【正文】 （1）設(shè)置讀/寫操作對(duì)I/O口的操作是通過(guò)對(duì)相關(guān)各個(gè)寄存器的讀／寫實(shí)現(xiàn)的。如果相應(yīng)位設(shè)置為0，則表示該引腳的上拉電阻使能；為1，則表示該引腳的上拉電阻不使能。如果一個(gè)引腳沒有使用復(fù)用功能，那么它可以配置為I/O口。為簡(jiǎn)化系統(tǒng)電源電路的設(shè)計(jì)，要求整個(gè)系統(tǒng)的輸入電壓為高質(zhì)量的5V直流穩(wěn)壓電源。 電源電路對(duì)于電源控制邏輯，S3C2410A具有多種電源管理方案，對(duì)于每個(gè)給定的任務(wù)都具有最優(yōu)的功耗。S3C2410A有兩個(gè)鎖相環(huán)（MPLL和UPLL，鎖相環(huán)是相位同步自動(dòng)控制系統(tǒng)，在數(shù)字電路這門課中有討論）。AMBA ：AHB(AMBA高性能總線)、ASB(AMBA系統(tǒng)總線)、APB(AMBA外設(shè)總線)和Test Methodology?？磮D分析，提問：是高電平復(fù)位還是低電平復(fù)位。bank6的結(jié)束地址，下一個(gè)單元?jiǎng)t是bank7的開始地址，他們之間沒有斷點(diǎn)，地址保持連續(xù)。 S3C2410A集成的片上功能和技術(shù)特點(diǎn)可以從“S3C2410A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖”得到了解。第2章 習(xí)題※14．ARM微處理器支持哪幾種運(yùn)行模式？各運(yùn)行模式有什么特點(diǎn)？（7種運(yùn)行模式）15．ARM處理器有幾種工作狀態(tài)？各工作狀態(tài)有什么特點(diǎn)？（316位二種工作狀態(tài)）24．試說(shuō)明存儲(chǔ)器映射I/O的特點(diǎn)。重要的處理方式是：ARM把I/O端口地址作為特殊的存儲(chǔ)器地址。（6） ：大多數(shù)Thumb 處理指令采用2地址格式，數(shù)據(jù)處理操作比ARM 狀態(tài)的更少，訪問寄存器R8～R15受到一定限制。（2） 與ARM指令集相比較，Thumb指令集中的數(shù)據(jù)處理指令的操作數(shù)仍然是32位，指令地址也為32位，但Thumb指令集為實(shí)現(xiàn)16位的指令長(zhǎng)度，舍棄了ARM指令集的一些特性，如大多數(shù)的Thumb指令是無(wú)條件執(zhí)行的，而幾乎所有的ARM指令都是有條件執(zhí)行的；大多數(shù)的Thumb數(shù)據(jù)處理指令的目的寄存器與其中一個(gè)源寄存器相同。（對(duì)應(yīng)上面）（3） ARM跳轉(zhuǎn)指令有3條,全部以B開頭。在C語(yǔ)言中C代碼有：設(shè)a和b已定義為無(wú)符號(hào)變量并已賦值， if(ab) a++；else b++；在ARM指令中有：設(shè)R0、R1內(nèi)的內(nèi)容為值a、b， CMP R0，R1 ；R0與R1比較（結(jié)果影響標(biāo)志位） ADDHI R0，R0，1 ；若R0R1，則R0=R0+1 ADDLS R1，R1，1 ；若R0=R1，則R1=R1+1例：若條件成立，則將兩個(gè)數(shù)值相加C代碼有：if((a!=10)amp。（注意：在變址尋址中以R作為基址，偏移量在指令中以立即數(shù)的形式直接給出）例如指令BL ROUTE1 ；調(diào)用到ROUTE1子程序 BEQ LOOP ；條件跳轉(zhuǎn)到LOOP標(biāo)號(hào)處 … LOOP MOV R2,2 … ROUTE1 … 指令格式（ARM 指令集） 基本概念A(yù)RM是典型的RISC構(gòu)架處理器，指令和尋址方式少而簡(jiǎn)單，大多數(shù)ARM指令在一個(gè)周期內(nèi)就可以執(zhí)行完畢。在這四種工作方式中的任何一種均可有LDM和STM二種尋址方式，所以：四種工作方式共有8種尋址方式相對(duì)應(yīng)。SP指向最后壓入的有效數(shù)據(jù)時(shí)稱為“滿堆棧”。（4） 寄存器間接尋址（注意：使用括號(hào)了，表示寄存器內(nèi)為一個(gè)地址。立即數(shù)要以“?！睘榍熬Y，表示16進(jìn)制數(shù)值時(shí)以“0x”表示。注意：你不需要特別指明切換回Thumb狀態(tài)。 CPSR中的其余位為保留位，當(dāng)改變CPSR中的條件碼標(biāo)志位或控制位時(shí)，必須確保其“保留”位不能變，在程序中也不要使用“保留位”來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)值。 