PARTII嵌入式系统课程简介-Read.PPT

课程设计的目的及要求 目的： 掌握ARM嵌入式CPU的结构特点、硬件资源及ARM嵌入式系统的开发环境、开发流程和方法 掌握ARM嵌入式系统的硬件和软件设计方法 掌握基于ARM嵌入式CPU的语音编码的硬件电路和软件设计并学习一些通用接口的设计 要求： 撰写方案设计报告，完成单元电路设计及调试，完成系统软件设计、调试和性能测试，完成研究报告的撰写 课程设计的主要内容 基于ARM的嵌入式开发环境 软件开发入门 基本硬件实验 实时时钟实验 定时器实验、DMA实验等 异步串行通信软件设计实验 10M/100MBps自适应以太网接口及其他通用接口应用 PART ONE 嵌入式系统简介 嵌入式系统的应用 典型嵌入式系统硬件组成 典型嵌入式系统组成 嵌入式Internet应用 信息家电 消费类电子—智能玩具、手持通讯的核心 智能玩具与机器人 军事国防领域 航天领域 ARM简介 ARM微处理器的历史发展 ARM是什么？ Advanced RISC Machine 位于英国剑桥区的电子公司的名字 ARM成功的秘诀 企业运行的模式－chipless的生产模式 公司既不生产芯片，也不设计芯片，而是设计出高效的IP内核 全球有103家巨型IT公司在采用ARM技术，20家最大的半导体厂商中有19家是ARM的用户 ARM公司市场占有率分布图 ARM微处理器特点 之一 ARM微处理器采用RISC架构 体积小、功耗低、成本低、高性能 支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能够8位和16位器件。 具有大量的寄存器，因而指令执行速度快。 绝大多数操作都在寄存器中进行，通过Load/Store的体系架构在内存和寄存器之间传递数据。 寻址方式简单。 ARM微处理器特点 之二 采用固定长度的指令格式。 在同一条数据处理指令中包含算术逻辑处理单元处理和移位处理 使用地址自动增加（减少）来优化程序中循环处理。 Load/Store指令可以批量传输数据，从而提高数据传输的效率。 所有指令都可以进行分支预测功能，即根据前面指令执行结果，决定是否执行，以提高指令的执行效率。 ARM微处理器应用场合 无线通讯领域 ：目前全球超过85％的无线通讯设备都采用ARM技术 蓝牙技术：爱立信、英特尔、朗讯、阿尔卡特等多家公司的元器件产品都采用ARM技术 网络应用领域：宽带技术中，采用ARM技术的ADSL芯片组正逐渐取得竞争优势。 消费类电子产品领域：ARM技术在数字音频领域、数字机顶盒和游戏机中得到广泛应用。 信息家电领域：现在很多数码相机、打印机都使用了ARM技术。另外，汽车上包括驾驶、安全和车载娱乐等各种功能都使用ARM微处理器来完成 ARM体系架构 常用处理器简介 ARM工作模式 ARM存储系统 ARM异常与管理系统 ARM流水线和MMU ARM体系架构（续） ARM指令集 ARM常用指令 ARM指令编码 ARM汇编指令 ARM汇编程序设计 ARM汇编和C的混合编程 ARM体系架构（续） ADS软件的使用 ADS编程的惯常使用 掌握C－汇编－目标代码－可执行文件内部的转换过程 嵌入式程序调试技巧 ARM微处理器系列 ARM7系列 ARM9E系列 ARM10E系列 ARM7系列 概述：ARM7系列处理器是低功耗的32位RISC处理器 特点 能够提供0.9MIPS/MHz 的三级流水线结构 极低的功耗，适合对功耗要求较高的产品，如便携式产品 程序代码密度高并兼容16 位的Thumb 指令集 对操作系统的支持广泛，包括Windows CE、Linux、Palm OS 等 指令系统与ARM9 系列、ARM9E 系列和ARM10E 系列兼容 主频最高可达130MIPS ARM9E系列 概述：ARM9E系列处理器使用单一的处理器内核提供了微控制器、DSP、Java应用系统的解决方案，减小了整个芯片的体积，降低了功耗，缩短了产品的研发周期 类型：ARM926EJ-S、ARM946E-S和ARM966E-S ARM10E系列 概述：ARM10E系列处理器采用新的体系架构和新的节能模式，提供了64位读取/写入体系，支持包括向量操作的满足IEEE754的浮点运算协处理器，系统集成更加方便。 类型： ARM1020E ARM1022E ARM1026EJ-S ARM10E系列 特点 支持DSP指令集，适合于需要高速数字信号处理的场合 6级流水线结构，指令执行效率更高 支持32位ARM指令集和16位Thumb 指令集 支持32位的高速AMBA 总线接口 支持VFP10浮点处理协处理器 全性能的MMU，支持Windows CE、Linux、Palm OS 等多种主流嵌入式操作系统 支持数