MMU所起的作用
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iommu原理IOMMU原理IOMMU(Input/Output Memory Management Unit)是一种硬件设备,用于管理输入/输出设备与系统内存之间的数据传输。
它在计算机系统中起到了重要的作用,可以提供更高的安全性和性能。
本文将介绍IOMMU的原理和其在计算机系统中的应用。
一、IOMMU的原理IOMMU的主要原理是通过地址转换和访问控制来实现输入/输出设备与系统内存之间的数据传输。
它类似于CPU中的内存管理单元(MMU),但是专门用于管理输入/输出设备的访问。
IOMMU通过使用DMA(Direct Memory Access)引擎来实现数据传输。
DMA引擎是一种硬件设备,可以直接将数据从输入/输出设备传输到系统内存,或者从系统内存传输到输入/输出设备,而无需CPU的干预。
然而,如果没有适当的地址转换和访问控制,DMA引擎可能会导致安全性问题和性能下降。
为了解决这些问题,IOMMU引入了两个重要的概念:页表和设备访问控制。
页表用于将输入/输出设备的物理地址映射到系统内存的虚拟地址,从而实现地址转换。
设备访问控制用于限制输入/输出设备对系统内存的访问权限,以提供更高的安全性。
二、IOMMU的应用1. 提高系统安全性:通过使用IOMMU,可以将输入/输出设备与系统内存隔离开来,防止恶意设备对系统内存的非法访问。
这对于保护系统免受恶意软件和攻击非常重要。
2. 提高系统性能:IOMMU可以通过使用页表和设备访问控制来优化数据传输。
通过将输入/输出设备的物理地址映射到连续的虚拟地址空间,可以减少地址转换的开销。
此外,通过限制输入/输出设备的访问权限,可以减少不必要的数据传输,从而提高系统性能。
3. 支持虚拟化:IOMMU对于虚拟化技术非常重要。
它可以将物理设备的访问权限分配给虚拟机,从而实现虚拟机对输入/输出设备的直接访问。
这提供了更好的性能和灵活性,同时保持了系统的安全性。
4. 支持大内存系统:在具有大内存系统的计算机中,IOMMU可以帮助管理大量的物理内存和输入/输出设备。
下列针对内存管理单元mmu的说法内存管理单元(MMU)是计算机系统中重要的组成部分,负责实现虚拟位置区域到物理位置区域的转换,以及实现内存保护和访问权限控制等功能。
下面我将针对内存管理单元MMU的一些说法进行全面评估,并撰写一篇有价值的文章。
1. 内存管理单元(MMU)是计算机系统中重要的组成部分,负责实现虚拟位置区域到物理位置区域的转换。
在现代计算机系统中,MMU 的作用十分重要,它可以有效地管理系统内存,并且保障程序之间的隔离和保护。
2. 内存管理单元(MMU)对系统性能有着重要的影响。
通过对虚拟位置区域到物理位置区域的映射,MMU可以提高内存访问效率,从而加速程序的执行速度。
3. 内存管理单元(MMU)在操作系统中起到关键作用,它能够实现内存的动态分配和回收,从而更好地满足不同程序的内存需求。
4. 内存管理单元(MMU)对系统的安全性和稳定性具有重要影响。
通过内存保护和访问权限控制等功能,MMU可以有效防止程序之间的干扰和非法访问,提高系统的稳定性和安全性。
5. 个人观点和理解:内存管理单元(MMU)是计算机系统中不可或缺的部分,它不仅可以提高系统的性能,而且能够保障系统的安全和稳定。
在未来的计算机发展中,MMU将继续发挥着重要作用。
总结回顾:通过对内存管理单元(MMU)的全面评估,我们深入了解了其在计算机系统中的重要作用和影响。
从虚拟位置区域到物理位置区域的转换,到内存访问效率的提升,再到系统安全性和稳定性的保障,MMU无疑是计算机系统中不可或缺的部分。
在未来的计算机发展中,我们需要更加重视对MMU的研究和应用,以更好地推动计算机系统的发展和进步。
内存管理单元(MMU)是计算机系统中不可或缺的重要组成部分,其作用不仅限于实现虚拟位置区域到物理位置区域的转换,还涵盖了内存保护和访问权限控制等功能。
在现代计算机系统中,MMU对系统性能、安全性和稳定性都有着重要的影响,其作用和意义愈发凸显。
关于虚拟位置区域到物理位置区域的转换,MMU的作用是至关重要的。
