硬體系統

硬體系統是指構成計算機的物理設備，即由機械、光、電、磁器件構成的具有計算、控制、存儲、輸入和輸出功能的實體部件。如CPU、存儲器、軟碟驅動器、硬碟驅動器、光碟驅動器、主機板、各種卡及整機中的主機、顯示器、印表機、繪圖儀、數據機等等，整機硬體也稱“硬設備”。 隨著電子系統的複雜化，系統設計已經成為一門重要的學科，傳統的反覆試驗法已經越來越不適應時代的發展。發展迅速的軟硬體協同設計技術越來越受到人們的重視。它是在系統目標要求的指導下，通過綜合分析系統軟硬體功能及現有資源，最大限度地挖掘系統軟硬體之間的並發性，協調設計軟硬體體系結構，以使系統工作在最佳工作狀態。

基本介紹

• 中文名：硬體系統
• 含義：構成計算機的物理設備
• 類型：實體部件
• 舉例：CPU、存儲器、軟碟驅動器

硬體系統分為三種典型結構

單匯流排結構

即用一組系統匯流排將計算機系統的各部分連線起來，各部分之間可以通過匯流排交換信息。這種結構的優點是易於擴充新的I/O設備，並且各種I/O設備的暫存器和主存器的存儲單元可以統一編址，使CPU訪問I/O設備更方便靈活；其缺點是同一時刻只能允許掛在匯流排上的一對設定之間互相傳送信息，也即分時使用匯流排，這就限制了信息傳送的吞吐量，這種結構一般用在微型計算機和小型計算機中。

雙匯流排結構

為了消除信息傳送的瓶頸，常設定多組匯流排，最常見的是在主存和CPU之間設定一組專用的高速存儲匯流排。這種結構的優點是控制線路簡單，對I\O匯流排的傳送速率要求低；其缺點是CPU的工作效率較低，因為I/O設備與主存之間的信息交換要經過CPU進行。以存儲器為中心的雙匯流排結構中，主存儲器可通過存儲匯流排與CPU交換信息，同時還可以通過系統匯流排與I/O設備交換信息，這種結構的優點是信息傳送速率高；其缺點是需要增加硬體的投資。

採用通道的大型系統結構

為了擴大系統的功能和提高系統的效率，在大、中型計算機系統中採用通道結構，在這種結構中，一台主機可以連線多個通道，一個通道可以連線一台或多台I/O控制器，一台I/O控制器又可以連線一台或者多台I/O設備，所以它具有較大的擴展餘地，另外由通道來管理和控制I/O設備，減輕了CPU負擔，提高了整個系統的效率。

最小硬體系統

嵌入式系統的硬體設計與其套用場合和套用系統的不同而有所差別。一般情況下，用戶可以根據自己的要求，選用合適的微處理器類型，根據相應的接口電路搭配不同類型外設，構成不同用途、不同不同規模的套用系統。這些系統，無論其規模多大，從硬體上看，都可以分為由核心電路構成的最小系統以及各種各樣外部設備所需的外圍接口電路。通常最小硬體系統指的是，由處理器以及SDRAM和FLASH構成的存儲電路，再加上一些必要的輔助電路構成的核心繫統。最小硬體系統不僅是整個硬體系統的核心部分，它的構成對軟體系統也有重要的影響，其構成決定了處於軟體系統最底層的Bootloader的設計，同時它也是嵌入式作業系統正常運行的基礎。換而言之，最小硬體系統及其之上的最底層的最小軟體系統構成了嵌入式系統最基本最核心的部分。