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目錄,第一章 嵌入式系統(tǒng)概述 第二章 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì) 第三章 ARM7體系結(jié)構(gòu) 第四章 ARM7TDMI(-S)指令系統(tǒng) 第五章 LPC2000系列ARM硬件結(jié)構(gòu) 第六章 接口技術(shù)與硬件設(shè)計(jì) 第七章 移植C/OS-II到ARM7 第八章 嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái),第1章 嵌入式系統(tǒng)概述,第1章 目錄,1. 嵌入式系統(tǒng) 2. 嵌入式處理器 3. 嵌入式操作系統(tǒng),第1章 目錄,1. 嵌入式系統(tǒng) 2. 嵌入式處理器 3. 嵌入式操作系統(tǒng),1.1 嵌入式系統(tǒng),概述,經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)在很大程度改變了人們的生活、工作和娛樂(lè)方式，而且這些改變還在加速。嵌入式系統(tǒng)具有無(wú)數(shù)的種類(lèi)，每類(lèi)都具有自己獨(dú)特的個(gè)性。例如，MP3、數(shù)碼相機(jī)與打印機(jī)就有很大的不同。汽車(chē)中更是具有多個(gè)嵌入式系統(tǒng)，使汽車(chē)更輕快、更干凈、更容易駕駛。,現(xiàn)實(shí)中的嵌入式系統(tǒng),即使不可見(jiàn)，嵌入式系統(tǒng)也無(wú)處不在。嵌入式系統(tǒng)在很多產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用并逐步改變著這些產(chǎn)業(yè)，包括工業(yè)自動(dòng)化、國(guó)防、運(yùn)輸和航天領(lǐng)域。例如神州飛船和長(zhǎng)征火箭中肯定有很多嵌入式系統(tǒng)，導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)也是嵌入式系統(tǒng)，高檔汽車(chē)中也有多達(dá)幾十個(gè)嵌入式系統(tǒng)。 在日常生活中，人們使用各種嵌入式系統(tǒng)，但未必知道它們。事實(shí)上，幾乎所有帶有一點(diǎn)“智能”的家電（全自動(dòng)洗衣機(jī)、電腦電飯煲）都是嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)廣泛的適應(yīng)能力和多樣性，使得視聽(tīng)、工作場(chǎng)所甚至健身設(shè)備中到處都有嵌入式系統(tǒng)。,現(xiàn)實(shí)中的嵌入式系統(tǒng),嵌入式系統(tǒng)的概念,目前，對(duì)嵌入式系統(tǒng)的定義多種多樣，但沒(méi)有一種定義是全面的。下面給出兩種比較合理定義： 從技術(shù)的角度定義：以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 從系統(tǒng)的角度定義：嵌入式系統(tǒng)是設(shè)計(jì)完成復(fù)雜功能的硬件和軟件，并使其緊密耦合在一起的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。術(shù)語(yǔ)嵌入式反映了這些系統(tǒng)通常是更大系統(tǒng)中的一個(gè)完整的部分，稱(chēng)為嵌入的系統(tǒng)。嵌入的系統(tǒng)中可以共存多個(gè)嵌入式系統(tǒng)。,嵌入式系統(tǒng)示例,汽車(chē)控制系統(tǒng),嵌入式系統(tǒng)示例,汽車(chē)控制系統(tǒng),尾燈控制系統(tǒng),后車(chē)門(mén)控制系統(tǒng),前車(chē)門(mén)控制系統(tǒng),座椅控制系統(tǒng),發(fā)動(dòng)器控制系統(tǒng),所有的控制系統(tǒng)都是一個(gè)完整的嵌入式系統(tǒng),嵌入式系統(tǒng)的未來(lái),早在1990年之前，嵌入式系統(tǒng)通常是很簡(jiǎn)單的且具有很長(zhǎng)的產(chǎn)品生命周期的自主設(shè)備。近些年來(lái)，嵌入式工業(yè)經(jīng)歷了巨大的變革。 產(chǎn)品市場(chǎng)窗口現(xiàn)在預(yù)計(jì)翻番的周期狂熱到69個(gè)月。 全球重新定義市場(chǎng)的機(jī)會(huì)和膨脹的應(yīng)用空間。 互聯(lián)現(xiàn)在是一個(gè)需求而不是輔助性的，包括用有線和剛剛顯露頭角的無(wú)線技術(shù)。 基于電子的產(chǎn)品更復(fù)雜化。 互聯(lián)嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)生新的依賴網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用。 微處理器的處理能力按莫爾定律（Moores L aw）預(yù)計(jì)的速度在增加。該定律認(rèn)為集成電路和晶體管個(gè)數(shù)每18個(gè)月翻一番。,第1章 目錄,1. 嵌入式系統(tǒng) 2. 嵌入式處理器 3. 嵌入式操作系統(tǒng),嵌入式處理器,早期的嵌入式系統(tǒng)通常使用普通個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）中的通用處理器。近年來(lái)，隨著大量先進(jìn)的微處理器制造技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的嵌入式系統(tǒng)用嵌入式處理器建造，而不是用通用目的的處理器。 這些嵌入式處理器可以大致分為以下幾類(lèi)： 注重嵌入式處理器的尺寸、能耗和價(jià)格。應(yīng)用于PDA等不注重計(jì)算的設(shè)備； 注重嵌入式處理器的性能。應(yīng)用于路由器等計(jì)算密集型的設(shè)備； 注重嵌入式處理器的性能、尺寸、能耗和價(jià)格。應(yīng)用于蜂窩電話等設(shè)備；,概述,1.2 嵌入式處理器,分類(lèi),嵌入式處理器可以分為以下幾大類(lèi)： 嵌入式微處理器； 嵌入式微控制器； 嵌入式DSP處理器； 嵌入式片上系統(tǒng)（SOC）。,嵌入式處理器,嵌入式微處理器的基礎(chǔ)是通用計(jì)算機(jī)中的CPU。在應(yīng)用中，將微處理器裝配在專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的電路板上，只保留和嵌入式應(yīng)用有關(guān)的母板功能，這樣可以大幅度減小系統(tǒng)體積和功耗。為了滿足嵌入式應(yīng)用的特殊要求，嵌入式微處理器雖然在功能上和標(biāo)準(zhǔn)微處理器基本是一樣的，但在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面一般都做了各種增強(qiáng)。 和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相比，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，但是在電路板上必須包括ROM、RAM、總線接口、各種外設(shè)等器件，從而降低了系統(tǒng)的可靠性，技術(shù)保密性也較差。嵌入式微處理器及其存儲(chǔ)器、總線、外設(shè)等安裝在一塊電路板上，稱(chēng)為單板計(jì)算機(jī)。如STD-BUS、PC104等。,嵌入式微處理器,嵌入式處理器,嵌入式微控制器又稱(chēng)單片機(jī)，它是將整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一塊芯片中。嵌入式微控制器一般以某一種微處理器內(nèi)核為核心，芯片內(nèi)部集成ROM/EPROM、RAM、總線、總線邏輯、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、WatchDog、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等各種必要功能和外設(shè)。為適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，一般一個(gè)系列的單片機(jī)具有多種衍生產(chǎn)品，每種衍生產(chǎn)品的處理器內(nèi)核都是一樣的，不同的是存儲(chǔ)器和外設(shè)的配置及封裝。這樣可以使單片機(jī)最大限度地和應(yīng)用需求相匹配，功能不多不少，從而減少功耗和成本。 和嵌入式微處理器相比，微控制器的最大特點(diǎn)是單片化，體積大大減小，從而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。微控制器的片上外設(shè)資源一般比較豐富，適合于控制，因此稱(chēng)微控制器。 嵌入式微控制器目前的品種和數(shù)量最多，比較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、數(shù)目眾多ARM芯片等。目前MCU占嵌入式系統(tǒng)約70的市場(chǎng)份額。,嵌入式微控制器,嵌入式處理器,DSP處理器對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，使其適合于執(zhí)行DSP算法，編譯效率較高，指令執(zhí)行速度也較高。在數(shù)字濾波、FFT、譜分析等方面DSP算法正在大量進(jìn)入嵌入式領(lǐng)域，DSP應(yīng)用正從在通用單片機(jī)中以普通指令實(shí)現(xiàn)DSP功能，過(guò)渡到采用嵌入式DSP處理器。 嵌入式DSP處理器比較有代表性的產(chǎn)品是Texas Instruments的TMS320系列和Motorola的DSP56000 系列。TMS320系列處理器包括用于控制的 C2000系列，移動(dòng)通信的C5000系列，以及性能更高的C6000和C8000系列。DSP56000目前已經(jīng)發(fā)展成為DSP56000，DSP56100，DSP56200和DSP56300等幾個(gè)不同系列的處理器。另外PHILIPS公司近年也推出了基于可重置嵌入式DSP結(jié)構(gòu)低成本、低功耗技術(shù)上制造的R. E. A. L DSP處理器，特點(diǎn)是具備雙Harvard結(jié)構(gòu)和雙乘/累加單元，應(yīng)用目標(biāo)是大批量消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品。