本章目录 16. 嵌入式系统开发所遇到的若干问题 嵌入式硬件构件的基本思想与应用方法 16.3 基于硬件构件的嵌入式系统硬件电路设计原则 16.4基于硬件构件的嵌入式底层软件构件的编程方法 16.5 硬件构件化嵌入式开发技术的应用实例
本章目录 16.1 嵌入式系统开发所遇到的若干问题 16.2 嵌入式硬件构件的基本思想与应用方法 16.3 基于硬件构件的嵌入式系统硬件电路设计原则 16.4 基于硬件构件的嵌入式底层软件构件的编程方法 16.5 硬件构件化嵌入式开发技术的应用实例
16.1嵌入式系统开发所遇到的若干问题 目前,嵌入式系统开发主要存在以下两大问题: 1.硬件设计缺乏重用支持 > 目前缺少可供硬件设计工程师们共同遵守的设计 规范 2.驱动程序可移植性差 开发人员在编写驱动程序时缺少软件工程思想的 支撑 缺乏通用性,可移植性和可复用性较差
16.1 嵌入式系统开发所遇到的若干问题 目前,嵌入式系统开发主要存在以下两大问题: 1.硬件设计缺乏重用支持 ➢ 目前缺少可供硬件设计工程师们共同遵守的设计 规范 2.驱动程序可移植性差 ➢ 开发人员在编写驱动程序时缺少软件工程思想的 支撑 ➢ 缺乏通用性,可移植性和可复用性较差
16.2嵌入式硬件构件的基本思想与应用方法 1.什么是嵌入式硬件构件? 嵌入式硬件构件是指将一个或多个硬件功能模块、支撑电路 及其功能描述封装成一个可重用的硬件实体,并提供一系列规范 的输入/输出接口。 2.接口的分类 根据接口之间的生产消费关系,接▣可分为两类。 提供接口 需求接口
16.2 嵌入式硬件构件的基本思想与应用方法 1. 什么是嵌入式硬件构件? 嵌入式硬件构件是指将一个或多个硬件功能模块、支撑电路 及其功能描述封装成一个可重用的硬件实体,并提供一系列规范 的输入/输出接口。 2. 接口的分类 根据接口之间的生产消费关系,接口可分为两类。 提供接口 需求接口
16.2嵌入式硬件构件的基本思想与应用方法(续 3.硬件构件的分类 根据所拥有接口类型的不同,硬件构件分为三类。 核心构件:只有提供接口,没有需求接口 中间构件:既有需求接▣又有提供接口 终端构件:终端构件只有需求接▣ 表16-1核心构件、中间构件和终端构件的区别 类型 需求接口 提供接口 举例 核心构件 无 有 MC68HC908GP32最小系统、MCF52233最小系统 中间构件 有 有 电源控制构件、可变频率产生构件、 电平转换构件 终端构件 有 无 LCD构件、LED构件、键盘构件
16.2 嵌入式硬件构件的基本思想与应用方法(续) 3. 硬件构件的分类 根据所拥有接口类型的不同,硬件构件分为三类。 核心构件:只有提供接口,没有需求接口 中间构件:既有需求接口又有提供接口 终端构件:终端构件只有需求接口 表 16-1 核心构件、中间构件和终端构件的区别 类型 需求接口 提供接口 举例 核心构件 无 有 MC68HC908GP32最小系统、MCF52233最小系统 中间构件 有 有 电源控制构件、可变频率产生构件、 电平转换构件 终端构件 有 无 LCD构件、LED构件、键盘构件
16.3基于硬件构件的嵌入式系统硬件电路设计原则 16.3.1设计时需要考虑的基本问题 1.MCU的选择 ≤MCU功能、价格、功耗、供电电压、I/O口电平。 ≤管脚数目、MCU的封装、电气性能等因素。 2.电源 ≤考虑系统对电源的需求。 ≤考虑芯片与器件对电源波动性的需求。 ✉考虑工作电源是使用电源模块还是使用外接电源
