單片機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu)，有多少秘密是你不知道的

2022-05-30 16:36 作者:大方老師單片機(jī)課堂 0人讀過 | 我要投稿

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了解單片機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu)，就是明確這顆芯片在硬件上由哪幾部分組成、各個部分的使命以及各部分之間如何進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。對系統(tǒng)架構(gòu)的宏觀把握有助于我們進(jìn)行單片機(jī)的開發(fā)。

圖1常用的STM32單片機(jī)

這是一顆STM32單片機(jī)，它的系統(tǒng)由四個驅(qū)動單元和四個被動單元組成，四個驅(qū)動單元分別為Cortex-M3內(nèi)核的數(shù)據(jù)總線和系統(tǒng)總線，它們是單片機(jī)的核心部分；兩個DMA，也就是直接存儲器訪問單元，這兩個單元與CUP內(nèi)核有著同等的地位，它的作用就是在硬件上繞過CPU直接在內(nèi)存與I/O設(shè)備之間開辟一條數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐?，從而?/span>低CPU開銷，提高效率。

圖2 STM32的系統(tǒng)架構(gòu)

四個被動單元依次為單片機(jī)的內(nèi)存；可變的靜態(tài)存儲控制器，它用于給單片機(jī)擴(kuò)展靜態(tài)內(nèi)存；外設(shè)，就是我們常用的片載資源，如I/O口、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、串口等。驅(qū)動單元和被動單元之間通過總線矩陣以及AHB系統(tǒng)總線進(jìn)行連接、協(xié)調(diào)。

圖3由Cortex-M3擴(kuò)展外設(shè)

單片機(jī)的核心局部CM3內(nèi)核，由ARM公司設(shè)計。芯片出產(chǎn)廠家在得到ARM公司的授權(quán)之后，才能夠把其內(nèi)核使用在自己的硅片之中，他們在外部加上相應(yīng)的存儲器、定時器、I/O口等外設(shè)就能夠設(shè)計出其獨具特色的處理器了，不同的廠家制造出來的單片機(jī)片載資源各具特色，但是卻大同小異。時至今日，ARM公司所提供的內(nèi)核架構(gòu)占據(jù)了全世界超過95%的智能手機(jī)和平板電腦的市場，其籠罩面異常之廣，每年基于ARM內(nèi)核的芯片出片量數(shù)以百億計。然而就是這樣一家不可或缺少的公司資本卻并不獨立，相反，它一直處于收購與棄養(yǎng)的循環(huán)之中，老鐵們知道為什么嗎？請在評論區(qū)告訴我答案。