嵌入式系统硬件架构是系统核心组成部分及其相互关系的设计，主要包含以下关键模块：

一、核心处理器（CPU）

• 功能 ：执行指令、控制系统运行，处理输入输出。

• 类型 ：包括ARM、MIPS、PowerPC等架构，主流采用RISC-V指令集以提高效率。

• 特点 ：集成度高、功耗低，支持多核设计以提升性能。

二、存储器系统

• 存储类型 ：

  • ROM ：非易失性存储，存放固件和常量数据。

  • RAM ：随机存取存储器，用于运行时数据。

  • Flash Memory ：非易失性存储，常见于嵌入式设备。

• 容量与速度 ：根据应用需求平衡，如传感器数据存储用Flash，实时数据处理用SRAM。

三、输入/输出接口（I/O）

• 接口类型 ：

  • 通用接口 ：GPIO、UART（串行通信）、SPI（高速同步）、I2C（低速同步）。

  • 扩展接口 ：USB、Ethernet、CAN（网络通信）。

• 功能 ：连接传感器、显示器、键盘等设备，实现数据交互。

四、电源管理模块

• 核心功能 ：优化功耗、支持睡眠模式和唤醒机制，延长电池寿命。

• 技术 ：动态电压调节（DVR）、电源分配网络（PDN）。

五、系统扩展板

• 组成 ：提供显示卡、存储模块、通信设备等扩展功能。

• 作用 ：满足多样化应用需求，如工业控制、智能家居等场景。

六、其他关键组件

• 时钟与定时器 ：提供时间基准，用于数据采集和任务调度。

• 基础电路 ：包括电源电路、时钟电路和存储器电路，构成核心控制模块。

设计原则

• 模块化 ：便于功能扩展和维护。

• 低功耗与高集成 ：平衡性能与资源限制。

• 安全性 ：通过硬件设计保障数据传输和存储安全。