嵌入式硬件基础知识

概述

嵌入式系统是指将计算机技术与其他技术相结合，集成到特定产品中，实现专门的功能，包括嵌入式软件和嵌入式硬件两部分。嵌入式硬件是实现嵌入式系统的基础，它包括处理器芯片、存储器、外设等组成部分。本文将从不同角度分析嵌入式硬件基础知识，以期给读者全面深入的了解嵌入式硬件。

嵌入式硬件基础知识

1. 处理器芯片

处理器芯片是嵌入式硬件中最重要的组成部分，它负责执行计算机程序，实现系统的各种功能。市面上常见的处理器芯片有ARM、Intel、MIPS等，其中ARM是嵌入式系统中应用较广泛的处理器芯片。对于初学者来说，可以选择学习ARM Cortex-M系列处理器，其指令集简单易懂，可编程性强，门限电压低，适合低功耗、运算速度不高的嵌入式应用。

2. 存储器

存储器是嵌入式硬件中另一个重要组成部分，它负责存储数据和程序指令。存储器包括RAM、ROM、Flash等，其中RAM和ROM的读写速度快，但容量较小，适用于临时存储和固化数据；Flash的读写速度较慢，但容量较大，适用于程序存储和数据储存。在实际应用中，可以根据具体需求选择不同类型的存储器。

3. 外设

外设是嵌入式硬件中的辅助设备，它包括输入输出设备、通信设备、传感设备等。输入输出设备包括按键、LED灯、LCD显示屏等，通信设备包括串口、网口、无线通信模块等，传感设备包括温度传感器、光照传感器、加速度传感器等。选择外设时应考虑其性能、功耗、成本等因素。

4. PCB设计

嵌入式硬件的设计需要进行PCB设计，PCB是硬件的载体，它负责电路连接和信号传输。在PCB设计中，需要考虑布线方式、阻抗匹配、噪声等问题，以确保硬件性能。

5. 芯片设计

如果需要开发自己的处理器芯片，就需要进行芯片设计。芯片设计需要进行电路设计、物理设计、逻辑设计等，涉及到多个学科领域知识，难度较大。芯片设计需要有较强的团队协作和技术积累。