,嵌入式DSP處理器,嵌入式處理器,隨著EDA的推廣和VLSI設(shè)計(jì)的普及化及半導(dǎo)體工藝的迅速發(fā)展，在一個(gè)硅片上實(shí)現(xiàn)一個(gè)更為復(fù)雜的系統(tǒng)的時(shí)代已來(lái)臨，這就是System On Chip(SOC)。各種通用處理器內(nèi)核將作為SOC設(shè)計(jì)公司的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，和許多其它嵌入式系統(tǒng)外設(shè)一樣，成為 VLSI設(shè)計(jì)中一種標(biāo)準(zhǔn)的器件，用標(biāo)準(zhǔn)的 VHDL等語(yǔ)言描述，存儲(chǔ)在器件庫(kù)中。用戶只需定義出其整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，仿真通過(guò)后就可以將設(shè)計(jì)圖交給半導(dǎo)體工廠制作樣品。這樣除個(gè)別無(wú)法集成的器件以外，整個(gè)嵌入式系統(tǒng)大部分均可集成到一塊或幾塊芯片中去，應(yīng)用系統(tǒng)電路板將變得很簡(jiǎn)潔，對(duì)于減小體積和功耗、提高可靠性非常有利。 SoC可以分為通用和專(zhuān)用兩類(lèi)。通用系列包括Infineon的TriCore、Motorola的M-Core、某些ARM系列器件、Echelon和Motorola聯(lián)合研制的Neuron芯片等。專(zhuān)用SoC一般專(zhuān)用于某個(gè)或某類(lèi)系統(tǒng)中，不為一般用戶所知。一個(gè)有代表性的產(chǎn)品是Philips的Smart XA，它將XA單片機(jī)內(nèi)核和支持超過(guò)2048 位復(fù)雜RSA算法的CCU單元制作在一塊硅片上，形成一個(gè)可加載JAVA或C語(yǔ)言的專(zhuān)用的SOC，可用于公眾互聯(lián)網(wǎng)如Internet安全方面。,嵌入式片上系統(tǒng)(SOC),第1章 目錄,1. 嵌入式系統(tǒng) 2. 嵌入式處理器 3. 嵌入式操作系統(tǒng),1.3 嵌入式操作系統(tǒng),概述,計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件組成，在發(fā)展初期沒(méi)有操作系統(tǒng)這個(gè)概念，用戶使用監(jiān)控程序來(lái)使用計(jì)算機(jī)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件、軟件資源也愈來(lái)愈豐富，監(jiān)控程序已不能適應(yīng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的要求。于是在六十年代中期監(jiān)控程序又進(jìn)一步發(fā)展形成了操作系統(tǒng)(Operating System)。發(fā)展到現(xiàn)在，廣泛使用的有三種操作系統(tǒng)即多道批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)以及實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),概述,時(shí) 間 先 后,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),概述,監(jiān) 控 程 序,操 作 系 統(tǒng),實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),分時(shí)操作系統(tǒng),多道批處理操作系統(tǒng),時(shí) 間 先 后,實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是我們介紹的重點(diǎn),1.3 嵌入式操作系統(tǒng),實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn),IEEE 的實(shí)時(shí)UNIX分委會(huì)認(rèn)為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)具備以下的幾點(diǎn): 異步的事件響應(yīng) 切換時(shí)間和中斷延遲時(shí)間確定 優(yōu)先級(jí)中斷和調(diào)度 搶占式調(diào)度 內(nèi)存鎖定 連續(xù)文件 同步,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn),總的來(lái)說(shuō)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是事件驅(qū)動(dòng)的，能對(duì)來(lái)自外界的作用和信號(hào)在限定的時(shí)間范圍內(nèi)作出響應(yīng)。它強(qiáng)調(diào)的是實(shí)時(shí)性、可靠性和靈活性, 與實(shí)時(shí)應(yīng)用軟件相結(jié)合成為有機(jī)的整體起著核心作用, 由它來(lái)管理和協(xié)調(diào)各項(xiàng)工作,為應(yīng)用軟件提供良好的運(yùn)行軟件環(huán)境及開(kāi)發(fā)環(huán)境。 從實(shí)時(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)來(lái)看實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可以分為兩種：一般實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn),一般實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)的上位機(jī)和實(shí)時(shí)查詢系統(tǒng)等實(shí)時(shí)性較弱的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，并且提供了開(kāi)發(fā)、調(diào)試、運(yùn)用一致的環(huán)境。 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)時(shí)性要求高的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，而且應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)過(guò)程是通過(guò)交叉開(kāi)發(fā)來(lái)完成的，即開(kāi)發(fā)環(huán)境與運(yùn)行環(huán)境是不一致。嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)具有規(guī)模小(一般在幾K幾十K 內(nèi))、可固化使用實(shí)時(shí)性強(qiáng)(在毫秒或微秒數(shù)量級(jí)上)的特點(diǎn) 。,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),基本概念,對(duì)基于芯片的開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)，應(yīng)用程序一般是一個(gè)無(wú)限的循環(huán)，可稱(chēng)為前后臺(tái)系統(tǒng)或超循環(huán)系統(tǒng)。 很多基于微處理器的產(chǎn)品采用前后臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，例如微波爐、電話機(jī)、玩具等。在另外一些基于微處理器應(yīng)用中，從省電的角度出發(fā)，平時(shí)微處理器處在停機(jī)狀態(tài)，所有事都靠中斷服務(wù)來(lái)完成。,前后臺(tái)系統(tǒng),基本概念,中斷服務(wù)程序處理異步事件，這部分可以看成前臺(tái)行為，前臺(tái)也叫中斷級(jí)。時(shí)間相關(guān)性很強(qiáng)的關(guān)鍵操作一定是靠中斷服務(wù)程序來(lái)保證的。,循環(huán)中調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)完成相應(yīng)的操作，這部分可以看成后臺(tái)行為，后臺(tái)也可以叫做任務(wù)級(jí)。這種系統(tǒng)在處理的及時(shí)性上比實(shí)際可以做到的要差。,前后臺(tái)系統(tǒng),1.3 嵌入式操作系統(tǒng),基本概念,操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)中最基本的程序。操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中全部軟硬資源的分配與回收、控制與協(xié)調(diào)等并發(fā)的活動(dòng)；操作系統(tǒng)提供用戶接口，使用戶獲得良好的工作環(huán)境；操作系統(tǒng)為用戶擴(kuò)展新的系統(tǒng)功能提供軟件平臺(tái)。,操作系統(tǒng),1.3 嵌入式操作系統(tǒng),基本概念,實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是一段在嵌入式系統(tǒng)啟動(dòng)后首先執(zhí)行的背景程序，用戶的應(yīng)用程序是運(yùn)行于RTOS之上的各個(gè)任務(wù)，RTOS根據(jù)各個(gè)任務(wù)的要求，進(jìn)行資源(包括存儲(chǔ)器、外設(shè)等)管理、消息管理、任務(wù)調(diào)度、異常處理等工作。在RTOS支持的系統(tǒng)中， 每個(gè)任務(wù)均有一個(gè)優(yōu)先級(jí)，RTOS根據(jù)各個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，動(dòng)態(tài)地切換各個(gè)任務(wù)，保證對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。,實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),基本概念,代碼的臨界區(qū)也稱(chēng)為臨界區(qū)，指處理時(shí)不可分割的代碼，運(yùn)行這些代碼不允許被打斷。一旦這部分代碼開(kāi)始執(zhí)行，則不允許任何中斷打入（這不是絕對(duì)的，如果中斷不調(diào)用任何包含臨界區(qū)的代碼，也不訪問(wèn)任何臨界區(qū)使用的共享資源，這個(gè)中斷可能可以執(zhí)行）。