第3章-1流水线技术
- 格式:pptx
- 大小:2.45 MB
- 文档页数:131
第1章复习要点1.1.1节嵌入式系统的概念1.1.3节嵌入式系统的特点1.3节嵌入式处理器1.4节嵌入式系统的组成第2章复习要点2.1节计算机体系结构分类2.3.1节 ARM和Thumb状态2.3.2节 RISC技术2.3.3节流水线技术2.4.3节 ARM存储系统第3章复习要点3.1节ARM编程模式3.2节ARM指令格式及其寻址方式3.3节ARM指令集(课上所讲的指令)第4章复习要点4.1节汇编语言源程序格式4.2节汇编语言的上机过程第5章复习要点5.1节键盘接口5.2节 LED显示器接口5.5.1节 UART异步串行接口作业题答案:1.什么是嵌入式系统?∙第一种,根据IEEE(国际电气和电子工程师协会)的定义:嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”(原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。
∙第二种,嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
2.与通用型计算机相比,嵌入式系统有哪些特点?⏹通常是面向特定应用的;⏹空间和各种资源相对不足,必须高效率地设计,量体裁衣、去除冗余;⏹产品升级换代和具体产品同步,具有较长的生命周期;⏹软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身;⏹不具备自举开发能力,必须有一套开发工具和环境才能进行开发3.举例介绍嵌入式微处理器有哪几类?一、嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式处理器目前主要有Aml86/88、386EX、SC-400、PowerPC、68000、MIPS、ARM系列等。
二、嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)嵌入式微控制器目前的品种和数量最多,比较有代表性的通用系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300等。
第一章1.计算机的发展经历了那几个阶段?各阶段的主要特征是什么?a)四个阶段:电子管计算机阶段;晶体管电路电子计算机阶段;集成电路计算机阶段;大规模集成电路电子计算机阶段。
b)主要特征:电子管计算机阶段:采用电子管作为计算机的逻辑元件;数据表示主要是定点数;用机器语言或汇编语言编写程序。
晶体管电路电子计算机阶段:采用晶体管作为计算机的逻辑元件,内存大都使用铁金氧磁性材料制成的磁芯存储器。
集成电路计算机阶段:逻辑元件采用小规模集成电路和中规模集成电路.大规模集成电路电子计算机阶段:逻辑元件采用大规模集成电路和超大规模集成电路。
2.按综合性能指标分类,计算机一般分为哪几类?请列出各计算机的代表机型。
高性能计算机(曙光),微型机(台式机算机),工作站(DN—100),服务器(Web服务器)。
3.信息与数据的区别是什么?信息:对各种事物的变化和特征的反映,又是事物之间相互作用和联系表征。
数据:是信息的载体。
4.什么是信息技术?一般是指一系列与计算机等相关的技术。
5.为什么说微电子技术是整个信息技术的基础?晶体管是集成电路技术发展的基础,而微电子技术就是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术。
6.信息处理技术具体包括哪些内容?3C含义是什么?a)对获取的信息进行识别、转换、加工,使信息安全地存储、传送,并能方便的检索、再生、利用,或便于人们从中提炼知识、发现规律的工作手段。
b)信息技术、计算机技术和控制技术的总称7.试述当代计算机的主要应用。
应用于科学计算、数据处理、电子商务、过程控制、计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机集成制造系统、多媒体技术和人工智能等。
第二章1.简述计算机系统的组成。
由硬件系统和软件系统组成2.计算机硬件包括那几个部分?分别说明各部分的作用。
a)主机和外设b)主机包括中央处理器和内存作用分别是指挥计算机的各部件按照指令的功能要求协调工作和存放预执行的程序和数据。
