庖丁解牛-幫你理清系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3)、SDRAM
同步動態(tài)隨機存儲器。命令與數(shù)據(jù)的傳輸都需要同步時鐘,以時鐘為基準(zhǔn)。我們在系統(tǒng)中使用最多最常見的RAM類型就是SDRAM。SDRAM技術(shù)的更新和發(fā)展也是最快的。從最初的SDR SDRAM,到DDR SDRAM,然后是DDR2,DDR3,以及已經(jīng)和大家見面相信會很快普及的DDR4,都屬于SDRAM的范疇。
RAM的特點是相對ROM來說訪問速度快,但是掉電后會丟失存儲的內(nèi)容,因此主要用于存儲短時間內(nèi)使用的程序,讓程序能更快的運行,滿足系統(tǒng)對速度的追求。ROM和RAM共同組成了系統(tǒng)的存儲空間,各司其職,一般會擁有獨立的地址空間,方便程序調(diào)用。Memory Map是我們寫程序以前要最先弄清楚的。
任何系統(tǒng)要正常的工作都離不開調(diào)試,因此調(diào)試電路在系統(tǒng)中是必不可少的?,F(xiàn)在的系統(tǒng)中常見的調(diào)試方式有JTAG調(diào)試,串口調(diào)試,網(wǎng)口調(diào)試等等。我們通過調(diào)試模塊可以和主芯片進(jìn)行互聯(lián),讀取工作狀態(tài),燒寫程序,跟蹤代碼,設(shè)置斷點等等。和我們?nèi)粘9ぷ麝P(guān)系最密切的模塊,會經(jīng)常使用到。這部分的設(shè)計要十分小心,如果調(diào)試模塊設(shè)計錯誤,那整個設(shè)計就失敗了。因此這部分最好使用成熟設(shè)計,項目允許的情況下可以做一些電路冗余設(shè)計,降低系統(tǒng)風(fēng)險。
四、電源模塊
電源模塊是最好理解的,為系統(tǒng)提供必要的工作電壓電流。電源模塊直觀也最重要,一個健壯的電源設(shè)計,是系統(tǒng)正常穩(wěn)定可靠工作的基礎(chǔ)。如果不是從事系統(tǒng)設(shè)計工作,這部分僅作了解就可以。充分驗證過的系統(tǒng)一般電源模塊不會出什么大問題。如果本身就是做系統(tǒng)設(shè)計的工程師,那這部分就是最需要注意的,電源是一個系統(tǒng)的基礎(chǔ),沒有穩(wěn)定可靠的電源,什么強大的功能都是空中樓閣。充分考慮系統(tǒng)對電源的需求,保留設(shè)計余量,有些可能還要考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)散熱的問題等等。
外圍設(shè)備,這是一個泛泛的說法,可以說是內(nèi)容最豐富的部分。主芯片的功能再強大也需要通過外設(shè)來接收外部數(shù)據(jù),通過外設(shè)實現(xiàn)特定的功能。如按鍵,紅外遙控,數(shù)碼管,音視頻輸入輸出,ADC,DAC,網(wǎng)口,甚至系統(tǒng)中的射頻電路部分,都可以稱為系統(tǒng)的外設(shè)。每種外設(shè)實現(xiàn)一定的功能,主芯片通過不同的接口來完成控制。我們常見的IIC,SPI,UART,IIS,CAN,RS485,MII,RMII,USB等等這些都是通信協(xié)議,用來實現(xiàn)主芯片和外設(shè)之間的通信控制。正是由于外設(shè)的種類太多,對待這些知識的態(tài)度就是用到哪學(xué)到哪。畢竟協(xié)議的學(xué)習(xí)是枯燥的,單純看時序圖很難找到感覺。在項目中遇到了再去學(xué)習(xí),遇到問題再去解決,最好再用示波器抓抓信號,和時序圖做做比較。理論加上實踐,上手就會快很多。幾個項目做下來,常用的協(xié)議也就會接觸的七七八八了。
實際的系統(tǒng)千差萬別,有些系統(tǒng)除了主芯片外為了某些特定功能(如音視頻編解碼)會用一個獨立的協(xié)處理器單獨處理部分功能;有些系統(tǒng)可能會存在不止一種ROM(如用EEPROM保存配置數(shù)據(jù),NOR Flash保存程序,NAND Flash保存大規(guī)模的數(shù)據(jù)信息等);有些系統(tǒng)會把ROM/RAM集成到主芯片當(dāng)中(如一些簡單的MCU);有些系統(tǒng)會把調(diào)試模塊和某些外設(shè)復(fù)用……但不管怎樣,多多少少你都會找到這些模塊的影子。掌握了系統(tǒng)劃分的金鑰匙,遇到再復(fù)雜的系統(tǒng)也能夠把它分解成功能單一的模塊,然后再各個擊破的去學(xué)習(xí)。反過來,當(dāng)我們做一個新項目的時候,也需要從這幾個方面去考慮。我們要選擇哪種主芯片?存儲類型選擇什么?容量大小是多少?采用哪種調(diào)試方式?供電電流多大?有幾種電壓?需要哪些外設(shè)?看到了吧,系統(tǒng)就是這么簡單。
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