為確保臨界區(qū)代碼的執(zhí)行，在進(jìn)入臨界區(qū)之前要關(guān)中斷，而臨界區(qū)代碼執(zhí)行完成以后要立即開(kāi)中斷。,代碼的臨界區(qū),1.3 嵌入式操作系統(tǒng),基本概念,程序運(yùn)行時(shí)可使用的軟、硬件環(huán)境統(tǒng)稱(chēng)為資源。資源可以是輸入輸出設(shè)備，例如打印機(jī)、鍵盤(pán)、顯示器。資源也可以是一個(gè)變量、一個(gè)結(jié)構(gòu)或一個(gè)數(shù)組等。,資源,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),基本概念,可以被一個(gè)以上任務(wù)使用的資源叫做共享資源。為了防止數(shù)據(jù)被破壞，每個(gè)任務(wù)在與共享資源打交道時(shí)，必須獨(dú)占該資源，這叫做互斥。,共享資源,訪問(wèn)共享資源之前申請(qǐng)信號(hào)量,其它任務(wù)訪問(wèn)受阻 而不能使用共享資源,得到允許后，才能使用共享資源,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),基本概念,一個(gè)任務(wù)，也稱(chēng)作一個(gè)線程，是一個(gè)簡(jiǎn)單的程序，該程序可以認(rèn)為CPU完全屬于該程序自己。實(shí)時(shí)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)過(guò)程，包括如何把問(wèn)題分割成多個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)都是整個(gè)應(yīng)用的某一部分，每個(gè)任務(wù)被賦予一定的優(yōu)先級(jí)，有它自己的一套CPU寄存器和自己的?？臻g。,任務(wù),1.3 嵌入式操作系統(tǒng),基本概念,當(dāng)多任務(wù)內(nèi)核決定運(yùn)行另外的任務(wù)時(shí)，它保存正在運(yùn)行任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)，即CPU寄存器中的全部?jī)?nèi)容。這些內(nèi)容保存在任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)保存區(qū)，也就是任務(wù)自已的棧區(qū)之中。入棧工作完成以后，就把下一個(gè)將要運(yùn)行的任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)從任務(wù)的棧中重新裝入CPU的寄予存器，并開(kāi)始下一個(gè)任務(wù)的運(yùn)行。這個(gè)過(guò)程就稱(chēng)為任務(wù)切換。這個(gè)過(guò)程增加了應(yīng)用程序的額外負(fù)荷。CPU的內(nèi)部寄存器越多，額外負(fù)荷就越重。做任務(wù)切換所需要的時(shí)間取決于CPU有多少寄存器要入棧。,任務(wù)切換,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),基本概念,多任務(wù)系統(tǒng)中，內(nèi)核負(fù)責(zé)管理各個(gè)任務(wù)，或者說(shuō)為每個(gè)任務(wù)分配CPU時(shí)間，并且負(fù)責(zé)任務(wù)之間的通信。內(nèi)核提供的基本服務(wù)是任務(wù)切換。使用實(shí)時(shí)內(nèi)核可以大大簡(jiǎn)化應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是因?yàn)閷?shí)時(shí)內(nèi)核允許將應(yīng)用分成若干個(gè)任務(wù)，由實(shí)時(shí)內(nèi)核來(lái)管理它們。內(nèi)核需要消耗一定的系統(tǒng)資源，比如25的CPU運(yùn)行時(shí)間、RAM和ROM等。 內(nèi)核提供必不可少的系統(tǒng)服務(wù)，如信號(hào)量、消息隊(duì)列、延時(shí)等。,內(nèi)核,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),基本概念,調(diào)度是內(nèi)核的主要職責(zé)之一。調(diào)度就是決定該輪到哪個(gè)任務(wù)運(yùn)行了。多數(shù)實(shí)時(shí)內(nèi)核是基于優(yōu)先級(jí)調(diào)度法的。每個(gè)任務(wù)根據(jù)其重要程序的不同被賦予一定的優(yōu)先級(jí)。基于優(yōu)先級(jí)的調(diào)度法指CPU總是讓處在就緒態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)先運(yùn)行。然而究竟何時(shí)讓高優(yōu)先級(jí)任務(wù)掌握CPU的使用權(quán)，有兩種不同的情況，這要看用的是什么類(lèi)型的內(nèi)核，是非占先式的還是占先式的內(nèi)核。,調(diào)度,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),基本概念,非占先式內(nèi)核要求每個(gè)任務(wù)自我放棄CPU 的所有權(quán)。非占先式調(diào)度法也稱(chēng)作合作型多任務(wù)，各個(gè)任務(wù)彼此合作共享一個(gè)CPU。異步事件還是由中斷服務(wù)來(lái)處理。中斷服務(wù)可以使一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)由掛起狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)。但中斷服務(wù)以后控制權(quán)還是回到原來(lái)被中斷了的那個(gè)任務(wù)，直到該任務(wù)主動(dòng)放棄CPU的使用權(quán)時(shí)，那個(gè)高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)才能獲得CPU的使用權(quán)。,非占先式內(nèi)核,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),基本概念,當(dāng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間很重要時(shí)，要使用占先式內(nèi)核。因此絕大多數(shù)商業(yè)上銷(xiāo)售的實(shí)時(shí)內(nèi)核都是占先式內(nèi)核。最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)一旦就緒，總能得到CPU的控制權(quán)。當(dāng)一個(gè)運(yùn)行著的任務(wù)使一個(gè)比它優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)進(jìn)入了就緒狀態(tài)，當(dāng)前任務(wù)的CPU使用權(quán)就被剝奪了，或者說(shuō)被掛起了，那個(gè)高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)立刻得到了CPU的控制權(quán)。如果是中斷服務(wù)子程序使一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)，中斷完成時(shí)，中斷了的任務(wù)被掛起，優(yōu)先級(jí)高的那個(gè)任務(wù)開(kāi)始運(yùn)行。,占先式內(nèi)核,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),基本概念,任務(wù)的優(yōu)先級(jí)是表示任務(wù)被調(diào)度的優(yōu)先程度。每個(gè)任務(wù)都具有優(yōu)先級(jí)。任務(wù)越重要，賦予的優(yōu)先級(jí)應(yīng)越高，越容易被調(diào)度而進(jìn)入運(yùn)行態(tài)。,任務(wù)優(yōu)先級(jí),1.3 嵌入式操作系統(tǒng),基本概念,中斷是一種硬件機(jī)制，用于通知CPU有個(gè)異步事件發(fā)生了。中斷一旦被識(shí)別，CPU保存部分（或全部）上下文即部分或全部寄存器的值，跳轉(zhuǎn)到專(zhuān)門(mén)的子程序，稱(chēng)為中斷服務(wù)子程序（ISR）。中斷服務(wù)子程序做事件處理，處理完成后，程序回到： 1. 在前后臺(tái)系統(tǒng)中，程序回到后臺(tái)程序； 2. 對(duì)非占先式內(nèi)核而言，程序回到被中斷了的任務(wù)； 3. 對(duì)占先式內(nèi)核而言，讓進(jìn)入就緒態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)開(kāi)始運(yùn)行。,中斷,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),基本概念,中斷,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),基本概念,時(shí)鐘節(jié)拍是特定的周期性中斷。這個(gè)中斷可以看作是系統(tǒng)心臟的脈動(dòng)。中斷之間的時(shí)間間隔取決于不同應(yīng)用，一般在10ms到200ms之間。時(shí)鐘的節(jié)拍式中斷使得內(nèi)核可以將任務(wù)延時(shí)若干個(gè)整數(shù)時(shí)鐘節(jié)拍，以及當(dāng)任務(wù)等待事件發(fā)生時(shí)，提供等待超時(shí)的依據(jù)。時(shí)鐘節(jié)拍率越快，系統(tǒng)的額外開(kāi)銷(xiāo)就越大。,時(shí)鐘節(jié)拍,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的必要性,嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在目前的嵌入式應(yīng)用中用得越來(lái)越廣泛，尤其在功能復(fù)雜、系統(tǒng)龐大的應(yīng)用中顯得愈來(lái)愈重要。在嵌入式應(yīng)用中，只有把CPU嵌入到系統(tǒng)中，同時(shí)又把操作系統(tǒng)嵌入進(jìn)去，才是真正的計(jì)算機(jī)嵌入式應(yīng)用。使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)因素： 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)提高了系統(tǒng)的可靠性。 提高了開(kāi)發(fā)效率，縮短了開(kāi)發(fā)周期。 