ARM概念梳理:Architecture, Core, CPU,SOC

作者:wowo

1. 前言

本文简单梳理一下ARM有关的概念,包括ARM architecture、ARM core、ARM CPU(或MCU)以及ARM Soc。我们这些以ARM平台为主的嵌入式工程师,几乎每天都会和这些概念打交道,也似乎非常理解它们。但仔细想想,却有些说不清道不明的感觉,因而有必要整理一下思路,也就顺手记录下来了。

2. 概念梳理

1)ARM architecture

ARM architecture,是指ARM公司开发的、基于精简指令集架构(RISC, Reduced Instruction Set Computing architecture)的指令集架构(Instruction set architecture)。我们常说的ARMv7、ARMv8、ARMv8-A,就是指ARM architecture。类似的基于RISC的architecture也有很多,例如MIPS、AVR、Blackfin等等,都是这个概念。

2)ARM core

总结单片机的逻辑电路

常用逻辑电路

在逻辑电路中,输入和输出只有两种状态,即高电平和低电平。通常以逻辑“1”和“0”表示电平高低。

1、与门

是一个能够实现逻辑乘运算的、多端输入、单端输出的逻辑电路。

逻辑解释:
  
即如右边图所示,当开关A与B当中只有全部闭合(即为高电平1)时,才会有输出(即灯泡才会亮)所以在与门电路中,只有输入的全部条件为高电平“1”时输会有输出。
语言表达为:“有0出0,全1出1”

2、或门

是一个能够实现逻辑加运算的、多端输入、单端输出的逻辑电路。

单片机的入门方法与学习误区

本文主要讲述了单片机的入门方法与学习误区,希望对你的学习有所帮助。

玩单片机可以有以下几个等级:

1、纯硬件DIY:这一级玩法很简单,只要有一个ISP下载线(和手机数据线的性质差不多),自己制作硬件电路,然后把单片机的程序烧到单片机里就行了。不需要懂编程。在我的网站里有许多小制作,每一个制作都有提供HEX文件,是下载给单片机的程序。很简单,和玩数字电路一样简单。

2、半编程DIY:硬件制作也会了,纯硬件DIY已经熟悉的时候,就可以试着玩玩编程了。半编程DIY并不是自己从头开始写程序,一开始也没有这个水平,呵呵。这一部是照着别人已经写好的程序,然后在现在程序上改一改数值、换一换语句。比如我的SHOOK16摇摇棒,就可以自己在源程序里只改字幕部分的程序代码,而不去管应用程序和硬件驱动程序是如何实现的。

3、全编程DIY:玩够了别人的制作,用腻了别人的程序,是不是也应该自己写点程序玩玩的,写点前无古人的程序,做些从没有过的制作。这一阶段就是全编程DIY。但是并不是说自己要一字一句的写程序,那会很没有意思的。现在的单片机程序基本已经模块化了,要用到延时就复制延时程序模块到自己的程序里,要用到定时器就复制定时器的程序。比如在我的网站里的“编程”栏目中就有许多现成的程序模块,可以直接使用。

想成为ARM嵌入式系统硬件高手,照着这个大纲来奔吧!

ARM嵌入式和单片机学习有着密不可分的关系,在学习单片机的过程中积累必要的学习经验和知识是非常有必要的,如何在这一过程中逐渐成为高级嵌入式工程师呢?

本文将为大家介绍如何在学习过程中,积累成为高级嵌入式系统硬件工程师要具备的技能。

对于硬件来讲有几个方向,就单纯信号来说,分为数字和模拟,模拟比较难搞,一般需要很长的经验积累,单单一个阻值或容值的精度不够就可能使信号偏差很大,因此年轻人搞的较少。

随着技术的发展,出现了模拟电路数字化,比如手机的Modem射频模块,都采用成熟的套片,而当年国际上只有两家公司有此技术,自我感觉模拟功能不太强的人,不太适合搞这个,如果真能搞定手机的射频模块,只要达到一般程度可能月薪都在15K以上。

另一类就是数字部分了,在大方向上又可分为51/ARM的单片机类、DSP类、FPGA类。国内FPGA的工程师大多是在IC设计公司从事IP核的前端验证,这部分不搞到门级,前途不太明朗,即使做个IC前端验证工程师,也要搞上几年才能胜任。DSP硬件接口比较定型,如果不向驱动或是算法上靠拢,前途也不会太大。

而ARM单片机类的内容就较多,业界产品占用量大,应用人群广,因此就业空间极大,而硬件设计最体现水平和水准的就是接口设计这块,这是各个高级硬件工程师相互PK,判定水平高低的依据。

硬件工程师是做什么的?

