嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用課件

第一章嵌入式系統(tǒng)概論

無處不在的嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的定義嵌入式系統(tǒng)的特征嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷程嵌入式系統(tǒng)的分類嵌入式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求嵌入式應(yīng)用開發(fā)

計(jì)算機(jī)發(fā)展的三大階段

第一階段：始于五十年代的由IBM等公司率先研制的大型機(jī)。第二階段：始于七十年代的個(gè)人計(jì)算機(jī)。第三階段：計(jì)算機(jī)正邁入下一個(gè)充滿機(jī)遇的階段—“后PC時(shí)代”或“無處不在的計(jì)算機(jī)”階段。無處不在的計(jì)算機(jī)施樂公司PaloAlto研究中心主任MarkWeiser認(rèn)為：“從長遠(yuǎn)來看，PC機(jī)和計(jì)算機(jī)工作站將衰落，因?yàn)橛?jì)算機(jī)變得無處不在：例如在墻里、在手腕上、在手寫電腦中(象手寫紙一樣)等等，隨用隨取、伸手可及”。全世界的計(jì)算機(jī)科學(xué)家正在形成一種共識:

計(jì)算機(jī)不會成為科幻電影中的那種貪婪的怪物,而是將變得小巧玲瓏,無處不在.他們藏身在任何地方,又消失在所有地方,功能強(qiáng)大,卻又無影無蹤.人們將這種思想命名為:“無所不在的計(jì)算機(jī)”。

嵌入式系統(tǒng)無處不在彼此互連

采樣控制系統(tǒng)飛行控制系統(tǒng)信息家電實(shí)時(shí)信號處理系統(tǒng)汽車電子產(chǎn)品普適計(jì)算仿真測試嵌入式系統(tǒng)無處不在嵌入式設(shè)備無處不在，但桌面系統(tǒng)還依然有用無處不在的計(jì)算機(jī)是計(jì)算機(jī)與使用者的比率達(dá)到和超過100:1的階段無處不在的計(jì)算機(jī)包括通用計(jì)算機(jī)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在100:1比例中95%以上都是嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并非通用計(jì)算機(jī)通用計(jì)算機(jī)－看得見的計(jì)算機(jī)如：PC機(jī)、服務(wù)器、大型計(jì)算機(jī)等。顯示器主機(jī)鼠標(biāo)鍵盤硬件諸如主機(jī)、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)等看得見部件軟件應(yīng)用程序可按用戶需要隨時(shí)改變,即重新編制。通用計(jì)算機(jī)－看得見的計(jì)算機(jī)嵌入式系統(tǒng)定義看不見的計(jì)算機(jī)，一般不能被用戶編程,它有一些專用的I/O設(shè)備,對用戶的接口是專用的。

通常將嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)簡稱為嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是以應(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)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)定義嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物。包含有計(jì)算機(jī)，但又不是通用計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。通用計(jì)算機(jī)與嵌入式系統(tǒng)對比特征通用計(jì)算機(jī)嵌入式系統(tǒng)形式和類型看得見的計(jì)算機(jī)。按其體系結(jié)構(gòu)、運(yùn)算速度和結(jié)構(gòu)規(guī)模等因素分為大、中、小型機(jī)和微機(jī)?？床灰姷挠?jì)算機(jī)。形式多樣，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，按應(yīng)用來分。組成通用處理器、標(biāo)準(zhǔn)總線和外設(shè)。軟件和硬件相對獨(dú)立。面向應(yīng)用的嵌入式微處理器，總線和外部接口多集成在處理器內(nèi)部。軟件與硬件是緊密集成在一起的。開發(fā)方式開發(fā)平臺和運(yùn)行平臺都是通用計(jì)算機(jī)采用交叉開發(fā)方式，開發(fā)平臺一般是通用計(jì)算機(jī)，運(yùn)行平臺是嵌入式系統(tǒng)。二次開發(fā)性應(yīng)用程序可重新編制一般不能再編程實(shí)時(shí)系統(tǒng)

實(shí)時(shí)系統(tǒng)：能夠在限定的響應(yīng)時(shí)間內(nèi)提供所需水平服務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。實(shí)時(shí)性并不等于快！而是“及時(shí)”

衡量實(shí)時(shí)系統(tǒng)的三個(gè)指標(biāo)：響應(yīng)時(shí)間、吞吐量、生存時(shí)間

實(shí)時(shí)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的是實(shí)時(shí)性和可靠性

嵌入式系統(tǒng)≠實(shí)時(shí)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的特征

技術(shù)密集專用緊湊安全可靠多種多樣及時(shí)響應(yīng)成本敏感開發(fā)困難不可壟斷技術(shù)密集軟硬結(jié)合，缺一不可基本的微處理器、存儲器；FPGA、CPLD；專用的處理芯片實(shí)現(xiàn)行業(yè)的特定功能，難以通用。功能日益更新專用緊湊一般用于特定的任務(wù)，其硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計(jì)，量體裁衣、去除冗余，而通用計(jì)算機(jī)則是一個(gè)通用的計(jì)算平臺。它通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點(diǎn)，能夠把通用微處理器中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部。嵌入式軟件是應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)兩種軟件的一體化程序。安全可靠對于嵌入式系統(tǒng)，編譯的軟件通常稱為固件，大多數(shù)被存放在只讀存儲器或閃存而不是硬盤中，只需要非常少的硬件資源就可以運(yùn)行。一般來講，希望設(shè)備中嵌入式系統(tǒng)可以不出錯(cuò)誤地連續(xù)運(yùn)行，或者出現(xiàn)系統(tǒng)錯(cuò)誤也可以進(jìn)行自我修復(fù)，而不是也不大可能進(jìn)行人工干預(yù)。這對嵌入式系統(tǒng)的可靠性提出了極高的要求。運(yùn)行環(huán)境往往惡劣嵌入式設(shè)備連網(wǎng)勢在必行為什么嵌入式系統(tǒng)有特別的安全可靠性要求？在大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)的軟件中一般都包括一些機(jī)制，比如硬件的看門狗定時(shí)器，軟件的內(nèi)存保護(hù)和重啟動機(jī)制。保障措施？多種多樣嵌入式處理器外圍設(shè)備嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)工具外部環(huán)境相關(guān)外觀形狀及時(shí)響應(yīng)嵌入式系統(tǒng)屬于某種技術(shù)過程的核心處理環(huán)節(jié)，必須滿足技術(shù)過程的相關(guān)要求。由于這些技術(shù)過程一般都有時(shí)間、可靠、可用等約束，相應(yīng)的嵌入式系統(tǒng)也就需要實(shí)時(shí)性保障嵌入式系統(tǒng)外部事件往往不是單一，而且隨機(jī)發(fā)生，可能同時(shí)出現(xiàn)。因此嵌入式系統(tǒng)還具有多任務(wù)分布和并發(fā)的特點(diǎn)。在這種多任務(wù)嵌入式系統(tǒng)中，對重要性各不相同的任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧的合理調(diào)度是保證每個(gè)任務(wù)及時(shí)執(zhí)行的關(guān)鍵

大多數(shù)實(shí)時(shí)系統(tǒng)都是嵌入式系統(tǒng)關(guān)注成本嵌入式系統(tǒng)通常需要注意的成本是系統(tǒng)成本，特別是量大的消費(fèi)類數(shù)字化產(chǎn)品，其成本是產(chǎn)品競爭的關(guān)鍵因素之一。嵌入式的系統(tǒng)成本包括:一次性的開發(fā)成本NRE(Non-RecurringEngineering)成本產(chǎn)品成本:硬件BOM、外殼包裝和軟件版稅等批量產(chǎn)品的總體成本=NRE成本+每個(gè)產(chǎn)品成本*產(chǎn)品總量每個(gè)產(chǎn)品的最后成本=總體成本/產(chǎn)品總量=NRE成本/產(chǎn)品總量+每個(gè)產(chǎn)品成本開發(fā)困難：需要專門工具和特殊方法由于嵌入式系統(tǒng)資源有限，一般不具備自主開發(fā)能力，產(chǎn)品發(fā)布后用戶通常也不能對其中的軟件進(jìn)行修改，必須有一套專門的開發(fā)環(huán)境。該開發(fā)環(huán)境包括專門的開發(fā)工具（包括設(shè)計(jì)、編譯、調(diào)試、測試等工具），采用交叉開發(fā)的方式進(jìn)行，交叉開發(fā)環(huán)境如圖所示。采用交叉環(huán)境不可壟斷PC有WinTel壟斷嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的基礎(chǔ)是以應(yīng)用為中心的“芯片”設(shè)計(jì)和面向應(yīng)用的軟件產(chǎn)品開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷程