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)充分發(fā)揮了32位CPU的多任務(wù)潛力。,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)環(huán)境下開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)應(yīng)用程序使程序的設(shè)計(jì)和擴(kuò)展變得容易，不需要大的改動(dòng)就可以增加新的功能。通過(guò)將應(yīng)用程序分割成若干獨(dú)立的任務(wù)模塊，使應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)過(guò)程大為簡(jiǎn)化；而且對(duì)實(shí)時(shí)性要求苛刻的事件都得到了快速、可靠的處理。通過(guò)有效的系統(tǒng)服務(wù)，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)使得系統(tǒng)資源得到更好的利用。 缺點(diǎn)：但是，使用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)還需要額外的ROM/RAM開(kāi)銷(xiāo)，25%的CPU額外負(fù)荷，以及內(nèi)核的費(fèi)用。,uClinux是一個(gè)完全符合GNU/GPL公約的操作系統(tǒng)，完全開(kāi)放代碼。uClinux從Linux 2.0/2.4內(nèi)核派生而來(lái)，沿襲了主流Linux的絕大部分特性。它是專(zhuān)門(mén)針對(duì)沒(méi)有MMU的CPU，并且為嵌入式系統(tǒng)做了許多小型化的工作。適用于沒(méi)有虛擬內(nèi)存或內(nèi)存管理單元(MMU)的處理器，例如ARM7TDMI。它通常用于具有很少內(nèi)存或Flash的嵌入式系統(tǒng)。它保留了Linux的大部分優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定、良好的移植性、優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能、完備的對(duì)各種文件系統(tǒng)的支持、以及標(biāo)準(zhǔn)豐富的API等。,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng),嵌入式Linux,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng),Windows CE是微軟開(kāi)發(fā)的一個(gè)開(kāi)放的、可升級(jí)的32位嵌入式操作系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類(lèi)的電子設(shè)備操作，它是精簡(jiǎn)的Windows 95。Windows CE的圖形用戶界面相當(dāng)出色。Win CE具有模塊化、結(jié)構(gòu)化和基于Win32應(yīng)用程序接口以及與處理器無(wú)關(guān)等特點(diǎn)。Win CE不僅繼承了傳統(tǒng)的Windows圖形界面，并且在Win CE平臺(tái)上可以使用Windows 95/98上的編程工具（如Visual Basic、Visual C+等）、使絕大多數(shù)的應(yīng)用軟件只需簡(jiǎn)單的修改和移植就可以在Windows CE平臺(tái)上繼續(xù)使用。,Win CE,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng),VxWorks,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng),OSE主要是由ENEA Data AB 下屬的ENEA OSE Systems AB負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)和技術(shù)服務(wù)的，一直以來(lái)都充當(dāng)著實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)以及分布式和容錯(cuò)性應(yīng)用的先鋒，并保持良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。 OSE的客戶深入到電信，數(shù)據(jù)，工控，航空等領(lǐng)域，尤其在電信方面，該公司已經(jīng)有了十余年的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，同諸如愛(ài)立信，諾基亞，西門(mén)子等知名公司確定了良好的關(guān)系。,OSE,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng),Nucleus PLUS是為實(shí)時(shí)嵌入式應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一個(gè)搶先式多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核，其95的代碼是用ANSIC寫(xiě)成的，因此非常便于移植并能夠支持大多數(shù)類(lèi)型的處理器。 Nucleus PLUS采用了軟件組件的方法。每個(gè)組件具有單一而明確的目的，通常由幾個(gè)C及匯編語(yǔ)言模塊構(gòu)成，提供清晰的外部接口，對(duì)組件的引用就是通過(guò)這些接口完成的。由于采用了軟件組件的方法，使Nucleus PLUS 的各個(gè)組件非常易于替換和復(fù)用。,Nucleus,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng),eCos是RedHat公司開(kāi)發(fā)的源代碼開(kāi)放的嵌入式RTOS產(chǎn)品，是一個(gè)可配置、可移植的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的運(yùn)行環(huán)境為RedHat的GNUPro和GNU開(kāi)發(fā)環(huán)境。eCOS的所有部分都開(kāi)放源代碼，可以按照需要自由修改和添加。eCOS的關(guān)鍵技術(shù)是操作系統(tǒng)可配置性，允許用戶組和自己的實(shí)時(shí)組件和函數(shù)以及實(shí)現(xiàn)方式，特別允許eCOS的開(kāi)發(fā)則定制自己的面向應(yīng)用的操作系統(tǒng)，使eCos能有更廣泛的應(yīng)用范圍。,eCos,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng),C/OS-II是一個(gè)源碼公開(kāi)、可移植、可固化、可裁剪、占先式的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。其絕大部分源碼是用ANSI C寫(xiě)的，使其可以方便的移植并支持大多數(shù)類(lèi)型的處理器。C/OS-II通過(guò)了聯(lián)邦航空局（FAA）商用航行器認(rèn)證。自1992年問(wèn)世以來(lái)，C/OS-II已經(jīng)被應(yīng)用到數(shù)以百計(jì)的產(chǎn)品中。C/OS-II占用很少的系統(tǒng)資源，并且在高校教學(xué)使用是不需要申請(qǐng)?jiān)S可證。,C/OS-II,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng),TRON是指“實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核（The Real-time Operating system Nucleux）”,它是在1984年由東京大學(xué)的Sakamura博士提出的，目的是為了建立一個(gè)理想的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。通過(guò)工業(yè)界和大學(xué)院校的合作，TRON方案正被逐步用到全新概念的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中。 uITRON是TRON的一個(gè)子方案，它具有標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)內(nèi)核，適用于任何小規(guī)模的嵌入式系統(tǒng)，日本國(guó)內(nèi)現(xiàn)有很多基于該內(nèi)核的產(chǎn)品，其中消費(fèi)電器較多。目前已成為日本事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。,uITRON,1.3 嵌入式操作系統(tǒng),常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng),TRON明確的設(shè)計(jì)目標(biāo)使其甚至比Linux更適合于做嵌入式應(yīng)用，內(nèi)核小，啟動(dòng)速度快，即時(shí)性能好，也很適合漢字系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。另外，TRON的成功還來(lái)源于如下兩個(gè)重要的條件： 1.它是免費(fèi)的 2.它已經(jīng)建立了開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)，形成了較完善的軟硬件配套開(kāi)發(fā)環(huán)境，較好地形成了產(chǎn)業(yè)化。,uITRON,第2章 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì),第2章 目錄,1. 嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)生命周期 2. 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,第2章 目錄,1. 嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)生命周期 2. 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,2.1 嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)生命周期,概述,可以把嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)看作對(duì)一個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施。