1.3 嵌入式系統(tǒng)常用術(shù)語(yǔ)

在學(xué)習(xí)嵌入式應(yīng)用技術(shù)的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到一些名詞術(shù)語(yǔ)。從學(xué)習(xí)規(guī)律角度，初步了解這些術(shù)語(yǔ)有利于隨后的學(xué)習(xí)。因此，本節(jié)對(duì)嵌入式系統(tǒng)中所用的一些常用術(shù)語(yǔ)給出簡(jiǎn)要的說(shuō)明，以便有個(gè)初始印象。

1.3.1 與硬件相關(guān)的術(shù)語(yǔ)

1.封裝（Package）

集成電路的封裝是指用塑料、金屬或陶瓷材料等把集成電路封在其中。封裝可以保護(hù)芯片，并使芯片與外部世界連接。常用的封裝形式可分為通孔封裝和貼片封裝兩大類。

通孔封裝主要有：?jiǎn)瘟兄辈澹⊿ingle-in-Line Package，SIP）、雙列直插（Dual-in-Line Package，DIP）、Z字形直插式封裝（Zigzag-in-Line Package，ZIP）等。

常見的貼片封裝主要有：小外形封裝（Small Outline Package，SOP）、緊縮小外形封裝（Shrink Small Outline Package，SSOP）、四方扁平封裝（Quad-Flat Package，QFP）、薄方封裝（Plastic-Low-profile Quad-Flat Package，LQFP）、塑料扁平組件式封裝（Plastic Flat Package，PFP）、帶載封裝（Tape Carrier Package，TCP）、插針網(wǎng)格陣列封裝（Ceramic Pin Grid Array Package，PGA）、球柵陣列封裝（Ball Grid Array Package，BGA）等。

2.印刷電路板（Printed Circuit Board，PCB）

印刷電路板是組裝電子元件用的基板，是在通用基材上按預(yù)定設(shè)計(jì)形成點(diǎn)間連接及印制元件的印制板，是電路原理圖的實(shí)物化。PCB 的主要功能是提供集成電路等各種電子元器件固定、裝配的機(jī)械支撐；實(shí)現(xiàn)集成電路等各種電子元器件之間的布線和電氣連接（信號(hào)傳輸）或電絕緣；為自動(dòng)裝配提供阻焊圖形，為元器件插裝、檢查、維修提供識(shí)別字符和圖形等。

3.動(dòng)態(tài)可讀/寫隨機(jī)存儲(chǔ)器（Dynamic Random Access Memory，DRAM）

動(dòng)態(tài)可讀/寫隨機(jī)存儲(chǔ)器由一個(gè)MOS管組成一個(gè)二進(jìn)制存儲(chǔ)位。MOS管的放電導(dǎo)致表示“1”的電壓會(huì)慢慢降低。一般每隔一段時(shí)間就要控制刷新信息，給其充電。DRAM價(jià)格低，但控制煩瑣，接口復(fù)雜。

4.靜態(tài)可讀/寫隨機(jī)存儲(chǔ)器（Static Random Access Memory，SRAM）

靜態(tài)可讀/寫隨機(jī)存儲(chǔ)器一般由四個(gè)或者6 個(gè)MOS管構(gòu)成一個(gè)二進(jìn)制位。當(dāng)電源有電時(shí)，SRAM不用刷新，可以保持原有的數(shù)據(jù)。

5.只讀存儲(chǔ)器（Read Only Memory，ROM）

只讀存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)可以讀出，但不可以修改，所以稱為只讀存儲(chǔ)器。通常存儲(chǔ)一些固定不變的信息，如常數(shù)、數(shù)據(jù)、換碼表、程序等。它具有斷電后數(shù)據(jù)不丟失的特點(diǎn)。ROM有固定ROM、可編程ROM（即PROM）和可擦除ROM（即EPROM）三種。

PROM的編程原理是通過(guò)大電流將相應(yīng)位的熔絲熔斷，從而將該位改寫成0，熔絲熔斷后不能再次改變，所以只改寫一次。

EPROM（Erase PROM）是可以擦除和改寫的ROM，它用MOS管代替了熔絲，所以可以反復(fù)擦除、多次改寫。擦除是用紫外線擦除器來(lái)完成的，很不方便。有一種用低電壓信號(hào)即可擦除的EPROM稱為電可擦除EPROM，簡(jiǎn)寫為E2PROM或EEPROM。

