块,SPI 模块不是 XIP(eXecute In Place)设备,也就是不能直接从它的 Flash 里面启动,这个时候就涉及到 ROM(Read-Only Memory)和 RAM(Random Access Memory),CPU 只能在 ROM 里面找到 SPI 的启动代码进行运行。

  • ROM:称为只读存储器,它帮助 CPU 去运行片上外设的程序。ROM 的功能非常强大,支持 SPI、SD 卡、USB 启动,里面的程序比较复杂,一般不能随意修改,因此被称为只能读取的存储器
  • RAM:称为随机访问存储器,可读可写的存储器,存储单位一般为 KB 级别,比较小
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