項(xiàng)目的生命周期一般分為識(shí)別需求、提出解決方案、執(zhí)行項(xiàng)目和結(jié)束項(xiàng)目4個(gè)階段。嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)也是如此。,概述,1.識(shí)別需求 識(shí)別需求是項(xiàng)目生命周期的最初階段。當(dāng)需求被客戶確定時(shí)，項(xiàng)目就產(chǎn)生了。這個(gè)階段的主要任務(wù)是確認(rèn)需求，分析投資收益比，研究項(xiàng)目的可行性，分析廠商所應(yīng)具備的條件。 2.提出方案 主要由各廠商向客戶提交標(biāo)書(shū)、介紹解決方案。這個(gè)階段是贏得項(xiàng)目的關(guān)鍵，公司既要展示實(shí)力又要合理報(bào)價(jià)。如果競(jìng)標(biāo)成功則簽定合同，廠商開(kāi)始承擔(dān)項(xiàng)目成敗的責(zé)任。 3.執(zhí)行項(xiàng)目 從公司角度來(lái)看這才是項(xiàng)目的開(kāi)始。這個(gè)階段項(xiàng)目經(jīng)理和項(xiàng)目組將代表公司完全承擔(dān)合同規(guī)定的任務(wù)。一般需要細(xì)化目標(biāo)，制定工作計(jì)劃，協(xié)調(diào)人力和其他資源；定期監(jiān)控進(jìn)展，分析項(xiàng)目偏差，采取必要措施以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。 4.結(jié)束項(xiàng)目 主要包括移交工作成果，幫助客戶實(shí)現(xiàn)商務(wù)目標(biāo)；系統(tǒng)交接給維護(hù)人員；結(jié)清各種款項(xiàng)。,項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期,識(shí)別需求對(duì)于嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)是很重要的。這是因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)往往需要嵌入到其它產(chǎn)品中，不能獨(dú)立工作，而這個(gè)產(chǎn)品往往不是嵌入式開(kāi)發(fā)承包商（部門(mén)）所熟悉的，不了解需求做成的產(chǎn)品往往是失敗的。,識(shí)別需求,項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期,對(duì)于嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，這個(gè)階段的主要工作是系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)規(guī)劃階段中，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)需要分析所有可行的解決方案，并擬定進(jìn)程，使項(xiàng)目在合理的進(jìn)程范圍中逐漸建構(gòu)完成。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面最重要的一件事就是確定系統(tǒng)的框架。,提出方案,項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期,這個(gè)階段的主要工作就是系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)的測(cè)試。由于嵌入式系統(tǒng)的特殊性，嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目既要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的硬件，又要在硬件上實(shí)現(xiàn)軟件。所以在項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，軟硬件實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)測(cè)試是不斷反復(fù)進(jìn)行的。事實(shí)上，系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)、測(cè)試和調(diào)試貫穿整個(gè)“執(zhí)行項(xiàng)目”階段。,執(zhí)行項(xiàng)目,項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)完畢并移交給客戶并不等于項(xiàng)目已經(jīng)結(jié)束?？蛻粼谑褂卯a(chǎn)品的過(guò)程中還會(huì)發(fā)現(xiàn)一連串的問(wèn)題，此時(shí)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)還需要服務(wù)客戶，這就是售后服務(wù)。售后服務(wù)是一種保障客戶權(quán)利的措施，相對(duì)的也是開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的義務(wù)。當(dāng)售后服務(wù)也結(jié)束，項(xiàng)目結(jié)案了，項(xiàng)目也沒(méi)有結(jié)束，這時(shí)需要項(xiàng)目討論來(lái)總結(jié)、學(xué)習(xí)一些東西。項(xiàng)目討論是一個(gè)項(xiàng)目的反饋機(jī)制，通過(guò)這一程序，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的經(jīng)驗(yàn)才可以被記錄下來(lái)，也就是說(shuō)，這是一個(gè)撰寫(xiě)項(xiàng)目歷史的過(guò)程。,結(jié)束項(xiàng)目,第2章 目錄,1. 嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)生命周期 2. 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,2.2 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,由上而下與由下而上,由上而下是一個(gè)正統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式，也就是說(shuō)，所有的設(shè)計(jì)皆是遵循系統(tǒng)工程的流程來(lái)進(jìn)行。相對(duì)而言，由下而上表示一個(gè)系統(tǒng)是由已經(jīng)有的基礎(chǔ)（或組件）為起點(diǎn)，開(kāi)始往上延伸，最后將系統(tǒng)完成。,由 上 而 下,由 下 而 上,2.2 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,UML系統(tǒng)建模,UML（Unified Modeling Language）是一種原本設(shè)計(jì)用來(lái)描述對(duì)象導(dǎo)向程序語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的圖形化語(yǔ)言。由于它具有描述事物的多重性，所以理論上也可以被拉到其他領(lǐng)域使用。 在實(shí)際使用上，根據(jù)不同的使用情況，UML提供了不同的圖形來(lái)描述系統(tǒng)。在UML中，包括了下面幾種圖形：類(lèi)圖、狀態(tài)圖、對(duì)象圖、用例圖、順序圖、協(xié)作圖、活動(dòng)圖、組件圖和部署圖。,2.2 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,使用UML的好處,語(yǔ)言的用處在于溝通。UML也是一種語(yǔ)言，它利用視覺(jué)化的方法來(lái)制定、構(gòu)建以及記錄對(duì)象導(dǎo)向系統(tǒng)。因此，可以把UML當(dāng)作一種軟件工程用的語(yǔ)言。 使用UML的好處在于可以在短時(shí)間內(nèi)了解別人要傳達(dá)的消息，而不是花時(shí)間在了解消息本身如何解讀。UML提供給用戶基礎(chǔ)的工具與基本的規(guī)范，在這個(gè)基礎(chǔ)上，用戶可以利用這個(gè)語(yǔ)言去描述他所想要描述的系統(tǒng)，用不同的界面去描繪出系統(tǒng)的不同方面。,2.2 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,面向?qū)ο驩O的思想,隨著系統(tǒng)的需求日益增加，系統(tǒng)的功能及復(fù)雜程度不斷增大，為了使系統(tǒng)開(kāi)發(fā)變得容易，我們要逐步改進(jìn)我們對(duì)系統(tǒng)的思考方式以及我們開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的的方式，這項(xiàng)新技術(shù)我們稱(chēng)之為面向?qū)ο蟮牡拈_(kāi)發(fā)。 傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化方法是將系統(tǒng)分解為很多基本函數(shù)的集合，數(shù)據(jù)被孤立分離，并且不考慮并發(fā)。而面向?qū)ο蠓椒ǖ幕痉纸鈫挝粸閷?duì)象。在面對(duì)較復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，我們可以將它作為一個(gè)對(duì)象來(lái)進(jìn)行分析。同樣，這個(gè)對(duì)象也可以分解為多個(gè)對(duì)象，多個(gè)對(duì)象各司其職，相互協(xié)作以完成目標(biāo)。,第2章 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì),第2章 目錄,1. 嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)生命周期 2. 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,第2章 目錄,1. 嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)生命周期 2. 