嵌入式系统硬件体系结构设计-USB迷|专注于互联网分享

2024年3月17日发(作者：彭葳)

一、嵌入式计算机系统体系结构

体系主要组成包括：

1. 硬件层

硬件层中包含嵌入式微处理器、存储器（SDRAM、ROM、Flash等）、

通用设备接口和I/O接口（A/D、D/A、I/O等）。在一片嵌入式处理器基础

上添加电源电路、时钟电路和存储器电路，就构成了一个嵌入式核心控制

模块。其中操作系统和应用程序都可以固化在ROM中。

2. 中间层

硬件层与软件层之间为中间层，也称为硬件抽象层（Hardware Abstract

Layer，HAL）或板级支持包（Board Support Package，BSP），它将系统上

层软件与底层硬件分离开来，使系统的底层驱动程序与硬件无关，上层软

件开发人员无需关心底层硬件的具体情况，根据BSP 层提供的接口即可

进行开发。该层一般包含相关底层硬件的初始化、数据的输入/输出操作和

硬件设备的配置功能。

嵌入式计算机系统

硬件层

I/O

人机交互接口

D/A

A/D

嵌入式

微处理器

通用接口

ROM

SDRAM

中间层

软件层

文件系统

图形用户

接口

任务管理

功能层

应用程序

实时操作系统(RTOS)

BSP/HAL 硬件抽象层/板极支持包

3. 系统软件层

系统软件层由实时多任务操作系统（Real-time Operation System，RTOS）、

文件系统、图形用户接口（Graphic User Interface，GUI）、网络系统及通

用组件模块组成。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。

4. 功能层

功能层主要由实现某种或某几项任务而被开发运行于操作系统上的程序

组成。

一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成，而嵌

入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，由硬件层、中间层、系统软件

层和应用软件层组成。执行装置也称为被控对象，它可以接受嵌入式计算

机系统发出的控制命令，执行所规定的操作或任务。

硬件的设计

本网关硬件环境以单片机S3C2440芯片和DM9000以太网控制芯片为

主，实现RJ45接口和RS232接口的数据传输。内容包括硬件环境的初始

化，数据的收发控制，封包解包设计，操作系统的移植等。

硬件框图

硬件框图是简单的将每个功能模块列出，也是一个基本的模块组合，可

以简洁的每个模块的功能体现出来。

其中包括了电源模块，处理模块，串口模块以及网口模块。

电源模块主要的用途是负责给整块开发板进行供电，保证每个模块都可

以正常工作。

处理模块主要的用途是负责协议的转换，数据的处理等，以保障通信的

畅通。

串口模块以及网口模块主要的用途是负责各网络相关数据信息的收发。