【正文】 8255:0110000001111111 60H7FH 幾點概念由8位機到32位機經(jīng)過了二次進步，有8位機的基礎，學習32位機不會有很大困難；8位機與32位機使用精簡指令集計算機，有8086匯編語言的基礎，學習將不會有很大困難；從結構上講，8位機的CPU中有程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，32位的微處理器中有指令Cache、數(shù)據(jù)Cache和存儲器因此速度更快；在8086中一個字長是16位，由兩個字節(jié)組成；在ARM中一個字長是32位，由兩個16位的半字組成，所以決定一個字的長度必須考慮總線的寬度；8位機（51系列CPU）中有4組通用寄存器，每組8個，每個字長為8位，共計32個通用寄存器，ARM處理器共有37個通用寄存器，在不同模式下有可見和不可見之分，不是以分組的形式出現(xiàn)，每個通用寄存器字長32位。 一個實例（本科認真復習，?？埔莆辗治龇椒?。指令周期：執(zhí)行一條指令所需的時間，一般情況下由約若干個時鐘周期組成。 片內(nèi) 片外0FFF4KB ROMEA=10000FFFF64KBROM10000FFFEA=00000FFFF64KBRAM（I/O）0000FF80 專用寄存器 RAM7F00 通用寄存器 CPU時序時鐘周期：機器中最基本的時間單位，由外接振蕩器決定，用S表示。數(shù)據(jù)存儲器：片內(nèi)256個單元，片外64K（均為RAM隨機存儲器），片內(nèi)與片外根據(jù)不同的指令進行獨立編址。減P3口的第二具體的功能以后細述。 89C51單片機(嵌入式微控制器) 51系列CPU主要功能插腳簡介(雙列直插，40個引腳)XTAL1 P0XTAL2 P1 P2 51CPU P3EA/ RESETALE Vcc共有四個輸入/輸出口（即雙向口），其中P3口具有第二功能。（P2）總結：第一章要掌握的幾個方面一：定義、發(fā)展、趨勢；二：嵌入式計算機系統(tǒng)的層次與層次關系；三：幾個概念 二個結構（馮、哈結構）；二個指令集（復雜與精簡）；流水與存儲。 多核處理器將兩個或多個微控制器封裝在一個芯片內(nèi)部構成一個多核的處理器。為縮短軟件開發(fā)的周期，DSP軟件開發(fā)通常使用高級語言進行。（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)分開存儲和傳輸?shù)墓鸾Y構，具有專門硬件乘法器，采用流水線操作，提供特殊的DSP指令，可用來快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法，使其處理速度比最快的CPU還快10～50倍。16位 32位單片微控制器嵌入式微控制器嵌入式微處理器中央處理器的發(fā)展計算機CPU的發(fā)展復雜的嵌入式系統(tǒng)簡單的嵌入式系統(tǒng) ARM系列ARM（Advanced RISC Machine）公司的ARM微處理器體系結構目前被公認為是嵌入式應用領域領先的32位嵌入式RISC微處理器結構。嵌入式微處理器（用MPU表示）由通用計算機中的CPU發(fā)展而來，嵌入式微處理器只保留和嵌入式應用緊密相關的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，以最低的功耗和資源實現(xiàn)嵌入式應用的特殊要求。一般把16位及以下的稱為嵌入式微控制器， 32位及以上的稱為嵌入式微處理器。 存儲的幾種常見問題（理解以下4點的概念，在今后的設計中一定要注意）（1） 不同模式下的問題（不同位長的機器交換數(shù)據(jù)時）（2） 可移植性問題（同位長相互間傳遞數(shù)據(jù)時）（3） 通信中的存儲順序問題（不同協(xié)議的影響）（4） 數(shù)據(jù)格式的存儲順序（不同數(shù)據(jù)格式的影響） 嵌入式微處理器的結構和類型（?？埔话懔私猓迷谇度胧接嬎銠C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。一種是低字節(jié)數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存低地址處，稱為小端字節(jié)順序存儲法；另一種是高字節(jié)數(shù)據(jù)存放在高地址處，稱為大端字節(jié)順序存儲法。對于軟件而言，它將存儲器看作一個大的字節(jié)數(shù)組，稱為虛擬存儲器（提問：為什么是虛擬存儲器）。存儲器的每一個字節(jié)都用一個唯一的地址來標識。 