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,2.1 嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)生命周期,概述,可以把嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)看作對(duì)一個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施。項(xiàng)目的生命周期一般分為識(shí)別需求、提出解決方案、執(zhí)行項(xiàng)目和結(jié)束項(xiàng)目4個(gè)階段。嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)也是如此。,概述,1.識(shí)別需求 識(shí)別需求是項(xiàng)目生命周期的最初階段。當(dāng)需求被客戶確定時(shí)，項(xiàng)目就產(chǎn)生了。這個(gè)階段的主要任務(wù)是確認(rèn)需求，分析投資收益比，研究項(xiàng)目的可行性，分析廠商所應(yīng)具備的條件。 2.提出方案 主要由各廠商向客戶提交標(biāo)書(shū)、介紹解決方案。這個(gè)階段是贏得項(xiàng)目的關(guān)鍵，公司既要展示實(shí)力又要合理報(bào)價(jià)。如果競(jìng)標(biāo)成功則簽定合同，廠商開(kāi)始承擔(dān)項(xiàng)目成敗的責(zé)任。 3.執(zhí)行項(xiàng)目 從公司角度來(lái)看這才是項(xiàng)目的開(kāi)始。這個(gè)階段項(xiàng)目經(jīng)理和項(xiàng)目組將代表公司完全承擔(dān)合同規(guī)定的任務(wù)。一般需要細(xì)化目標(biāo)，制定工作計(jì)劃，協(xié)調(diào)人力和其他資源；定期監(jiān)控進(jìn)展，分析項(xiàng)目偏差，采取必要措施以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。 4.結(jié)束項(xiàng)目 主要包括移交工作成果，幫助客戶實(shí)現(xiàn)商務(wù)目標(biāo)；系統(tǒng)交接給維護(hù)人員；結(jié)清各種款項(xiàng)。,項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期,識(shí)別需求對(duì)于嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)是很重要的。這是因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)往往需要嵌入到其它產(chǎn)品中，不能獨(dú)立工作，而這個(gè)產(chǎn)品往往不是嵌入式開(kāi)發(fā)承包商（部門(mén)）所熟悉的，不了解需求做成的產(chǎn)品往往是失敗的。,識(shí)別需求,項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期,對(duì)于嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，這個(gè)階段的主要工作是系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)規(guī)劃階段中，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)需要分析所有可行的解決方案，并擬定進(jìn)程，使項(xiàng)目在合理的進(jìn)程范圍中逐漸建構(gòu)完成。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面最重要的一件事就是確定系統(tǒng)的框架。,提出方案,項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期,這個(gè)階段的主要工作就是系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)的測(cè)試。由于嵌入式系統(tǒng)的特殊性，嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目既要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的硬件，又要在硬件上實(shí)現(xiàn)軟件。所以在項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，軟硬件實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)測(cè)試是不斷反復(fù)進(jìn)行的。事實(shí)上，系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)、測(cè)試和調(diào)試貫穿整個(gè)“執(zhí)行項(xiàng)目”階段。,執(zhí)行項(xiàng)目,項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)完畢并移交給客戶并不等于項(xiàng)目已經(jīng)結(jié)束?？蛻粼谑褂卯a(chǎn)品的過(guò)程中還會(huì)發(fā)現(xiàn)一連串的問(wèn)題，此時(shí)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)還需要服務(wù)客戶，這就是售后服務(wù)。售后服務(wù)是一種保障客戶權(quán)利的措施，相對(duì)的也是開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的義務(wù)。當(dāng)售后服務(wù)也結(jié)束，項(xiàng)目結(jié)案了，項(xiàng)目也沒(méi)有結(jié)束，這時(shí)需要項(xiàng)目討論來(lái)總結(jié)、學(xué)習(xí)一些東西。項(xiàng)目討論是一個(gè)項(xiàng)目的反饋機(jī)制，通過(guò)這一程序，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的經(jīng)驗(yàn)才可以被記錄下來(lái)，也就是說(shuō)，這是一個(gè)撰寫(xiě)項(xiàng)目歷史的過(guò)程。,結(jié)束項(xiàng)目,第2章 目錄,1. 嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)生命周期 2. 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,2.2 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,由上而下與由下而上,由上而下是一個(gè)正統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式，也就是說(shuō)，所有的設(shè)計(jì)皆是遵循系統(tǒng)工程的流程來(lái)進(jìn)行。相對(duì)而言，由下而上表示一個(gè)系統(tǒng)是由已經(jīng)有的基礎(chǔ)（或組件）為起點(diǎn)，開(kāi)始往上延伸，最后將系統(tǒng)完成。,由 上 而 下,由 下 而 上,2.2 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,UML系統(tǒng)建模,UML（Unified Modeling Language）是一種原本設(shè)計(jì)用來(lái)描述對(duì)象導(dǎo)向程序語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的圖形化語(yǔ)言。由于它具有描述事物的多重性，所以理論上也可以被拉到其他領(lǐng)域使用。 在實(shí)際使用上，根據(jù)不同的使用情況，UML提供了不同的圖形來(lái)描述系統(tǒng)。在UML中，包括了下面幾種圖形：類(lèi)圖、狀態(tài)圖、對(duì)象圖、用例圖、順序圖、協(xié)作圖、活動(dòng)圖、組件圖和部署圖。,2.2 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,使用UML的好處,語(yǔ)言的用處在于溝通。UML也是一種語(yǔ)言，它利用視覺(jué)化的方法來(lái)制定、構(gòu)建以及記錄對(duì)象導(dǎo)向系統(tǒng)。因此，可以把UML當(dāng)作一種軟件工程用的語(yǔ)言。 使用UML的好處在于可以在短時(shí)間內(nèi)了解別人要傳達(dá)的消息，而不是花時(shí)間在了解消息本身如何解讀。UML提供給用戶基礎(chǔ)的工具與基本的規(guī)范，在這個(gè)基礎(chǔ)上，用戶可以利用這個(gè)語(yǔ)言去描述他所想要描述的系統(tǒng)，用不同的界面去描繪出系統(tǒng)的不同方面。,2.2 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,面向?qū)ο驩O的思想,隨著系統(tǒng)的需求日益增加，系統(tǒng)的功能及復(fù)雜程度不斷增大，為了使系統(tǒng)開(kāi)發(fā)變得容易，我們要逐步改進(jìn)我們對(duì)系統(tǒng)的思考方式以及我們開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的的方式，這項(xiàng)新技術(shù)我們稱(chēng)之為面向?qū)ο蟮牡拈_(kāi)發(fā)。 傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化方法是將系統(tǒng)分解為很多基本函數(shù)的集合，數(shù)據(jù)被孤立分離，并且不考慮并發(fā)。而面向?qū)ο蠓椒ǖ幕痉纸鈫挝粸閷?duì)象。在面對(duì)較復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，我們可以將它作為一個(gè)對(duì)象來(lái)進(jìn)行分析。同樣，這個(gè)對(duì)象也可以分解為多個(gè)對(duì)象，多個(gè)對(duì)象各司其職，相互協(xié)作以完成目標(biāo)。,第2章 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì),第2章 目錄,1. 嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)生命周期 2. 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,第2章 目錄,1. 嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)生命周期 2. 