[发明专利]嵌入式计算机系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机系统，尤其涉及一种嵌入式计算机系统的架构。

背景技术

今日各种电子装置须依赖计算机系统计算及/或处理信息及数据，如手机与个人数字助理等无线通讯装置及数字相机等。计算机系统的速度决定整个电子装置处理信息的性能，其必须快至符合实用性需求。由于计算机系统内嵌于电子装置中，故被称作嵌入式计算机系统，以下将对其基本架构进行说明。

请参阅图1，其为一传统嵌入式计算机系统的方块示意图。如图所示，该嵌入式计算机系统10的架构为一中央处理器11、一挥发性存储器12及一非挥发性闪存13。非挥发性闪存13中存储开机程序、经压缩的操作系统程序与系统程序映像文件、应用软件程序、及可读写的数据及设定，且不具有文件结构。挥发性存储器12存储这些操作系统程序在根据该程序映像文件解压缩后的版本及这些操作系统程序的文件结构，并有一部份提供为运算所使用。

当开机时，嵌入式计算机系统10执行一开机程序，该开机程序的步骤为(1)中央处理器11读取并执行非挥发性闪存13中的开机程序，(2)中央处理器11将挥发性存储器的部份仿真为具文件结构，(3)中央处理器11将存放于非挥发性闪存13中的操作系统与程序映像文件及开机用应用程序解压缩到挥发性存储器12的文件结构中，(4)中央处理器11执行挥发性存储器12中的解压缩后的操作系统程序与开机用应用程序，(5)中央处理器11将非挥发性闪存13中的部份可读写区块模拟成可存取管理的文件结构或指针，及(6)中央处理器11继续执行挥发性存储器12中的程序。至此，该开机程序便被完成。

请参阅图2，为目前的高阶嵌入式计算机系统的方块示意图。如图所示，该高阶嵌入式计算机系统20的架构与图1所示的嵌入式计算机系统无异，即具有一中央处理器21、一挥发性存储器22及一非挥发性闪存23，但另增加一辅助型大容量存储系统24，用以存储通用应用软件及数据。在辅助型大容量存储系统24中，一存取管理控制单元24’被内嵌其中，用以管理外部对其的存取动作的进行，故其本身不需再被加以结构的初始化，且大容量存储动作的控制复杂度较低，其数据可靠度较高，并有较佳的存储维护效果。

虽然高阶嵌入式系统20因有辅助型大容量存储系统24的存在而便于大量数据的处理，且因存取管理控制单元24’被内嵌存储系统24中而使存储系统24不需再被结构初始化而增快整体处理速度，但中央处理器21在系统20被开机时需要至其外部读取并执行非挥发性闪存23中的开机程序，如此较为耗时。又，挥发性存储器22须先被仿真为具文件结构，再为非挥发性闪存23中操作系统与程序映像文件及开机用应用程序的被解压缩后所存储占用，且还须为运算数据所存放，如此使得挥发性存储器22所需的存储容量需求大为增加，在使用上不合理且成不经济。又，当使用动态随机存取存储器(如DRAM、SDRAM及DDR等)作为系统的挥发性存储器22时，因其存储容量较大(如上所描述的那样)而有较大的漏电量，而且需要被更新的存储空间较大，故所需的更新电流亦较大，这对于通常以电池工作的手机、个人数字助理及数字相机等的运作极为不利。此外，系统20的系统程序、数据与设定因存储在非挥发性闪存23中而无法被加以直接与单独更新，整个非挥发性存储器21中的经压缩程序映像文件的更新必须利用特殊方法或甚至停机的条件下方能达成。

由于无线通讯装置中的嵌入式计算机系统资源不象通用计算机那样丰富，故其整体性能的提升须在有限资源的条件下进行，因此一种能节省开机时间、使内部存储器的使用更经济、及使系统升级更新容易的嵌入式计算机系统的架构确有被提出的必要，从而增快其整体信息处理速度，并节省信息处理设备成本及用电量。

发明内容

鉴于上述现有技术所遭遇的困难与问题，本发明的目的即在于提出一种嵌入式计算机系统的架构，其足以克服上述的现有技术中所存缺陷。