本文主要针对那些刚开始或准备开始搞设计硬件电路的工程师,高级别的硬件工程师看这篇文章就没必要了。时光飞逝,离俺最初画第一块电路已有3年。刚刚开始接触电路板的时候,与你一样,俺充满了疑惑同时又带着些兴奋。在网上许多关于硬件电路的经验、知识让人目不暇接。像信号完整性,EMI,PS设计准会把你搞晕。别急,一切要慢慢来。

1)总体思路。设计硬件电路,大的框架和架构要搞清楚,但要做到这一点还真不容易。有些大框架也许自己的老板、老师已经想好,自己只是把思路具体实现;但也有些要自己设计框架的,那就要搞清楚要实现什么功能,然后找找有否能实现同样或相似功能的参考电路板(要懂得尽量利用他人的成果,越是有经验的工程师越会懂得借鉴他人的成果)。

2)理解电路。如果你找到了的参考设计,那么恭喜你,你可以节约很多时间了(包括前期设计和后期调试)。马上就copy?NO,还是先看懂理解了再说,一方面能提高我们的电路理解能力,而且能避免设计中的错误。

3)没有找到参考设计? 没关系。先确定大IC芯片,找datasheet,看其关键参数是否符合自己的要求,哪些才是自己需要的关键参数,以及能否看懂这些关键参数,都是硬件工程师的能力的体现,这也需要长期地慢慢地积累。这期间,要善于提问,因为自己不懂的东西,别人往往一句话就能点醒你,尤其是硬件设计。

如何成为一名ARM嵌入式系统硬件高手?

ARM嵌入式和单片机学习有着密不可分的关系,在学习单片机的过程中积累必要的学习经验和知识是非常有必要的,如何在这一过程中逐渐成为高级嵌入式工程师呢?本文将为大家介绍如何在学习过程中,积累成为高级嵌入式系统硬件工程师要具备的技能。

对于硬件来讲有几个方向,就单纯信号来分为数字和模拟,模拟比较难搞,一般需要很长的经验积累,单单一个阻值或容值的精度不够就可能使信号偏差很大。因此年轻人搞的较少,随着技术的发展,出现了模拟电路数字化,比如手机的Modem射频模块,都采用成熟的套片,而当年国际上只有两家公司有此技术,自我感觉模拟功能不太强的人,不太适合搞这个,如果真能搞定到手机的射频模块,只要达到一般程度可能月薪都在15K以上。

另一类就是数字部分了,在大方向上又可分为51/ARM的单片机类,DSP类,FPGA类,国内FPGA的工程师大多是在IC设计公司从事IP核的前端验证,这部分不搞到门级,前途不太明朗,即使做个IC前端验证工程师,也要搞上几年才能胜任。DSP硬件接口比较定型,如果不向驱动或是算法上靠拢,前途也不会太大。而ARM单片机类的内容就较多,业界产品占用量大,应用人群广,因此就业空间极大,而硬件设计最体现水平和水准的就是接口设计这块,这是各个高级硬件工程师相互PK,判定水平高低的依据。

如何成为遇强则强的单片机高手?

