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虽说是嵌入式软件开发,根据担任整个系统的部分不同,需要掌握的知识也大不相同。比如说串口通信和液晶屏幕的控制程序开发,就需要从硬件到软件所含有的嵌入式知识。控制程序的开发者,需要懂得CPU和硬件机能的特性,然后再写出最适合的程序。
和这个相对的UI(user interface)部分,也就是客户端操作程序的开发者,极端的说,根本不需要嵌入式的任何知识,只要在OS上写出便于操作的程序就行了,剩下的就全交给OS来完成与CPU和硬件的控制了。
但是小规模的系统,如果经由OS来控制的话,速度跟不上的情况下,就要由应用程序直接控制硬件,所以就算是软件开发者,也要知道CPU和硬件的知识,如果是机器人的玩家,只懂软件,那机器人梦将永远是个梦了。自己永远只能担当一小部分的工作。现在就来介绍一下嵌入式软件开发所需要的最低限度的知识。
处理器这个名称,使我随意抓来用的,应为严密的翻译很难,甚至本身这个词的意义就很模糊,在这里我们把这个词定义为“为了控制嵌入式系统,作为中核的半导体芯片”
的总称。处理器的分类方法有很多种,试着从机能面和构造面来分以下。
从机能面来分类
多芯片处理器
在芯片内部不含有ROM和RAM等内存,地址总线和数据总线的末端一般都在外面,目标基板上插上比较便宜的外部ROM/RAM,来使成语运行,所以比较适合大规模的应用程序。还有就是周边设备进行数据交换的I/O板和主基板不再一起的时候,经常应用多芯片处理器,代表性的处理器有x86(intel),68K,SH2/3/4等等。
单片机
芯片内部有ROM 和RAM等内存,I/O板,timer,超车控制器等周边机能全部内藏的处理器,内藏ROM(从数K到数百K)内,写入程序,比较小规模的应用程序经常使用。再就是,因为处理器中内藏着各种周边机能,能省下各种I/O必要的支出而且还能伴随着小型化。代表的处理器有H8,SH1,8x51(intel),683xx等。
在嵌入式处理的世界里,MPU(Micro Processing Unit),CPU (Central Processing Unit),MCU(Micro Controller Unit)等用语,但是具体指哪种,在业界也经常混乱。
构造面的分类
CISC型处理器
Complex Instruction Set Computer的缩写。通过汇编语言来完成高度命令的处理器。Micro Processer当初,作为CISC发展来的,这种处理器的特点是,用一个汇编语言的命令就可以完成高度的处理,所以处理器内的回路非常复杂,实行时速度的界限是50MHz左右,很多8/16型处理器都采用这种技术,代表的有H8,68K,x86,8x51等等。
RISC型处理器
Reduced Instruction Set Computer的缩写。因为命令简略化,所以高速处理变为有可能的处理器,因为RISC的命令比CISC的命令单纯了很多,所以1个命令的速度会很高,32/64bit型的处理器通常会应用,代表的有ARM,MIPS,PowerPC,SH等产品。
本篇使用的是H8/3048F-ONE,归类在CISC单片机,篇头图是H8/3048F的外观。
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