萌芽階段:嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)和興起（1960-1970）簡單系統(tǒng)階段:嵌入式系統(tǒng)開始走向日常生活（1971-1989）RTOS階段:嵌入式系統(tǒng)開始走向繁榮，軟件和硬件日臻完善（1989-90年代末）網(wǎng)絡(luò)化階段:嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用走向縱深（1990年-現(xiàn)在）嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)和興起出現(xiàn)：20世紀(jì)60年代以晶體管、磁芯存儲為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)開始用于航空等軍用領(lǐng)域。第一臺機(jī)載專用數(shù)字計(jì)算機(jī)是奧托內(nèi)蒂克斯公司為美國海軍艦載轟炸機(jī)“民團(tuán)團(tuán)員”號研制的多功能數(shù)字分析器(Verdan)。同時(shí)嵌入式計(jì)算機(jī)開始應(yīng)用于工業(yè)控制。1962年一個(gè)美國乙烯廠實(shí)現(xiàn)了工業(yè)裝置中的第一個(gè)直接數(shù)字控制(DDC)。嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)和興起興起：在1965～1970年，當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)已開始采用集成電路，即第三代計(jì)算機(jī)。在航空航天領(lǐng)域、工業(yè)控制、軍事的需求推動下。第一次使用機(jī)載數(shù)字計(jì)算機(jī)控制的是1965年發(fā)射的Gemini3號，第一次通過容錯(cuò)來提高可靠性是1968年的阿波羅4號、土星5號。1965年DEC公司推出PDP8并發(fā)展成PDP11系列，成為工業(yè)生產(chǎn)集中控制的主力軍。在軍用領(lǐng)域中，為了可靠和滿足體積、重量的嚴(yán)格要求，還需為各個(gè)武器系統(tǒng)設(shè)計(jì)五花八門的專用的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)開始走向日常生活嵌入式系統(tǒng)大發(fā)展是在微處理器問世之后1973年至1977年間各廠家推出了許多8位的微處理器，包括Intel8080/8085，Motorola的6800/6802，Zilog的Z80和Rockwell的6502。微處理器不單用來組成微型計(jì)算機(jī)，而且用來制造儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、機(jī)器人、家用電器等嵌入式系統(tǒng)。僅8085/Z80微處理器的銷售就超過7億片,其中大部分是用于嵌入式工業(yè)控制應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)開始走向日常生活單片機(jī)、DSP出現(xiàn)隨著微電子工藝水平的提高,集成電路設(shè)計(jì)制造商開始把嵌入式應(yīng)用所需要的微處理器、I/O接口、A/D、D/A轉(zhuǎn)換、串行接口以及RAM、ROM通通集成到一個(gè)VLSI中,制造出面向I/O設(shè)計(jì)的微控制器，就是我們俗稱的單片機(jī)。專門用于高速實(shí)時(shí)信號處理的數(shù)字信號處理器DSP。嵌入式系統(tǒng)開始走向繁榮軟件技術(shù)的進(jìn)步使嵌入式系統(tǒng)日臻完善在微處理器出現(xiàn)的初期，為了保障嵌入式軟件的時(shí)間、空間效率，軟件只能用匯編語言編寫。由于微電子技術(shù)的進(jìn)步，對軟件的時(shí)空效率的要求不再那么苛刻了，嵌入式計(jì)算機(jī)的軟件開始使用C等高級語言。對于復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)來說除了需要高級語言開發(fā)工具外，還需要嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持。嵌入式系統(tǒng)開始走向繁榮80年代開始出現(xiàn)了一批軟件公司，推出商品化的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和各種開發(fā)工具。ReadySystem(后來的MicrotecResearch、后來又被MentorGraphic收購)公司:VRTX操作系統(tǒng)及Xray,Spectra工具IntegratedSystemIncorporation(ISI，后被WindRiver公司合并):pSOS操作系統(tǒng)及pRISM工具WindRiver公司:VxWorks操作系統(tǒng)及Tornado工具QNX公司:QNX操作系統(tǒng)及工具商用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和開發(fā)工具的出現(xiàn)和推廣應(yīng)用，使嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)從作坊式向分工協(xié)作規(guī)?；姆较虬l(fā)展，促使嵌入式應(yīng)用擴(kuò)展到更廣闊的領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用走向縱深進(jìn)入20世紀(jì)90年代,在分布控制、柔性制造、數(shù)字化通信和數(shù)字化家電等巨大需求的牽引下，嵌入式系統(tǒng)的硬件、軟件技術(shù)進(jìn)一步加速發(fā)展、應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、VCD、數(shù)字電視、路由器、交換機(jī)等都是嵌入式系統(tǒng)。大多數(shù)豪華轎車每輛擁有約50個(gè)嵌入式微處理器。最新的波音777寬體客機(jī)上約有1000個(gè)微處理器。在不久的將來你會在你的家里發(fā)現(xiàn)幾十到上百的嵌入系統(tǒng)在為你服務(wù)。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用走向縱深嵌入式系統(tǒng)的硬件4位、8位、16位微處理器芯片已逐步讓位于32位嵌入式微處理器芯片。面向不同應(yīng)用領(lǐng)域的（Application-Specific）、功能強(qiáng)大、集成度高、種類繁多、價(jià)格低廉、低功耗的32位芯片已大量應(yīng)用于各種各樣的軍用和民用設(shè)備。DSP向高速、高精度、低功耗發(fā)展。DSP與通用嵌入式微處理器集成（SoC）已成為現(xiàn)實(shí)，并已大量應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，如手機(jī)、IP電話等。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用走向縱深嵌入式系統(tǒng)的軟件隨著微處理器性能的提高，嵌入式軟件的規(guī)模也隨著發(fā)生指數(shù)型增長。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用走向縱深低價(jià)位的RISC/32-位微處理器日益復(fù)雜的應(yīng)用產(chǎn)品推向市場的時(shí)間壓力開發(fā)成本的提高嵌入式軟件危機(jī)32位芯片將能夠執(zhí)行由上百萬行C代碼構(gòu)成的復(fù)雜程序，使得嵌入式應(yīng)用具備高度復(fù)雜和智能化的功能軟件的實(shí)現(xiàn)從某種意義上說決定了產(chǎn)品的功能，已成為新產(chǎn)品成功與否的關(guān)鍵因素。

嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用走向縱深為此，嵌入式系統(tǒng)已大量采用嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)功能不斷的擴(kuò)大和豐富，由80年代只有內(nèi)核、發(fā)展為包括內(nèi)核、網(wǎng)絡(luò)、文件、圖形接口、嵌入式JAVA、嵌入式CORBA及分布式處理等豐富功能的集合。此外，嵌入式開發(fā)工具更加豐富，其集成度和易用性不斷提高，目前不同廠商已開發(fā)出不同類型的嵌入式開發(fā)工具，可以覆蓋嵌入式軟件開發(fā)過程各個(gè)階段，提高嵌入式軟件開發(fā)效率。嵌入式系統(tǒng)的分類按嵌入式處理器的位數(shù)來分類按應(yīng)用來分類按系統(tǒng)實(shí)時(shí)性來分類按工業(yè)界應(yīng)用的復(fù)雜程度來分類按嵌入式處理器的位數(shù)來分類4位嵌入式系統(tǒng)8位嵌入式系統(tǒng)16位嵌入式系統(tǒng)32位嵌入式系統(tǒng)64位嵌入式系統(tǒng)正成為主流發(fā)展趨勢高度復(fù)雜的、高速的嵌入式系統(tǒng)已開始采用目前已大量應(yīng)用按應(yīng)用來分類信息家電類移動終端類通信類汽車電子類工業(yè)控制類按實(shí)時(shí)性分類根據(jù)系統(tǒng)對實(shí)時(shí)性要求的程度，可將嵌入式系統(tǒng)分為硬實(shí)時(shí)、軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)：硬實(shí)時(shí)：系統(tǒng)對系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間有嚴(yán)格的要求，如果系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間不能滿足，就要引起系統(tǒng)崩潰或致命的錯(cuò)誤。軟實(shí)時(shí)：系統(tǒng)對系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間有要求，但是如果系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間不能滿足，不會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)致命的錯(cuò)誤或崩潰。按實(shí)時(shí)性分類根據(jù)處理速度的快慢：強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng),其系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間在毫秒或微秒級。一般實(shí)時(shí)系統(tǒng),其系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間在幾秒的數(shù)量級上,其實(shí)時(shí)性的要求比強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)要差一些。弱實(shí)時(shí)系統(tǒng),其系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間約為數(shù)十秒或更長。這種系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間可能隨系統(tǒng)負(fù)載的輕重而變化。按工業(yè)界應(yīng)用的復(fù)雜程度度來分類簡單單處理器系統(tǒng)可擴(kuò)展單處理器系統(tǒng)復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)制造或過程控制中使用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的組成嵌入式系統(tǒng)一般由嵌入式硬件和軟件組成硬件以微處理器為核心集成存儲器和系統(tǒng)專用的輸入/輸出設(shè)備軟件包括：初始化代碼及驅(qū)動、嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序等，這些軟件有機(jī)地結(jié)合在一起，形成系統(tǒng)特定的一體化軟件。嵌入式系統(tǒng)硬件組成電源晶振復(fù)位端口時(shí)鐘分頻