程序員可以直接操作8個(gè)通用寄存器R0R7，同樣也可以操作程序計(jì)數(shù)器R15（PC），堆棧指針寄存器R13（SP），鏈接R14（link）寄存器（LR），和CPSR與SPSR。不在用戶模式下的稱為特權(quán)模式；不在用戶模式和系統(tǒng)模式下的稱為異常模式（P29上的圖上的標(biāo)示）。 ARM9工作狀態(tài)與存儲(chǔ)方式（注意：P27開始，前面的不作要求） 概述 先進(jìn)的ARM920T（常稱ARM9）是嵌入式微處理器的內(nèi)核。I/O口：有4個(gè)8位的雙向I/O端口，各個(gè)端口根據(jù)編程可具有特定的功能。第1章 習(xí)題1．舉例說(shuō)明嵌入式系統(tǒng)的“嵌入性”、“專用性”、“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”的基本特征。ARM處理器系列中的各種處理器，雖然在實(shí)現(xiàn)技術(shù)、應(yīng)用場(chǎng)合和性能方面都不相同，但只要支持相同的ARM體系版本，基于它們的應(yīng)用軟件是兼容的。注意：地址有高地址和低地址；數(shù)據(jù)有高位和低位；它們?nèi)绾谓M合，這就是存儲(chǔ)的方法，實(shí)際使用時(shí)要根據(jù)使用的實(shí)際情況與要求，靈活掌握。在PC機(jī)和服務(wù)器領(lǐng)域， CISC體系結(jié)構(gòu)是市場(chǎng)的主流；在嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域， RISC結(jié)構(gòu)的微處理器將占有重要的位置。由PC指示數(shù)據(jù)、地址的存儲(chǔ)位置，單一總線完成數(shù)據(jù)與指令的復(fù)用功能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)指令存儲(chǔ)區(qū)數(shù)據(jù)、指令存儲(chǔ)區(qū)（馮（1） 嵌入式操作系統(tǒng)（Embedded Operating System，EOS）EOS負(fù)責(zé)嵌入式系統(tǒng)的軟件、硬件的資源分配、任務(wù)調(diào)度，控制協(xié)調(diào)。（注意：兩個(gè)接口的區(qū)別，在一個(gè)系統(tǒng)中這兩個(gè)接口全部都有，在這要運(yùn)用學(xué)過(guò)的微機(jī)接口知識(shí)。嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件層硬件層中包含嵌入式微處理器、存儲(chǔ)器、通用設(shè)備接口和I/O接口（一般為可看到的構(gòu)件）。（3） 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)成了一項(xiàng)系統(tǒng)工程。優(yōu)點(diǎn)是由單片機(jī)構(gòu)成的這種嵌入式系統(tǒng)使用簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉，在工業(yè)控制領(lǐng)域中得到了非常廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在的生產(chǎn)實(shí)踐中還使用得非常很廣。在學(xué)習(xí)中決不可盲目求新，由系統(tǒng)功能和用戶要求確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，注意設(shè)計(jì)成本和生產(chǎn)條件，保證設(shè)計(jì)的嵌入式系統(tǒng)便利地升級(jí)、使用和維護(hù)。學(xué)部（系、室）主任簽名： 任課老師簽名： 劉曉秋 10~11上學(xué)期課表（嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用）使用班級(jí)：計(jì)科2008020080200803計(jì)應(yīng)：09級(jí)窗體頂端周課時(shí)16，200801共44人，200802共53人，200803共51人，計(jì)應(yīng)09級(jí)共44人。期末考試為筆試，學(xué)生成績(jī)見成績(jī)單。（?？疲┍緦W(xué)期的重點(diǎn)是熟悉使用、實(shí)驗(yàn)體會(huì)、掌握提高。