嵌入式系統的各種常見外設總結

xyd2018

背景
嵌入式系統中，硬件方面，有很多常見的外圍設備。
在此，專門整理一下。

什么是嵌入式系統中的外設
外設==外部設備==Peripheral
· 外部：主要指的是除了嵌入式系統中主要的CPU，即SoC，MCU等之外的
· 設備：某種硬件功能模塊

外設==接口
此處，所指的外設，也常被稱為各種接口，硬件接口。
因為是：存在對應的物理上的看得見的，以及那些屬于硬件內部的肉眼不容易看見的，各種接口，通過對應接口連接外部設備。

下面總結一下，常見的，有哪些外設。
嵌入式系統的各種常見的外設
AFE(Analog Front End)
一個模塊，包含了一堆的模擬電路，實現對應的模擬方面的功能。
比如功放amplifiers, filters過濾器等等。
常常和數據采集，音頻等方面有關。

ADC/DAC
Analog Digital Converter/ Digital Analog Converter
模擬數字轉換器 / 數字模擬轉換器
在模擬和數字之間進行轉換。

比如：
常常ADC，用于外掛某種傳感器，然后通過ADC或DAC，轉換成對應的數字信號，然后可以通過嵌入式SoC去讀取對應的數據。

CRC硬件模塊
當然，CRC算法，是可以通過軟件實現的。
但是為了提高計算的效率，有時候可以利用已有的CRC模塊去實現CRC計算。

比如：
Using the CRC Module on the Flexis AC Family

CRC本身，又有一些細節劃分和叫法
比如：
CRC16-CCITT
CRC32
等等。

CAN
CAN總線接口。
比如：
http://www.freescale.com/zh-Hans/webapp/sps/site/prod_summary.jsp?code=MCF5227X
中就有：“FlexCAN”
比如：http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/32bit/architecture.html
就有：“2x CAN 2.0B Ports”

USB
USB Host：固定的作為USB的Host
USB Slave：固定的作為USB的Slave
USB OTG：即可以做Host，也可以做Slave，可以通過軟件配置

現在很多手機，如果號稱支持USB Host，那么往往都是對應的內部硬件上有個USB OTG模塊的。

關于相關知識的整理，可參考：
【整理】關于安卓(Android)手機是否支持USB主機(USB Host)功能

比如：
（1）
http://www.freescale.com/zh-Hans/webapp/sps/site/prod_summary.jsp?code=MCF5227X
中，就有：“USB OTG”（2）
http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/32bit/architecture.html
就有：“Full-speed USB Host/Device/OTG”


Video Codec視頻解碼
硬件實現視頻解碼
包括：
JPEG
VC1
WMV

視頻解碼方面，常常還會涉及到一個
pp：post processing，后處理
的功能。
比如圖像的混合，圖形的旋轉，等等。
也是通過硬件模塊去實現的，比軟件處理，效率更高，更快。

一些資料供參考：
Chapter 9. Pre- and Post-Processing
SAM9M10 Hardware Video Decoder Post Processing Engine Features

Audio Codec音頻解碼
硬件實現音頻解碼：
· AAC
· MP3
· WMA
· WMA8 + Microsoft PDDRM
· WMA9 + DRM10
· OGG
· WAV
音頻解碼，往往還涉及相關的內容
比如：
Equalization均衡
等等。

時鐘Clock相關模塊：晶振Crystal，CCU
晶振，crystal，產生對應的時鐘
然后用CCU，Clock Unit Control，去控制對應的時鐘頻率，變高或變低，達到對應的頻率
然后輸送給外設各個模塊。

LCDC(LCD Controler)
LCD的controller，LCD的控制器 ，LCD顯示屏的控制器
可以支持外接很多種不同類型的顯示屏。

比如：
http://www.freescale.com/zh-Hans/webapp/sps/site/prod_summary.jsp?code=MCF5227X
中，就有個LCDC

硬件加密模塊crypto
比如AES加密等等。

DMA
常見的接口之一。

GPIO
常見的接口之一。

I2C
常見的接口之一。

I2C
比如：
http://www.freescale.com/zh-Hans/webapp/sps/site/prod_summary.jsp?code=MCF5227X
中，就有個I2C

I2S
主要用于音頻。
往往和聲卡，音頻，有關。

之前轉載的帖子供參考：
I2S標準

IDE
IDE硬盤。
更多的用于PC端。
但是，偶爾也會遇到，嵌入式系統中掛IDE硬盤的。

Keyboard [Matrix]
嵌入式中的鍵盤，
主要指的是，
有限的幾個按鍵
所以往往是鍵盤矩陣Keyboard Matrix

之前折騰過，PC端的鍵盤，其本質的原理是類似的，也可以參考參考：
鍵盤Keyboard中的掃描碼Scan Code 通碼Make code 斷碼Break Code

Memory Controller：MPMC
內存控制器MPMC
可以外掛各種存儲介質
主要指的是SDRAM

Nor Flash
Flash本身，雖然分Nand Flash和Nor Flash但是，Flash這個詞，本身常常代表Nor Flash本身。

又分：Nor Flash有時候也是指的是EEPROM比如
http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/32bit/architecture.html
就有：“Up to 512 KB Flash”

Nand Flash
Nand Flash中可能會涉及到bch算法。

電源管理PMU
Power Management Unit
用于管理電源的。
可以控制各種硬件模塊的電源，的電壓，以達到：
· 可以使得硬件工作穩定和正常
· 可以實現功耗管理
· 正常電壓時，性能好，但是功耗大
· 低電壓時，功耗相應降低，但是性能相對弱

wiki的解釋供參考：
http://en.wikipedia.org/wiki/Power_Management_Unit

實時時鐘RTC(Real Time Clock)RTC，常見的，嵌入式中的基本功能之一。斷電也可以正常運行。

比如：
http://www.freescale.com/zh-Hans/webapp/sps/site/prod_summary.jsp?code=MCF5227X中，就有個RTC

SD/MMC、SSP
也是常見接口之一。

Synchronous Serial Port
http://en.wikipedia.org/wiki/Synchronous_Serial_Port
SSP與SPI接口的區別是什么？
http://zhidao.baidu.com/question/247087991.html

Touch Panel觸摸屏
也是屬于顯示屏相關的，但是支持觸摸。

TVOUT
顯示內容輸出格式之一。
顯示到電視上。
包括對應的PAL或NTSC等格式。

UART/RS232/串口

WatchDog看門口
簡稱WDT

JTAG
用于支持JTAG口去調試芯片
屬于調試方面的東西

Ethernet
網卡，以太網卡比如：
http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/32bit/architecture.html
就有：“10/100 Ethernet MAC with MII/RMII Interfaces”

總結
嵌入式系統，的開發過程中，往往，更多的時候，可能就是去學習和了解這些外設的工作原理，然后接著去實現對應的驅動。這往往是常見的，典型的，嵌入式開發，所要做的事情之一。

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