定時(shí)器DMA中斷控制I/O端口A/D轉(zhuǎn)換核心處理器DRAMFlashROM網(wǎng)口處理器核嵌入式處理器核調(diào)試接口外設(shè)與擴(kuò)展USBLCD手寫筆鍵盤紅外其他最小硬件系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)軟件組成嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用程序接口功耗管理文件管理GUI操作系統(tǒng)內(nèi)核有線無線網(wǎng)絡(luò)基本組件汽車電子瀏覽器信息家電嵌入式數(shù)據(jù)庫擴(kuò)展組件板級支持包嵌入式硬件層嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)、PC相比的優(yōu)勢采用32位RISC嵌入式微處理器和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)組成的嵌入式控制系統(tǒng)，與傳統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)和基于PC的控制方式相比，具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：性能方面：采用32位RISC結(jié)構(gòu)微處理器，主頻從30MHz到624MHz以上，處理能力大大超出單片機(jī)系統(tǒng)，接近PC機(jī)的水平，但體積更小，能夠真正地“嵌入”到設(shè)備中；實(shí)性性方面：嵌入式機(jī)控制器內(nèi)嵌實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS），能夠完全保證控制系統(tǒng)的強(qiáng)實(shí)時(shí)性；人機(jī)交互方面：嵌入式控制器可支持大屏幕的液晶顯示器，提供功能強(qiáng)大的圖形用戶界面；輸入方法多種多樣；系統(tǒng)升級方面：嵌入式控制器可為控制系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)，其功能專一，成本較低，而且開放的用戶程序接口（API）保證了系統(tǒng)能夠快速升級和更新。

嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求功能實(shí)用、便于升級并發(fā)處理、及時(shí)響應(yīng)造型自然、結(jié)構(gòu)緊湊接口方便、操作容易穩(wěn)定可靠、維護(hù)簡便功耗管理、降低成本

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)不同與桌面系統(tǒng)，它非常受限于功能和具體的應(yīng)用環(huán)境，如及時(shí)性、體積/重量限制、安全性、可靠性等。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮一下以下因素：嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)

嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)是一個(gè)軟硬件的協(xié)同開發(fā)產(chǎn)品定義系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)軟硬件總體設(shè)計(jì)軟硬件集成與測試產(chǎn)品發(fā)布嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程硬件設(shè)計(jì)產(chǎn)品定義系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體框架處理器選定操作系統(tǒng)選定開發(fā)環(huán)境選定原理圖設(shè)計(jì)PCB設(shè)計(jì)制板與調(diào)試硬件調(diào)試原理圖設(shè)計(jì)PCB設(shè)計(jì)制板與調(diào)試硬件調(diào)試符合需要？軟硬件集成及測試產(chǎn)品發(fā)布是否否否軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)復(fù)雜，成功率相對低嵌入式編程：以C為主嵌入式系統(tǒng)測試：比較困難，測試手段必須多樣嵌入式軟件的重用：構(gòu)件技術(shù)嵌入式開發(fā)平臺：平臺選擇是基礎(chǔ)，也是方向嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于消費(fèi)電子、通信、汽車、國防、航空航天、工業(yè)控制、儀表、辦公自動化等領(lǐng)域。據(jù)歐盟的統(tǒng)計(jì)：2003年全球大概有80億片嵌入式微處理器，到2010年，預(yù)計(jì)會達(dá)到160億片，地球上的人平均擁有3個(gè)嵌入式微處理器；在航空電子中，嵌入式軟件的開發(fā)成本占整個(gè)飛機(jī)研制成本的50%；對于汽車工業(yè)，汽車電子在整車價(jià)值中的比例逐年提高，將從1997年的20%提升到2010年的33-40%；消費(fèi)電子數(shù)量越來越大，據(jù)預(yù)測，到2010年，僅數(shù)字家庭在美國的銷售額就將達(dá)到2000億歐元。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域AndthelistgoesonandonAnti-lockbrakesAuto-focuscamerasAutomatictellermachinesAutomatictollsystemsAutomatictransmissionAvionicsystemsBatterychargersCamcordersCellphonesCell-phonebasestationsCordlessphonesCruisecontrolCurbsidecheck-insystemsDigitalcamerasDiskdrivesElectroniccardreadersElectronicinstrumentsElectronictoys/gamesFactorycontrolFaxmachinesFingerprintidentifiersHomesecuritysystemsLife-supportsystemsMedicaltestingsystemsModemsMPEGdecodersNetworkcardsNetworkswitches/routersOn-boardnavigationPagersPhotocopiersPoint-of-salesystemsPortablevideogamesPrintersSatellitephonesScannersSmartovens/dishwashersSpeechrecognizersStereosystemsTeleconferencingsystemsTelevisionsTemperaturecontrollersThefttrackingsystemsTVset-topboxesVCR’s,DVDplayersVideogameconsolesVideophonesWashersanddryersA“shortlist”ofembeddedsystems嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域消費(fèi)電子領(lǐng)域隨著技術(shù)的發(fā)展，消費(fèi)電子產(chǎn)品正向數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。高清晰度數(shù)字電視將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬電視。數(shù)碼相機(jī)將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的膠片相機(jī)。固定電話今后會被IP電話所替代。各種家用電器（電視機(jī)、冰箱、微波爐、電話等）將通過家庭通信、控制中心與Internet連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、信息交互、網(wǎng)上娛樂、遠(yuǎn)程醫(yī)療和遠(yuǎn)程教育等。轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芫W(wǎng)絡(luò)家電，還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療，遠(yuǎn)程教育等。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域通信領(lǐng)域通信領(lǐng)域大量應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)，主要包括程控交換機(jī)、路由器、IP交換機(jī)、傳輸設(shè)備等。據(jù)預(yù)測，由于互聯(lián)的需要，特別是寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，將會出現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如：ADSLModem/Router等，其數(shù)量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它們基于32位的嵌入式系統(tǒng)、價(jià)格低廉，將為企業(yè)、家庭提供更為廉價(jià)的、方便的、多樣的網(wǎng)絡(luò)方案。就寬帶上網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備ADSLRouter而言，國外現(xiàn)在每月需要600K的數(shù)量。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域工控、汽車電子、仿真、醫(yī)療儀器等隨著工業(yè)、汽車、醫(yī)療衛(wèi)生等各部門對智能控制需求的不斷增長，需要對設(shè)備進(jìn)行智能化、數(shù)字化改造，為嵌入式系統(tǒng)提供了很大的市場。就汽車電子系統(tǒng)而言，目前的大多數(shù)高檔轎車每輛擁有約50個(gè)嵌入式微處理器。如BMW7系列轎車，則平均安裝有63個(gè)嵌入式微處理器。據(jù)預(yù)測，21世紀(jì)初美國接入Internet的汽車將有一億輛。ICInsights報(bào)道2001年車載計(jì)算系統(tǒng)的市場規(guī)模是30億美元，而2004年將達(dá)到46億美元，屆時(shí)這些系統(tǒng)將成為所有新型轎車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域國防、航空航天領(lǐng)域雷達(dá)、電子對抗、坦克、戰(zhàn)艦航天器(火箭、衛(wèi)星、航天飛機(jī)等)飛機(jī)(民用和軍用飛機(jī))嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢形成行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)：行業(yè)性嵌入式軟硬件平臺嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心的系統(tǒng)，不會象PC一樣只有一種平臺。吸取PC的成功經(jīng)驗(yàn)，形成不同行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)具有開放、設(shè)計(jì)技術(shù)共享、軟硬件重用、構(gòu)件兼容、維護(hù)方便和合作生產(chǎn)的特點(diǎn)，是增強(qiáng)行業(yè)性產(chǎn)品競爭能力的有效手段。如歐共體汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟規(guī)定以O(shè)SEK標(biāo)準(zhǔn)作為開發(fā)汽車嵌入式系統(tǒng)的公用平臺和應(yīng)用編程接口嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢面向應(yīng)用領(lǐng)域的、高度集成的、以32位嵌入式微處理器為核心的SOC（SystemOnChip）將成為應(yīng)用主流SoC給系統(tǒng)帶來高性能之外更多更重要的好處穩(wěn)定性、體積、散熱、功耗·

