2[1].1嵌入式系统硬件概论_处理器

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1、第二章嵌入式系统硬件概论§2.1计算机体系结构简介§2.2指令系统§2.3嵌入式系统硬件平台§2.4微处理器§2.5嵌入式系统的周边设备§2.6嵌入式系统硬件设计方法之SOPC§2.1计算机体系结构简介1#include23main()SaveasHello.c4{5printf("hello,world");6}一、计算机系统中的信息就是位+上下文（context）Hello.c称为源程序，它是以字节序列的方式存放在文件中的。每个字节都是一个对应于某个字符的整数，这就是在大多

2、数现代系统中使用的ASCII标准来进行的文本表示。#includeintmain(){104621010105110116321099710511040411012310printf("hel323232321121141051101161024034104101108lo,world");}1081114432119

3、1111141081009211034415910125Hello.c的ASCII文本表示Hello.c的表示方法说明一个基本思想：系统中的所有信息包括：磁盘文件、存储器中存放的程序和用户数据等都是由一个比特序列来表示的，区分这些数据对象的唯一方法是这些数据对象的上下文。二、源程序是怎样被执行的？unix>gcc–ohellohello.c理解编译系统的工作对于编程的帮助是巨大的优化程序性能，提高运行效率；理解链接时出现的错误；避免安全漏洞：编译器用来为函数产生代码的堆栈规则；三、hello程序的执

4、行unix>./hellohello,worldunix>“hello,world”hello程序代码用户输入“hello”“hello,world”hello程序代码“hello,world”四、高速缓存计算机系统中采用了更快更小的存储设备，称为高速缓存存储器，它们被作为存放处理器在不久将会需要的信息的暂时集结区域。寄存器堆：几百字节；（与高速缓存的速度相当）高速缓存：几十K字节（10-50倍于主存的速度）主存储器：几百兆字节（千万倍于硬盘的速度）硬盘：几百千兆字节（1）五、层次结构的

5、存储设备存储器层次结构的主要思想是一个层次上的存储器作为下一个层次存储器的高速缓存。对这种层次结构的理解在提高程序和系统性能有重要的意义。六、操作系统对硬件的管理所有应用程序对硬件的操作都必须通过操作系统来实现，操作系统在硬件管理方面的用途：防止硬件被失控的应用程序滥用；为应用程序使用低级的硬件设备提供统一简单的方法。操作系统是通过进程、虚拟存储器和文件等几个基本概念实现以上两个用途的。七、网络通信八、计算机结构的类别1、冯•诺依曼和哈弗结构的计算机系统地址数据CPU存储器ADDr5,r1,r3PC

6、数据和指令都存放在同一个存储器中的计算机称为冯•诺依曼计算机。ARM7系列微处理器属于冯•诺依曼结构。地址数据存储器数据CPU地址PC指令存储器指令哈弗结构的计算机为数据和程序提供了独立的存储器，程序计数器（PC）只能指向程序存储器而不能指向数据存储器。2、精简指令集和复杂指令集计算机系统CISC：ComlexInstructionSetComputer；RISC：ReducedInstructionSetComputer；RISC与CISC构架微处理器的不同：1、使用相当少的指令类别及寻址方式；2

7、、微指令采用软件构架实现；3、在单一的执行周期内完成指令；4、微处理器中拥有更多的寄存器；5、使用最优化的程序代码编译；6、微处理器的内存存取主要用于指令的加载和存储；7、简易的译码指令格式；8、高度并行化处理现在的嵌入式系统纷纷采用RISC构架的微处理器，如：ARMRISCCore和MIPSRISCCore等。§2.2ARM指令系统一、ARM汇编的基本特征ARM数据处理指令的格式：31272524201915110cond00xopcodeSRnRd格式x位决定cond：根据GT的条件进行设置。x

8、：表示命令字的后12位的格式控制。opcode：是指令的二进制代码。ADD0100Rn：是第一个操作数寄存器,若其值为3表示r3。Rd：是目标寄存器,若其值为0表示r0。ADDGEr0,r3,#5二、ARM处理器的存储器组织•ARM体系结构支持两种基本的数据类型：标准32位的ARM字；字节；•ARM处理器可通过配置实现字中字节的排放顺序。•ARM的编程模型ARM编程采用了load/store结构：数据操作前必须先被装入到CPU的寄存器中进行计算，再将计算结果存回到主存