嵌入式计算机运作方法——研祥

嵌入式计算机能够广义地界说为运用计算机硬件和软件履行特定功用的任何计算机，与现代台式计算机和服务器所进行的一般处理相反。这些嵌入式体系的专用特性使它们能够利用轻量级的软件或固件根底和板载ASICS的优势，以最大程度地降低功耗和硬件要求。

　　现代处理器包括用于加密，数据和视频图形处理的很多集成加速器。

　　大多数嵌入式计算机的简直所有组件都放置在单个PCB或主板上。因为具有较少的可替换组件，例如RAM，CPU和存储，嵌入式板看起来与传统的消费型主板截然不同。一般嵌入式板上没有开槽的组件，大多数组件都焊接在了CPU上。

　　嵌入式计算机的界说特征能够分为四个方面

　　1、体积小：一般采用单个高密度PCB设计，以最大程度地进步空间功率。

　　2、较低功率的组件：具有较低TDP的高能效处理器，用于被动或最小冷却，以消除风扇和移动组件。

　　3、最小的可晋级性或扩展性：很少有插槽组件约束了其初始设计和功用之外的可晋级性和扩展性。

　　4、硬件本钱低：放弃了用于焊接组件的扩展插槽，而SoC降低了总体本钱和组件复杂性。针对这些嵌入式板的低本钱批量生产进行了优化。

　　嵌入式体系必须针对低功耗，代码复杂性，尺寸大小，重量和本钱进行优化。许多人甚至缺少专用的板载用户界面（鼠标，键盘和屏幕），这些用户界面主要是通过远程管理界面，安全外壳甚至直接固件更新来控制的。

　　典型的嵌入式计算机主要由以下元素组成

　　CPU和微控制器（一个或多个）：含有晶体管和算术处理单元（ALU的）的逻辑门在单个芯片内包装的——它们是嵌入式体系。处理器和控制器的脑中是担任履行主体系的操作和计算从各级缓存（L1，L2，L3）和体系内存（RAM）中获取数据。

　　CPU高速缓存（L1，L2，L3）：因为其针对极速的优化，占有了裸片的相当大一部分，它运用单级单元架构（SLC）来进步速度。这意味着每个单元都包括1位数据，这是因为此数据以及该高速存储器的高晶体管数所造成的。在CPU上，此高速缓存仅限于极少量，其间L1高速缓存最快，但仅限于00 KB，L2 1024KB和L3 2-16MB。此缓存的速度和与CPU的挨近程度对处理器的功用至关重要。

　　体系内存（RAM）：比缓存慢一个数量级，但比非易失性存储（如硬盘驱动器和固态NAND驱动器）快很多倍，而且更具弹性，体系内存用于存储正在运行的应用程序，以便快速访问和传输到处理器缓存。当应用程序四处移动数据并履行复杂的操作时，此内存每分钟写入数千次，因此不会遭受单元降级和有限的写入／擦除周期的影响。

　　非易失性存储：硬盘，SSD，NAND和其他非易失性存储技术是体系中最慢但容量最大的存储。这里存储了较大的体系文件和数据文件，供体系正常运用。

　　CMOS——RAM：该组件担任存储重要的体系配置和实时信息。由小型纽扣电池供电，能够关闭体系电源，而又不会失去其计时功用和体系唤醒功用。

　　I ／ O端口：从以太网RJ45端口到3．5mm音频插孔的任何衔接都属于此类别。它们使体系一般能够通过标准化接口（例如USB和HDMI）接受和处理外部输入。

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