·

·

處理器外設(shè)存儲器I/O“Systemonboard”“Systemonchip”USB以太網(wǎng)memoryExternalMemoryCPUAddressDataCacheBusInterfaceWriteBufferMMU/MPURRWWWW(R/W)

外設(shè)如USB、LCD

控制器等擴(kuò)展芯片內(nèi)核（core）處理器存儲器子系統(tǒng)SoC的片內(nèi)外設(shè)系統(tǒng)的片外設(shè)備處理器（Processor）芯片（SoC）系統(tǒng)（System）嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)需要強(qiáng)大的開發(fā)工具和操作系統(tǒng)的支持采用實(shí)時(shí)多任務(wù)編程技術(shù)和交叉開發(fā)工具技術(shù)來控制功能復(fù)雜性，簡化應(yīng)用程序設(shè)計(jì)、保障軟件質(zhì)量和縮短開發(fā)周期。嵌入式操作系統(tǒng)將在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，不斷采用先進(jìn)的操作系統(tǒng)技術(shù)，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的需求向:可適應(yīng)不同的嵌入式硬件平臺具有可移植、可伸縮、功能強(qiáng)大、可配置、良好的實(shí)時(shí)性、可靠性、高可用方向發(fā)展

嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢嵌入式開發(fā)工具支持多種硬件平臺覆蓋嵌入式軟件開發(fā)過程各個(gè)階段高效高度集成的工具集方向發(fā)展RequirementAnalysisSoftwareDesignCodingTestRelease嵌入式軟件開發(fā)基本過程嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢嵌入式系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)成為必然趨勢，驅(qū)動了大量新的應(yīng)用針對外部聯(lián)網(wǎng)要求，嵌入系統(tǒng)必需配有通信接口，需要TCP/IP協(xié)議簇軟件支持。針對內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)要求，新一代嵌入式系統(tǒng)還需具備IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口，同時(shí)也需要提供相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動軟件。為了支持網(wǎng)絡(luò)交互的應(yīng)用，還需內(nèi)置XML瀏覽器和WebServer。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢嵌入式系統(tǒng)向新的嵌入式計(jì)算模型方向發(fā)展支持自然的人機(jī)交互和互動的、圖形化、多媒體的嵌入式人機(jī)界面。操作簡便、直觀、無須學(xué)習(xí)。如司機(jī)操縱高度自動化的汽車主要還是通過習(xí)慣的方向盤、腳踏板和操縱桿?？删幊痰那度胧较到y(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)可支持二次開發(fā)如采用嵌入式Java技術(shù)，可動態(tài)加載和升級軟件，增強(qiáng)嵌入式系統(tǒng)功能。支持分布式計(jì)算。與其他嵌入式系統(tǒng)和通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互聯(lián)構(gòu)成分布式計(jì)算環(huán)境。

作業(yè)：課本P28第10題

寫一篇小論文，分析嵌入式系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢第二章嵌入式微處理器

嵌入式微處理器概述

ARM嵌入式微處理器體系結(jié)構(gòu)

嵌入式微處理器概述

嵌入式硬件系統(tǒng)是以嵌入式微處理器為核心，主要由嵌入式微處理器、總線、存儲器、輸入/輸出接口和外圍設(shè)備組成。嵌入式微處理器擁有豐富的片內(nèi)資源，同時(shí)提供了擴(kuò)展接口，還可以根據(jù)應(yīng)用的需要，進(jìn)一步擴(kuò)展外部接口，實(shí)現(xiàn)硬件的裁減。嵌入式微處理器總線存儲器輸入/輸出接口和設(shè)備嵌入式硬件系統(tǒng)基本體系架構(gòu)電源晶振電路復(fù)位電路程序/數(shù)據(jù)存儲器CPU中斷控制器I/O接口電路定時(shí)器專用電路串/并口USB顯示鍵盤其他外圍為設(shè)備嵌入式微處理器有4、8、16、32、64位處理器；尋址空間從幾KB到上G；處理速度從幾MHz到上GHz。體積小、集成度高、低功耗、價(jià)格較低；對實(shí)時(shí)任務(wù)有很強(qiáng)的支持能力；嵌入式微處理器有許多不同的體系，即使在同一體系中也可能具有不同的時(shí)鐘速度和總線數(shù)據(jù)寬度、集成不同的外部接口和設(shè)備。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全世界嵌入式微處理器的品種總量已經(jīng)超過千種，有幾十種嵌入式微處理器體系，主流的體系有ARM、MIPS、PowerPC、SH、X86等?？偩€從微處理器的角度來看，總線可分為片外總線(如：PCI、ISA等)和片內(nèi)總線（如：AMBA、AVALON、OCP、WISHBONE等）。選擇總線和選擇嵌入式微處理器密切相關(guān)，總線的種類隨不同的微處理器的結(jié)構(gòu)而不同。存儲器嵌入式系統(tǒng)的存儲器包括主存和外存。大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)的代碼和數(shù)據(jù)都存儲在處理器可直接訪問的存儲空間即主存中。系統(tǒng)上電后在主存中的代碼直接運(yùn)行。主存儲器的特點(diǎn)是速度快，一般采用ROM、EPROM、NorFlash、SRAM、DRAM等存儲器件。存儲器目前有些嵌入式系統(tǒng)除了主存外，還有外存。外存是處理器不能直接訪問的存儲器，用來存放各種信息，相對主存而言具有價(jià)格低、容量大的特點(diǎn)。在嵌入式系統(tǒng)中一般不采用硬盤而采用電子盤做外存，電子盤的主要種類有NandFlash、SD（SecureDigital）卡、CompactFlash、SmartMedia、MemoryStick、MultiMediaCard、、DOC（DiskOnChip）等。輸入/輸出接口和設(shè)備嵌入式系統(tǒng)的大多數(shù)輸入/輸出接口和部分設(shè)備已經(jīng)集成在嵌入式微處理器中。輸入/輸出接口主要有中斷控制器、DMA、串行和并行接口等，設(shè)備主要有定時(shí)器（Timers）、計(jì)數(shù)器（counters）、看門狗（watchdogtimers）、RTC、PWM（Pulsewidthmodulator）、AD/DA、顯示器、鍵盤和網(wǎng)絡(luò)等。嵌入式微處理器的體系結(jié)構(gòu)微處理器體系結(jié)構(gòu)馮?諾依曼（VonNeumann）結(jié)構(gòu)哈佛（Harvard）結(jié)構(gòu)指令系統(tǒng)

RISCCISC采用的先進(jìn)技術(shù)嵌入式微處理器體系結(jié)構(gòu)地址數(shù)據(jù)主存儲器MOVr8,#8CPUPC指令程序存儲器CPUPC地址數(shù)據(jù)存儲器MOVr8,#8地址數(shù)據(jù)馮?諾依曼結(jié)構(gòu)哈佛結(jié)構(gòu)嵌入式微處理器體系結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的微處理器采用的馮·諾依曼結(jié)構(gòu)將指令和數(shù)據(jù)存放在同一存儲空間中，統(tǒng)一編址，指令和數(shù)據(jù)通過同一總線訪問。哈佛結(jié)構(gòu)則是不同于馮·諾依曼結(jié)構(gòu)的一種并行體系結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是程序和數(shù)據(jù)存儲在不同的存儲空間中，即程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器是兩個(gè)相互獨(dú)立的存儲器，每個(gè)存儲器獨(dú)立編制、獨(dú)立訪問。與之相對應(yīng)的是系統(tǒng)中設(shè)置的兩條總線（程序總線和數(shù)據(jù)總線），從而使數(shù)據(jù)的吞吐率提高了一倍。指令系統(tǒng)嵌入式微處理器的指令系統(tǒng)可采用精簡指令集系統(tǒng)RISC（ReducedInstructionSetComputer）或復(fù)雜指令集系統(tǒng)CISC（ComplexInstructionSetComputer）

