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[经验] 嵌入式系统的各种常见外设总结

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一粒金砂(初级)

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发表于 6 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式
背景
嵌入式系统中,硬件方面,有很多常见的外围设备。
在此,专门整理一下。

什么是嵌入式系统中的外设
外设==外部设备==Peripheral
· 外部:主要指的是除了嵌入式系统中主要的CPU,即SoC,MCU等之外的
· 设备:某种硬件功能模块

外设==接口
此处,所指的外设,也常被称为各种接口,硬件接口。
因为是:存在对应的物理上的看得见的,以及那些属于硬件内部的肉眼不容易看见的,各种接口,通过对应接口连接外部设备。

下面总结一下,常见的,有哪些外设。
嵌入式系统的各种常见的外设
AFE(Analog Front End)
一个模块,包含了一堆的模拟电路,实现对应的模拟方面的功能。
比如功放amplifiers, filters过滤器等等。
常常和数据采集,音频等方面有关。

ADC/DAC
Analog Digital Converter/ Digital Analog Converter
模拟数字转换器 / 数字模拟转换器
在模拟和数字之间进行转换。

比如:
常常ADC,用于外挂某种传感器,然后通过ADC或DAC,转换成对应的数字信号,然后可以通过嵌入式SoC去读取对应的数据。

CRC硬件模块
当然,CRC算法,是可以通过软件实现的。
但是为了提高计算的效率,有时候可以利用已有的CRC模块去实现CRC计算。

比如:
Using the CRC Module on the Flexis AC Family

CRC本身,又有一些细节划分和叫法
比如:
CRC16-CCITT
CRC32
等等。

CAN
CAN总线接口。
比如:
http://www.freescale.com/zh-Hans ... y.jsp?code=MCF5227X
中就有:“FlexCAN”
比如:http://www.microchip.com/pagehan ... t/architecture.html
就有:“2x CAN 2.0B Ports”

USB
USB Host:固定的作为USB的Host
USB Slave:固定的作为USB的Slave
USB OTG:即可以做Host,也可以做Slave,可以通过软件配置

现在很多手机,如果号称支持USB Host,那么往往都是对应的内部硬件上有个USB OTG模块的。

关于相关知识的整理,可参考:
【整理】关于安卓(Android)手机是否支持USB主机(USB Host)功能

比如:
(1)
http://www.freescale.com/zh-Hans ... y.jsp?code=MCF5227X
中,就有:“USB OTG”(2)
http://www.microchip.com/pagehan ... t/architecture.html
就有:“Full-speed USB Host/Device/OTG”


Video Codec视频解码
硬件实现视频解码
包括:
JPEG
VC1
WMV

视频解码方面,常常还会涉及到一个
pp:post processing,后处理
的功能。
比如图像的混合,图形的旋转,等等。
也是通过硬件模块去实现的,比软件处理,效率更高,更快。

一些资料供参考:
Chapter 9. Pre- and Post-Processing
SAM9M10 Hardware Video Decoder Post Processing Engine Features

Audio Codec音频解码
硬件实现音频解码:
· AAC
· MP3
· WMA
· WMA8 + Microsoft PDDRM
· WMA9 + DRM10
· OGG
· WAV
音频解码,往往还涉及相关的内容
比如:
Equalization均衡
等等。

时钟Clock相关模块:晶振Crystal,CCU
晶振,crystal,产生对应的时钟
然后用CCU,Clock Unit Control,去控制对应的时钟频率,变高或变低,达到对应的频率
然后输送给外设各个模块。

LCDC(LCD Controler)
LCD的controller,LCD的控制器 ,LCD显示屏的控制器
可以支持外接很多种不同类型的显示屏。

比如:
http://www.freescale.com/zh-Hans ... y.jsp?code=MCF5227X
中,就有个LCDC

硬件加密模块crypto
比如AES加密等等。

DMA
常见的接口之一。

GPIO
常见的接口之一。

I2C
常见的接口之一。

I2C
比如:
http://www.freescale.com/zh-Hans ... y.jsp?code=MCF5227X
中,就有个I2C

I2S
主要用于音频。
往往和声卡,音频,有关。

之前转载的帖子供参考:
I2S标准

IDE
IDE硬盘。
更多的用于PC端。
但是,偶尔也会遇到,嵌入式系统中挂IDE硬盘的。

Keyboard [Matrix]
嵌入式中的键盘,
主要指的是,
有限的几个按键
所以往往是键盘矩阵Keyboard Matrix

之前折腾过,PC端的键盘,其本质的原理是类似的,也可以参考参考:
键盘Keyboard中的扫描码Scan Code 通码Make code 断码Break Code

Memory Controller:MPMC
内存控制器MPMC
可以外挂各种存储介质
主要指的是SDRAM

Nor Flash
Flash本身,虽然分Nand Flash和Nor Flash但是,Flash这个词,本身常常代表Nor Flash本身。

又分:Nor Flash有时候也是指的是EEPROM比如
http://www.microchip.com/pagehan ... t/architecture.html
就有:“Up to 512 KB Flash”

Nand Flash
Nand Flash中可能会涉及到bch算法。

电源管理PMU
Power Management Unit
用于管理电源的。
可以控制各种硬件模块的电源,的电压,以达到:
· 可以使得硬件工作稳定和正常
· 可以实现功耗管理
· 正常电压时,性能好,但是功耗大
· 低电压时,功耗相应降低,但是性能相对弱

wiki的解释供参考:
http://en.wikipedia.org/wiki/Power_Management_Unit

实时时钟RTC(Real Time Clock)RTC,常见的,嵌入式中的基本功能之一。断电也可以正常运行。

比如:
http://www.freescale.com/zh-Hans ... y.jsp?code=MCF5227X中,就有个RTC

SD/MMC、SSP
也是常见接口之一。

Synchronous Serial Port
http://en.wikipedia.org/wiki/Synchronous_Serial_Port
SSP与SPI接口的区别是什么?
http://zhidao.baidu.com/question/247087991.html

Touch Panel触摸屏
也是属于显示屏相关的,但是支持触摸。

TVOUT
显示内容输出格式之一。
显示到电视上。
包括对应的PAL或NTSC等格式。

UART/RS232/串口

WatchDog看门口
简称WDT

JTAG
用于支持JTAG口去调试芯片
属于调试方面的东西

Ethernet
网卡,以太网卡比如:
http://www.microchip.com/pagehan ... t/architecture.html
就有:“10/100 Ethernet MAC with MII/RMII Interfaces”

总结
嵌入式系统,的开发过程中,往往,更多的时候,可能就是去学习和了解这些外设的工作原理,然后接着去实现对应的驱动。这往往是常见的,典型的,嵌入式开发,所要做的事情之一。
更多嵌入式、物联网、智能硬件学习,欢迎咨询余老师QQ28~59~78~02~03


此帖出自ARM技术论坛


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Rank: 6Rank: 6

发表于 前天 23:07 | 显示全部楼层
嗯,基本都总结到了,楼主可以再细化一下,各个接口再详细讲解一下会更好,也可以结合实例讲解会更佳,不管怎么说,非常感谢楼主的分享^_^


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