网站设计色板,深圳调查公司,做网站的技术支持,龙岩市住房和城乡建设厅网站本博文内容导读 1、当前嵌入式系统的发展情况#xff0c;分析SoC作为物联网开发的重要技术#xff0c;是未来物联网发展重要方向。 2、介绍SoC系统的组成和系统特点#xff0c;了解SoC打下SoC基础。 3、介绍基于ESP32的SoC系列开发板#xff0c;ESP32开发的系统功能进行总… 本博文内容导读 1、当前嵌入式系统的发展情况分析SoC作为物联网开发的重要技术是未来物联网发展重要方向。 2、介绍SoC系统的组成和系统特点了解SoC打下SoC基础。 3、介绍基于ESP32的SoC系列开发板ESP32开发的系统功能进行总结。 System on ChipSoC即片上系统是嵌入式系统发展到高级阶段的结果技术上领先性能上优越。 SoC的迅速发展为专业应用提供了强大的技术基础具有灵活、高效、高性价比的优点是万物互联时代的重要技术应用方向未来更加广泛地应用于生产生活中。 它是针对特定需求满足特定功能的计算机软件和硬件的集合体具有软硬件可裁剪性适应专业应用系统的功能、性能的专用计算机系统。 从狭义角度讲SoC是将信息系统核心部件集成在一块芯片上。从广义角度讲SoC是一个微小型系统不仅包括微处理器而且包括模拟IP核、数字IP核和存储器集成在单一芯片上可以客户定制也可以面向特定用途。
功能设计电路依据产品的应用场景设定一些诸如功能、操作速度、接口规格、环境温度及消耗功率等进一步规划软件模块及硬件模块划分哪些功能整合于SoC内哪些功能设计在电路板上。 设计描述和行为验证设计完成后可以将SoC划分为若干功能模块并实现这些功能要使用的IP核。此阶段直接影响了SoC内部的架构及各模块间传送的信号以及未来产品的可靠性。确定模块之后可以用VHDL或Verilog等硬件描述语言实现各模块的设计。最后使用VHDL或Verilog的电路仿真器对设计进行功能验证或行为验证。 逻辑综合确定设计描述正确后可以用逻辑综合工具进行操作选择适当的逻辑器件库作为合成逻辑电路时的参考依据得到门级网表。 门级验证门级功能验证是寄存器传输级验证。主要的工作是要确认经综合后的电路是否符合功能需求该工作一般利用门电路级验证工具完成。
在SoC系统硬件组成中包括微处理器CPU一般采用精简指令集存储器包含缓存、主存储器和辅助存储器通用设备接口和I/O接口。在SoC系统软件组成中包括中间层是设备驱动程序和板级支持包系统层是实时操作系统应用层是具体的应用程序。 SoC结构与特点
SoC基本特点
•内核小。SoC系统一般是应用于小型电子装置的资源相对有限所以内核较之传统的操作系统要小。
•专用性。SoC系统和硬件的结合紧密一般硬件系统要进行的移植即使同一品牌、同一系列的产品中也需根据系统硬件的变化和增减进行修改。同时不同的任务需要对系统进行较大更改程序的编译下载需与系统相结合这种修改和通用软件的升级是不同的。 •集成化。SoC没有系统软件和应用软件的明显区分功能设计及实现上简单集成一方面利于控制系统成本另一方面有利于实现系统安全。 •实时性。SoC软件的基本要求是高实时性的系统软件。软件要求固态存储提高速度 软件代码要求高质量和高可靠性。
多任务。SoC软件未来的发展是使用多任务的操作系统。系统的应用程序可以没有操作系统直接运行但是为了调度多任务、利用系统资源、系统函数以及与专家库函数接口用户需自行选配RTOS开发平台。
•可测性。SoC需要有一套开发工具和环境工具和环境是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等具有可测性。
•长期性。与具体应用有机结合在一起升级换代同步进行。因此SoC系统产品一旦进入市场具有较长的生命周期。 •可靠性。为提高运行速度和系统可靠性SoC系统中的软件一般都固化在存储器芯片中。
•可裁剪。尽管系统支持提供统一的开放接口但是要求系统具有开放性和可伸缩性的体系结构和良好的可移植性。
ESP32系列SoC ESP32系列芯片是集成2.4GHz WiFi和蓝牙双模的单芯片方案采用超低功耗的40纳米工艺具有超高的射频性能、稳定性、通用性和可靠性以及超低的功耗适用于各种应用场景。 主要包括核与存储器、RTC、WiFi、BT、RF、外部接口和密码软件加速器。
其主要特点
1.超低功耗。在低功耗物联网传感器集中应用场景中ESP32只有在特定条件下才会被周期性地唤醒。低占空比可以极大降低ESP32芯片的能耗。射频功率放大器的输出功率也可调节以实现通信距离、数据率和功耗之间的最佳平衡。
2.高集成度。ESP32采用CMOS工艺实现单芯片集成射频和基带还集成了先进的自校准电路实现了动态自动调整可以消除外部电路的缺陷更好地适应外部环境的变化。 ESP32主要的功能 1.WiFi主要功能。 无线多媒体帧聚合立即块回复重组自动监测4个虚拟WiFi接口支持基础结构型网络Station模式/SoftAP 模式/混杂模式ESP32在Station模式下扫描时SoftAP信道会同时改变天线分集。 2.蓝牙主要功能。 蓝牙v4.2完整标准包含传统蓝牙和低功耗蓝牙支持标准Class-1、Class-2和Class-3且无须外部功率放大器增强型功率控制输出功率高达12dBm接收器具有–94dBm的低功耗蓝牙接收灵敏度自适应跳频基于SDIO/SPI/UART接口的标准人机交互高速UART人机交互最高可达4Mbit/s•支持蓝牙4.2传统蓝牙和低功耗蓝牙双模控制器同步面向连接/扩展同步面向连接支持音频编解码算法蓝牙微微网和散射网支持传统蓝牙和低功耗蓝牙的多设备连接支持同时广播和扫描。 3.CPU和存储功能。 Xtensa® 32位LX6单/双核处理器运算能力高达600MIPS448KB ROM520KB SRAM16KB RTC SRAMQSPI支持多个Flash/SRAM。 4.时钟和定时器功能。 内置8MHz振荡器支持自校准内置RC振荡器支持自校准支持外置2MHz~60MHz的主晶振如果使用WiFi/蓝牙功能则目前仅支持40MHz晶振支持外置32KHz晶振用于RTC支持自校准2个定时器群组每组包括2个64位通用定时器和1个主系统看门狗1个RTC定时器RTC看门狗。 5.高级外设接口功能。 34个GPIO引脚12位SAR ADC多达18个通道2个8位D/A转换器10个触摸传感器4个SPI2个I2S2个I2C3个UART1个主机SD/eMMC/SDIO1个从机SDIO/SPI专用DMA的以太网MAC接口支持IEEE 1588双线汽车接口IR(TX/RX)电机PWMLED PWM多达16个通道霍尔传感器。 6.安全机制。 安全启动Flash加密1024位OTP用户可用的高达768位加密硬件加速器AES/Hash(SHA-2)/RSA/ECC/随机数生成器。