第一章:1、数字信号处理的实现方法一般有哪几种?答:数字信号处理的实现是用硬件软件或软硬结合的方法来实现各种算法。
(1) 在通用的计算机上用软件实现;(2) 在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现;(3) 用通用的单片机实现,这种方法可用于一些不太复杂的数字信号处理,如数字控制;(4)用通用的可编程 DSP 芯片实现。
与单片机相比,DSP 芯片具有更加适合于数字信号处理的软件和硬件资源,可用于复杂的数字信号处理算法;(5) 用专用的 DSP 芯片实现。
在一些特殊的场合,要求的信号处理速度极高,用通用 DSP 芯片很难实现( 6)用基于通用 dsp 核的asic 芯片实现。
2、简单的叙述一下 dsp 芯片的发展概况?答:第一阶段, DSP 的雏形阶段( 1980 年前后)。
代表产品: S2811。
主要用途:军事或航空航天部门。
第二阶段, DSP 的成熟阶段( 1990 年前后)。
代表产品: TI 公司的 TMS320C20主要用途:通信、计算机领域。
第三阶段, DSP 的完善阶段( 2000 年以后)。
代表产品:TI 公司的 TMS320C54 主要用途:各个行业领域。
3、可编程 dsp 芯片有哪些特点?答: 1、采用哈佛结构( 1)冯。
诺依曼结构,( 2)哈佛结构( 3)改进型哈佛结构2、采用多总线结构 3.采用流水线技术4、配有专用的硬件乘法-累加器5、具有特殊的 dsp 指令6、快速的指令周期7、硬件配置强8、支持多处理器结构9、省电管理和低功耗4、什么是哈佛结构和冯。
诺依曼结构?它们有什么区别?答:哈佛结构:该结构采用双存储空间,程序存储器和数据存储器分开,有各自独立的程序总线和数据总线,可独立编址和独立访问,可对程序和数据进行独立传输,使取指令操作、指令执行操作、数据吞吐并行完成,大大地提高了数据处理能力和指令的执行速度,非常适合于实时的数字信号处理。
冯。
诺依曼结构:该结构采用单存储空间,即程序指令和数据共用一个存储空间,使用单一的地址和数据总线,取指令和取操作数都是通过一条总线分时进行。
第一章嵌入式系统概论1.嵌入式系统的定义是什么?答:以应用为中心,以计算机技术为基础,硬件、软件可裁剪,功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
2.简述嵌入式系统的主要特点。
答:(1)功耗低、体积小、具有专用性(2)实时性强、系统内核小(3)创新性和高可靠性(4)高效率的设计(5)需要开发环境和调试工具3. 嵌入式系统一般可以应用到那些领域?答:嵌入式系统可以应用在工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、网络及电子商务、环境监测和机器人等方面。
4. 简述嵌入式系统的发展趋势答:(1)嵌入式应用的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持(2)连网成为必然趋势(3)精简系统内核、算法,设备实现小尺寸、微功耗和低成本(4)提供精巧的多媒体人机界面(5)嵌入式软件开发走向标准化5.嵌入式系统基本架构主要包括那几部分?答:嵌入式系统的组织架构是由嵌入式处理器、存储器等硬件、嵌入式系统软件和嵌入式应用软件组成。
嵌入式系统一般由硬件系统和软件系统两大部分组成,其中,硬件系统包括嵌入式处理器、存储器、I/O系统和配置必要的外围接口部件;软件系统包括操作系统和应用软件。
6.嵌入式操作系统按实时性分为几种类型,各自特点是什么?答:(1)具有强实时特点的嵌入式操作系统。
(2)具有弱实时特点的嵌入式操作系统。
(3)没有实时特点的嵌入式操作系统。
第二章嵌入式系统的基础知识1.嵌入式系统体系结构有哪两种基本形式?各自特点是什么?答:冯诺依曼体系和哈佛体系。
冯诺依曼体系结构的特点之一是系统内部的数据与指令都存储在同一存储器中,其二是典型指令的执行周期包含取指令TF,指令译码TD,执行指令TE,存储TS四部分,目前应用的低端嵌入式处理器。
哈佛体系结构的特点是程序存储器与数据存储器分开,提供了较大的数据存储器带宽,适用于数据信号处理及高速数据处理的计算机。
2.在嵌入式系统中采用了哪些先进技术?答:(1)流水线技术(2)超标量执行(3)总线和总线桥3.简述基于ARM架构的总线形式答:ARM架构总线具有支持32位数据传输和32位寻址的能力,通过先进微控制器总线架构AMBA支持将CPU、存储器和外围都制作在同一个系统板中。