（2） 簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)階段在20世紀(jì)80年代后，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的地位在系統(tǒng)應(yīng)用中的越來(lái)越高，由此出現(xiàn)了面向I/O設(shè)計(jì)的微控制器（或微處理器）在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用。（4） 大量可編程器件和系統(tǒng)開發(fā)工具的出現(xiàn)，為嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展提供支持。特點(diǎn)是：硬件層通常是一個(gè)以嵌入式處理器為中心進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般包含有電源電路、時(shí)鐘電路和存儲(chǔ)器電路等模塊（不可少的構(gòu)件）。） 中間層中間層也稱為硬件抽象層或板級(jí)支持包，位于硬件層和軟件層之間，將系統(tǒng)上層軟件與底層硬件分離開來(lái)，是上層軟件與下層硬件平臺(tái)之間的接口，需要為操作系統(tǒng)提供操作和控制具體硬件的方法。（2） 文件系統(tǒng)嵌入式文件系統(tǒng)與通用操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)不完全相同，主要提供文件存儲(chǔ)、檢索和更新等功能，一般不提供保護(hù)和加密等安全機(jī)制。諾依曼結(jié)構(gòu)）數(shù)據(jù)、地址總線數(shù)據(jù)總線地址總線PC指示（哈佛結(jié)構(gòu)） 精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)（要求：掌握重點(diǎn)與使用條件）（1） 早期的計(jì)算機(jī)采用復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)（Complex Instruction Set Computer，CISC）體系，采用的都是典型的CISC體系結(jié)構(gòu)。 流水線的基本概念（本科掌握這種思想）流水線技術(shù)的基本思想是將一個(gè)重復(fù)的時(shí)序分解成若干個(gè)子過(guò)程，而每一個(gè)子過(guò)程都可有效地在其專用功能段上與其他子過(guò)程同時(shí)執(zhí)行，同一時(shí)間，多個(gè)子過(guò)程同時(shí)運(yùn)行，這是最重要的特點(diǎn)。 存儲(chǔ)的幾種常見問題（理解以下4點(diǎn)的概念，在今后的設(shè)計(jì)中一定要注意）（1） 不同模式下的問題（不同位長(zhǎng)的機(jī)器交換數(shù)據(jù)時(shí)）（2） 可移植性問題（同位長(zhǎng)相互間傳遞數(shù)據(jù)時(shí)）（3） 通信中的存儲(chǔ)順序問題（不同協(xié)議的影響）（4） 數(shù)據(jù)格式的存儲(chǔ)順序（不同數(shù)據(jù)格式的影響） 嵌入式微處理器的結(jié)構(gòu)和類型（?？埔话懔私猓?yīng)用在嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的微處理器稱為嵌入式微處理器，其是嵌入式微處理器是嵌入式硬件系統(tǒng)的核心。（沒有講述的不作要求） 嵌入式DSP處理器嵌入式DSP處理器（Digital Signal Processor，DSP）是專門用于數(shù)字信號(hào)處理方面的處理器，芯片內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開存儲(chǔ)和傳輸?shù)墓鸾Y(jié)構(gòu)，具有專門硬件乘法器，采用流水線操作，提供特殊的DSP指令，可用來(lái)快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號(hào)處理算法，使其處理速度比最快的CPU還快10～50倍。（P2） 片內(nèi) 片外0FFF4KB ROMEA=10000FFFF64KBROM10000FFFEA=00000FFFF64KBRAM（I/O）0000FF80 專用寄存器 RAM7F00 通用寄存器 CPU時(shí)序時(shí)鐘周期：機(jī)器中最基本的時(shí)間單位，由外接振蕩器決定，用S表示。