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嵌入式知识点总结 ARM体系与架构 专题提升(一)-硬件基础
目录
1.NAND FLASH 和NOR FLASH异同 ?
2.CPU,MPU,MCU,SOC,SOPC联系与差别?
3.什么是交叉编译？
4.为什么要交叉编译？
5.描述一下嵌入式基于ROM的运行方式和基于RAM的运行方式有什么区别?
1.NAND FLASH 和NOR FLASH异同 ?
| 特性 | NAND Flash | NOR Flash |
|---|---|---|
| 存储结构 | NAND 门结构，按块和页擦写 | NOR 门结构，按字节读取 |
| 写入速度 | 较快，适合大数据量写入 | 较慢，适合小数据量按字节写入 |
| 读取速度 | 较慢，按页读取 | 较快，按字节读取 |
| 擦除单位 | 按块擦除 | 按扇区擦除 |
| 应用 | 高容量存储，适合 SSD、闪存卡等 | 固件存储、嵌入式系统代码存储 |
| 成本 | 较低，适合大容量存储 | 较高，适合小容量且要求快速读取的应用 |
| 容量 | 大容量，通常为数百GB或更多 | 小容量，通常为几MB到几GB |
| 耐用性 | 擦写次数较少，有限的寿命 | 擦写次数较多，适合长期使用 |
写之前都要先擦除，因为写操作只能使1->0，而擦除动作是为了把所有位都变1
擦除单元可以都以块为单位
2.CPU,MPU,MCU,SOC,SOPC联系与差别?
1.CPU(Central Processing Unit ),是一台计算机的运算核心和控制核心。CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。差不多所有的CPU的运作原理可分为四个阶段:提取(Fetch)、解码(Decode)、执行(Execute)和写回(Writeback)。CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，并执行指令。所谓的计算机的可编程性主要是指对CPU的编程。
2.MPU (Micro Processor Unit),叫微处理器(不是微控制器)，通常代表一个功能强大的CPU(暂且理解为增强版的CPU吧),但不是为任何已有的特定计算目的而设计的芯片。这种芯片往往是个人计算机和高端工作站的核心CPU。最常见的微处理器是Motorola的68K系列和Intel的X86系列。
3.MCU(Micro Control Unit)，叫微控制器，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种1/0接口集成在一片芯片上，形成芯片级的芯片，比如51，avr这些芯片，内部除了CPU外还有RAM,ROM,可以直接加简单的外围器件(电阻，电容)就可以运行代码了，而MPU如x86，arm这些就不能直接放代码了，它只不过是增强版的CPU，所以得添加RAM,ROM.MCU MPU最主要的区别就睡能否直接运行代码。MCU有内部的RAM ROM，而MPU是增强版的CPU，需要添加外部RAM ROM才可以运行代码。
4.SOC(System on Chip)，指的是片上系统，MCU只是芯片级的芯片，而S0C是系统级的芯片，它既MCU(51，avr)那样有内置RAM,ROM同时又像MPU(arm)那样强大的，不单单是放简单的代码，可以放系统级的代码，也就是说可以运行操作系统(将就认为是MCU集成化与MPU强处理力各优点二合-)。
5.SOPC(System OnaProgrammable Chip)可编程片上系统(FPGA就是其中一种)，上面4点的硬件配置是固化的，就是说51单片机就是51单片机，不能变为avr，而avr就是avr不是51单片机，他们的硬件是一次性掩膜成型的，能改的就是软件配置，说白点就是改代码，本来是跑流水灯的，改下代码，变成数码管，而SOPC则是硬件配置，软件配置都可以修改，软件配置跟上面一样，没什么好说的，至于硬件，是可以自己构建的也就是说这个芯片是自己构造出来的，这颗芯片我们叫“白片”,什么芯片都不是，把硬件配置信息下载进去了，他就是相应的芯片了，可以让他变成51，也可以是avr，甚至arm，同时SOPC是在SOC基础上来的，所以他也是系统级的芯片，所以记得当把他变成arm时还得加外围ROM，RAM之类的，不然就是MPU了
3.什么是交叉编译？
在一种计算机环境中运行的编译程序，能编译出在另外一种环境下运行的代码，我们就称这种编译器支持交叉编译。这个编译过程就叫交叉编译。简单地说，就是在一个平台上生成另一个平台上的可执行代码。
这里需要注意的是所谓平台，实际上包含两个概念:体系结构(Architecture)、操作系统(0peratingSystem)。同一个体系结构可以运行不同的操作系统;同样，同一个操作系统也可以在不同的体系结构上运行。举例来说，我们常说的x86 Linux平台实际上是Intelx86体系结构和Linux for x86操作系统的统称;而x86 WinNT平台实际上是Intel x86体系结构和Windows NT for x86操作系统的简称。
4.为什么要交叉编译？
有时是因为目的平台上不允许或不能够安装我们所需要的编译器，而我们又需要这个编译器的某些特征;有时是因为目的平台上的资源贫乏，无法运行我们所需要编译器:有时又是因为目的平台还没有建立，连操作系统都没有，根本谈不上运行什么编译器。
5.描述一下嵌入式基于ROM的运行方式和基于RAM的运行方式有什么区别?
基于RAM
1.需要把硬盘和其他介质的代码先加载到ram中，加载过程中一般有重定位的操作。
2.速度比基于ROM的快，可用RAM比基于ROM的少，因为所有的代码，数据都必须存放在RAM中。
基于ROM
1.速度较基于RAM的慢，因为会有一个把变量,部分代码等从存储器(硬盘，flash)搬移到RAM的过程。
2.可用RAM资源比基于RAM的多
| 特性 | 基于ROM的运行方式 | 基于RAM的运行方式 |
|---|---|---|
| 存储介质 | 程序代码存储在ROM中 | 程序代码从外部存储加载到RAM中 |
| 启动过程 | 从ROM中加载并执行程序 | 从外部存储加载到RAM并执行程序 |
| 速度 | 启动较慢，执行受限于ROM的访问速度 | 启动较快，执行速度受限于RAM的访问速度 |
| 资源使用 | RAM资源主要用于数据存储和临时数据 | RAM资源用于存储程序和数据，消耗较大 |
| 可用RAM资源 | RAM主要用于临时数据存储 | RAM用于存储所有程序和数据，资源紧张 |
| 应用场景 | 固件存储、引导加载程序等 | 嵌入式操作系统、复杂应用程序等 |