嵌入式系统设计课程大作业

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1、2012年上学期嵌入式系统设计课程大作业1、叙述下列相关名词的含义ARM、xscale、PXA255、RISC、体系结构答:1)ARM:英国的一家公司;时下流行的一种体系结构。2)XScale:ARM架构v5TE指令集的CPU。3)PXA255:XScale的内核版本。4)RISC:ReducedInstructionSetComputing,即精简指令集,一种CPU的设计概念;与之相对的是CISC,即复杂指令集5)体系结构:嵌入式系统硬件与软件的衔接;它确定嵌入式系统设计的部件、部件功能、部件间借口的设计,并集中于嵌入式系统的核心部分——处理器的运算与内存的存取。2、画出嵌入式硬件系统组成的

2、模块结构图3、叙述基于linux的嵌入式平台的搭建过程答:Linux嵌入式平台的搭建符合嵌入式平台搭建的一般过程,但是具体到Linux嵌入式平台,又有些许不同,其搭建过程如下:1)处理器以及硬件开发平台的选择以处理器为主,结合考虑硬件平台的情况。处理器考虑的问题包括应用类型及I/O接口、主频和功耗、对不同类型存储器的支持、封装等;硬件平台的选择和设计包括内存和外围存储器、输入输出接口以及设备等几项主要内容。2)操作系统的选择由于已经选取了Linux操作系统,因此此处主要是内核版本的选取以及对内核功能的裁剪。3)开发环境的选取即开发工具的选取,主要是指开发软件的选取,比如常用的minicom。4

3、)开发实施首先,Bootloader的烧制。目的是对硬件系统基本功能的支持,比如串口通信。其次,内核文件的制作。接下来,内核文件的拷贝。此时,可以通过串口或者网口实施传输,能够大幅度提高传输速度。最后,在主机使用开发软件,完成对硬件系统的开发工作。包括硬件驱动程序、上层的应用程序、系统的集成与调试等。4、如下为xscale处理器的内核框图:简述内核框图中每个模块的名称及指标。答:1)InstructionCache:指令Cache;大小32KB,32路,支持线性锁定2)Micro-Processor:微处理器;七级流水3)DataCache:数据Cache;最大支持32KB,32路4)Data

4、Ram:数据Ram;最大支持28KB5)Mini-DataCache:迷你数据Cache;大小2KB,2路6)BranchTargetBuffer:分支目标缓存;128入口7)IMMU/DMMU:指令/数据存储管理单元;32路,全相关,支持锁定8)FillBuffer:填充缓存;4~8入口9)PerformanceMonitoring:功能显示器10)Debug:硬件中断断点记录11)PowerManagementControl:电源管理控制12)MAC:乘加单元;40位累加/累乘,16位单指令多数据流操作,1632位操作单周期支持13)WriteBuffer:写缓存;8入口,支持合并操作14

5、)JTAG:边界扫描技术;支持JTAG操作5、下述英文为BTB模块功能的详细介绍,阅读后说明该模块的作用。nTheBTBstoresthehistoryofbranchesthathaveexecutedalongwiththeirtargets.Figure5-1showsanentryintheBTB,wherethetagistheinstructionaddressofapreviouslyexecutedbranchandthedatacontainsthetargetaddressofthepreviouslyexecutedbranchalongwithtwobitsofhist

6、oryinformation.nTheBTBtakesthecurrentinstructionaddressandcheckstoseeifthisaddressisabranchthatwaspreviouslyseen.Itusesbits[8:2]ofthecurrentaddresstoselectthetagfromtheBTBandthencomparesthistagtobits[31:9,1]ofthecurrentinstructionaddress.IfthecurrentinstructionaddressmatchesthetagintheBTBandthehisto

7、rybitsindicatethatthisbranchisusuallytakeninthepast,theBTBusesthedata(targetaddress)asthenextinstructionaddresstosendtotheinstructioncache.答:分支目标缓存目标地址历史的分支,具体到每个入口(表项),由Tag和数据组成。Tag是以前执行分支的指令地址,数据包括以

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