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,2.1 嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)生命周期,概述,可以把嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)看作對(duì)一個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施。項(xiàng)目的生命周期一般分為識(shí)別需求、提出解決方案、執(zhí)行項(xiàng)目和結(jié)束項(xiàng)目4個(gè)階段。嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)也是如此。,概述,1.識(shí)別需求 識(shí)別需求是項(xiàng)目生命周期的最初階段。當(dāng)需求被客戶確定時(shí)，項(xiàng)目就產(chǎn)生了。這個(gè)階段的主要任務(wù)是確認(rèn)需求，分析投資收益比，研究項(xiàng)目的可行性，分析廠商所應(yīng)具備的條件。 2.提出方案 主要由各廠商向客戶提交標(biāo)書(shū)、介紹解決方案。這個(gè)階段是贏得項(xiàng)目的關(guān)鍵，公司既要展示實(shí)力又要合理報(bào)價(jià)。如果競(jìng)標(biāo)成功則簽定合同，廠商開(kāi)始承擔(dān)項(xiàng)目成敗的責(zé)任。 3.執(zhí)行項(xiàng)目 從公司角度來(lái)看這才是項(xiàng)目的開(kāi)始。這個(gè)階段項(xiàng)目經(jīng)理和項(xiàng)目組將代表公司完全承擔(dān)合同規(guī)定的任務(wù)。一般需要細(xì)化目標(biāo)，制定工作計(jì)劃，協(xié)調(diào)人力和其他資源；定期監(jiān)控進(jìn)展，分析項(xiàng)目偏差，采取必要措施以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。 4.結(jié)束項(xiàng)目 主要包括移交工作成果，幫助客戶實(shí)現(xiàn)商務(wù)目標(biāo)；系統(tǒng)交接給維護(hù)人員；結(jié)清各種款項(xiàng)。,項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期,識(shí)別需求對(duì)于嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)是很重要的。這是因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)往往需要嵌入到其它產(chǎn)品中，不能獨(dú)立工作，而這個(gè)產(chǎn)品往往不是嵌入式開(kāi)發(fā)承包商（部門(mén)）所熟悉的，不了解需求做成的產(chǎn)品往往是失敗的。,識(shí)別需求,項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期,對(duì)于嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，這個(gè)階段的主要工作是系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)規(guī)劃階段中，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)需要分析所有可行的解決方案，并擬定進(jìn)程，使項(xiàng)目在合理的進(jìn)程范圍中逐漸建構(gòu)完成。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面最重要的一件事就是確定系統(tǒng)的框架。,提出方案,項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期,這個(gè)階段的主要工作就是系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)的測(cè)試。由于嵌入式系統(tǒng)的特殊性，嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目既要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的硬件，又要在硬件上實(shí)現(xiàn)軟件。所以在項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，軟硬件實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)測(cè)試是不斷反復(fù)進(jìn)行的。事實(shí)上，系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)、測(cè)試和調(diào)試貫穿整個(gè)“執(zhí)行項(xiàng)目”階段。,執(zhí)行項(xiàng)目,項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)完畢并移交給客戶并不等于項(xiàng)目已經(jīng)結(jié)束。客戶在使用產(chǎn)品的過(guò)程中還會(huì)發(fā)現(xiàn)一連串的問(wèn)題，此時(shí)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)還需要服務(wù)客戶，這就是售后服務(wù)。售后服務(wù)是一種保障客戶權(quán)利的措施，相對(duì)的也是開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的義務(wù)。當(dāng)售后服務(wù)也結(jié)束，項(xiàng)目結(jié)案了，項(xiàng)目也沒(méi)有結(jié)束，這時(shí)需要項(xiàng)目討論來(lái)總結(jié)、學(xué)習(xí)一些東西。項(xiàng)目討論是一個(gè)項(xiàng)目的反饋機(jī)制，通過(guò)這一程序，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的經(jīng)驗(yàn)才可以被記錄下來(lái)，也就是說(shuō)，這是一個(gè)撰寫(xiě)項(xiàng)目歷史的過(guò)程。,結(jié)束項(xiàng)目,第2章 目錄,1. 嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)生命周期 2. 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,2.2 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,由上而下與由下而上,由上而下是一個(gè)正統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式，也就是說(shuō)，所有的設(shè)計(jì)皆是遵循系統(tǒng)工程的流程來(lái)進(jìn)行。相對(duì)而言，由下而上表示一個(gè)系統(tǒng)是由已經(jīng)有的基礎(chǔ)（或組件）為起點(diǎn)，開(kāi)始往上延伸，最后將系統(tǒng)完成。,由 上 而 下,由 下 而 上,2.2 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,UML系統(tǒng)建模,UML（Unified Modeling Language）是一種原本設(shè)計(jì)用來(lái)描述對(duì)象導(dǎo)向程序語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的圖形化語(yǔ)言。由于它具有描述事物的多重性，所以理論上也可以被拉到其他領(lǐng)域使用。 在實(shí)際使用上，根據(jù)不同的使用情況，UML提供了不同的圖形來(lái)描述系統(tǒng)。在UML中，包括了下面幾種圖形：類(lèi)圖、狀態(tài)圖、對(duì)象圖、用例圖、順序圖、協(xié)作圖、活動(dòng)圖、組件圖和部署圖。,2.2 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,使用UML的好處,語(yǔ)言的用處在于溝通。UML也是一種語(yǔ)言，它利用視覺(jué)化的方法來(lái)制定、構(gòu)建以及記錄對(duì)象導(dǎo)向系統(tǒng)。因此，可以把UML當(dāng)作一種軟件工程用的語(yǔ)言。 使用UML的好處在于可以在短時(shí)間內(nèi)了解別人要傳達(dá)的消息，而不是花時(shí)間在了解消息本身如何解讀。UML提供給用戶基礎(chǔ)的工具與基本的規(guī)范，在這個(gè)基礎(chǔ)上，用戶可以利用這個(gè)語(yǔ)言去描述他所想要描述的系統(tǒng)，用不同的界面去描繪出系統(tǒng)的不同方面。,2.2 嵌入式系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介,面向?qū)ο驩O的思想,隨著系統(tǒng)的需求日益增加，系統(tǒng)的功能及復(fù)雜程度不斷增大，為了使系統(tǒng)開(kāi)發(fā)變得容易，我們要逐步改進(jìn)我們對(duì)系統(tǒng)的思考方式以及我們開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的的方式，這項(xiàng)新技術(shù)我們稱(chēng)之為面向?qū)ο蟮牡拈_(kāi)發(fā)。 傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化方法是將系統(tǒng)分解為很多基本函數(shù)的集合，數(shù)據(jù)被孤立分離，并且不考慮并發(fā)。而面向?qū)ο蠓椒ǖ幕痉纸鈫挝粸閷?duì)象。在面對(duì)較復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，我們可以將它作為一個(gè)對(duì)象來(lái)進(jìn)行分析。同樣，這個(gè)對(duì)象也可以分解為多個(gè)對(duì)象，多個(gè)對(duì)象各司其職，相互協(xié)作以完成目標(biāo)。,第3章 ARM7體系結(jié)構(gòu),第3章 目錄,1.簡(jiǎn)介 2.ARM7TDMI 3.ARM7TDMI的模塊和內(nèi)部框圖 4.