一顆芯片的軟硬件組成，芯片入門(mén)介紹資料下載

作者：suipingsp 硬件和軟件是一顆芯片系統(tǒng)互相依存的兩大部分，本文總結(jié)了一顆芯片的軟硬件組成，作為對(duì)芯片的入門(mén)級(jí)概括吧。 （一）硬件 主控CPU：運(yùn)算和控制核心?；鶐酒緲?gòu)架采用微處理器+數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的結(jié)構(gòu)，微處理器是整顆芯片的控制中心，會(huì)運(yùn)行一個(gè)實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)（如Nucleus PLUS），DSP子系統(tǒng)負(fù)責(zé)基帶處理。應(yīng)用處理器則可能包括多顆微處理器，還有GPU。微處理器是ARM的不同系列的產(chǎn)品（也可以是x86架構(gòu)），可以是64位或者32位。處理器內(nèi)部通過(guò)“內(nèi)部總線”將CPU所有單元相連，其位寬可以是8-64位。 總線：計(jì)算機(jī)的總線按功能可以劃分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，分別用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號(hào)。CPU內(nèi)部部件由內(nèi)部總線互聯(lián)，外部總線則是CPU、內(nèi)存、輸入、輸出設(shè)備傳遞信息的公用通道，主機(jī)的各個(gè)部件通過(guò)總線相連接。外部設(shè)備通過(guò)相應(yīng)的接口電路再與外部總線相連接，從而形成了硬件系統(tǒng)。外部總線通過(guò)總線接口單元BLU與CPU內(nèi)部相連。 片上總線標(biāo)準(zhǔn)高級(jí)微控制器總線結(jié)構(gòu)AMBA定義了高性能嵌入式微控制器的通信標(biāo)準(zhǔn)。定義了三組總線：AHB(AMBA高性能總線)、ASB(AMBA系統(tǒng)總線)、和APB(AMBA外設(shè)總線)。AHB總線用于高性能、高時(shí)鐘工作頻率模塊。AHB為高性能處理器、片上內(nèi)存、片外內(nèi)存提供接口，同時(shí)橋接慢速外設(shè)。DMA、DSP、主存等連在AHB上。ASB總線主要用于高性能系統(tǒng)模塊。ASB是可用于AHB不需要的高性能特性的芯片設(shè)計(jì)上可選的系統(tǒng)總線。APB總線用于為慢速外設(shè)提供總線技術(shù)支持。APB是一種優(yōu)化的，低功耗的，精簡(jiǎn)接口總線，可以支持多種不同慢速外設(shè)。由于APB是ARM公司最早提出的總線接口，APB可以橋接ARM體系下每一種系統(tǒng)總線。 外設(shè)I/O端口和擴(kuò)展總線：GPIO通用端口、UART串口、I2C、SPI 、SDIO、USB等，CPU和外擴(kuò)的芯片、設(shè)備以及兩顆CPU之間（如基帶處理器和應(yīng)用處理器之間）進(jìn)行通信的接口。一般來(lái)說(shuō)，芯片都會(huì)支持多種接口，并設(shè)計(jì)通用的軟件驅(qū)動(dòng)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)。 存儲(chǔ)部件和存儲(chǔ)管理設(shè)備：Rom、Ram、Flash及控制器。處理器系統(tǒng)中可能包含多種類(lèi)型的存儲(chǔ)部件，如Flash、SRAM、SDRAM、ROM以及用于提高系統(tǒng)性能的Cache等等，不同的芯片會(huì)采用不同的存儲(chǔ)控制組合。參見(jiàn)博文”arm架構(gòu)的芯片memory及智能機(jī)存儲(chǔ)部件簡(jiǎn)述“ 外設(shè)： 電源和功耗管理、復(fù)位電路和watchdog定時(shí)復(fù)位電路（前者是系統(tǒng)上電運(yùn)行、后者是Reset或者超時(shí)出錯(cuò)運(yùn)行）、時(shí)鐘和計(jì)數(shù)器、中斷控制器、DMA、 輸入/輸出（如鍵盤(pán)、顯示器等）、攝像頭等。 比如，一顆ARM9架構(gòu)芯片主控器及外圍硬件設(shè)備組成如下圖所示： （二）軟件 芯片上的軟件主要包括Boot代碼、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序以及硬件的firmware。 Boot程序引導(dǎo)設(shè)備的啟動(dòng)，是設(shè)備加電后在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前運(yùn)行的一段小程序。通過(guò)這段小程序，我們可以初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間的映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適的狀態(tài)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境。 操作系統(tǒng)（英語(yǔ)：Operating System，簡(jiǎn)稱OS）是管理和控制計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源的計(jì)算機(jī)程序，其五大管理功能是： （1）處理器管理，主要包括進(jìn)程的控制、同步、通信和調(diào)度。 （2）存儲(chǔ)器管理，主要包括內(nèi)存的分配、保護(hù)和擴(kuò)充，地址映射。 （3）設(shè)備管理，主要包括設(shè)備的分配、處理等。 （4）文件管理，主要包括文件的存儲(chǔ)空間管理，目錄管理，文件的讀寫(xiě)和保護(hù)。 （5）作業(yè)管理，主要包括任務(wù)、界面管理，人機(jī)交互，語(yǔ)音控制和虛擬現(xiàn)實(shí)等。 應(yīng)用處理器上的操作系統(tǒng)有Android、IOS等，不必多說(shuō)；基帶處理器上則會(huì)運(yùn)行一個(gè)RTOS（如Nucleus PLUS）管理整個(gè)基帶系統(tǒng)上的任務(wù)和部件間的通信。 應(yīng)用程序是為了完成某項(xiàng)或某幾項(xiàng)特定任務(wù)而被開(kāi)發(fā)運(yùn)行于操作系統(tǒng)之上的程序。應(yīng)用處理器上，結(jié)合操作系統(tǒng)API和庫(kù)函數(shù)，用戶可以開(kāi)發(fā)各色應(yīng)用程序；基帶處理器上則一般只有少量必要的軟件支持。 硬件firmware則是簡(jiǎn)化軟件與硬件的交互，讓硬件操縱起來(lái)更容易。 文章來(lái)源： (mbbeetchina)