第一章微型计算机概述复习题一、填空题1、微机系统由(硬件系统)和(软件系统)两部分组成。
2、总线按传输的信息种类可分成(数据)、(地址)和(控制)三种。
3、模型机CPU主要由(运算器)、(控制器)和(寄存器)三部分组成。
4、指令格式通常由(操作码)和(操作数)组成。
5、指令的执行分(取指)和(执指)两个阶段。
6、8086有(20 )位地址线,存储器容量为(1M)B。
二、名字解释1、PC :程序计数器2、CACHE:高速缓冲存储器2、FLAGS :标志寄存器3、ALU :算术逻辑运算单元4、ID:指令译码器三、问答题1、微机中各部件的连接采用什么技术?为什么?解答:现代微机中广泛采用总线将各大部件连接起来。
有两个优点:一是各部件可通过总线交换信息,相互之间不必直接连线,减少了传输线的根数,从而提高了微机的可靠性;二是在扩展计算机功能时,只须把要扩展的部件接到总线上即可,十分方便。
2、微机系统的总线结构分哪三种?解答:单总线、双总线、双重总线3、微机系统的主要性能指标(四种)?解答:字长、主频、内存容量、指令系统4、模型机有哪些寄存器,以及作用?解答:通用寄存器组:可由用户灵活支配,用来存放参与运算的数据或地址信息。
地址寄存器:专门用来存放地址信息的寄存器。
程序计数器:它的作用是指明下一条指令在存储器中的地址。
指令寄存器:用来存放当前正在执行的指令代码指令译码器:用来对指令代码进行分析、译码,根据指令译码的结果,输出相应的控制信号5、请举例8、16、准16、32、准32位CPU芯片型号。
解答:8085:8位;8086:16位;8088准16位;80386DX:32位;80386SX:准32位第二章典型微处理器1、8086CPU 内部组成结构从功能上讲,可分为__BIU_____和___EU______两部分。
2、8086/8088的四个段寄存器为___DS_____、___ES_____、___SS____、__CS_______3、用来存放CPU状态信息的寄存器是_____FLAGS______。
《Mmu_circ_0001829在肝损伤修复中调控细胞增殖作用的机制研究》篇一Mmu_circ_0001829在肝损伤修复中调控细胞增殖作用的机制研究一、引言随着现代医学技术的飞速发展,对细胞增殖与损伤修复的研究已成为生物学和医学领域的重要课题。
在众多调控因子中,非编码RNA(ncRNA)逐渐成为研究的热点。
其中,mmu_circ_0001829作为一种新兴的环状RNA(circRNA),在细胞增殖及肝损伤修复过程中发挥重要作用。
本文旨在深入探讨mmu_circ_0001829在肝损伤修复中调控细胞增殖的作用机制,为相关疾病的预防和治疗提供理论依据。
二、研究背景近年来,越来越多的研究表明,circRNA在生物体内具有多种生物学功能,包括调控基因表达、参与信号转导等。
其中,mmu_circ_0001829作为一种广泛存在于肝脏组织中的circRNA,在肝损伤修复过程中发挥重要作用。
其表达水平与肝细胞的增殖、凋亡及肝损伤修复密切相关。
因此,研究mmu_circ_0001829的调控机制对于理解肝损伤修复具有重要意义。
三、研究方法本研究采用分子生物学、细胞生物学及动物实验等方法,对mmu_circ_0001829在肝损伤修复中的调控机制进行研究。
首先,通过分子克隆技术构建mmu_circ_0001829的过表达和敲除载体;其次,利用细胞培养和转染技术,研究mmu_circ_0001829对肝细胞增殖的影响;最后,通过动物实验验证mmu_circ_0001829在肝损伤修复中的作用。
四、实验结果1. mmu_circ_0001829的生物学特性:mmu_circ_0001829是一种高度保守的circRNA,其表达水平在肝组织中显著高于其他组织。
通过生物信息学分析,我们发现mmu_circ_0001829可能参与多种生物学过程。
2. mmu_circ_0001829对肝细胞增殖的影响:通过细胞实验,我们发现过表达mmu_circ_0001829能够显著促进肝细胞的增殖,而敲除mmu_circ_0001829则抑制肝细胞的增殖。
第一章微型计算机概述复习题一、填空题1、微机系统由(硬件系统)和(软件系统)两部分组成。
