第2章ARM微处理器基础ppt课件.ppt

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1、第2章ARM微处理器基础吉林大学珠海学院文全刚教学目的掌握嵌入式系统的基本概念掌握ARM技术的发展过程掌握ARM微处理器的基本结构教学内容2.1嵌入式系统概述2.2ARM概述2.3ARM内核的特点2.4基于ARM核的微处理器2.5ARM寄存器2.6ARM的存储系统简介2.1嵌入式系统概述2.1.1嵌入式系统的基本概念2.1.2嵌入式系统的发展2.1.3嵌入式系统的组成结构2.1.4嵌入式处理器2.1.5典型嵌入式处理器介绍2.1.1嵌入式系统的基本概念根据IEEE的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（原文为devicesusedtocontrol,mon

2、itor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants）。这主要是从应用上加以定义的，从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。不过上述定义并不能充分体现出嵌入式系统的精髓，目前国内一个普遍被认同的定义是：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。嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪，满

3、足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。嵌入式系统的几个重要特征：１．系统内核小２．专用性强３．系统精简４．高实时性的系统软件５．多任务的操作系统６．需要专用的开发工具和环境。2.1.2嵌入式系统的发展第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统；第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统；第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统；第四阶段是以Internet为标志的嵌入式系统。发展趋势系统化网络化低成本人机界面友好2.1.3嵌入式系统的组成结构嵌入式系统是软件硬件结合紧密的系统，一般而言，嵌入式系统的构架可以分成四个部分：处理器、存储器、输入输

4、出（I/O）和软件，硬件硬件架构如图2-1下半部分所示，是以嵌入式处理器为中心，由存储器、I/O设备、通信模块以及电源等必要辅助接口组成。嵌入式系统不同于普通计算机组成，是量身定做的专用计算机应用系统，在实际应用中的嵌入式系统硬件配置非常精简，除了微处理器和基本的处围电路以外，其余的电路都可根据需求和成本进行裁剪、定制，非常经济、可靠。嵌入式系统的硬件核心是嵌入式微处理器，有时为了提高系统的信息处理能力，常外接DSP和DSP协处理器（也可内部集成），以完成高性能信号处理。软件1.设备驱动层设备驱动层是嵌入式系统中必不可少的重要部分，使用任何外部设备都需要有相应驱动程序的支持，它为

5、上层软件提供了设备的操作接口。上层软件不用理会设备的具体内部操作，只需调用驱动层程序提供的接口即可。驱动层一般包括硬件抽象层HAL、板级支持包BSP和设备驱动程序。2.实时操作系统RTOS对于使用操作系统的嵌入式系统而言，操作系统一般以内核映像的形式下载到目标系统中3.操作系统的应用程序接口APIAPI(ApplicationProgrammingInterface应用程序接口)，是一系列复杂的函数、消息和结构的集合体。嵌入式操作系统下的API和一般操作系统下的API在功能、含义及知识体系上完全一致。4.应用程序实际的嵌入式系统应用软件建立在系统的主任务(MainTask)基础之

6、上。用户应用程序主要通过调用系统的API函数对系统进行操作，完成用户应用功能开发。在用户的应用程序中，也可创建用户自己的任务。任务之间的协调主要依赖于系统的消息队列2.1.4嵌入式处理器各式各样的嵌入式处理器是嵌入式系统硬件中最核心的部分，而目前世界上具有嵌入式功能特点的处理器已经超过1000种，流行体系结构包括MCU，MPU等30多个系列。鉴于嵌入式系统广阔的发展前景，很多半导体制造商都大规模生产嵌入式处理器，并且公司自主设计处理器也已经成为了未来嵌入式领域的一大趋势，其中从单片机、DSP到FPGA有着各式各样的品种，速度越来越快，性能越来越强，价格也越来越低。2.1.5典型嵌

7、入式处理器介绍1.MIPS处理器2.PowerPC处理器3.Sparc处理器4.ARM处理器2.2ARM概述2.2.1计算机体系结构的分类2.2.2ARM技术的发展过程2.2.1计算机体系结构的分类1．冯.诺依曼体系结构数据和指令都存储在一个存储器中的计算机称为冯.诺依曼机。这种结构的计算机系统由一个中央处理器单元(CPU)和一个存储器组成。2．哈佛体系结构哈佛结构为数据和程序提供了各自独立的存储器，程序计数器只指向程序存储器而不指向数据存储器，1．冯.诺依曼体系结构2．哈佛体系