ARM嵌入式系统第一讲ppt课件.ppt

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1、ARM嵌入式系统原理及应用主讲：盛晨辉2010.5.1教学计划第二讲基于LPC2000系列ARM的工程设计第三讲ARM程序设计第一讲嵌入式系统概述及ARM7体系结构第五讲ARM外围硬件系统与接口技术第四讲LPC2000系列ARM内部硬件结构第六讲LPC2000系列ARM硬件结构及实验(1)第七讲LPC2000系列ARM硬件结构及实验(2)第八讲LPC2000系列ARM硬件结构及实验(3)第一讲嵌入式系统概述及ARM7体系结构ARM7体系结构LPC2000系列ARM概述ARM嵌入式系统概述参考资料及文献：《ARM嵌入式系统基础教程（第2版）》第

2、一章、第二章、第四章嵌入式系统概述概述即使不可见，嵌入式系统也是无处不在。嵌入式系统不仅存在于生活的方方面面，而且在很多领域和行业得到广泛应用，包括工业自动化、国防、运输以及航空航天等。嵌入式系统具有无数的种类，每种种类都有自己独特的个性。计算机分为两大类通用计算机：PC机、服务器、工作站……专用计算机：硬件软件可剪裁，通常是以嵌入式操作系统+用户应用程序，明显的可嵌入性，对体积、成本、价格、功耗非常敏感，功能具有很强的针对性，通常要求可靠性和实时性……嵌入式系统的定义从技术角度定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，硬件软件可剪裁，适应应用

3、系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。从系统角度定义：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。术语“嵌入式”反映了它通常是更大系统中的完整系统。嵌入的系统中可以有多个嵌入式系统。嵌入式微处理器的分类嵌入式微处理器MPU嵌入式微控制器MCU嵌入式数字信号处理器DSPARM技术的发展ARM(AdvancedRISCMachines)是一家坐落在英国剑桥的电子公司，1990年11月由苹果电脑、Acorn和VLSITechnology共同组建。ARM公司既不设计芯片，也不生产芯片，他们以高

4、效的IP(IntellectualProperty)内核为产品。ARM技术的发展目前，几十家大的半导体公司都是使用ARM公司的授权，在ARM内核及其技术的基础上添加自己的设计并推出各种芯片产品，即ARM微处理器或ARM微控制器。ARM芯片已遍及工业控制、消费电子、通信系统、网络系统、无线电系统以及生活的各个方面。已经改变了人们生活、工作和娱乐方式。世界上大多数嵌入式系统32位微控制器芯片都是基于ARM内核的。ARM已经成为嵌入式微处理器的代名词，ARM公司成为全球性RISC标准的缔造者。第一讲主要内容ARM7体系结构LPC2000系列ARM概

5、述ARM嵌入式系统概述ARM体系结构ARM处理器为RISC芯片，其简单的结构使得ARM内核非常小，功耗也很低。RISC体系结构应具有如下特点：采用固定长度的指令格式，便于译码；使用单周期指令，便于流水线操作；使用大量寄存器，数据处理指令只对寄存器操作，不直接操作存储器；简单的寻址模式；在一条数据处理指令中，同时完成逻辑处理和位移处理两个功能，实现ALU和移位寄存器的最大利用；所有的指令都可以根据前面的执行结构决定是否被执行，提高指令的执行效率；在循环处理中使用地址的自动增减，提高运行效率。各ARM体系结构版本为清楚表达各ARM体系结构使用的指

6、令集，ARM公司定义了5种主要的ARM指令集体系版本，即V1~V5。各版本号有着巨大的改进和完善，并仍在改进中。ARM处理器核简介ARM公司开发的很多系列的处理器内核，基于各种内核的处理器都有各自的特点和应用领域。目前使用比较广泛的系列是：ARM7ARM9ARM9EARM10SecurCoreIntel的XscaleARM处理器核简介——ARM7ARM7系列微处理器包括四种类型内核：ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ-S。ARM7TDMI(-S)是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC处理器。T：支持16位压缩

7、指令集ThumbD：支持片上DebugM：内嵌硬件乘法器MultiplierI：嵌入式ICE，支持片上断点调试S：可综合版本ARM7TDMI(-S)ARM7TDMI(-S)基于ARM体系结构V4版本，是目前低端的ARM内核，具有优异的性能，功耗很低，使用的门的数量少，因而应用广泛。ARM7TDMI(-S)支持32位寻址范围，弥补了ARM6不能在低于5V电压下工作的不足。ARM7TDMI(-S)内核框图ARM7TDMI(-S)ARM7TDMI(-S)使用流水线来提高指令流的速度。ARM7TDMI(-S)的流水线分为三级：取址>译码>执行。ARM

8、ThumbPCPC取指PC-4PC-2译码PC-8PC-4执行周期1周期2周期3周期4周期5周期6取指译码执行取指译码执行取指译码执行取指译码执行ARM处理器状态为