2、总线按传输的信息种类可分成(数据)、(地址)和(控制)三种。
3、模型机CPU主要由(运算器)、(控制器)和(寄存器)三部分组成。
4、指令格式通常由(操作码)和(操作数)组成。
5、指令的执行分(取指)和(执指)两个阶段。
6、8086有(20 )位地址线,存储器容量为(1M )B。
二、名字解释1、PC :程序计数器2、CACHE:高速缓冲存储器2、FLAGS :标志寄存器3、ALU :算术逻辑运算单元4、ID:指令译码器三、问答题1、微机中各部件的连接采用什么技术?为什么?解答:现代微机中广泛采用总线将各大部件连接起来。
有两个优点:一是各部件可通过总线交换信息,相互之间不必直接连线,减少了传输线的根数,从而提高了微机的可靠性;二是在扩展计算机功能时,只须把要扩展的部件接到总线上即可,十分方便。
2、微机系统的总线结构分哪三种?解答:单总线、双总线、双重总线3、微机系统的主要性能指标(四种)?解答:字长、主频、内存容量、指令系统4、模型机有哪些寄存器,以及作用?解答:通用寄存器组:可由用户灵活支配,用来存放参与运算的数据或地址信息。
地址寄存器:专门用来存放地址信息的寄存器。
程序计数器:它的作用是指明下一条指令在存储器中的地址。
指令寄存器:用来存放当前正在执行的指令代码指令译码器:用来对指令代码进行分析、译码,根据指令译码的结果,输出相应的控制信号5、请举例8、16、准16、32、准32位CPU芯片型号。
解答:8085:8位;8086:16位;8088准16位;80386DX:32位;80386SX:准32位第二章典型微处理器一、填空题1、8086CPU 内部组成结构从功能上讲,可分为__BIU_____和___EU______两部分。
2、8086/8088的四个段寄存器为___DS_____、___ES_____、___SS____、__CS_______3、用来存放CPU状态信息的寄存器是_____FLAGS______。
1、微处理器(CPU)由运算器、控制器、寄存器组三部分组成。
2、运算器由算术逻辑单元ALU、通用或专用寄存器组及内部总线三部分组成。
3、控制器的功能有指令控制、时序控制、操作控制,控制器内部由程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、时序控制部件以及微操作控制部件(核心)组成。
4、8088与存储器和I/O接口进行数据传输的外部数据总线宽度为8位,而8086的数据总线空度为16位。
除此之外,两者几乎没有任何差别。
5、在程序执行过程中,CPU总是有规律的执行以下步骤:a从存储器中取出下一条指令b指令译码c如果指令需要,从存储器中读取操作数d执行指令e如果需要,将结果写入存储器。
6、8088/8086将上述步骤分配给了两个独立的部件:执行单元EU、总线接口单元BIU。
EU作用:负责分析指令(指令译码)和执行指令、暂存中间运算结果并保留结果的特征,它由算数逻辑单元(运算器)ALU、通用寄存器、标志寄存器、EU控制电路组成。
BIU作用:负责取指令、取操作、写结果,它由段寄存器、指令指针寄存器、指令队列、地址加法器、总线控制逻辑组成。
7、8088/8086CPU的内部结构都是16位的,即内部寄存器只能存放16位二进制码,内部总线也只能传送16位二进制码。
8、为了尽可能地提高系统管理(寻址)内存的能力,8088/8086采用了分段管理的方法,将内存地址空间分为了多个逻辑段,每个逻辑段最大为64K个单元,段内每个单元的地址长度为16位。
9、8088/8086系统中,内存每个单元的地址都有两部分组成,即段地址和段内偏移地址。
10、8088/8086CPU都是具有40条引出线的集成电路芯片,采用双列直插式封装,当MN/MX=1时,8088/8086工作在最小模式,当MN/MX=0时,8088/8086工作在最大模式。
11、8088/8086 CPU内部共有14个16位寄存器。
按其功能可分为三大类,即通用寄存器(8个)、段寄存器(4个)、控制寄存器(2个)。
详细解释下述术语的概念、功能及相互关系:虚拟地址、物理地址、MMU、页表、TLB、页框作业一1、详细解释下述术语的概念、功能及相互关系:虚拟地址、物理地址、MMU、页表、TLB、页框。
