经典的嵌入式基础硬件知识,搞嵌入式开发必备! _嵌入式系统基础
经典的嵌入式基础硬件知识,搞嵌入式开发必备! 总线(Bus)
在嵌入式系统中一定会有一块处理器芯片,此外,还有其它的芯片作为外部设备(后面简称外设),这些芯片与处理器协作实现产品的功能。复杂的产品往往是由大量的芯片组成的。那么不可避免的是我们需要将所有的外设与处理器进行相连,最为简单的是将所有的外设都采用独立(注意是独立)的信号线连接至处理器,这样的好处是容易理解,但问题是:不可行。
因为处理器芯片需要引出太多的线了,从芯片的生产和产品的生产角度来看都不实际。加之,处理器(在此我们假设处理器是单核的,而不是多核的)处理事务在微观上是串行的,也就是说在某一时刻如果要对外设进行读写操作,那只可能是对大量外设中的一个进行,即多个外设不可能在微观上被处理器同时访问。
片选(CS或EN)
片选信号对于外设芯片来讲,就是一个(也是一根)通知信号,告诉芯片“嘿,请开门,我要放些东西进来,或是拿些东西走”,这里的东西只能是数据,不可能是玉米棒什么的。那有个问题,这个信号源从哪里来呢?显然,只能从处理器来。那是不是也是像总线那样,每一个芯片都共用一根线连在一起呢?
译码(器)
译码器将一个数据转换成一根信号线上的信号,比如3/8译码器,可以将一个位宽是3位的数据转换成8根(2的3次方)完全独立的信号线,当向数据侧写入二进制的011时,对应的是8根线的第3根,当输入二进制的111时,对应的是8根线中的最后一根。有了译码器,处理器的地址线就简化了,只要32根地址线加上外面的译码器,就可以访问大量的外设芯片了。外部设备的选择问题,我们已经解决了,现在还得回头看一看数据总线。
高阻态
很显然,当处理器从目标外设读数据时,我们希望其它没有被选上的芯片的数据总线不会对目标外设所要传送的数据有影响,那怎么办呢?实际上,当芯片没有被选中时,其数据总线都处于高阻态。
所谓的高阻态,我们可以理解成这一管脚在外设芯片内部是断开的,如此一来,显然不会对处理器从目标外设读取数据造成任何的影响了。我们说当一个芯片没有被选中或是没有被使能时,其数据总线一定是处于高阻态的。前面用了“门”的开和关来打比方,那“门”是指什么呢?是指外设的数据总线,片选信号的作用就是控制将外设的数据总线与处理器的数据总线相连或是断开。
驱动
总线上的数据是谁放上去的我们就说谁是那一时刻的驱动者。也就是说,当处理器向外设写数据时,它是在驱动数据总线的,而当处理器从目标外设读取数据时,目标外设是在驱动数据总线的。对于地址总线,因为只可能从处理器向目标外设写,所以地址总线永远是由处理器驱动的。当一个芯片没有被选中时,我们说它并不驱动数据总线。
三态门
电平的有效性
时序
读信号
写信号
I/O端口
中断
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