CISCRISC指令系統(tǒng)指令數(shù)量很多；大量的混雜型指令集，有簡單快速的指令，也有復(fù)雜的多周期指令指令數(shù)量少；簡單的單周期指令，在匯編指令方面有相應(yīng)的CISC微代碼指令執(zhí)行時(shí)間有些指令執(zhí)行時(shí)間很長，如整塊的存儲器內(nèi)容拷貝，或?qū)⒍鄠€(gè)寄存器的內(nèi)容拷貝到存儲器多為單周期指令編碼長度編碼長度可變，1-15字節(jié)長度固定，4字節(jié)尋址模式復(fù)雜的尋址模式，支持內(nèi)存到內(nèi)存尋址尋址方式簡單操作可以對存儲器和寄存器進(jìn)行操作僅允許LOAD和STORE指令存取內(nèi)存，其它所有的操作都基于寄存器到寄存器價(jià)格由硬件完成部分軟件功能，硬件復(fù)雜性增加，芯片成本高由軟件完成部分硬件功能，軟件復(fù)雜性增加，芯片成本低寄存器數(shù)目寄存器較少寄存器較多嵌入式微處理器采用的先進(jìn)技術(shù)流水線技術(shù)超標(biāo)量技術(shù)總線和總線橋嵌入式微處理器的分類嵌入式微處理器MPU嵌入式微控制器MCU嵌入式DSP處理器嵌入式片上系統(tǒng)Soc、Sopc嵌入式微處理器的集成度用于桌面和服務(wù)器的微處理器的芯片內(nèi)部通常只包括CPU核心、Cache、MMU、總線接口等部分，其他附加的功能如外部接口、系統(tǒng)總線、外部總線和外部設(shè)備獨(dú)立在其他芯片和電路內(nèi)。嵌入式微處理器除了集成CPU核心、Cache、MMU、總線等部分外，還集成了各種外部接口和設(shè)備，如中斷控制器、DMA、定時(shí)器、UART等。符合嵌入式系統(tǒng)的低成本和低功耗需求，一塊單一的集成了大多數(shù)需要的功能塊的芯片價(jià)格更低，功耗更少。嵌入式微處理器的集成度嵌入式微處理器是面向應(yīng)用的，其片內(nèi)所包含的組件的數(shù)目和種類是由它的市場定位決定的。在最普通的情況下，嵌入式微處理器包括：片內(nèi)存儲器外部存儲器的控制器，外設(shè)接口(串口，并口)LCD控制器：面向終端類應(yīng)用的嵌入式微處理器中斷控制器，DMA控制器，協(xié)處理器定時(shí)器，A/D、D/A轉(zhuǎn)換器多媒體加速器：當(dāng)高級圖形功能需要時(shí)總線其他標(biāo)準(zhǔn)接口或外設(shè)嵌入式微處理器的體系結(jié)構(gòu)算術(shù)格式（ArithmeticFormat）由于低成本和低功耗的限制，大多數(shù)的嵌入式微處理器使用定點(diǎn)運(yùn)算（fixed-pointarithmetic），即數(shù)值被表示為整數(shù)或在－1.0和＋1.0之間的分?jǐn)?shù)，比數(shù)值表示為尾數(shù)和指數(shù)的浮點(diǎn)版本的芯片便宜。當(dāng)嵌入式系統(tǒng)中需要使用浮點(diǎn)運(yùn)算時(shí)，可采用軟件模擬的方式實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)運(yùn)算，只不過這樣要占用更多的處理器時(shí)間。

功能單元（FunctionalUnits）通常包括不止一個(gè)的功能單元，典型的是包含一個(gè)ALU、移位器和乘法累加器

MAC，處理器通常用一條指令完成乘法操作。

嵌入式微處理器的功耗管理提供功耗管理機(jī)制

運(yùn)行模式（RunningMode）：處理器處于全速運(yùn)行狀態(tài)下。待命模式（StandbyMode）：處理器不執(zhí)行指令，所有存儲的信息是可用的，處理器能在幾個(gè)周期內(nèi)返回運(yùn)行模式。時(shí)鐘關(guān)閉模式（clock-offmode）：時(shí)鐘完全停止，要退出這個(gè)模式系統(tǒng)需要重新啟動。影響功耗的其他因素還有總線（特別是總線轉(zhuǎn)換器，可以采用特殊的技術(shù)使它的功耗最?。┖痛鎯ζ鞯拇笮。ㄈ绻褂肈RAM，它需要不斷的刷新）。為了使功耗最小，總線和存儲器要保持在應(yīng)用系統(tǒng)可接受的最小規(guī)模。主流的嵌入式微處理器目前主流的嵌入式微處理器系列主要有ARM系列、MIPS系列、PowerPC系列、SuperH系列和X86系列等。屬于這些系列的嵌入式微處理器產(chǎn)品很多，有上千種以上。Units

(millions)Source:AndrewAllison,InsideTheNewComputerIndustry,January2001EmbeddedRISCProcessorShipmentsARM嵌入式微處理器ARM(AdvancedRISCMachine)公司是一家專門從事芯片IP設(shè)計(jì)與授權(quán)業(yè)務(wù)的英國公司，其產(chǎn)品有ARM內(nèi)核以及各類外圍接口。ARM內(nèi)核是一種32位RISC微處理器，具有功耗低、性價(jià)比高、代碼密度高等三大特色。目前，90%的移動電話、大量的游戲機(jī)、手持PC和機(jī)頂盒等都已采用了ARM處理器，許多一流的芯片廠商都是ARM的授權(quán)用戶（Licensee），如Intel、Samsung、TI、Motorola、ST等，ARM已成為業(yè)界公認(rèn)的嵌入式微處理器標(biāo)準(zhǔn)。ARM處理器的分類核體系結(jié)構(gòu)ARM1V1ARM2V2ARM2aS，ARM3V2aARM6，ARM600，ARM610V3ARM7，ARM700，ARM710V3ARM7TDMI，ARM710T，ARM720TARM740TV4TStrongARM，ARM8，ARM810V4ARM9TDMI，ARM920T，ARM940TV4TARM9E-S、XScaleV5TEARM10TDMI，ARM1020EV5TEARM11，ARM1156T2-S，ARM1156T2F-S，ARM1176JZ-S，ARM11JZF-SV6ARMCortex-M3、ARMCortex-R4、ARMCortex-A8V7ARM處理器的分類T――為解決代碼長度的問題，ARM體系結(jié)構(gòu)增加了Ｔ變種，它就是Thumb指令集，它是ARM技術(shù)的一大特色。D――Debug，提供調(diào)試支持I――芯片上帶有內(nèi)置的ICE（InCircuitEmulation），從而支持程序內(nèi)的斷點(diǎn)和數(shù)據(jù)空間的“觀察點(diǎn)”設(shè)置。M――Multiplier，支持長乘法指令，由于在ARM體系版本4以后，M變種成為系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)功能，字符M通常不需要列出。E――Extended，支持增強(qiáng)型DSP指令J――Java指令支持，增加了Java加速器JazelleSIMD――支持ARM媒體功能擴(kuò)展，這是ARMV6之后的變種，它增加了媒體指令，在降低耗電量的同時(shí)還強(qiáng)化了圖形處理性能。通過追加SIMD功能，將語音及圖像的處理功能提高到了原機(jī)型的4倍。ARMV4ARMV4是目前支持的最老的架構(gòu),是基于32-bit地址空間的32-bit指令集。ARMv4除了支持ARMv3的指令外還擴(kuò)展了：支持halfword的存取支持byte和halfword的符號擴(kuò)展讀支持Thumb指令提供Thumb和Normal狀態(tài)的轉(zhuǎn)換指令進(jìn)一步的明確了會引起Undefined異常的指令對以前的26bits體系結(jié)構(gòu)的CPU不再兼容

ARMv4TARMv4T增加了16-bitThumb

指令集，這樣使得編譯器能產(chǎn)生緊湊代碼（相對于32-bit代碼，內(nèi)存能節(jié)省到35%以上)并保持32-bit系統(tǒng)的好處。Thumb在處理器中仍然要擴(kuò)展為標(biāo)準(zhǔn)的32位ARM指令來運(yùn)行。用戶采用16位Thumb指令集最大的好處就是可以獲得更高的代碼密度和降低功耗。ARMV5TE1999年推出ARMv5TE其增強(qiáng)了Thumb體系,增強(qiáng)的Thumb體系增加了一個(gè)新的指令同時(shí)改進(jìn)了Thumb/ARM相互作用、編譯能力和混合及匹配ARM與Thumb例程，以更好地平衡代碼空間和性能并在ARMISA上擴(kuò)展了增強(qiáng)的DSP