體系結(jié)構(gòu)直接支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型 5.處理器狀態(tài) 6.處理器模式 7.內(nèi)部寄存器 8. 程序狀態(tài)寄存器,9.異常 10.中斷延遲 11.復(fù)位 12.存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)器映射I/O 13.尋址方式簡(jiǎn)介 14.ARM7指令簡(jiǎn)介 15.協(xié)處理器接口 16.調(diào)試接口簡(jiǎn)介 17.ETM接口簡(jiǎn)介,第3章 目錄,1.簡(jiǎn)介 2.ARM7TDMI 3.ARM7TDMI的模塊和內(nèi)部框圖 4.體系結(jié)構(gòu)直接支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型 5.處理器狀態(tài) 6.處理器模式 7.內(nèi)部寄存器 8. 程序狀態(tài)寄存器,9.異常 10.中斷延遲 11.復(fù)位 12.存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)器映射I/O 13.尋址方式簡(jiǎn)介 14.ARM7指令簡(jiǎn)介 15.協(xié)處理器接口 16.調(diào)試接口簡(jiǎn)介 17.ETM接口簡(jiǎn)介,3.1 ARM簡(jiǎn)介,ARM公司簡(jiǎn)介,ARM是Advanced RISC Machines的縮寫(xiě)，它是一家微處理器行業(yè)的知名企業(yè)，該企業(yè)設(shè)計(jì)了大量高性能、廉價(jià)、耗能低的RISC （精簡(jiǎn)指令集）處理器。 公司的特點(diǎn)是只設(shè)計(jì)芯片，而不生產(chǎn)。它將技術(shù)授權(quán)給世界上許多著名的半導(dǎo)體、軟件和OEM廠商，并提供服務(wù)。,3.1 ARM簡(jiǎn)介,ARM公司簡(jiǎn)介,將技術(shù)授權(quán)給其它芯片廠商,形成各具特色的ARM芯片,3.1 ARM簡(jiǎn)介,ARM體系結(jié)構(gòu),ARM處理器為RISC芯片，其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)使ARM內(nèi)核非常小，這使得器件的功耗也非常低。它具有經(jīng)典RISC的特點(diǎn)：,3.1 ARM簡(jiǎn)介,ARM體系結(jié)構(gòu),ARM體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：,3.1 ARM簡(jiǎn)介,各ARM體系結(jié)構(gòu)版本,ARM體系結(jié)構(gòu)從最初開(kāi)發(fā)到現(xiàn)在有了巨大的改進(jìn)，并仍在完善和發(fā)展。為了清楚的表達(dá)每個(gè)ARM應(yīng)用實(shí)例所使用的指令集，ARM公司定義了5種主要的ARM指令集體系結(jié)構(gòu)版本，以版本號(hào)V1V5表示。,3.1 ARM簡(jiǎn)介,各ARM體系結(jié)構(gòu)版本V1,該版本的ARM體系結(jié)構(gòu)，只有26位的尋址空間，沒(méi)有商業(yè)化，其特點(diǎn)為： 基本的數(shù)據(jù)處理指令（不包括乘法）； 字節(jié)、字和半字加載/存儲(chǔ)指令； 具有分支指令，包括在子程序調(diào)用中使用的分支和鏈接指令； 在操作系統(tǒng)調(diào)用中使用的軟件中斷指令。,3.1 ARM簡(jiǎn)介,各ARM體系結(jié)構(gòu)版本V2,同樣為26位尋址空間，現(xiàn)在已經(jīng)廢棄不再使用，它相對(duì)V1版本有以下改進(jìn)： 具有乘法和乘加指令； 支持協(xié)處理器； 快速中斷模式中的兩個(gè)以上的分組寄存器； 具有原子性加載/存儲(chǔ)指令SWP和SWPB。,3.1 ARM簡(jiǎn)介,各ARM體系結(jié)構(gòu)版本V3,尋址范圍擴(kuò)展到32位（事實(shí)上也基本廢棄），具有獨(dú)立的程序： 具有乘法和乘加指令； 支持協(xié)處理器； 快速中斷模式中具有的兩個(gè)以上的分組寄存器； 具有原子性加載/存儲(chǔ)指令SWP和SWPB。,3.1 ARM簡(jiǎn)介,各ARM體系結(jié)構(gòu)版本V4,不在為了與以前的版本兼容而支持26位體系結(jié)構(gòu)，并明確了哪些指令會(huì)引起未定義指令異常發(fā)生，它相對(duì)V3版本作了以下的改進(jìn)： 半字加載/存儲(chǔ)指令； 字節(jié)和半字的加載和符號(hào)擴(kuò)展指令； 具有可以轉(zhuǎn)換到Thumb狀態(tài)的指令； 用戶模式寄存器的新的特權(quán)處理器模式。,3.1 ARM簡(jiǎn)介,各ARM體系結(jié)構(gòu)版本V5,在V4版本的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)在指令的定義進(jìn)行了必要的修正，對(duì)V4版本的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了擴(kuò)展并并增加了指令，具體如下： 改進(jìn)了ARM/Thumb狀態(tài)之間的切換效率； 允許非T變量和T變量一樣，使用相同的代碼生成技術(shù)； 增加計(jì)數(shù)前導(dǎo)零指令和軟件斷點(diǎn)指令； 對(duì)乘法指令如何設(shè)置標(biāo)志作了嚴(yán)格的定義。,3.1 ARM簡(jiǎn)介,ARM處理器核簡(jiǎn)介,ARM公司開(kāi)發(fā)了很多系列的ARM處理器核，目前最新的系列已經(jīng)是ARM11了，而ARM6核以及更早的系列已經(jīng)很罕見(jiàn)了。目前應(yīng)用比較廣泛的系列是：,3.1 ARM簡(jiǎn)介,ARM處理器核簡(jiǎn)介ARM7,該系列包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、帶有高速緩存處理器宏單元的ARM720T和擴(kuò)充了Jazelle的ARM7EJ-S。該系列處理器提供Thumb 16位壓縮指令集和EmbededICE軟件調(diào)試方式，適用于更大規(guī)模的SoC設(shè)計(jì)中。 ARM7系列廣泛應(yīng)用于多媒體和嵌入式設(shè)備，包括Internet設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和調(diào)制解調(diào)器設(shè)備，以及移動(dòng)電話、PDA等無(wú)線設(shè)備。,3.1 ARM簡(jiǎn)介,ARM處理器核簡(jiǎn)介ARM9,該系列包括ARM9TDMI、ARM920T和帶有告訴緩存處理器宏單元的ARM940T。除了兼容ARM7系列，而且能夠更加靈活的設(shè)計(jì)。 ARM9系列主要應(yīng)用于引擎管理、儀器儀表、安全系統(tǒng)和機(jī)頂盒等領(lǐng)域。,3.1 ARM簡(jiǎn)介,ARM處理器核簡(jiǎn)介ARM10,該系列包括ARM1020E和ARM1020E處理器核，其核心在于使用向量浮點(diǎn)（VFP）單元VFP10提供高性能的浮點(diǎn)解決方案，從而極大提高了處理器的整型和浮點(diǎn)運(yùn)算性能。 可以用于視頻游戲機(jī)和高性能打印機(jī)等場(chǎng)合。,3.1 ARM簡(jiǎn)介,ARM處理器核簡(jiǎn)介SecurCore,該系列涵蓋了SC100、SC110、SC200和SC210處理核。該系列處理器主要針對(duì)新興的安全市場(chǎng)，以一種全新的安全處理器設(shè)計(jì)為智能卡和其它安全I(xiàn)C開(kāi)發(fā)提供獨(dú)特的32位系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并具有特定反偽造方法，從而有助于防止對(duì)硬件和軟件的盜版。,3.1 ARM簡(jiǎn)介,ARM處理器核簡(jiǎn)介Xscale,Intel Xscale微控制器則提供全性能、高性價(jià)比、低功耗的解決方案，支持16位Thumb指令并集成數(shù)字信號(hào)處理（DSP）指令。,第3章 目錄,1.簡(jiǎn)介 2.ARM7TDMI 3.ARM7TDMI的模塊和內(nèi)部框圖 4.體系結(jié)構(gòu)直接支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型 5.處理器狀態(tài) 6.處理器模式 7.內(nèi)部寄存器 8. 程序狀態(tài)寄存器,9.異常 10.中斷延遲 11.復(fù)位 12.存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)器映射I/O 13.尋址方式簡(jiǎn)介 14.ARM7指令簡(jiǎn)介 15.協(xié)處理器接口 16.調(diào)試接口簡(jiǎn)介 17.ETM接口簡(jiǎn)介,3.2 ARM7TDMI,簡(jiǎn)介,ARM7TDMI基于ARM體系結(jié)構(gòu)V4版本，是目前低端的ARM核。具有廣泛的應(yīng)用，其最顯著的應(yīng)用為數(shù)字移動(dòng)電話。,注意：“ARM核”并不是芯片，ARM核與其它部件如RAM、ROM、片內(nèi)外設(shè)組合在一起才能構(gòu)成現(xiàn)實(shí)的芯片。,3.2 ARM7TDMI,簡(jiǎn)介,ARM7TDMI支持32位尋址范圍，并彌補(bǔ)了ARM6不能在低于5V電源電壓下工作的不足。ARM7TDMI的后綴意義為：,3.2 ARM7TDMI,簡(jiǎn)介,ARM7TDMI處理器是ARM通用32位微處理器家族的成員之一。它具有優(yōu)異的性能，但功耗卻很低，使用門(mén)的數(shù)量也很少。它屬于精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)（RISC），比復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)（CISC）要簡(jiǎn)單得多。這樣的簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)了：,高的指令吞吐量； 出色的實(shí)時(shí)中斷響應(yīng)； 小的、高性價(jià)比的處理器宏單元。,3.2 ARM7TDMI,三級(jí)流水線,ARM7TDMI處理器使用流水線來(lái)增加處理器指令流的速度。這樣可使幾個(gè)操作同時(shí)進(jìn)行，并使處理和存儲(chǔ)器系統(tǒng)連續(xù)操作，能提供0.9MIPS/MHz的指令執(zhí)行速度。 ARM7TDMI的流水線分3級(jí)，分別為：