嵌入式系统开发PPT课件下载

这是一个关于嵌入式系统开发PPT课件，包括了嵌入式系统的定义和组成，嵌入式微处理器体系结构，嵌入式微处理器的结构和类型等内容，1.2 嵌入式微处理器体系结构1.2.1 冯·诺依曼结构 与哈佛结构1．冯·诺依曼（von Neumann）结构 冯·诺依曼结构的计算机由CPU和存储器构成，其程序和数据共用一个存储空间，程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置。2．哈佛（Harvard）结构 哈佛结构的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址、独立访问。系统中具有程序的数据总线与地址总线，数据的数据总线与地址总线。这种分离的程序总线和数据总线可允许在一个机器周期内同时获取指令字（来自程序存储器）和操作数（来自数据存储器），从而提高执行速度。 1.2.2 精简指令集计算机复杂指令集（Complex Instruction Set Computer，CISC）体系，欢迎点击下载嵌入式系统开发PPT课件。

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组成嵌入式系统 　1．硬件层　　 以嵌入式微处理器为中心，包含电源电路、时钟电路和复位电路，其中操作系统和应用程序固化在存储器中。 （1）嵌入式微处理 器　 嵌入式微处理器是嵌入式系统硬件层的核心。嵌入式微处理器的选择根据具体的应用决定。（2）存储器　 　2．中间层　　　包括大部分与硬件联系紧密的软件模块。上层软件开发人员无需关心底层硬件的具体情况，根据中间层提供的接口即可进行开发。 　3．系统软件层　　　包含实时多任务操作系统（Real-time Operation System，RTOS） 操作系统是控制其他程序运行，管理系统资源并为用户提供操作界面的系统软件的集合。 4．应用软件层　　　由所开发的应用程序组成，面向被控对象 和用户。应用软件层提供一个友好的人机界面。 　　 1.2 嵌入式微处理器体系结构 1.2.1 冯·诺依曼结构 与哈佛结构 1．冯·诺依曼（von Neumann）结构 冯·诺依曼结构的计算机由CPU和存储器构成，其程序和数据共用一个存储空间，程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置。 2．哈佛（Harvard）结构 哈佛结构的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址、独立访问。系统中具有程序的数据总线与地址总线，数据的数据总线与地址总线。这种分离的程序总线和数据总线可允许在一个机器周期内同时获取指令字（来自程序存储器）和操作数（来自数据存储器），从而提高执行速度。 1.2.2 精简指令集计算机复杂指令集（Complex Instruction Set Computer，CISC）体系。 大概有20%的比较简单的指令被反复使用。精简指令集（Reduced Instruction Set Computer，RISC）体系 优先选取使用频率最高的、很有用但不复杂的指令，避免使用复杂指令；固定指令长度，减少指令格式和寻址方式种类。 1.2.3 流水线技术 指令流水线是将一条指令分解成m个子过程，每个子过程的执行时间都一样，则利用此条流水线可将一条指令的执行时间由原来的T缩短为T/m 1.2.4 信息存储的字节顺序 字长为n位的微处理器，它的虚拟地址范围为0～2n-1。32位的微处理器，可访问的虚拟地址空间为4GB。多字节类型的数据，有两种存放方法。 1.3 嵌入式微处理器的结构和类型 一般把16位及以下的称为嵌入式微控制器，32位及以上的称为嵌入式微处理器。 1.3.1 嵌入式微控制器 嵌入式微控制器（Micro Controller Unit，MCU）又称为单片机。 芯片内部集成ROM、RAM、总线看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出（PWM）、A/D 嵌入式微控制器具有单片化、体积小、功耗和成本低，可系统市场份额的70％。 1.3.2 嵌入式微处理器 嵌入式微处理器（Embedded Micro Processing Unit，EMPU）把CPU、ROM、RAM及 I/O等做到同一个芯片上。32位微处理器采用32 位的地址和数据总线，地址空间达到4GB。 目前主流的32位嵌入式微处理器系列主要有ARM系列等。 ARM（Advanced RISC Machine）公司的微处理器体系结构目前被公认为是嵌入式应用领域领先的32位嵌入式RISC微处理器结构。 目前，70%的移动电话、手持PC采用了ARM处理器，许多芯片厂商都是ARM的授权用户，如Intel、Samsung、TI等公司。 1.3.3 嵌入式DSP处理器 嵌入式DSP处理器（Digital Signal Processor，DSP）是专门用于信号处理方面的处理器，芯片内部采用程序和数据分开存储和传输的哈佛结构，具有专门硬件乘法器，采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可用来快速地实现各种数字信号处理算法，使其处理速度比最快的CPU还快10---50倍。 1.3.4 嵌入式片上系统 嵌入式片上系统（System On Chip，SOC）最大的特点是成功实现了软硬件无缝结合，直接在处理器片内嵌入操作系统的代码模块，而且具有极高的综合性，在一个芯片内部运用VHDL等硬件描述语言，即可实现一个复杂的系统。与传统的系统设计不同，用户不需要绘制庞大复杂的电路板，一点点地连接焊制，只需要使用精确的语言，通过仿真之后就可以直接交付芯片厂商进行生产，设计生产效率高。 1.3.5 多核处理器 将两个或多个CPU核封装在一个芯片内部，可节省大量的晶体管和封装成本，同时还能显著提高处理器的性能。思考题（1）嵌入式微处理器的体系结构可以采用冯•诺 依曼体系结构或哈佛体系结构，指令系统可 以选用精简指令系统或复杂指令系统。（ ）（2）低字节数据存放在内存高地址处，高字节数 据存放在内存低地址处，称为小端字节顺序 存储法。 （ ）（3）嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核 心，可以分为硬件层、中间层、（ ）软件 层和（ ）软件层。 （4）什么是嵌入式系统？答：以应用为中心、以计算机技术为基础，软件 硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系 统。（5）什么是操作系统？ 操作系统在“硬件层、中间层、系统软件层、应用软件层”四者中，处于哪两层之间？答：操作系统是控制其他程序运行，管理系统资 源并为用户提供操作界面的系统软件的集合。 操作系统处于应用软件层和中间层之间。 （6）存储一个32位数0x876165到2000H～2003H四 个字节单元中，若以小端模式存储，则 2000H存储单元的内容为（ C ）。 A、0x00 B、0x87 C、0x65 D、0x61 （7）存储一个32位数0x2168465到2000H～2003H 四个字节单元中，若以大端模式存储，则 2000H存储单元的内容为（ D ）。 A、0x21 B、0x68 C、0x65 D、0x02MDj红软基地

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