作为一名电子技术从业人员,你学过单片机吗?你会运用单片机吗?我想你一定学过,但不一定会运用。因为学习单片机比学习其他学科需要付出更多的努力和代价,不仅要学习理论知识还要练习实际操作,而且主要是在实际操作中才能真正学到单片机技术。

此外,学习单片机还需要投入一定的学习成本,随着你学习知识的扩展成本还会增加。学习单片机的动机不外乎有四种:一是为兴趣爱好而学,二是为专业而学;三是为饭碗而学;四是在工作中被逼而学。不管是哪种动机,因主修专业的不同以及电子基础的深浅不同,对于不同的人可能采用不同的学习方法,根据笔者的亲身学习经验和教授徒弟学习的感受,提出笔者的学习方法和步骤。

第一步:基础理论知识学习

真正的单片机入门从这里开始

我在网上游逛了很久,也看过不少源程序了,没有发现这种按键处理办法的踪迹,所以,我将他共享出来,和广大同僚们共勉。我非常坚信这种按键处理办法的便捷和高效,你可以移植到任何一种嵌入式处理器上面,因为C语言强大的可移植性。

同时,这里面用到了一些分层的思想,在单片机当中也是相当有用的,也是本文的另外一个重点。

对于老鸟,我建议直接看那两个表达式,然后自己想想就会懂的了,也不需要听我后面的自吹自擂了,我可没有班门弄斧的意思,hoho~~但是对于新手,我建议将全文看完。因为这是实际项目中总结出来的经验,学校里面学不到的东西。

以下假设你懂C语言,因为纯粹的C语言描述,所以和处理器平台无关,你可以在MCS-51,AVR,PIC,甚至是ARM平台上面测试这个程序性能。当然,我自己也是在多个项目用过,效果非常好的。

好了,工程人员的习惯,废话就应该少说,开始吧。以下我以AVR的MEGA8作为平台讲解,没有其它原因,因为我手头上只有AVR的板子而已没有51的。用51也可以,只是芯片初始化部分不同,还有寄存器名字不同而已。

核心算法:

unsigned char Trg;

unsigned char Cont;

void KeyRead( void )

{

中国半导体第五话:王守觉先生

1958年国内首次研制成功锗合金扩散高频晶体管,1963年中国首先研制成硅平面器件,1978年一种集成高速模糊逻辑电路DYL使中国集成8位D/A转换器转换时间由80ns缩短至4ns以下....这些重大成果的幕后英雄,就是王守武的弟弟王守觉,他也是我们国家赫赫有名的半导体专家。

王守觉,原名王守平,1925年6月27日生于上海,原籍江苏苏州,他从小思维敏捷,天资聪慧而且特别顽皮大胆,好吵闹,父亲练字,他要在一旁静静观看,母亲坐禅念佛,他要掀门偷偷去瞧瞧,哥姐们讨论问题,他也要去参和,这个深得父亲与哥姐们喜爱的孩童就是王守觉。

20世纪30年代初的一天,苏州,一个孩子在一座小桥上徘徊良久才走向不远处的家门。进门后正撞见父亲,父亲一眼看见了孩子手里的试卷,拿过去看了许久,然后指着99分的数学试卷说:“你数学怎么会不是100分呢?这么严谨的东西。”父亲认为数学不得满分是件不可思议的事情。

这个孩子就是王守觉,而他父亲则是历史上颇有名气的王季同。王季同1890至1895年于京师同文馆学习数学。1927年随蔡元培筹备中央研究院,1928年进入工程研究所任研究员是著名数学家和机电专家因有关“四元函数求微分法”的研究,被称为“王氏代数”。怪不得对孩子要求这么严啊。

中国半导体第四话:论基础教育的重要性——名门之后王守武先生

在我国知名的半导体专家中,王守武先生是很特别的,他不但是名门之后(他为明代宰相王鏊后裔),而且家人中成大家者特别多,比如他父亲王季同是数学家,兄弟姐妹中王守竞、王守觉、王淑贞、王明贞等皆为科技泰斗,一家出这么多名人确实罕见啊。

王守武先生1919年3月15日出生于江苏省苏州市。孩童时代常被疟疾纠缠,身体状况不好,智力曾一度受到影响。上学后,经常性的病休,持续不断的自学磨练,使得他从小就养成了寡言、内向的性格,和善于独立思考的习惯。由此看来决定一个人未来真不是先天的因素啊。

在先生4岁时,父亲赴上海与他人合股开办机械厂,家人也随之迁居。不到两年,工厂倒闭,家里分得不少机械加工工具,这却使他在家有条件学会钳工和配钥匙、修理家庭用具、绕制变压器等技艺。王守武后来之所以能在科研工作中动手能力强,均得益于那时的培养和磨练。