指令集:

增強(qiáng)的DSP指令包括支持飽和算術(shù)（saturatedarithmetic）,并且針對AudioDSP應(yīng)用提高了70%性能?！瓻’擴(kuò)展表示在通用的CPU上提供DSP能力。ARMv5TEJ2000年推出ARMv5TEJ，增加了Jazelle擴(kuò)展以支持Java加速技術(shù)。Jazelle技術(shù)比僅僅基于軟件的JVM性能提高近8倍的性能減少了80％的功耗。ARMv62001年推出ARMv6，它在許多方面做了改進(jìn)如內(nèi)存系統(tǒng)、異常處理和較好地支持多處理器。SIMD擴(kuò)展使得廣大的軟件應(yīng)用如Video和Audiocodec的性能提高了4倍。Thumb-2和TrustZone技術(shù)也用于ARMv6中。ARMv6第一個(gè)實(shí)現(xiàn)是2002年春推出的ARM1136J(F)-STM處理器，2003年又推出了

ARM1156T2(F)-S

和ARM1176JZ(F)-S處理器。ARMv7ARMv7定義了3種不同的處理器配置（processorprofiles）:

ProfileA是面向復(fù)雜、基于虛擬內(nèi)存的OS和應(yīng)用的ProfileR是針對實(shí)時(shí)系統(tǒng)的ProfileM是針對低成本應(yīng)用的優(yōu)化的微控制器的。所有ARMv7profiles實(shí)現(xiàn)Thumb-2技術(shù)，同時(shí)還包括了NEON?技術(shù)的擴(kuò)展提高DSP和多媒體處理吞吐量400％

，并提供浮點(diǎn)支持以滿足下一代3D圖形和游戲以及傳統(tǒng)嵌入式控制應(yīng)用的需要。系列相應(yīng)產(chǎn)品性能特點(diǎn)ARM7系列ARM7TDMI，ARM7TDMI-S，ARM720T，ARM7EJ三級流水性能：0.9MIPS/MHz,可達(dá)到130MIPs(Dhrystone2.1)

ARM9系列ARM920T，ARM922T

五級流水，性能：1.1MIPS/MHz，可達(dá)300MIPS(Dhrystone2.1)，單32-bitAMBAbus接口，支持MMUARM9E系列ARM926EJ-S,RM946E-S,ARM966E-S,ARM968E-S,ARM996HS

五級流水，支持DSP指令。性能：1.1MIPS/MHz，可達(dá)300MIPS(Dhrystone2.1)，高性能AHB,軟核（softIP）

ARM10系列ARM1020E,ARM1022EARM1026EJ-S,xcale(7級流水線)6級流水支持分支預(yù)測（branchprediction），支持DSP指令。性能：1.35MIPS/MHz，可達(dá)430+Dhrystone2.1

MIPS，，可選支持高性能浮點(diǎn)操作，雙64位總線接口，內(nèi)部64位數(shù)據(jù)通路系列相應(yīng)產(chǎn)品性能特點(diǎn)ARM11系列ARM11MPCore,ARM1136J(F)-S,ARM1156T2(F)-S,ARM1176JZ(F)-S

8級流水線(9級ARM1156T2(F)-S)，獨(dú)立的load-store和arithmetic流水線，支持分支預(yù)測和返回棧（ReturnStack）。強(qiáng)大的ARMv6指令集，支持DSP，SIMD(SingleInstructionMultipleData)擴(kuò)展，支持ARMTrustZone、Thumb-2核心技術(shù)。740Dhrystone2.1MIPS，低功耗0.6mW/MHz(0.13μm,1.2V)Cortex系列Cortex-A8,Cortex-M3,Cortex-R4Cortex-A系列:面向用于復(fù)雜OS和應(yīng)用的應(yīng)用處理器（applicationsprocessors），支持ARM,ThumbandThumb-2指令集。Cortex-R系列：面向嵌入式實(shí)時(shí)領(lǐng)域的嵌入式處理器，支持ARM,Thumb,和Thumb-2指令集。Cortex-M系列：面向深嵌入式價(jià)格敏感的嵌入式處理器，只支持Thumb-2指令集SecurCore系列SecurCoreSC100，SecurCoreSC200用于SmartCard和SecureIC的32-bit解決方案。支持ARM和Thumb

指令集，軟核。具有安全特征和低成本安全存儲保護(hù)單元

當(dāng)前的主流ARM處理器ARM7世界上最為廣泛使用的CPU之一<100MHzARM9100-300MHzARM11芯片已經(jīng)面世ARM11300-700+MHzSIMD指令擴(kuò)展支持更豐富的多媒體應(yīng)用40家授權(quán)芯片公司，一些已開始量產(chǎn)FOMAN902iFirstARM11basedphoneOMAP2420i.MX31/i.MX31L目前最快的嵌入式處理器最快的處理器提供超過2000DMIPS的性能運(yùn)行于1GHz頻率(90nmor65nm制造工藝)功耗小于300mWARMCortexA8ApplicationProcessorCortex-M3實(shí)現(xiàn)$1

ARM芯片ARMCortexArchitectureThumb-2ISA3StagePipeline1.22DMIPS/MHz–30%overARM7TDMI33Kgates–30%smallerthanARM7TDMILuminaryMicro的Stellaris系列MCU產(chǎn)品售價(jià)僅1美元ARMCortex-M3微控制器內(nèi)核，專門針對MCU應(yīng)用領(lǐng)域而設(shè)計(jì)，突出低成本、低功耗和高效率。ARM7TDMIThumb架構(gòu)擴(kuò)展,提供兩個(gè)獨(dú)立的指令集：ARM指令，均為32位Thumb指令，均為16位兩種運(yùn)行狀態(tài)，用來選擇哪個(gè)指令集被執(zhí)行內(nèi)核具有Debug擴(kuò)展結(jié)構(gòu)增強(qiáng)乘法器(32x8)支持64位結(jié)果EmbeddedICE邏輯3級流水線馮·諾依曼架構(gòu)CPI(CyclePerInstruction)約為1.9ARM7TDMIARM7TDMI內(nèi)核MCLKnIRQnFIQnRESETBUSENBIGENDISYNCnWAITVDDVSSAPEDBE協(xié)處理器接口存儲器管理存儲器接口ABORTnOPCCPBCPAnCPInTRANSnM[4:0]MAS[1:0]nRWnMREQLOCKSEQnENOUTA[31:0]DOUT[31:0]DIN[31:0]D[31:0]電源總線控制時(shí)鐘配置中斷內(nèi)核信號ARM7TDMIARM7TDMI內(nèi)核TAP

控制器JTAG接口數(shù)據(jù)總線控制信號地址總線BUSSplitterEmbeddedICE邏輯方框圖乘法器指令解碼地址自增器nRESETnMREQSEQABORTnIRQnFIQnRWMAS[1:0]LOCKnCPICPACPBnWAITMCLKnOPCBIGENDISYNCnTRANSnM[4:0]D[31:0]桶移位器32位ALUDBE寫數(shù)據(jù)寄存器讀數(shù)據(jù)寄存器地址寄存器寄存器BankA[31:0]ABE及控制邏輯PCUpdate解碼站指令解壓縮IncrementerPCABusBBusALUBusARM7TDMI內(nèi)核ARM7TDMI指令流水線為增加處理器指令流的速度，ARM7系列使用3級流水線。允許多個(gè)操作同時(shí)處理，而非順序執(zhí)行。

PC指向正被取指的指令，而非正在執(zhí)行的指令。FetchDecodeExecute從存儲器中讀取指令解碼指令中用到的寄存器寄存器讀（從寄存器Bank）移位及ALU操作寄存器寫（到寄存器Bank）PC PCPC-4 PC-2PC-8 PC-4ARM ThumbARM7TDMI指令流水線

操作周期 1 2 3 4 56ADDSUBMOVANDORREORCMPRSBFetchDecode。FetchExecuteDecodeFetchExecuteDecodeFetchExecuteDecodeFetchFetchExecuteDecodeExecuteDecodeFetchExecuteDecodeFetch最佳流水線該例中用6個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行了6條指令