答:物理地址也叫实地址、二进制地址,它是在地址总线上,以电子形式存在的,使得数据总线可以访问主存的某个特定存储单元的内存地址。
虚拟地址也叫逻辑地址。
在和虚拟内存的计算机中,物理地址这个术语多用于区分虚拟地址。
尤其是在使用内存管理单元(MMU)转换内存地址的计算机中,虚拟和物理地址分别指在经MMU转换之前和之后的地址。
MMU是Memory Management Unit的缩写,中文名是内存管理单元,它是中央处理器(CPU)中用来管理虚拟存储器、物理存储器的控制线路,同时也负责虚拟地址映射为物理地址,以及提供硬件机制的内存访问授权。
页表是系统为保证进程的正确运行而建立的页面映像表。
分页转换功能由驻留在内存中的表来描述,该表称为页表(page table),存放在物理地址空间中。
页表实现从页号到物理块号的地址映射。
TLB:Translation lookaside buffer,即旁路转换缓冲,或称为页表缓冲。
页表存储在主存储器中,查询页表所付出的代价很大,TLB的使用就是为了减小由于使用页表而付出的访存代价。
CPU中添加了能自动把虚拟内存(即逻辑地址)地址转化为物理内存地址的电路,为了简化这种电路,就把RAM划分为长度为4KB或8KB的块,这种块就叫页框。
联系:为了实现多道程序的并发处理以及充分利用内存,将内存划分长度为4KB或8KB的页框,页表记录了页框到物理地址的映射,为了加快CPU通过查询页表访问内存速度,使用了TLB;MMU负责虚拟地址和物理地址的映射。
作业二1、嵌入式系统开发中为何有重定向程序?作用?答:嵌入式系统需要在交叉环境中开发,在嵌入式系统实际应用中,往往嵌入式系统和主机调试环境是独立的,嵌入式系统的输入输出与主机的调试环境的输入输出不同,而嵌入式系统又想使用标准输入输出中的库函数,这时就要使用重定向技术,将标准的输入输出重定向为嵌入式系统的输入输出。
prusa mmu3 原理Prusa MMU3是一种创新的多材料升级套件,用于3D打印机。
它的原理是通过自动切换不同的打印材料,使得打印出的物体可以具有不同的颜色或材质。
这为用户提供了更多的创作可能性和灵活性。
Prusa MMU3采用了一种智能的机械设计,通过多个进料和出料通道,实现了多材料的连续打印。
它通过自动切换不同的挤出机和进料机,将不同的打印材料供给到3D打印机的喷头中。
这种切换过程是自动进行的,用户只需要在软件中设置好打印对象的颜色或材质序列,然后Prusa MMU3就会按照设定自动切换材料。
Prusa MMU3的工作原理可以简单地描述为以下几个步骤:1. 准备工作:用户需要预先准备好不同颜色或材质的3D打印材料,并将它们放置在进料机的供料器中。
2. 软件设置:用户需要在3D打印机的控制软件中设置好打印对象的颜色或材质序列。
这个序列将决定Prusa MMU3在打印过程中如何切换不同的材料。
3. 打印过程:当3D打印开始时,Prusa MMU3会根据软件设置的序列,自动切换进料机和挤出机,将不同的打印材料供给到喷头中。
这个切换过程是通过机械装置实现的,不需要用户的干预。
4. 切换逻辑:Prusa MMU3会根据打印对象的颜色或材质序列,按照一定的逻辑切换材料。
例如,如果打印对象需要切换成红色,Prusa MMU3会自动切换到红色的打印材料,并将其供给到喷头中。
通过这种自动切换的方式,Prusa MMU3可以实现多种颜色或材质的连续打印。
用户只需要在软件中设置好序列,然后就可以轻松地打印出具有多种颜色或材质的物体。
Prusa MMU3的原理非常简单,但它给用户带来了极大的便利和创作空间。
无论是制作多彩的艺术品,还是打印具有不同功能的零件,Prusa MMU3都能够满足用户的需求。
它的出现为3D打印技术的发展带来了新的可能性,让人们能够更加自由地创造和实现想象。
述嵌入式系统的定义。
嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
1-2.简述嵌入式系统的组成。
从体系结构上看,嵌入式系统主要由嵌入式处理器、支撑硬件和嵌入式软件组成。