下面的介紹均以ARM920T（即ARM9）為例，典型產(chǎn)品如Samsung（三星）公司的S3C2410A（學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)箱就是使用這種處理器）處理工作狀態(tài) 從程序員的角度上看，ARM920T可以工作在下面兩種工作狀態(tài)下的一種： ● ARM狀態(tài)：執(zhí)行32位ARM指令（本學(xué)期重點(diǎn)要掌握）； ● Thumb狀態(tài)：執(zhí)行16位半字的Thumb指令（一般了解）。 寄存器組織重要總結(jié)：ARM共有37個(gè)32位的寄存器（每個(gè)4個(gè)字節(jié)，共占用148個(gè)字節(jié)長(zhǎng)37*4=148，即94H個(gè)單元），其中31個(gè)是通用寄存器（16個(gè)通用+15個(gè)私用=31個(gè)），6個(gè)是狀態(tài)寄存器（1當(dāng)前+5個(gè)備用，共計(jì)37個(gè)）。系統(tǒng)和用戶FIQ超級(jí)用戶異常中止IRQ未定義R0R0R0R0R0R0R1R1R1R1R1R1R2R2R2R2R2R2R3R3R3R3R3R3R4R4R4R4R4R4R5R5R5R5R5R5R6R6R6R6R6R6R7R7R7R7R7R7SP▲SP_fiq▲SP_svc▲SP_abt▲SP_und▲SP_fiqLR▲LR_fiq▲LR_svc▲LR_abt▲LR_und▲LR_fiqPCPCPCPCPCPCThumb狀態(tài)下的狀態(tài)寄存器CPSRCPSRCPSRCPSRCPSRCPSR空▲SPSR_fiq▲SPSR_svc▲SPSR_abt▲SPSR_irq▲SPSR_und圖 Thumb狀態(tài)下的寄存器集 ARM和Thumb狀態(tài)寄存器間的關(guān)系（1） Thumb下R0R7和ARM狀態(tài)下R0R7是等同的 ；（2） Thumb狀態(tài)的CPSR和SPSR跟ARM 狀態(tài)的CPSR和SPSR是等同的；（3）Thumb 狀態(tài)下的SP映射在ARM狀態(tài)下的R13上；（4） Thumb狀態(tài)下的LR映射在ARM狀態(tài)下的R14上；（5）Thumb 狀態(tài)下的程序計(jì)數(shù)器映射在ARM狀態(tài)下的程序計(jì)數(shù)器上（R15）。 8 7 6 5 4 3 2 1 0NZCVIFTM4M3M2M1M0其中處理器的的信息與意義如下：其中：N、Z、C、V稱為條件碼標(biāo)志；D27～D8為保留位；I～M0稱為控制位標(biāo)志。 異常（除用戶模式和系統(tǒng)模式外）當(dāng)正常的程序執(zhí)行流程被臨時(shí)中斷時(shí)（可由系統(tǒng)內(nèi)部或系統(tǒng)外部的事件引起），稱為產(chǎn)生了異常（注意異常比中斷的定義范圍大）。因?yàn)樵瓉?lái)的CPSR被自動(dòng)地保存到了SPSR。例如指令A(yù)DD R0,R0,1 ；R0←R0 + 1MOV R0,0xff00 ；R0←0xff00（3） 寄存器移位尋址寄存器移位尋址是ARM指令集特有的尋址方式。）指令中的地址碼段給出的是一個(gè)通用寄存器編號(hào)，所需要的操作數(shù)保存在寄存器指定地址的存儲(chǔ)單元中，即寄存器為操作數(shù)的地址指針，操作數(shù)存放在存儲(chǔ)器中。滿遞增：LDMFA、STMFA空遞增：LDMEA、STMEA滿遞減：LDMFD、STMFD空遞減：LDMED、STMED堆棧是一個(gè)按特定順序進(jìn)行存取的存儲(chǔ)區(qū)。例： STMFD SP！，{R1R7，LR} ；滿遞減，將R1R7，LR壓棧 LDMFD SP！，{R1R7，LR} ；滿遞減，將數(shù)據(jù)彈出棧并保存在R1R7，LR中注意：STM有“壓入、寫入”有含義；LDM有“彈出、讀出”的含義，區(qū)分好STR與LDR。ARM體系的指令集只有載入和存儲(chǔ)指令可以訪問存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)處理指令只對(duì)寄存器的內(nèi)容進(jìn)行操作。amp。（4） ARM協(xié)處理指令主要用于ARM微處理器初始化時(shí)，ARM協(xié)處理器中的數(shù)據(jù)處理操作；或微處理器的寄存器和協(xié)處理器的寄存器之間的數(shù)據(jù)操作；或協(xié)處理器的寄存器和存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)操作。（3） Thumb 指令集不是一個(gè)完整的體系結(jié)構(gòu)，如沒有協(xié)處理器指令、不能訪問程序狀態(tài)寄存器等（不完整的內(nèi)容書上有介紹）。Thumb跳轉(zhuǎn)指令有B，BL，BLX和BX 4條指令。應(yīng)注意的是：存儲(chǔ)器的單元可以