信息系统管理工程师复习知识点第一章、计算机硬件基础1.1、计算机的基本组成计算机硬件系统由:运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备5大部分组成。
1.2、中央处理器(运算器+控制器)1、运算器(算术运算和逻辑运算)运算器通常由算术逻辑运算部件(ALU)和一些寄存器(通用寄存器、特殊寄存器)组成。
2、控制器控制器工作的实质是解释、执行指令。
它的组成包括:a、程序计数器(存放正在执行的指令地址或下一个要执行的地址)b、指令寄存器(存放现行指令)c、指令译码器d、脉冲源及启停控制线路e、时序信号产生部件f、操作控制信号形成部件g、中断机构h、总线控制逻辑3、CPU的功能1.3、存储器a、高速缓冲存储器(高速小容量存储器,用来临时存放指令和数据。
)b、主存储器(存放计算机运行时的大量程序和数据,主要为半导体读写存储器,简称RWM,习惯上称为RAM。
组成为:存储体、读写电路、地址译码和控制电路等。
)c、辅助存储器高速缓存的地址映像方法直接映像、全相连映像、组相连映像1.4、计算机的系统结构1、并行处理的概念所为并行性,是指计算机系统具有可以同时进行运算或操作的特性,它包括同时性与并发性两种含义。
提高并行性的措施主要有3个途径:时间重叠、资源重复、资源共享。
2、计算机的体系结构计算机执行的指令序列称为“指令流”,指令流调用的数据序列称为“数据流”。
计算机同时处理的指令或数据的个数称为“多重性”。
(1)单指令流单数据流:单处理机(2)单指令流多数据流:并行处理机(3)多指令流单数据流:很少见了(4)多指令流多数据流:多处理机3、流水线处理机系统将指令的执行过程分成多个阶段若干个子过程。
流水线技术是一种时间并行技术。
采用重叠执行方式有两个优点:一是程序的执行时间大大缩短;二是功能部件的利用率明显提高。
4、并行处理机系统采用资源重复的措施开发并行性,以SIMD方式工作的。
5、多处理机系统流水线处理器通过若干级流水的时间并行技术来获得高性能。
第2章流水线技术流水线是计算机体系结构设计中普遍应用的技术。
本章介绍流水线的基本概念、表示方法、和分类,讨论流水线实现的基本结构、线性流水线的性能与非线性流水线的调度策略,分析流水线的相关及其处理方法。
2.1 流水线的基本概念2.1.1 多条指令的执行方式一条指令的执行过程可以分为多个阶段,通常分为三个阶段,执行过程如图2-1所示。
第一阶段是取指令,按照程序计数器的内容访问主存储器,取出是一条指令送到指令寄存器。
第二阶段是分析指令,对指令寄存器中的指令进行译码分析,即对指令操作码进行译码,分析指令的功能,依据给定的寻址方式和地址码字段的内容形成操作数地址,并读取操作数(立即数寻址除外);同时,程序计数器自动产生一个增量,指到下一条指令。
第三阶段是执行指令,根据操作码的要求,对操作数进行运算和处理,完成指令规定的功能,并把运算结果送到指定的地址中。
指令执行过程中的第一阶段,一定要访问主存(指令一定在主存中),而在后两个阶段,也可能要访问主存(当操作数在主存中时)。
当有多条指令要在一个处理机中完成时,可以有多种执行方式。
现假设3个阶段所需要的时间均为△t 。
2.1.1.1 顺序执行方式顺序执行方式是指在任何时刻,处理机中只有一条指令在执行,指令之间是顺序串行执行的,即第k条指令执行完成后,再执行完成第k+1条指令,依次类推。
多条指令执行过程如图2-2(a)所示,执行n条指令所需要的时间为T = 3n△t。
顺序执行方式的优点是控制简单,节省设备。
主要缺点有两个,一是处理机执行指令的速度慢。
只有当上一条指令执行完毕后,下一条指令才能开始执行。
二是功能部件的利用率低。
如取指令时主存是忙碌的,而指令执行部件是空闲的。
2.1.1.2 一次重叠执行方式一次重叠执行方式是指在任何时刻,处理机中至多只有两条指令在同时执行,即使第k 条指令的执行阶段与第k+1条指令的取指令同时进行。
多条指令执行过程如图2-2(b)所示,执行n条指令所需要的时间为T = (2n+1)△t。
《D S P原理及应用(修订版)》邹彦主编课后答案(个人终极修订版)(总10页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第一章1、数字信号处理实现方法一般有几种答:课本P2(2.数字信号处理实现)2、简要地叙述DSP芯片的发展概况。