所有的操作都在寄存器中（單周期執(zhí)行）

指令周期數(shù)(CPI)=1ARM7TDMIARM7TDMI內(nèi)核地址地址數(shù)據(jù)讀AMBA

接口寫緩沖MMU數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)ARM7xxT控制邏輯CacheAMBA總線接口JTAG和非AMBA信號CP15帶Cache的ARM7TDMIARM710T8K統(tǒng)一的cache完整的內(nèi)存管理單元（MMU），支持虛擬地址和存儲器保護(hù)寫緩沖ARM720T同ARM710T，但支持WinCEARM740T8K統(tǒng)一的cache內(nèi)存管理單元寫緩沖WriteBuffer：當(dāng)數(shù)據(jù)寫到WriteBuffer后不需要CPU的任何干預(yù)而由WriteBuffer控制邏輯自動的將數(shù)據(jù)寫到最終的地方；Cache的回寫則需要CPU的干預(yù)。WriteBuffer較小，通常只有幾十個(gè)字節(jié)。ReadBuffer：當(dāng)讀數(shù)據(jù)時(shí)ReadBuffer自動多讀取一些字節(jié)，但是不占用CPU的總線時(shí)間，所以能加快讀數(shù)據(jù)的速度；當(dāng)使用Cache時(shí)如果要從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)則每個(gè)數(shù)據(jù)都會占用CPU的時(shí)間，這是與ReadBuffer的最大不同點(diǎn)。ReadBuffer較小，通常只有幾十個(gè)字節(jié)。Cache與Buffer的區(qū)別ARM9TDMIHarvard架構(gòu)增加了可用的存儲器寬度指令存儲器接口數(shù)據(jù)存儲器接口可以實(shí)現(xiàn)對指令和數(shù)據(jù)存儲器的同時(shí)訪問5級流水線實(shí)現(xiàn)了以下改進(jìn)：改進(jìn)CPI到~1.5提高了最大時(shí)鐘頻率ARM9TDMIInstructionFetchShift+ALUMemoryAccessRegWriteRegReadRegDecodeFETCHDECODEEXECUTEMEMORYWRITEARM9TDMIARMorThumb

InstDecodeRegSelectRegReadShiftALURegWriteThumb?ARM

decompressARMdecodeInstructionFetchFETCHDECODEEXECUTEARM7TDMI流水線ARM9TDMIARM9TDMIDCacheICacheMMUGLUE外部存儲器ARM940T2x4KcachesMPU寫緩沖ARM9xxTARM920T2x16KcachesMMU支持虛擬地址和內(nèi)存保護(hù)寫緩沖帶Cache的ARM9TDMIARM9E-S系列概述ARM9E基于ARM9TDMI內(nèi)核，有以下擴(kuò)展和增強(qiáng)單周期32x16乘法器EmbeddedICE邏輯RT改進(jìn)的ARM/Thumb交互操作新的32x16和16x16乘法指令新的計(jì)數(shù)到零指令新的飽和算術(shù)指令A(yù)RM946E-SARM9E-S內(nèi)核指令和數(shù)據(jù)cache,大小可選擇指令和數(shù)據(jù)RAM,大小可選擇保護(hù)單元AHB總線接口ARM966E-S與ARM946E-S相似,但無cacheARM926EJ-S系列概述Jazelle狀態(tài)允許直接執(zhí)行Java8位碼ARM926EJ-SARM9E-S內(nèi)核可配置的cache和TCM內(nèi)存管理單元雙重32位AHB總線接口(多層)ARM10E系列概述v5TE架構(gòu)CPI1.36級流水線靜態(tài)分支預(yù)測32kB指令cache和32kB數(shù)據(jù)cache支持“Hitundermiss”非阻塞的執(zhí)行單元每周期64位的LDM/STM操作EmbeddedICE邏輯-RT-II支持新的VFPv1結(jié)構(gòu)同ARM1020E，除了cache大小為16kB對SUDL(singleuserdesignlicense)有效ARM1020EARM1022EARM9vsARM10流水線的對比Intel?StrongARM概述ARMV4架構(gòu)(無Thumb支持)5級流水線，降低跳轉(zhuǎn)損耗-stagepipeline，reducedbranchpenalty改進(jìn)的乘法器（典型地比ARM9TDMI快2個(gè)周期）不支持Multi-ICE調(diào)試(JTAG限制在連通性測試)無外部協(xié)處理器接口SA-110:

16K指令和數(shù)據(jù)caches,8x16字節(jié)寫緩沖.SA-1100/1110:片上外設(shè)，存儲器控制器更小的cache容量PID寄存器指令斷點(diǎn)，通過CP15Intel?XScale?概述V5TE兼容架構(gòu)7-8級流水線帶統(tǒng)計(jì)分支預(yù)測32k的數(shù)據(jù)和指令Cache,外加2k的數(shù)據(jù)Minicache8口寫緩沖，4口填充和追加緩沖完整的32位協(xié)處理器接口調(diào)試和性能監(jiān)控邏輯（通過CP14）乘-加模塊（作為CP0）可配置的內(nèi)核時(shí)鐘速度100-733MHz，來自33-66MHz輸入時(shí)鐘異步輸入總線時(shí)鐘可到100MHz（最大總線內(nèi)核時(shí)鐘的1/3）總線概述總線是CPU與存儲器和設(shè)備通信的機(jī)制，是計(jì)算機(jī)各部件之間傳送數(shù)據(jù)、地址和控制信息的公共通道。片內(nèi)總線或內(nèi)部總線：連接CPU內(nèi)部各主要功能部件片外總線：CPU與存儲器（RAM和ROM）和I/O接口之間進(jìn)行信息交換的通道數(shù)據(jù)總線Dbus地址總線Abus控制總線Cbus按相對于CPU位置劃分按功能和信號類型總線分類總線概述總線寬度總線頻率總線帶寬總線帶寬(單位:MB/s)=（總線寬度/8）×總線頻率如：總線寬度32位，頻率66MHZ，則總線帶寬=（32/8）*66MHz=264MB/s總線的主要參數(shù)又稱總線位寬，指的是總線能同時(shí)傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)。如16位總線就是具有16位數(shù)據(jù)傳送能力?？偩€工作速度的一個(gè)重要參數(shù)，工作頻率越高，速度越快。通常用MHz表示。又稱總線的數(shù)據(jù)傳送率，是指在一定時(shí)間內(nèi)總線上可傳送的數(shù)據(jù)總量，用每秒最大傳送數(shù)據(jù)量來衡量?？偩€帶寬越寬，傳輸率越高?？偩€概述原因：數(shù)據(jù)寬度：高速總線通常提供較寬的數(shù)據(jù)連接。成本：高速總線通常采用更昂貴的電路和連接器。橋允許總線獨(dú)立操作，這樣在I/O操作中可提供某些并行性。一個(gè)微處理器系統(tǒng)可能含有多條總線高速總線低速總線高速設(shè)備低速設(shè)備橋總線互聯(lián)的電路總線概述存儲器高速設(shè)備CPU低速設(shè)備低速設(shè)備橋高速總線低速總線多總線系統(tǒng)總線概述總線概述Processor-localbusMicro-processorCacheMemorycontrollerDMAcontrollerBridgePeripheralPeripheralPeripheralPeripheralbus嵌入式系統(tǒng)總線AMBA總線AMBA（AdvancedMicrocontrollerBusArchitecture）是ARM公司研發(fā)的一種總線規(guī)范，目前為3.0版本。在AMBA總線規(guī)范中，定義了3種總線:AHB(AdvancedHigh-performanceBus)：用于高性能系統(tǒng)模塊的連接，支持突發(fā)模式數(shù)據(jù)傳輸和事務(wù)分割；可以有效地連接處理器、片上和片外存儲器，支持流水線操作。ASB（AdvancedSystemBus）：也用于高性能系統(tǒng)模塊的連接，由AHB總線替代；APB（AdvancedPeripheralBus）：用于較低性能外設(shè)的簡單連接，一般是接在AHB或ASB系統(tǒng)總線上的第二級總線。AMBA總線測試接口ARMCPUSDRAMControlSRAMLCDControl橋并行接口串行接口TimerUART基于AMBA總線的典型系統(tǒng)AHB系統(tǒng)總線APB外部總線ARM微處理器：編程模型數(shù)據(jù)類型