其中嵌入式处理器通常是单片机或微控制器,支撑硬件主要包括存储介质、通信部件和显示部件等,嵌入式软件则包括支撑硬件的驱动程序、操作系统、支撑软件及应用中间件等。
嵌入式系统的组成部分是嵌入式系统硬件平台、嵌入式操作系统和嵌入式系统应用。
嵌入式系统硬件平台为各种嵌入式器件、设备(如ARM、Power PC、Xscale、MIPS 等);嵌入式操作系统是指在嵌入式Linux、u CLinux、Win CE 等。
ARM7与ARM9的区别1-3.ARM7处理器使用的是(ARMv4)指令集。
ARM7 内核采用冯·诺依曼体系结构,数据和指令使用同一条总线。
内核有一条3级流水线,执行ARMv4 指令集。
1-6.ARM9采用的是(5)级流水线设计。
存储器系统根据哈佛体系结构(程序和数据空间独立的体系结构)重新设计,区分数据总线和指令总线内存管理单元MMU定义:提供专门负责存储管理的部件。
作用:实现地址映射;对地址访问进行保护和限制ARM核有多少个寄存器?ARM处理器有37个32位长的寄存器;(1)30个通用寄存器;(2)6个状态寄存器(3)1个pc2、ARM处理器:ARM处理器是英国ARM(Advanced RISC Machines)公司设计的全球领先的16/32位RISC微处理器,ARM公司通过转让RISC微处理器,外围和系统芯片设计技术给合作伙伴,使他们能用这些技术来生产各具特色的芯片。
4、异常:当正常的程序执行流程发生暂时的停止时,称之为异常,例如处理一个外部的中断请求。
6、ARM微处理器内核是如何进行异常处理的?答:1)当异常产生时,ARM内核拷贝CPSR到SPSR_<mode>,设置适当的CPSR位:改变处理器状态进入ARM态,改变处理器模式进入相应的异常模式,设置中断禁止位禁止相应中断(如果需要);保存返回地址到LR_<mode>,设置PC为相应的异常向量。
U-Boot在启动之初为何要关闭Cache和MMU?
1.cache的定位
cache是位于主存(即是内存)与CPU内部的寄存器之间的⼀个存储设施,⽤来加快cpu与内存之间
数据与指令的传输速率,从⽽加快处理的速度。
2.cache的作⽤
根据cache的定位可以看出来,它是⽤来加快cpu从内存中取出指令的速度,但我们都知道,在设备
上电之初,我们的内存初始化⽐较慢⼀拍,当cpu初始化了,但内存还没准备好之后,就对内存进⾏数据
读,那么势必会造成了指令取址异常,系统就会挂了。
所以,在u-boot的上电之初,就得关闭掉数据cache,
指令的cache关闭与不关闭没有太⼤的关系。
3.为啥要关闭MMU呢?
mmu在设备上电之初是没有任何作⽤的,也就是说,在u-boot的初始化之初执⾏汇编的那⼀段代码中,
包括后⾯的初始化⼀些具体的外设时,访问的都是实际的地址,mmu的打开起不到任何的意义,为了不影响启动之初
对程序的启动,关闭掉mmu设备是常⽤的做法。
1.内存管理和MMU当ARM 要访问存储器时,MMU 先查找TLB(Translation Lookaside Buffer,旁路转换缓冲)中的虚拟地址表。
如果TLB 中没有虚拟地址的入口,则转换表遍历硬件会从存放在内存的转换表中获得转换和访问器权限。
一旦取到,这些信息将被放到TLB 中,这时访问存储器的TLB 入口就拿到了。
在TLB 中其实包含了以下信息:1)控制决定是否使用高速缓冲2)访问权限信息3)在有cache 的系统中,如果cache 没有命中,那么物理地址作为线性获取(line fetch)硬件的输入地址。
如果命中了cache 那么数据直接从cache 中得到,物理地址被忽略。
ARM 的工作流程可用下图表示:这种机制是纯粹的高速硬件操作,并不需要操作系统来完成。
操作系统只要提供内存转换表就可以了,但是需要符合一定的格式。
ARM9 的MMU 映射表分为两种,一级页表的变换和二级页表变换。
两者的不同之处就是实现的变换地址空间大小不同。
一级页表变换支持1 M 大小的存储空间的映射,而二级可以支持64 kB,4 kB 和1 kB 大小地址空间的映射。
在LINUX 中最终使用了1 M 一级页表和4 kB 的二级页表(即 1M段区和4KB页面)内核中地址转换表建立过程地址转换表建立是和内核的启动一起完成的,页表的建立也可以分为三个阶段:第一阶段是发生在内核解压缩、自引导时,也就内核镜像zimage 的文件头部分。
