Vestavné systémy BI-VES Přednáška 10

Transkript

1 Vestavné systémy BI-VES Přednáška 10 Ing. Miroslav Skrbek, Ph.D. Katedra počítačových systémů Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické v Praze Miroslav Skrbek 2010,2011 ZS2010/11 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

2 Agenda Architektury mikrokontrolérů a procesorů pro vestavné systémy Vestavné procesory na bázi architektury x86 Architektury vybraných vestavných systémů PDA E-Book GPS navigace Digitální kamera BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,2011 2

3 Literatura Texas Instruments, technical resources for development Applications nt/697.html Intel PXA27x Processor Family, Developer Manual, January A27x+Processor+Family+Developers+Ma nual-datasheet.html BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,2011 3

4 Architektury mikrořadičů a vestavných procesorů Střadačová 8051(52), 80251, 68HC08 Registrová GPR PIC24, dspic, x86 RISC ATmega ARM Zásobníková Jazelle (ARM Java Extension) BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,2011 4

5 4-bitové mikropočítače MARC 4-bit RISC (ATMEL) Extrémně nízká spotřeba (<1ma) Až 8kB Flash Memory 256x4 RAM 2 x časovač, sériový interface, I/O BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,2011 5

6 8-bitové mikropočítače MCS51 (Intel), 8051, M68HC05, M68HC11 (Motorola) AVR (Atmel) PIC16F (Microchip) ST52 (SGS Thompson) BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,2011 6

7 16-bitové mikropočítače MCS251 (Intel) MCS96, MCS296 (Intel) M68HC12, M68HC16 (Motorola) MSP430 (Texas Instruments) BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,2011 7

8 Vestavné architektury x86 Kompatibilní z hlavním proudem procesorů x86 Hlavní výrobci Intel a AMD Snadný vývoj, dostupnost vývojových aplikací Dostupnost ovladačů pro širokou škálu zařízení, zejména pro často užívaný operační systém Linux Snadné použití operačních systémů na bázi Windows a Linux Široká škála aplikací BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,2011 8

9 Architektura Intel Atom DDR2 Intel Atom LVDS USB Audio SPI Chipset SATA SDIO LPC HDMI BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,2011 9

10 Architektury s FPGA Aplikační software Mikrokontrolér FPGA Aplikační hardware Čip Celá aplikace na jednom čipu Minimum vnějších součástek Možnost rekonfigurace stejně jako upgrade firmware BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,

11 Intel Atom s FPGA SPI, SMBus GPIO DDR2 FPGA Intel Atom Video Audio PCI Express FPGA I/O BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,

12 Architektura ARM Architektura RISC 32 bitů Široce užívané v mobilních systémech Široká škála od mikrokontrolérů až po typy pro běh operačních systémů BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,

13 Architektura embedded procesoru Řadič displeje Oscilátor systémových hodin RTC Oscilátor 32768Hz USB (On-The-Go) Rozhraní SD/MMC Čítače/časovače I2C Rozhraní pro WLAN a Bluetooth Jádro (ARM, x86, ) Řadič přerušení UART Rozhraní pro CCD/CMOS senzor Řadič paměti a DMA SPI Rozhraní pro audio kodek Řadič SDRAM Řadič NAND Flash GPIO BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,

14 Architektura PDA CCD/CMOS kamera Display+Touchscreen Krystal (zdroj hodin. signálu) GPS Audio Codec Operační paměť (DDR) SD/MMC Flash Embedded Processor USB Tranceiver Keyboard SIM Nabíjení Baterie Komunikační rozhraní WiFi, Bluetooth, IrDa Napájecí obvody Akumulátor BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,

15 PDA Hlavními bloky jsou Embedded procesor, operační paměť a Flash Display s dotykovou obrazovkou Komunikační rozhraní (WiFi, Bluetooth) Multimedální rozhraní (CCD/CMOS kamera, audio kodek) Rozhraní pro paměťové karty a SIM karty Klávesnice (tlačítka) Napájecí obvody Sortiment periferií je omezen jen ekonomickými a prostorovými důvody BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,

16 Architektura E-Book Akcelerometr Display+Touchscreen Krystal (zdroj hodin. signálu) Audio Codec Operační paměť (DDR) SD/MMC Flash Embedded Processor USB On-The-Go Tranceiver + napájení USB zařízení Keyboard Nabíjení Baterie Komunikační rozhraní WiFi, Bluetooth, IrDa, 3G Napájecí obvody Akumulátor BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,

17 E-Book Hlavní komponenty jsou Embedded procesor, operační paměť a Flash Displej s dotykovou obrazovkou Čtečky karet USB rozhraní On-The-Go pro připojení USB Flash Komunikační rozhraní Klávesnice (tlačítka) Napájecí obvody Důraz je kladen na displej (typicky elektroforetický displej elektronický papír), čtečky karet (jako zdroj dat) a vlastní procesor a USB rozhraní s funkcí USB host. BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,

18 Digitální fotoaparát/kamera Mikrokontrolér (ostření, zoom) Display Krystal (zdroj hodin. signálu) GPS CCD/CMOS kamera Audio Codec Operační paměť (DDR) Flash Embedded Processor TV výstup Keyboard TV SD/MMC Nabíjení Baterie Komunikační rozhraní RS232, USB, IEEE1394 Napájecí obvody Akumulátor BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,

19 GPS navigace GPS Display Krystal (zdroj hodin. signálu) Senzory Akcelerometr, výškoměr, gyroskop, kompas Audio Codec Operační paměť (DDR) Flash Embedded Processor Keyboard Nabíjení Baterie Komunikační rozhraní USB, Bluetooth Napájecí obvody Akumulátor BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,

20 GPS navigace Hlavní komponenty Embedded procesor, operační paměť a Flash GPS modul Displej Audio rozhraní Senzory výšky, teploty, akcelerometr, gyroskop, kompas Komunikační rozhraní (USB, Bluetooth) Klávesnice (tlačítka) Napájecí obvody Důraz kladen na GPS modul, displej pro zobrazení map, audio rozhraní pro navigování hlasem, klávesnici BI-VES, Přednáška 10 Miroslav Skrbek 2010,