6.閃速存儲(chǔ)器（Flash Memory）

閃速存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱閃存，是一種新型快速的E2PROM。由于工藝和結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，F(xiàn)lash Memory比普通的E2PROM的擦除速度更快，集成度更高。如Freescale目前生產(chǎn)的微控制器芯片中大多采用第三代閃存技術(shù)，可以達(dá)到 10 萬(wàn)次重復(fù)讀/寫能力，頁(yè)整體擦除/寫入只需要幾十個(gè)毫秒。

閃存相對(duì)于傳統(tǒng)的E2PROM來(lái)說(shuō)，其最大的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)內(nèi)編程，也就是說(shuō)不需要另外的器件來(lái)修改內(nèi)容。閃存的結(jié)構(gòu)隨著時(shí)代的發(fā)展而有些變動(dòng)，盡管現(xiàn)代的快速閃存是系統(tǒng)內(nèi)可編程的，但仍然沒(méi)有 RAM 使用起來(lái)方便。擦除/寫入操作必須通過(guò)特定的程序算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

7.模擬量

模擬量是指時(shí)間連續(xù)、數(shù)值也連續(xù)的物理量，如溫度、壓力、流量、速度、聲音等。在工程技術(shù)上，為了便于分析，常用傳感器、變換器將模擬量轉(zhuǎn)換為電流、電壓或電阻等電學(xué)量。

8.開關(guān)量

開關(guān)量是指一種二值信號(hào)，用兩個(gè)電平（高電平和低電平）分別來(lái)表示兩個(gè)邏輯值（邏輯1和邏輯0）。

1.3.2 與通信相關(guān)的術(shù)語(yǔ)

1.并行通信

并行通信是指數(shù)據(jù)的各位同時(shí)在多根并行數(shù)據(jù)線上進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ欧绞剑瑪?shù)據(jù)的各位同時(shí)由源到達(dá)目的地，適合近距離、高速通信場(chǎng)合。常用的有4位、8位、16位、32位等同時(shí)傳輸。

2.串行通信

串行通信是指數(shù)據(jù)在單線（電平高低表征信號(hào)）或雙線（差分信號(hào)）上，按時(shí)間先后一位一位地傳送，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省傳輸線，但相對(duì)于并行通信來(lái)說(shuō)，速度較慢。在嵌入式系統(tǒng)中，串行通信一詞一般特指用串行通信接口（Serial Communication Interface，SCI）與RS-232芯片連接的通信方式。SPI、I2C、USB等也是串行通信，但它們使用專用名詞。

3.串行外設(shè)接口

串行外設(shè)接口（Serial Peripheral Interface，SPI）也是串行通信方式，主要用于MCU擴(kuò)展外圍芯片使用。這些芯片可以是具有SPI接口的A/D轉(zhuǎn)換、時(shí)鐘芯片等。

4.集成電路互連總線I2C

I2C（Inter Integrated Circuit）是一種由Philips公司開發(fā)的兩線式串行總線，有的書籍也記為IIC或I2C，主要用于用戶電路板內(nèi)MCU與其外圍電路的連接。

5.通用串行總線

通用串行總線（Universal Serial Bus，USB）是MCU與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的一種新的方式，其速度快，抗干擾能力強(qiáng)，在嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

6.控制器局域網(wǎng)

控制器局域網(wǎng)（Control Area Network，CAN）是一種全數(shù)字、全開放的現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)，目前在汽車電子中應(yīng)用最廣。

7.背景調(diào)試模式

背景調(diào)試模式（Background Debug Mode，BDM）是Freescale半導(dǎo)體公司提出的一種調(diào)試接口，主要用于嵌入式MCU的程序下載與程序調(diào)試。

