- 嵌入式开发平台之部件说明

      1991年ARM公司（Advanced RISC Machine Limited）成立于英国剑桥，最早由Arcon、Apple和VLSI合资成立，主要出售芯片设计技术的授权，在1985年4月26 日，第一个ARM原型在英国剑桥的Acorn 计算机有限公司诞生（在美国VLSI 公司制造）。目前，ARM 架构处理器已在高性能、低功耗、低成本的嵌入式应用领域中占据了领先地位。

       ARM 公司最初只有12 人，经过十多年的发展，ARM 公司已拥有近千名员工，在许多国家都设立了分公司，包括ARM 公司在中国上海的分公司。目前，采用ARM 技术知识产权（IP）核的微处理器，即我们通常所说的ARM 微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM 技术的微处理器应用约占据了32 位RISC 微处理器80%以上的市场份额，其中，在手机市场，ARM 占有绝对的垄断地位。可以说，ARM技术正在逐步渗入到人们生活中的各个方面，而且随着32 位CPU价格的不断下降和开发环境的不断成熟，ARM技术会应用得越来越广泛。

       ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为嵌入式RISC处理器的知识产权IP供应商，公司本身并不直接从事芯片生产，而是靠转让设 计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM 公司购买其设计的ARM 微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM 微处理器芯片进入市场，利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM公司的授权， 其中包括Intel、IBM、Samsung、LG 半导体、NEC、SONY、PHILIP 等公司，这也使得ARM 技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场并被消费者所接受，更具有竞争力。

存储设备

       嵌入式系统的存储器子系统与通用计算机的存储器子系统的功能并无明显的区别，这决定了嵌入式系统的存储器子系统的设计指标和方法也可以采用通用计算机的方法，尤其是嵌入通用计算机的大型嵌入式系统更是如此。

       存储器子系统设计的首要目标是使存储器在工作速度上很好地与处理器匹配，并满足各种存取需要。因此，体系结构的特性能够提高存储系统的速度和容量。随着微 电子技术的发展，微处理器的工作速度有了很大的提高。而微处理器时钟频率提高比内存速度提高要快，以至于内存速度远远落后于CPU速度。如果大量使用高速 存储器，使它们在速度上与处理器相吻合，就能够简便地解决问题。但是，这种方法受到经济上的限制。因为随着存储器芯片速度的提高，其价格急剧上升，使系统 成本十分昂贵。在实际的计算机系统中，总是采用分级的方法来设计整个存储器系统。如下图所示为这种分级存储系统的组织结构示意图，它把全部存储系统分为四 级，即寄存器组、高速缓存、内存和外存。它们在存取速度上依次递减，而在存储容量上逐级递增。

      寄存器组是最高一级的存储器。在计算机设备中，寄存器组一般是微处理器内含的，如上一章介绍的ARM处理器中有37个寄存器。有些待使用的数据或者运算的 中间结果可以暂存在这些寄存器中。微处理器在对本芯片内的寄存器读/写时，速度很快，一般在一个时钟周期内完成。从总体上说，设置一系列寄存器是为了尽可 能减少微处理器直接从外部取数的次数。但是，由于寄存器组是制作在微处理器内部的，受芯片面积和集成度的限制，因此寄存器的数量不可能做得很多。

       第二级存储器是高速缓冲存储器(Cache)。高速缓存是一种小型、快速的存储器，其存取速度足以与微处理器相匹配。高速缓存能够保存部分内存的内容的拷贝，如果正确使用，它能够减少内存平均访问时间。

       第三级是内存。运行的程序和数据都放在内存中。由于微处理器的寻址大部分在高速缓存上，因此内存可以采用速度稍慢的存储器芯片，对系统性能的影响不会太 大，同时又降低了成本。内存除主要使用RAM外，还要使用一定量的ROM。这些ROM主要用来解决系统初始化的一系列操作，如设备检测、接口电路初始化、 启动操作系统等。一般情况下，ROM的存取时间比较长，对ROM的每次读/写要增添3～4个等待周期。但这种少量慢速存储器只在开机时运行，对系统性能影 响不大。