嵌入式微处理器第五章

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目录
➢1.1 ARM微处理器概述 ➢1.2 嵌入式系统的概念 ➢1.3 嵌入式操作系统 ➢1.4 作业
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1.1 ARM微处理器概述
1.1.1 ARM简介
ARM是Advanced RISC Machines的缩写，它是一 家微处理器行业的知名企业，该企业设计了大量高 性能、廉价、耗能低的RISC（Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机）处理器。
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3. ARM Cortex-A8处理器介绍
该处理器是ARM公司所开发的基于ARM v7架构的 首款应用级处理器，其特色是运用了可增加代码密 度和加强性能的技术、可支持多媒体以及信号处理 能力的NEONTM技术、以及能够支持Java和其他文 字代码语言的提前和即时编译的Jazelle@RTC技术。
和工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、 成本低、可靠性高的优点，但是在电路板上必须包括ROM、RAM、 总线接口、各种外设等器件，从而降低了系统的可靠性，技术保密 性也较差。
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1.1.2 ARM微处理器的应用领域及特点
1. ARM微处理器的应用领域
工业：各种数控设备 无线通信领域 网络应用 消费领域：手机、平板电脑、数码相机，智能
家电、等等 此外：安防、车载、医疗器械、通信设备
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2. ARM微处理器的特点
体积小、低功耗、低成本、高性能； 支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，
干个组（bank），包括： 31个通用寄存器：R0～R15 6个状态寄存器：1个CPSR和5个SPSR Cortex-M3有22个寄存器，仅SP分组，更简 单。
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寄存器 类别
通 用 寄 存 器 和 程 序 计 数 器

Vivi是Mizi公司针对SAMSUNG的ARM架构CPU专门设计的，基本上可以直接使用，命令简单方便。不过其初始版本只支持串口下载，速度较慢。在网上出现了各种改进版本：支持网络功能、USB功能、烧写YAFFS文件系统映象等。
第八章
一、填空题。
1、Makefile、配置文件、配置工具。
2、配置命令解释器、配置用户界面。
arch：arch目录包括了所有和体系结构相关的核心代码。include：include目录包括编译核心所需要的大部分头文件，例如与平台无关的头文件在include/linux子目录下；init：init目录包含核心的初始化代码（不是系统的引导代码），有main.c和Version.c两个文件；mm：mm目录包含了所有的内存管理代码。与具体硬件体系结构相关的内存管理代码位于arch/*/mm目录下；drivers：drivers目录中是系统中所有的设备驱动程序。它又进一步划分成几类设备驱动，每一种有对应的子目录，如声卡的驱动对应于drivers/sound；ipc：ipc目录包含了核心进程间的通信代码；modules：modules目录存放了已建好的、可动态加载的模块；fs：fs目录存放Linux支持的文件系统代码。不同的文件系统有不同的子目录对应，如ext3文件系统对应的就是ext3子目录；Kernel：Kernel内核管理的核心代码放在这里。同时与处理器结构相关代码都放在arch/*/kernel目录下；net：net目录里是核心的网络部分代码，其每个子目录对应于网络的一个方面；lib：lib目录包含了核心的库代码，不过与处理器结构相关的库代码被放在arch/*/lib/目录下；scripts：scripts目录包含用于配置核心的脚本文件；documentation：documentation目录下是一些文档，是对每个目录作用的具体说明。

第一章思考与练习 1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。

答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒 2、什么叫嵌入式系统嵌入式系统：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU 嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU 嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP 嵌入式片上系统(System On Chip 4、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。

其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。

再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了 32 位 CPU 的多任务潜力。

第二章 1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段？各自的具体任务是什么？项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4 个阶段。

识别需求阶段的主要任务是确认需求，分析投资收益比，研究项目的可行性，分析厂商所应具备的条件。

提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。

执行项目阶段细化目标，制定工作计划，协调人力和其他资源；定期监控进展，分析项目偏差，采取必要措施以实现目标。

结束项目阶段主要包括移交工作成果，帮助客户实现商务目标；系统交接给维护人员；结清各种款项。

2、为何要进行风险分析？嵌入式项目主要有哪些方面的风险？在一个项目中，有许多的因素会影响到项目进行，因此在项目进行的初期，在客户和开发团队都还未投入大量资源之前，风险的评估可以用来预估项目进行可能会遭遇的难题。

需求风险；时间风险；资金风险；项目管理风险 3、何谓系统规范？制定系统规范的目的是什么？规格制定阶段的目的在于将客户的需求，由模糊的描述，转换成有意义的量化数据。

第一章习题解答1.1 什么是程序存储式计算机？程序存储式计算机指采用存储程序原理工作的计算机。

存储程序原理又称“冯·诺依曼原理”，其核心思想包括：●程序由指令组成，并和数据一起存放在存储器中；●计算机启动后，能自动地按照程序指令的逻辑顺序逐条把指令从存储器中读出来，自动完成由程序所描述的处理工作。

1.2 通用计算机的几个主要部件是什么？●主机（CPU、主板、内存）；●外设（硬盘/光驱、显示器/显卡、键盘/鼠标、声卡/音箱）；1.3 以集成电路级别而言，计算机系统的三个主要组成部分是什么？中央处理器、存储器芯片、总线接口芯片1.4 阐述摩尔定律。

每18个月，芯片的晶体管密度提高一倍，运算性能提高一倍，而价格下降一半。

1.5 讨论：摩尔定律有什么限制，可以使用哪些方式克服这些限制？摩尔定律还会持续多久？在摩尔定律之后电路将如何演化？摩尔定律不能逾越的四个鸿沟：基本大小的限制、散热、电流泄露、热噪。

具体问题如：晶体管体积继续缩小的物理极限，高主频导致的高温……解决办法：采用纳米材料、变相材料等取代硅、光学互联、3D、加速器技术、多内核……（为了降低功耗与制造成本，深度集成仍是目前半导体行业努力的方向，但这不可能永无止，因为工艺再先进也不可能将半导体做的比原子更小。

用作绝缘材料的二氧化硅，已逼近极限，如继续缩小将导致漏电、散热等物理瓶颈，数量集成趋势终有终结的一天。

一旦芯片上线条宽度达到纳米数量级时，相当于只有几个分子的大小，这种情况下材料的物理、化学性能将发生质的变化，致使采用现行工艺的半导体器件不能正常工作，摩尔定律也就要走到它的尽头了。

业界专家预计，芯片性能的增长速度将在今后几年趋缓，一般认为摩尔定律能再适用10年左右，其制约的因素一是技术，二是经济。

）1.6 试以实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系与相互影响。

计算机系统结构主要是指程序员关心的计算机概念结构与功能特性，而计算机组成原理则偏重从硬件角度关注物理机器的组织，更底层的器件技术和微组装技术则称为计算机实现。