8、嵌入式系统中的基础输入输出设备及应用

嵌入式系统中的基础输入输出设备及应用

1. 实时处理

在嵌入式系统中，实时处理意味着数据以与其产生相同的速度进行处理，通常由外部事件触发，例如时钟脉冲、I/O完成等。实时处理的核心在于数据处理的及时性和准确性，确保系统能够在规定的时间内响应外部事件。实时PC程序的例子包括飞行控制程序、电话交换系统、语音处理软件等。

实时处理的重要性

• 飞行控制程序 ：飞机的控制系统需要在极短的时间内处理传感器数据，并作出相应的调整。
• 电话交换系统 ：电话交换机需要快速响应来电，确保通话质量。
• 语音处理软件 ：语音识别和合成系统需要实时处理音频数据，以提供流畅的用户体验。

2. 直接内存访问（DMA）

直接内存访问（DMA）是一种高效的输入输出技术，它允许数据在内存和外设之间直接传输，无需CPU的干预。DMA技术可以显著提高数据传输效率，减轻CPU的负担。

突发与单周期DMA

突发模式DMA

突发模式DMA适合在短时间内传输大量数据。它会暂时接管总线，传输一批数据后释放总线。这种方式适用于需要高速传输大量数据的场景，例如磁盘读写操作。然而，突发模式DMA可能会锁定CPU处理关键事件，如时钟中断，导致系统响应延迟。

单周期DMA

单周期DMA每次仅传输一个字的数据，允许其他设备与DMA交错访问内存。这种方式适用于数据传输速率较低或需要频繁中断的场景，如串行通