嵌入式作业
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嵌入式作业（一）
159030021 张倩
1、什么是嵌入式系统？有何特点？
国内对嵌入式系统的一般定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，从而能够适应实际应用中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。
其特点：a.软硬件一体化，集计算机技术、微电子技术、行业技术于一体；
b.需要操作系统支持，代码小，执行速度快；
c.专用紧凑，用途固定，成本敏感；
d.可靠性要求高；
e.多样性，应用广泛，种类繁多。
2、说明ARM处理器核的分类及特点。
分类：ARM7T、ARM7E、ARM9、ARM9E、ARM10T、ARM10E、ARM11。
其特点：a.小体积、低功耗、低成本而高性能；
b.16/32位双指令集；
c.全球的合作伙伴众多。
3、什么是流水线？作图说明ARM7、ARM9核的流水线操作。
流水线是RISC处理器执行指令时采用的机制。
流水线技术是一种将每条指令分解为多步，并让各步操作重叠，从而实现几条指令并行处理的技术。
使用流水线，可在取下一条指令的同时译码和执行其他指令，从而加快执行速度。
ARM7是3级流水线结构，ARM9是5级流水线结构。
ARM9把3级流水线中的执行阶段的操作进行再分配，即把执行阶段中的“寄存器读”插在译码阶段中完成，把“寄存器写”安排在另一级（即第5级）完成，同时，在该级之前，再安排一级（存储访问）
4、说明ARM寄存器的组织结构、分类及功能。
ARM微处理器共有37个32位寄存器，其中31个为通用寄存器，6个为状态寄存器。
但是这些寄存器不能被同时访问，具体哪些寄存器是可编程访问的，取决微处理器的工作状态及具体的运行模式。
但在任何时候，通用寄存器R14～R0、程序计数器PC、一个或两个状态寄存器都是可访问的。
1.ARM 状态下的寄存器组织
通用寄存器：通用寄存器包括R0～R15，可以分为三类：
（1）不分组寄存器R0～R7 ：不分组寄存器R0～R7是真正的通用寄存器，可以工作在所有的处理器模式下，没有隐含的特殊用途。
（2）分组寄存器R8～R14 ：分组寄存器R8～R14取决于当前的处理器模式，每种模式有专用的分组寄存器用于快速异常处理
（3）程序计数器R15 ：读程序计数器：读PC主要用于快速地对临近的指令和数据进行位置无关寻址，包括程序中的位置无关转移。
写程序计数器：写R15的通常结果是将写到R15中的值作为指令地址，并以此地址发生转移。
2.Thumb 状态下的寄存器组织
Thumb状态下的寄存器集是ARM状态下寄存器集的一个子集，程序可以直接访问8个通用寄存器（R7～R0）、程序计数器（PC）、堆栈指针（SP）、连接寄存器（LR）和CPSR。
同时，在每一种特权模式下都有一组SP、LR和SPSR。
Thumb状态下的寄存器组织与ARM状态下的寄存器组织的关系：
（1）Thumb状态下和ARM状态下的R0～R7是相同的。
（2）Thumb状态下和ARM状态下的CPSR和所有的SPSR是相同的。
（3）Thumb状态下的SP对应于ARM状态下的R13。
（4）Thumb状态下的LR对应于ARM状态下的R14。
（5）Thumb状态下的程序计数器对应于ARM状态下R15。
5、说明ARM指令的分类和主要指令。
总体分为6类：（1）跳转指令：B和BL；
（2）数据处理指令：数据传输指令，算术指令，逻辑指令，比较指令，乘法指令，前导零计数；
（3）访存指令：单数据访存指令，多数据访存指令，信号量操作指令；
（4）程序状态访问指令：MRS和MSR；
（5）协处理器指令；
（6）异常指令：SWI和BKPT；。
