EmbeddedSystemCH5嵌入式系统硬件基础.ppt

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1、嵌入式系统EmbeddedSystem重庆大学光电工程学院五、嵌入式系统硬件基础Ⅰ嵌入式系统硬件基础Ⅰ嵌入式处理器的分类MCU、MPU、DSP、SoCCISC、RISCHarvardArchitecture、VonNeumann(Princeton)Architecture2嵌入式系统硬件基础ⅠMPUARMPowerPC（PerformanceOptimizationWithEnhancedRISC–PerformanceComputing）Motorola68000（CISC）ColdFire（RISC）MIPS（Micr

2、oprocessorwithoutInterlockedPipelineStages）特例：PowerPC是通用型计算机CPU中较少采用RISC架构的Motorola68000是嵌入式CPU中较少采用CISC架构的3嵌入式系统硬件基础Ⅰ什么是ARM？ARM=AcornRISCMachine（v1~v3）AdvancedRISCMachine（v4~v6）Application,Realtime,&Microcontroller一个公司名称一类处理器一种处理器的设计技术4嵌入式系统硬件基础ⅠARM发展史1985年，第一片ARM处

3、理器诞生，由英国的AcornComputer开发1990年，AcornComputer与Apple公司联合成立ARM公司1995年，ARM与DEC联合研制StrongARM1997年，Intel收购StrongARM2003年，Intel开发出XScale2006年，Intel出售XScale业务给Marvell5嵌入式系统硬件基础ⅠARM发展史迄今为止共有7个版本经典ARM处理器ARM7TDMI、ARM9TDMI（v4T）ARM7EJ、ARM9E（v5TE）ARM11（v6）CortexA/R/M（v7）（注：M0/M1基于

4、v6）StrongARM（v4）XScale（v5TE）6嵌入式系统硬件基础ⅠARM的命名规则T：Thumbmodesupport（compressed16-bitinstructionset），即支持16位压缩指令集ThumbD：Debugsupport，即支持片上DebugM：EnhancedMultiplier(multiplywith64bit)，即内嵌硬件乘法器I：Embedded-ICE，即嵌入式ICE，支持片上断点和调试点7嵌入式系统硬件基础ⅠARM的命名规则E：ARM‘Enhanced’DSPinstructi

5、onsetJ：JazelleJavaaccelerationtechnologyF：VectorFloatingPoint-S:Synthesizablex：系列号y：内部存储管理或保护单元z：高速缓存Cache8嵌入式系统硬件基础ⅠJazelleDBX（DirectBytecodeeXecution）允许在硬件上加速执行Javabytecode首颗具备该技术的处理器是ARM926EJ-SJazelleRCT（Runtime Compiler Target）Thumb-2EE在移动电话和消费电子产品等众多应用终端上显著地降低J

6、ava应用程序对内存的占用空间，同时提高性能并降低功耗首颗具备该技术的处理器是CortexA89嵌入式系统硬件基础ⅠCurrentlyavailableARM7familymembers,theARM7TDMI,ARM710T,ARM720T,andARM740T,arebasedonanARM7TDMIcore,withtheexceptionoftheARM720TRev4,whichisbasedonanARM7TDMI-Ssynthesizablecore.TheARM9familyisbasedontheARM9TD

7、MIcore,whichisnotavailableseparately,butonlyaspartofanARM920T,ARM922TorARM940T.OtherARM9cores,liketheARM926EJ-S,ARM946E-SandARM966E-SarebasedonthesynthesizableARM9E-SorARM9EJ-Score,andcontainslightlydifferentdebugfunctionality.10嵌入式系统硬件基础ⅠARM的设计架构RISCARM的寄存器结构31个通用寄

8、存器（General-PurposeRegister），包含ProgramCounter6个状态寄存器（ProgramStatusRegister）ARM的工作状态ARM状态Thumb状态Jazelle状态…11嵌入式系统硬件基础ⅠARM的运行模式不同的寄存器组合对应于7种不