相关代码从某种意义上来讲不属于内核,它是BSP 代码中的一部分,是需要根据不同的架构来分别实现的。
通过平面映射的方式建立了256M 空间节描述表。
但是,这个映射表是临时的,是为了提高内核解压缩时的速度而实现的。
在解压缩结束之后,进入内核代码之前,MMU 功能就被关闭了,随之的映射表也被废弃不用。
当decompress_kernel 函数实现内核的解压缩之后,那么内核启动的第一阶段工作就完成了。
第一套一、选择题1. ARM 属于( A )[A] RISC 架构[B] CISC架构2. ARM 指令集是( C )位宽,Thumb 指令集是( B )位宽的。
[A] 8位[B] 16 位 [C] 32位 [D] 64位3. ARM 指令集是( H )字节对齐,Thumb 指令集是( F )字节对齐的[E] 1 [F] 2 [G] 3 [H] 44. 复位后,ARM处理器处于( B )模式,( D )状态[A] User [B] SVC [C] System [D] ARM [E] Thumb5. ARM处理器总共( E )个寄存器,System模式下使用( A )个寄存器,SVC 模式下使用( B )个寄存器。
[A] 17个[B] 18个 [C] 32个 [D] 36个 [E] 37个6. ARM处理器中优先级别最高的异常为( E ),( AC )异常可以用来相应中断[A] FIQ [B] SWI [C] IRQ [D] SVC [E] RESET7. ARM数据处理指令中有效的立即数是( ACEGH )[A] 0X00AB0000 [B] 0X0000FFFF [C ] 0XF000000F [D ] 0X08000012[E] 0X00001F80 [F] 0XFFFFFFFF [G] 0 [H] 0XFF0000008. ATPCS规定中,推荐子函数参数最大为( D )个[A] 1 [B] 2 [C ] 3 [D ] 49. ATPCS规定中,栈是( B )[A] 满加[B] 满减 [C ] 空加 [D ] 空减10. 在用ARM汇编编程是,其寄存器有多个别名,通常PC是指( D ),LR 是指( C ),SP是指( B )[A] R12 [B] R13 [C ] R14 [D ] R1511. CPSR寄存器中反映处理器状态的位是( D )[A] J位[B] I位 [C ] F位 [D ] T位12. 下面属于ARM 子程序调用指令的是( C )[A] B [B] BX [C ] BL [D ] MOV13. ARM7属于( A )结构,ARM9属于( B )结构。
嵌⼊式复习题嵌⼊式系统原理与设计第⼀章嵌⼊式系统概述1、什么是嵌⼊式系统?嵌⼊式系统和普通⼈的⽣活⾮常紧密,如⽇常⽣活中使⽤的⼿机、微波炉、有线电视机顶盒等,都属于嵌⼊式系统。
与通常使⽤的PC机相⽐,嵌⼊式系统的形式变化多样、体积⼩,可以灵活地适应各种设备的需求。
因此,可以把嵌⼊式系统理解为⼀种为特定设备服务的,软件硬件可裁剪的计算机系统。
嵌⼊式系统的英⽂名称是Embedded System。
⽬前被我国科学家普遍认同的定义是:嵌⼊式系统是以应⽤为中⼼,以计算机技术为基础,软硬件可裁减,对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专⽤计算机系统。
2、嵌⼊式系统具有哪些特点?嵌⼊式系统通常是⾯向特定应⽤的嵌⼊式CPU,与通⽤型的最⼤不同就是嵌⼊式CPU⼤多⼯作在为特定⽤户群设计的系统中,执⾏的是带有特定要求的预先定义的任务,如实时性、安全性、可⽤性等。
它通常具有低功耗、体积⼩、集成度⾼等特点,能够把通⽤CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯⽚内部,从⽽有利于嵌⼊式系统设计趋于⼩型化,移动能⼒⼤⼤增强,跟⽹络的耦合也越来越紧密。
嵌⼊式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电⼦技术与各个⾏业的具体应⽤相结合的产物。
