嵌入式系統/微處理器簡介

要高效地編寫嵌入式系統，並可靠地運行它，工程師需要了解很多系統架構的細節。

這一節我們將涉及幾種常見的、基本的微處理器架構。這些知識可能並不適用於所有的嵌入式計算機，還有一部分同樣適用於通用計算機。這本教科書僅僅涉及了一些基本概念，因為市場上的微處理器和嵌入式計算機成千上萬，日新月異。工程師的責任之一便是評估特定目標系統的能力和限制，選擇最適合的微處理器。

隨着人們不斷地將更多地二極管集成到一塊單一的芯片上，原來屬於外圍邏輯電路的部分被不斷加入到同一塊芯片中，這便是CPU的由來。通常，微處理器和CPU所指的範疇是相同的，而微控制器則是將包含微控制器、存儲器、輸入和輸出在內的整個嵌入式系統集成在一個芯片中。

微控制器包含以下幾部分：

• CPU
• I/O端口
• RAM 用以緩存數據，掉電丟失。
• ROM 存儲程序和數據，掉電保存。有ROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash等類型。
• 計時器/計數器
• 串口
• AD轉換和DA轉換 用以將數字信號和模擬信號互相轉換

最初的微控制器只包含CPU和I/O端口；現代微控制器的特徵是加入了RAM緩存，從而不必依賴外部RAM；當微處理器集成了CPU、I/O、RAM、ROM，整個系統的成本都會降低，這主要歸功於節約了地址端口。同時，高度集成的微控制器也更容易進行開發，而不必設計複雜的電路，微控制器高度可擴展。由於廠商不斷提高，微控制器的功耗和成本都大幅降低，穩定性也更好。

CPU

CPU是英語「Central Processing Unit/中央處理器」的縮寫，CPU一般由邏輯運算單元、控制單元和存儲單元組成。

I/O

輸入/輸出口

計時器/計數器

嵌入式系統的微控制器內部都會有定時器/計數器。定時器的時間設定是依照晶振的震盪周期進行計算得知。