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Posted 2022-09-01 kumata

简单整理了一些嵌入式底层需要接触的相关概念。

 

# CPU 

CU. Control Unit. send need-clac-data -> ALU clac -> get result send back -> to save in memory

ALU Arithmetic Logic Unit.  Binary clac, such as add/sub/mult(except interger division) 

MMU. Memory Management Unit.  registers like: MAR MDR PC AC CIR

• MAR. Memory adress register. save will-be-visited-data ‘s address
• MDR. Memory data register. saveor will-write-in-RAM data or from-RAM-data 
• PC. Program Counter.  save next-exe-instruction ‘s address
• AC. Accumulator. save ALU and CU ‘s middle-result data
• CIR. Current Instruction Register. save current executing instruction 

 

# Bus types

数据总线DB. Data Bus. 传输数据.  CPU -- RAM 来回传数据  双向

地址总线AB. Address Bus  传输地址.  指定RAM中存储数据的地址

控制总线CB(系统总线). Control Bus 传输命令(控制信号和时序信号).  将CU的信号传至周边设备

扩展总线. Expansion Bus  计算机和外部设备通信的总线，如ISA PCI

 

# Bus tech indicators

Bandwidth: 单位时间内总线上传送的数据量

Bitwidth: 总线能同时传送的二进制数据的位数，like 32位/64位

Working Freq: MHZ为单位

 

# RAM     "random access memory"

SRAM.  cpu cache, don not need to reflesh

DRAM.  keep reflesh save data

SDRAM.  keep reflesh, quick speed, large capacity

DDR SDRAM.  dual channal

 

# ROM   "read-only memory"

1.几K到几十K byte的ROM. 存储刚上电时对cpu和一些核心外设进行初始化的代码

2.NOR FLASH.  1M~4M，存放代码，可以由CPU直接取指并执行

3.NAND FLASH.  存放程序/数据，需要CPU加载到内存中使用

 

# Core peripheral

初始化code存放在ROM中，CLOCK, serial port, MMU, DRAM, FLASH

 

# gcc compile

gcc -E -o hello.i hello.c       pretreatment

gcc -S -o hello.s hello.i       compile

gcc -c -o hello.o hello.s      assembler

gcc -o hello hello.o             link

 

# JTAG  联合测试工作组

1. Boundary test   2. use for burn/debug/probe port

JTAG PIN : TDI(input_data test)  TDO(output_data test)  TMS(mode_choose test)  TCK(clock_input test)   TEST(reset_test) 

Jlink(SEGGER product)  --> JTAG仿真器

 

# UART 通用异步串行口

baud control link , slow speed

long distance(10m) 异步 设备-设备

TXD->RXD  RXD<-TXD  GND-GND

 

# SPI  串行外设接口

short distance(<=1m) 4lines high-speed

同步 芯片-芯片 板上通信

Master-Slave:  SCK->SCK  MOSI->SIMO  MISO<-SOMI  SS->SS

 

# I²C  双向同步串行总线

short distance(<=1m) 2lines  同步 芯片-芯片 板上/板间通信

SCL(Clock) / SDA(Data) -> 2 data buses   + Ground

communication speed : 100KHz / 400khz / 1Mhz / 3.2Mhz   -> slow

Master ----> Slave        every device have  read address and write address

 

# GPIO  通用输入输出/总线扩展器

低功耗 小封装 低成本 布线简单(仅需2条i2C or 3条SPI buses)

提供芯片组额外功能(control monitor)

 

# openOCD  开源片上调试器

对嵌入式设备调试、系统编程与边界扫描

1.加密狗(并行、基于USB)  2.GDB调试(允许ARM7/ARM9/XScale/Cortex-M3)  3.Flash编程(擦写Flash支持外部CF2兼容NORflash)