嵌入式系统开发中硬件部分全解析

    和所有的系统一样，嵌入式系统开发中有一个部分也是非常重要的，那就是硬件部分。合理的硬件配置能够让整个嵌入式系统发挥最大的功效，而不合理的搭配则可能会让整个开发事倍功半。因为在进行系统开发前对这个系统所需的硬件部分做一个深入浅出的了解还是很有必要的，所以我今天就要和大家来探讨一下嵌入式系统开发中硬件部分的一些内容，赶紧往下看具体的分析吧。



    嵌入式系统的广泛应用得益于电子技术的高速发展，下面讲述电子技术的发展以及最新嵌入式系统中采用的核心部件的发展历史和概况。集成电路的应用范围广泛，门类繁多。可以按照集成电路的结构类型、规模（集成度）、使用的基片材料、电路功能及应用领域等进行分门别类。按照IC的应用性质可以将IC分为通用IC和专用IC（ASIC），下面讨论ASIC。

    传统的IC设计以ASIC设计为主。ASIC产品具有体积小、可靠性高、功耗小、仿制困难、批量生产后成本低等优点。20世纪80年代，随着微电子技术产品制造成本的不断下降和设计自动化技术及其工具的长足发展，刺激了系统设计师自己设计专用电路的思想，以弥补MPU标准产品功能的不足和过剩的缺陷，推动了一个产品满足特定用户需求的ASIC的发展，其中特别是预测母片的掩模编程技术，大大平衡了微电子生产厂家和电子整机厂家间的不同利益，受到了普遍重视，嵌入式系统开发也开始发展。

    但是这种掩模硬编程专用电路（M-ASIC）不够方便，因此在20世纪80年代末90年代初又发展了可编程门阵等一类用户自编程专用电路（U-ASIC）。最近十年PLD技术已经成为设计数字系统的首选技术，在很多场合PLD取代了传统意义上的ASIC芯片，“在系统编程技术”方便了用户，降低了设计成本和风险，缩短了设计周期，从而使微电子产品特性进入了一个全新的概念。当前，ASIC和PLD技术的门数越来越多，芯片主频越来越高，两者也互相融合、优势互补，都向着SoC方向发展。

    ASIC大致可以分为：门阵列电路、标准单元电路、可编程逻辑电路和全定制电路。其中前3类电路又被称为“半定制电路”。一般而言，“半定制电路”采用带有基本单元的“母片”（又称“基板”），或采用标准单元库中的标准单元。设计师所关心的只是利用这些标准单元，根据系统的要求来选择布线方案以构筑不同的系统。当然，标准单元的意义已由早期的门、触发器，扩展到当前的微处理器、存储器等，这些规模较大的标准单元在专业上又称为“核”。“全定制电路”则从基本单元到整个系统均由系统设计师来构筑。

    所以当今的专用IC发展趋势是：今天的电路板是明天的专用芯片。可编程逻辑器件简称PLD，是新一代的数字器件。它不仅具有很高的速度和可靠性，而且具有用户可重复定义的逻辑功能即具有可重复编程的特点。因此，可编程逻辑器件使数字电路系统的设计非常灵活，并且大大缩短了系统研制的周期，缩小了数字电路系统的体积和所用芯片的品种。

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