16.3 基于硬件构件的嵌入式系统硬件电路设计原则 16.3.1 设计时需要考虑的基本问题 1.MCU的选择 MCU功能、价格、功耗、供电电压、I/O口电平。 管脚数目、MCU的封装、电气性能等因素。 2.电源 考虑系统对电源的需求。 考虑芯片与器件对电源波动性的需求。 考虑工作电源是使用电源模块还是使用外接电源
16.3.1设计时需要考虑的基本问题 3.普通/o▣ 上拉、下拉电阻。 开关量输入。一定要保证高低电压分明。 必 开关量输出。高电平接近电源电压,低电平接近地电平 4.AVD电路与D/A电路 A/D电路:要清楚前端采样基本原理,对电阻型、电流型和 电压型传感器采用不同的采集电路。 D/A电路:考虑MCU的引脚通过何种输出电路控制实际对 象
16.3.1 设计时需要考虑的基本问题 3.普通I/O口 上拉、下拉电阻。 开关量输入。一定要保证高低电压分明。 开关量输出。高电平接近电源电压,低电平接近地电平 4.A/D电路与D/A电路 A/D电路:要清楚前端采样基本原理,对电阻型、电流型和 电压型传感器采用不同的采集电路。 D/A电路:考虑MCU的引脚通过何种输出电路控制实际对 象
16.3.2硬件构件化电路原理图绘制规则 1.硬件构件设计的通用规则 元器件命名格式:对于核心构件,其元器件直接编号命名, 同种类型的元件命名时冠以相同的字母前缀。 为硬件构件添加详细的文字描述,包括中文名称、英文名称、 功能描述、接口描述、注意事项等,以增强原理图的可读性。 将前两步产生的内容封装在一个虚线框内,组成硬件构件的 内部实体。 为该硬件构件添加与其它构件交互的输入/输出接口标识。 2.核心构件设计规则 核心构件设计的目标是:凡是使用该MCU进行硬件系统设 计时,核心构件可以直接“组装”到系统中,无须任何改动
16.3.2 硬件构件化电路原理图绘制规则 1.硬件构件设计的通用规则 元器件命名格式:对于核心构件,其元器件直接编号命名, 同种类型的元件命名时冠以相同的字母前缀。 为硬件构件添加详细的文字描述,包括中文名称、英文名称、 功能描述、接口描述、注意事项等,以增强原理图的可读性。 将前两步产生的内容封装在一个虚线框内,组成硬件构件的 内部实体。 为该硬件构件添加与其它构件交互的输入/输出接口标识。 2.核心构件设计规则 核心构件设计的目标是:凡是使用该MCU进行硬件系统设 计时,核心构件可以直接“组装”到系统中,无须任何改动
16.3.2硬件构件化电路原理图绘制规则(续) 3.中间构件设计规则 中间构件是核心构件与终端构件之间通信的桥梁。 既要有接受其它构件提供的服务的接口▣,又要有为其他构件 提供服务的接口 将构件的需求接口放置在构件实体的左侧,提供接口放置在 右侧。 4.终端构件设计规则 终端构件是嵌入式系统中最常见的构件。 必 有与上一级构件交互的需求接口,因而接口标识均为斜体标 注的接口注释。 例如LCD、LED、指示灯构件
16.3.2 硬件构件化电路原理图绘制规则(续) 3.中间构件设计规则 中间构件是核心构件与终端构件之间通信的桥梁。 既要有接受其它构件提供的服务的接口,又要有为其他构件 提供服务的接口 将构件的需求接口放置在构件实体的左侧,提供接口放置在 右侧。 4.终端构件设计规则 终端构件是嵌入式系统中最常见的构件。 有与上一级构件交互的需求接口,因而接口标识均为斜体标 注的接口注释。 例如LCD、LED、指示灯构件