答:课本P2( DSP芯片的发展概况)3、可编程DSP芯片有哪些特点答:课本P3( DSP芯片的特点)4、什么是哈佛结构和冯诺依曼结构他们有什么区别答:课本P3-P4(1.采用哈佛结构)5、什么是流水线技术答:课本P5(3.采用流水线技术)6、什么是定点DSP芯片和浮点DSP芯片它们各有什么优缺点答:定点DSP芯片按照定点的数据格式进行工作,其数据长度通常为16位、24位、32位。
定点DSP的特点:体积小、成本低、功耗小、对存储器的要求不高;但数值表示范围较窄,必须使用定点定标的方法,并要防止结果的溢出。
浮点DSP芯片按照浮点的数据格式进行工作,其数据长度通常为32位、40位。
由于浮点数的数据表示动态范围宽,运算中不必顾及小数点的位置,因此开发较容易。
但它的硬件结构相对复杂、功耗较大,且比定点DSP芯片的价格高。
通常,浮点DSP芯片使用在对数据动态范围和精度要求较高的系统中。
7、DSP技术发展趋势主要体现在哪些方面答:课本P9(发展技术趋势)8、简述DSP系统的构成和工作过程。
答:课本P10(系统的构成)9、简述DSP系统的设计步骤。
答:课本P12(系统的设计过程)10、DSP系统有哪些特点答:课本P11(系统的特点)11、在进行DSP系统设计时,应如何选择合理的DSP芯片答:课本P13(芯片的选择)12、TMS320VC5416-160的指令周期是多少毫秒它的运算速度是多少MIPS 解:f=160MHz,所以T=1/160M==;运算速度=160MIPS第二章1、TMS320C54x芯片的基本结构都包括哪些部分答:课本P17(各个部分功能如下)2、TMS320C54x芯片的CPU主要由几部分组成答:课本P18(3、处理器工作方式状态寄存器PMST中的MP/MC、OVLY和DROM3个状态位对’C54x的存储空间结构有何影响答:课本P34(PMST寄存器各状态位的功能表)4、TMS320C54x芯片的内外设主要包括哪些电路答:课本P40(’C54x的片内外设电路)5、TMS320C54x芯片的流水线操作共有多少个操作阶段每个操作阶段执行什么任务完成一条指令都需要哪些操作周期答:课本P45(1.流水线操作的概念)6、TMS320C54x芯片的流水线冲突是怎样产生的有哪些方法可以避免流水线冲突答:由于CPU的资源有限,当多于一个流水线上的指令同时访问同一资源时,可能产生时序冲突。
第三章管理信息系统的技术基础3.1 单项选择题3.1.1 数据流的具体定义是()。
A、数据处理流程图的内容B、数据字典的内容C、新系统边界分析的内容D、数据动态性分析的内容3.1.2 判断表由以下几方面内容组成()。
A、条件、决策规则和应采取的行动B、决策问题、决策规则、判断方法C、环境描述、判断方法、判断规则D、方案序号、判断规则、计算方法3.1.3 邮政编码是一种()。
A、缩写码B、助忆码C、顺序码D、区间码3.1.4 下面的系统中,哪一个是实时系统()。
A、办公室自动化系统B、航空订票系统C、计算机辅助设计系统D、计算机激光排版系统3.1.5 输入设备将程序和数据送去处理的设备为()。
A、主机B、显示器C、控制器D、磁盘3.1.6 局域网络事实上是()。
A、一种同机种网络B、线路交换方式网络C、面向终端的计算机网络D、一种计算机通信系统3.1.7 在下列设备中,不能作为微计算机的输入设备的是()。
A、激光打印机B、鼠标C、键盘D、硬盘3.1.8 根源性收集数据需要()。
A、人工参与B、由人与计算机结合收集C、由人工收集D、不由人工参与3.1.9 通常唯一识别一个记录的一个或若干个数据项称为()。
A、主键B、副键C、鉴别键D、索引项3.1.10 在索引表中,被索引文件每个记录的关键字相对的是()。
A、文件名B、记录项C、数据项D、相应的存储地址3.1.11 某数据库文件共有6条记录执行了.GO 3.SKIP—5后RECNO()和BOF()的值是()A、-2,.T.B、0,.T.C、1,.T.D、1,.T.3.1.12 在FOXBASE中物理删除一个数据库文件的全部记录的命令是()。
A、DELDTEB、DELETE ALLC、PACKD、ZAP3.1.13 数据查询语言是一种()。
A、程序设计语言B、面向过程语言C、面向问题语言D、描述数据模型语言3.1.14 在计算机的各种存储器中,访问速度最快的是()。