这⼀点就决定了它必然是⼀个技术密集、资⾦密集、⾼度分散、不断创新的知识集成系统;嵌⼊式系统的硬件和软件都必须⾼效率地设计,量体裁⾐、去除冗余,⼒争在同样的硅⽚⾯积上实现更⾼的性能,这样才能在具体应⽤中对处理器的选择更具有竞争⼒。
由于嵌⼊式系统通常需要进⾏⼤量⽣产,所以单个的成本节约,能够随着产量进⾏成百上千的放⼤。
3、嵌⼊式系统与通⽤计算机相⽐有哪些区别?嵌⼊式系统通常是⾯向特定应⽤的嵌⼊式CPU,与通⽤型的最⼤不同就是嵌⼊式CPU⼤多⼯作在为特定⽤户群设计的系统中,执⾏的是带有特定要求的预先定义的任务,如实时性、安全性、可⽤性等。
它通常具有低功耗、体积⼩、集成度⾼等特点,能够把通⽤CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯⽚内部,从⽽有利于嵌⼊式系统设计趋于⼩型化,移动能⼒⼤⼤增强,跟⽹络的耦合也越来越紧密。
mmu原理MMU(Memory Management Unit)是计算机系统中的一个重要组成部分,它负责实现虚拟内存管理。
本文将从原理、作用和实现方式三个方面来介绍MMU。
一、原理MMU的基本原理是通过虚拟地址和物理地址之间的映射,实现对内存的管理和访问。
在计算机系统中,每个进程都有自己的虚拟地址空间,而这个虚拟地址空间是连续的、从0开始的。
而实际的物理内存是分散的、不连续的。
MMU的作用就是将虚拟地址转换为物理地址,使得进程可以访问到实际的物理内存。
二、作用MMU的作用主要有两个方面:地址映射和内存保护。
1. 地址映射MMU通过建立虚拟地址到物理地址的映射关系,使得进程可以方便地访问到实际的物理内存。
在这个过程中,MMU会根据进程的页表,将虚拟地址分为页号和页内偏移两部分,然后通过查询页表,找到对应的物理页框号,并将页内偏移加上物理页框号,得到最终的物理地址。
2. 内存保护MMU可以实现对内存的保护,防止不同进程之间的地址空间相互干扰。
通过在页表中设置访问权限位,可以控制进程对内存的读、写、执行权限。
这样可以有效地保护操作系统和用户进程的数据安全。
三、实现方式MMU的实现方式主要有两种:分段式和分页式。
1. 分段式分段式的MMU将虚拟地址空间划分为不同的段,每个段的大小可以不同。
然后通过段表,将每个段映射到物理内存中的某个区域。
这种方式适用于多道程序设计,可以实现进程间的隔离和保护。
2. 分页式分页式的MMU将虚拟地址空间划分为固定大小的页,每个页的大小一般为4KB或者2MB。
然后通过页表,将每个页映射到物理内存中的某个页框。
这种方式适用于虚拟内存管理,可以将不常用的页置换到磁盘上,从而扩大了可用内存的容量。
MMU作为计算机系统的重要组成部分,负责实现虚拟内存管理。
通过地址映射和内存保护,使得进程可以方便地访问到实际的物理内存,并且保护了不同进程之间的地址空间的安全。
MMU的实现方式有分段式和分页式两种,可以根据具体的需求选择适合的方式。
1、嵌入式系统的特点:(1).嵌入式系统的个性化很强,软件系统和硬件在不同的应用中均有差异;(2).由通用计算机系统发展而来,根据应用对软硬件进行裁剪;(3).高的可靠性,强的实用性;(4).高的耗电量直接影响系统的成本及电源寿命;2、什么是嵌入式系统?嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,采用可剪裁硬件,适用于对功能,可靠性,成本,体积,功耗等有严格要求的专用计算机系统。
3、采用RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特点:(1).体积小、功耗低、成本低、性能高;(2).支持Thumb(16位)/ARM(3位)双指令集,能很好地兼容8位/16位器件;(3).大量使用寄存器,指令执行速度快;(4).大多数数据操作都在寄存器中完成;(5).寻址方式灵活简单,执行效率高;(6).