8.邊界掃描測(cè)試協(xié)議

邊界掃描測(cè)試協(xié)議（Joint Test Action Group，JTAG）是由國(guó)際聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)組開發(fā)的對(duì)芯片進(jìn)行測(cè)試的一種方式，可將其用于對(duì)MCU的程序進(jìn)行載入與調(diào)試。JTAG能獲取芯片寄存器等內(nèi)容，或者測(cè)試遵守IEEE規(guī)范的器件之間引腳連接情況。

關(guān)于通信相關(guān)的術(shù)語(yǔ)還有嵌入式以太網(wǎng)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、Zigbee、射頻通信等，本章不再進(jìn)一步介紹。

1.3.3 與功能模塊及軟件相關(guān)的術(shù)語(yǔ)

1.通用輸入/輸出

通用輸入/輸出（General Purpose I/O，GPIO）即基本的輸入/輸出，有時(shí)也稱為并行I/O。作為通用輸入引腳時(shí)，MCU內(nèi)部程序可以讀取該引腳，知道該引腳是“1”（高電平）或“0”（低電平），即開關(guān)量輸入。作為通用輸出引腳時(shí)，MCU 內(nèi)部程序向該引腳輸出“1”（高電平）或“0”（低電平），即開關(guān)量輸出。

2.A/D與D/A

A/D 轉(zhuǎn)換模塊的功能是將電壓信號(hào)（模擬量）轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。實(shí)際應(yīng)用中，這個(gè)電壓信號(hào)可能由溫度、濕度、壓力等實(shí)際物理量經(jīng)過(guò)傳感器和相應(yīng)的變換電路轉(zhuǎn)化而來(lái)。經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，MCU就可以處理這些物理量。而與之相反，D/A轉(zhuǎn)換則是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)（模擬量）。

3.脈沖寬度調(diào)制器

脈沖寬度調(diào)制器（Pulse Width Modulator，PWM）是一個(gè)D/A轉(zhuǎn)換器，可以產(chǎn)生一個(gè)高電平和低電平之間重復(fù)交替的輸出信號(hào)，這個(gè)信號(hào)就是PWM信號(hào)。

4.看門狗

看門狗（Watch Dog）是一個(gè)為了防止程序跑飛而設(shè)計(jì)的一種自動(dòng)定時(shí)器。當(dāng)程序跑飛時(shí)，由于無(wú)法正常執(zhí)行清看門狗定時(shí)器，看門狗定時(shí)器會(huì)自動(dòng)溢出，使系統(tǒng)程序復(fù)位。

5.液晶顯示

液晶顯示（Liquid Crystal Display，LCD）是電子信息產(chǎn)品的一種顯示器件，可分為字段型、點(diǎn)陣字符型、點(diǎn)陣圖形型三類。

6.發(fā)光二極管

發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，LED）是一種將電流順向通到半導(dǎo)體PN結(jié)處而發(fā)光的器件，

常用于家電指示燈、汽車燈和交通警示燈。

7.鍵盤

鍵盤是嵌入式系統(tǒng)中最常見的輸入設(shè)備。識(shí)別鍵盤是否有效被按下的方法有查詢法、定時(shí)掃描法與中斷法等。

8.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（Real Time Operating System，RTOS）是指一種運(yùn)行于嵌入式系統(tǒng)上的操作環(huán)境，可以提供建立多任務(wù)的能力。RTOS為每個(gè)任務(wù)建立一個(gè)可執(zhí)行的環(huán)境，可以很方便地在任務(wù)之間傳遞消息，在一個(gè)中斷處理程序和任務(wù)之間傳遞事件，區(qū)分任務(wù)執(zhí)行的優(yōu)先級(jí)，并協(xié)調(diào)多個(gè)任務(wù)對(duì)同一個(gè)I/O設(shè)備的調(diào)用。通常一個(gè)規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)可以分解為一系列較小、較簡(jiǎn)單的并行任務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，各個(gè)任務(wù)之間互不干擾，使用 RTOS 排除并行任務(wù)中的人為因素，降低復(fù)雜度，增強(qiáng)模塊化，使工程由更簡(jiǎn)易和標(biāo)準(zhǔn)化的模塊組成，處理起來(lái)更加輕松、快捷。

與軟件相關(guān)術(shù)語(yǔ)很多，本章不再進(jìn)一步介紹。