流水線的基本概念（本科掌握這種思想）流水線技術的基本思想是將一個重復的時序分解成若干個子過程，而每一個子過程都可有效地在其專用功能段上與其他子過程同時執(zhí)行，同一時間，多個子過程同時運行，這是最重要的特點?，F(xiàn)代的CPU往往采用CISC的外圍，內(nèi)部加入了RISC的特性。RISC是在CISC的基礎上產(chǎn)生并發(fā)展起來的，RISC架構也不可以取代CISC架構。（2）精簡指令集計算機（Reduced Instruction Set Computer，RISC）體系結構是20世紀80年代提出來的。諾依曼結構）數(shù)據(jù)、地址總線數(shù)據(jù)總線地址總線PC指示（哈佛結構） 精簡指令集計算機（要求：掌握重點與使用條件）（1） 早期的計算機采用復雜指令集計算機（Complex Instruction Set Computer，CISC）體系，采用的都是典型的CISC體系結構。（要求：掌握重點與正確判斷結構）數(shù)據(jù)、指令同一存儲區(qū)。（下面的分類只作了解要求） 嵌入式微處理器體系結構 馮 應用軟件層應用軟件層用來實現(xiàn)對被控對象的控制功能，由所開發(fā)的應用程序組成，面向被控對象和用戶。（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、檢索和更新等功能，一般不提供保護和加密等安全機制。 BSP級：驅動程序操作系統(tǒng)任務：需要操作硬件設備被系統(tǒng)操作的對應硬件設備初始化時上、下關聯(lián)使用時調(diào)用完成設備的輸出與輸入 系統(tǒng)軟件層（?？撇蛔饕螅究谱饕话懔私?，為今后的發(fā)展打好基礎）系統(tǒng)軟件層通常包含有實時多任務操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、圖形用戶接口、網(wǎng)絡系統(tǒng)及通用組件模塊組成。系統(tǒng)級初始化主要進行操作系統(tǒng)的初始化（完整）。片級初始化把嵌入式微處理器從上電時的默認狀態(tài)設置成系統(tǒng)所要求的工作狀態(tài)（CPU的初始化）。） 中間層中間層也稱為硬件抽象層或板級支持包，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，是上層軟件與下層硬件平臺之間的接口，需要為操作系統(tǒng)提供操作和控制具體硬件的方法。（3） 通用設備接口和I/O接口設備接口完成信息的相互轉換與匹配；I/O接口完成信息的輸入與輸出。主存儲器用來存放系統(tǒng)和用戶的程序及數(shù)據(jù)，是嵌入式微處理器能直接訪問的存儲器。（2） 存儲器嵌入式系統(tǒng)的存儲器包含Cache、主存儲器和輔助存儲器，目的是用來存放數(shù)據(jù)和執(zhí)行代碼。特點是：硬件層通常是一個以嵌入式處理器為中心進行設計，一般包含有電源電路、時鐘電路和存儲器電路等模塊（不可少的構件）。抽象層，是軟件與硬件的接口，完成上下層的工作中間層對被控對象的控制應用軟件BSP使上層軟件開發(fā)人員無需關心底層硬件的具體情況。嵌入式計算機系統(tǒng)是整個嵌入式系統(tǒng)的核心，可以分為硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應用軟件層。 IP核（Intellectual Property Core，知識產(chǎn)權核）IP核是具有專有知識產(chǎn)權，帶有具體功能并且有規(guī)范的接口，可在多個系統(tǒng)設計中重復使用的功能模塊，是實現(xiàn)嵌入式片上系統(tǒng)的基本構件。（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。（2） 嵌入式操作系統(tǒng)迅速發(fā)展，逐步進行各個領域。（32位機）（4） 面向Internet階段進入21世紀，Internet技術與信息家電、工業(yè)控制技術等的結合日益緊密，嵌入式技術與Internet技術的結合正在推動著嵌入式系統(tǒng)的飛速發(fā)展。（一般由8位以上CPU為中心）（3） 實時操作系統(tǒng)階段20世紀90年代后，嵌入式系統(tǒng)在應用中飛速發(fā)展。（2） 簡單操作系統(tǒng)階段在20世紀80年代后，隨著計算機的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的地位在系統(tǒng)應用中的越來越高，由此出現(xiàn)了面向I/O設計的微控制器（或微處理器）在嵌入式系統(tǒng)設計應用。 