嵌入式系统中“软外设”的研究(2)

另外为了设计的可移植性和简便，要进行模块化和层次化设计，复杂的软外设可以看作由几个具有层次的简单的模块构成。

四、性能分析

现以示出了一个嵌入式系统的框图，该系统采用Motorola公司生产的MCF5104型号CPU，接有三个软外设，分别为UART、LCD和键盘控制器。现在从工作速度和能量损耗方面以UART软外设为例，对软外设进行性能分析。

在UART实现程序中，共有16条汇编指令，假定每条指令需要一个时钟周期（即CPI＝1），没有奇偶校验功能。通过改变CPU主频（变化范围为30～100），计算执行的时间占有CPU时间的比率，分析UART软外设在不同波特率情况下对CPU的负担，计算过程如下：

假定CPU发送/接收一个字节的时间为t。UART软外设的CPU占有率为T，则

t=指令数×CPI＋中断响应周期×CPU主频－1。
T＝t×波特率。
结果如表1所示。

表1 UART的CPU占有率

Rate(bit/s)

MHz

19200

38400

57600

1152000

30

1.534