采用固定长度的指令格式;4、嵌入式系统开发流程:选择嵌入式处理器(硬件平台)---选择嵌入式操作系统(软件平台)-----开发嵌入式应用软件-----测试通过---(是)---系统测试-----开发结束5、嵌入式系统软件设计流程:代码编程(C/汇编源程序)-----交叉编译(OBJ文件)-----交叉函数库----交叉链接(系统映像文件)---(重定向与下载)---目标板----调试;6、ARM9E处理器有独立的指令缓存(ICACHE)和数据缓存(DCACHE);7、ARM9系列处理器共有37个寄存器,其中31个属于通用寄存器,6个为ARM处理器;8、ARM总共有7种不同的处理器模式,分别是:用户模式,快速中断模式,外部中断模式,管理模式,数据访问中止模式,未定义指令中止模式,系统模式9、R13一般作为栈指针SP;R14被称为连接寄存器LR,作用:一是在通过BL或者BLX指令调用子程序时存放当前子程序的返回地址;二是在发生异常时用来保存该模式基于PC的返回地址;R15是程序计数器PC,用来保存处理器取值的地址;10、流水线技术的工作原理:ARM7采用的是3级流水线:FETCH/DECODE/EXECUTE.此时在EXECUTE阶段要完成大量的工作,包括寄存器和存储器的读写操作、移位操作、ALU 操作等,这导致在执行阶段往往需要多个时钟周期,从而成为系统性能的瓶颈。
计算机操作系统的作用与功能计算机操作系统(Computer Operating System)是一种用于管理和控制计算机硬件资源、支持和协调用户和应用程序之间的交互的软件程序。
作为计算机系统的核心组成部分,操作系统具有多项重要的作用和功能。
本文将详细介绍计算机操作系统的作用与功能,以及它们对整个计算机系统的重要性。
一、资源管理计算机操作系统的最基本作用是对计算机的硬件资源进行管理。
它负责分配和控制计算机的中央处理器(CPU)、内存和外部设备等资源,以满足不同用户或应用程序的需求。
通过实现多任务处理、调度算法和内存管理等机制,操作系统能够高效地组织和管理计算机硬件资源,提高系统的利用率和整体性能。
1. 中央处理器管理:操作系统负责对CPU资源进行分配和调度,以确保多个任务能够有序地执行,并尽量减少资源浪费或争用。
它通过调度算法来决定任务的执行顺序和时间分配,以提高系统的响应速度和效率。
2. 内存管理:操作系统负责对计算机的内存资源进行有效的管理和分配。
它通过内存管理单元(MMU)和虚拟内存技术,将物理内存抽象为逻辑地址空间,实现了内存的动态分配、页面置换和共享等功能,提高了内存利用率和应用程序的运行效率。
3. 外部设备管理:操作系统负责对计算机的外部设备进行管理和控制。
它通过设备驱动程序和中断处理机制,实现了对各类外设的访问和控制。
操作系统能够管理和调度多个外设的并发请求,保证数据的准确传输和设备的可靠运行。
二、用户接口与交互操作系统还扮演着用户与计算机系统之间的桥梁角色,提供了多种用户接口和交互方式,使用户能够方便地与计算机进行沟通和操作。
1. 命令行界面:操作系统提供了命令行界面(Command Line Interface,CLI),用户可以通过输入特定的命令和参数来操作计算机系统。
命令行界面通常比较灵活和强大,适合专业用户和系统管理员使用。
2. 图形用户界面:操作系统还提供了图形用户界面(Graphical User Interface,GUI),用户可以通过图形化的界面和图标来操作计算机系统。
MMU所起的作用
一、名词解释
①逻辑地址(虚拟地址)
用户程序经编译、链接以后形成的每条指令或数据单元的地址,这些地址都是相对于某个基地址来编制的。
②逻辑地址空间
某个用户程序的虚拟地址的集合。
③物理地址(绝对地址)
处理机能直接访问的存储器地址。
④物理地址空间
物理地址空间是指进程在内存中一系列存储信息的物理单元的集合。
物理地址空间也叫存储空间,存储空间与地址空间既相互关联,又相互独立,是内存管理的核心概念。
二、MMU所起的作用
1.内存分配和回收
使各作业或进程各得其所
2.内存保护
内存保护就是确保多个进程都在各自分配到内存区域内操作,互不干扰,防止一个进程破坏其他进程的信息。
3.内存扩充
内存“扩充”包含了存储器利用的提高和扩充两方面的内容。
为用户提供比内存物理空间大得多的地址空间。
比较典型的内存扩充是虚拟存储器。
4.地址映射
地址映射就是将进程的逻辑地址变换为内存中的物理地址。
我们需要实现从逻辑地址到物理地址的变换,即实现从虚地址到实地址的变换。
这种变换就是重定位。