發(fā)展 基本過程從工業(yè)生產(chǎn)和自動控制開始，發(fā)展到現(xiàn)在的嵌入式系統(tǒng)（以講述為主） 具體過程（1） 無操作系統(tǒng)階段單片機是最早應用的嵌入式系統(tǒng)，一般沒有操作系統(tǒng)的支持，程序設計采用匯編語言。從嵌入式系統(tǒng)運行的軟件是固化在硬件系統(tǒng)中與硬件形成一個不可分割的整體，同一個嵌入式硬件系統(tǒng)一般很難采用改變軟件的方法用于其它領域，因此不可能有一個標準化的設計，這是嵌入式系統(tǒng)最大的特點。第一章：嵌入式系統(tǒng)的基礎部份 定義定義：以應用為中心、以計算機技術為基礎，符合多方面嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。（?？疲┍緦W期的重點是熟悉使用、實驗體會、掌握提高。學習基本硬件結構，比學習電子電路和模擬電路的難度小，嵌入式系統(tǒng)中要使用大量的集成電路，在今后的實踐中，一定要先學好集成電路的技術資料（學會上網(wǎng)自己查找），然后才能設計硬件結構和系統(tǒng)軟件。（?？疲┳⒁饣A知識的學習，做好課后復習，特別要將以前學習過的專業(yè)課書籍進行相關的復習；軟件、硬件是嵌入式系統(tǒng)重要組成部分，缺一不可，不可分割，在學習中只能做到全面發(fā)展，決不能將通用計算機中的軟件、硬件完全分開來看，掌握嵌入式系統(tǒng)中的軟件、硬件必須在一個大的框架內(nèi)協(xié)調(diào)工作。二、本課程的研究對象是ARMARM指令、S3C24一般系統(tǒng)接口；關于ARM9與S3C2410的功能特點、技術參數(shù)等由生產(chǎn)廠家已經(jīng)確定，在課程教學中沒有修改與補充，這些內(nèi)容主要由學生自己自學完成。期末考試為筆試，學生成績見成績單。任課教師在每學期開課以前根據(jù)教學大綱編寫教學日歷，一式四份，經(jīng)學部（系、室）主任審閱同意后，一份自存，一份交所在系，一份交所在學部，一份交學生。嵌入式系統(tǒng)原理與應用（本科使用、專科參考使用）教學備課材料劉曉秋編湖 南 涉 外 經(jīng) 濟 學 院 2010 ∽ 2011第一學 期 教 學 周 歷課程名稱 嵌入式系統(tǒng) 計算機 學部 計科080080080計應09 專業(yè) 3 年級課程學期總學時其中上課周數(shù)周學時學分考核方式采用教材情況教材名稱ARM9嵌入式系統(tǒng)設計基礎教程講授實驗（踐）主編（著）黃智偉、鄧月明等出版社名稱北京航空航天大學出版社2882286018164考試出版時間2008．8周次日期上課節(jié)次上課地點每周時數(shù)分配教學內(nèi)容備注講授實驗（踐）合計時數(shù)14七教44系統(tǒng)基礎部分：定義、發(fā)展、實時系統(tǒng)24七教44系統(tǒng)的體系結構及四個層次分類、特點、存儲34七教44嵌入式系統(tǒng)微處理器和類型、ARM系統(tǒng)介紹44七教44從8位機到32位機的發(fā)展，與一個實例54七教44ARM9的概念、存儲格式、指令、操作模式等64七教44狀態(tài)、狀態(tài)、異常、中斷74七教44系統(tǒng)復位、尋址方式、堆棧的幾種形式84七教44指令格式與幾種類型，例題講解94七教44S3C2410內(nèi)部結構、技術特點102六、七教224內(nèi)部存儲器與地址分配112六、七教224與存儲相關的寄存器地址、計算、功能設置等122六、七教224內(nèi)容同上132六、七教224中斷的一般過程與特征142六、七教224端口實例152六、七教224中斷實例162六、七教224NOR FLASH NAND FLASH SDRAM DDR講解172六、七教224嵌入式的存儲口系統(tǒng)、層次、特點182六、七教224全書復習192六、七教224全書復習20考試說明：教學內(nèi)容按每次授課內(nèi)容填寫。 考核方式分考試與考查兩種。學部（系、室）主任簽名： 任課老師簽名： 劉曉秋 10~11上學期課表（嵌入式系統(tǒng)原理與應用）使用班級：計科2008020080200803計應：09級窗體頂端周課時16，200801共44人，200802共53人，200803共51人，計應09級共44人。幾個重要掌握的概念一、“嵌入”的意義從語言上理解：一個物體嵌入到另一個物體中；從計算機的角度理解：服務器與客戶機的關系；從學習程度上理解：專業(yè)知識的綜合運用；從個人工作上理解：屬于計算機應用的范圍；從嵌入與被嵌入上理解：獨立功能與系統(tǒng)功能，受控與不受控的關系。窗體底端窗體頂端窗體底端