字節(jié)型數(shù)據(jù)（Byte）：數(shù)據(jù)寬度為8bits

半字?jǐn)?shù)據(jù)類型（HalfWord）：數(shù)據(jù)寬度為16bits，存取式必須以2字節(jié)對齊的方式

字?jǐn)?shù)據(jù)類型（Word）：數(shù)據(jù)寬度為32bits，存取式必須以4字節(jié)對齊的方式ARM微處理器：處理器工作狀態(tài)（PROCESSOROPERATINGSTATES）處理器有兩種工作狀態(tài)：ARM：32位，執(zhí)行字對準(zhǔn)的ARM指令Thumb：16位，執(zhí)行半字對準(zhǔn)的Thumb指令A(yù)RM和Thumb之間狀態(tài)的切換不影響處理器的模式或寄存器的內(nèi)容ARM微處理器：處理器工作狀態(tài)進(jìn)入Thumb狀態(tài)：執(zhí)行BX指令。在Thumb狀態(tài)進(jìn)入異常(IRQ,FIQ,UNDEF,ABORT,SWIetc.)，當(dāng)異常處理返回時(shí)自動轉(zhuǎn)換到Thumb狀態(tài)進(jìn)入ARM狀態(tài)：執(zhí)行BX指令。進(jìn)入異常時(shí)，將PC放入異常模式鏈接寄存器中，從異常向量地址開始執(zhí)行也可進(jìn)入ARM狀態(tài)ARM微處理器：CPU模式（processormode）CPU模式的轉(zhuǎn)變：軟件控制異常外部中斷7種CPU模式處理器模式處理器模式描述用戶模式（User，usr）正常程序執(zhí)行的模式快速中斷模式（FIQ，fiq）用于高速數(shù)據(jù)傳輸和通道處理普通中斷模式（IRQ，irq）用于通常的中斷處理監(jiān)管模式（Supervisor，svc）供操作系統(tǒng)使用的一種保護(hù)模式數(shù)據(jù)訪問中止模式（Abort，abt）用于虛擬存儲及存儲保護(hù)未定義指令中止模式（Undefined，und）用于支持通過軟件方針硬件的協(xié)處理器系統(tǒng)模式（System，sys）用于運(yùn)行特權(quán)級的操作系統(tǒng)任務(wù)ARM微處理器：CPU模式User模式程序不能訪問有些受保護(hù)的資源只能通過異常的形式來改變CPU的當(dāng)前運(yùn)行模式特權(quán)模式可以存取系統(tǒng)中的任何資源System模式與User模式的運(yùn)行環(huán)境一樣但是它可以不受任何限制的訪問任何資源該模式主要用于運(yùn)行系統(tǒng)中的一些特權(quán)任務(wù)FIQ模式IRQ模式Supervisor模式Abort模式Undefined模式異常模式：主要是在外部中斷或者程序執(zhí)行非法操作時(shí)會觸發(fā)ARM微處理器：寄存器ARM處理器有37個(gè)寄存器

31個(gè)通用寄存器：程序計(jì)數(shù)器、堆棧及其他通用寄存器

6個(gè)狀態(tài)寄存器這些寄存器不能同時(shí)看到不同的處理器狀態(tài)和工作模式確定哪些寄存器是對編程者是可見的ARM微處理器：ARMState寄存器未分組寄存器分組寄存器程序計(jì)數(shù)器通用寄存器程序狀態(tài)寄存器ARM微處理器:ThumbState寄存器ARMState與ThumbState寄存器關(guān)系A(chǔ)RM微處理器：通用寄存器通用寄存器是R0-R15的寄存器，分為三類

未分組寄存器：沒有對應(yīng)影子寄存器的寄存器R0-R7分組寄存器：有對應(yīng)影子寄存器的寄存器R8-R14

程序計(jì)數(shù)器：R15(或者PC)

影子寄存器是指該寄存器在不同的模式下對應(yīng)的物理寄存器ARM微處理器：通用寄存器R0-R7所有模式下，R0-R7所對應(yīng)的物理寄存器都是相同的這八個(gè)寄存器是真正意義上的通用寄存器，ARM體系結(jié)構(gòu)中對它們沒有作任何特殊的假設(shè)，它們的功能都是等同的。在中斷或者異常處理程序中一般都需要對這幾個(gè)寄存器進(jìn)行保存。ARM微處理器：通用寄存器R8-R14訪問的物理寄存器取決于當(dāng)前的處理器模式，若要訪問特定的物理寄存器而不依賴當(dāng)前的處理器模式，則要使用規(guī)定的名字。R8-R12各有兩組物理寄存器：一組為FIQ模式，另一組是除FIQ以外的其他模式。R13-R14各有6個(gè)分組的物理寄存器，一個(gè)用于用戶模式和系統(tǒng)模式，其他5個(gè)分別用于5種異常模式。R13（也被稱為SP指針）被用作棧指針，通常在系統(tǒng)初始化時(shí)需要對所有模式下的SP指針賦值，當(dāng)CPU在不同的模式時(shí)棧指針會被自動切換成相應(yīng)模式下的值。R14有兩個(gè)用途，一是在調(diào)用子程序時(shí)用于保存調(diào)用返回地址，二是在發(fā)生異常時(shí)用于保存異常返回地址。ARM微處理器：通用寄存器R15用作程序計(jì)數(shù)器(PC)，可以被讀寫ARMstate:bits[1:0]為0，bits[31:2]即為PC.THUMBstate：bit[0]為0，bits[31:1]即為PCARM微處理器：程序狀態(tài)寄存器CPSR（當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器）在所有的模式下都是可以讀寫的；SPSR（備份程序狀態(tài)寄存器）用來進(jìn)行異常處理。它們主要包含：保存ALU中的當(dāng)前操作信息中斷使能標(biāo)志當(dāng)前處理器的模式其它的一些狀態(tài)和控制標(biāo)志ARM微處理器：程序狀態(tài)寄存器置0表示執(zhí)行32bit的ARM指令置1表示執(zhí)行16bit的Thumb指令NegativeZeroCarryOverflowIRQ中斷的響應(yīng):置1：禁止響應(yīng)置0：允許響應(yīng)FIQ中斷的響應(yīng):置1：禁止響應(yīng)置0：允許響應(yīng)條件標(biāo)志模式控制位ARM/Thumb控制標(biāo)志中斷標(biāo)志ARM微處理器：程序狀態(tài)寄存器模式控制位M0-M4ARM微處理器：異常異常是由內(nèi)部或者外部原因引起的，當(dāng)異常發(fā)生時(shí)CPU將暫停執(zhí)行當(dāng)前指令自動到指定的向量地址讀取指令并且執(zhí)行。在X86上，當(dāng)有異常發(fā)生時(shí)CPU是到指定的向量地址讀取要執(zhí)行的程序的地址而ARM是到向量地址的地方讀取指令，也就是ARM的向量地址處存放的是一條指令（一般是一條跳轉(zhuǎn)指令）ARM微處理器：異常Reset：CPU被復(fù)位后，進(jìn)入SupervisorMode并且禁止FIQ和IRQ。UndefinedInstructions：CPU執(zhí)行一條未被定義的指令時(shí)就會觸發(fā)該異常。這種機(jī)制可以用于通過軟件仿真的方式擴(kuò)展THUMBorARM指令集。SWI：軟中斷（SWI）是執(zhí)行SWI指令時(shí)觸發(fā)的，該異常主要用于OS的系統(tǒng)調(diào)用。ARM微處理器：異常PrefetchAbort：CPU在讀取指令時(shí)發(fā)生讀內(nèi)存錯(cuò)誤并且該指令又要被執(zhí)行則觸發(fā)該異常；如果只是在讀取指令時(shí)發(fā)生了內(nèi)存錯(cuò)誤而該指令又未被執(zhí)行則不會觸發(fā)該異常。DataAbort：當(dāng)CPU在讀寫數(shù)據(jù)時(shí)，如果發(fā)生錯(cuò)誤則觸發(fā)該異常。ARM微處理器：異常IRQ：當(dāng)外部IRQ輸入請求發(fā)生時(shí)（IRQ中斷已經(jīng)被使能），觸發(fā)該異常。FIQ：FIQ通常被用于快速傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)外部FIQ輸入請求發(fā)生時(shí)（FIQ中斷已經(jīng)被使能），觸發(fā)該異常。ARM微處理器：異常異常的優(yōu)先級ARM微處理器：異常當(dāng)異常出現(xiàn)時(shí)，異常模式分組的R14和SPSR用于保存狀態(tài)，即：

R14_<exception_mode>=returnlinkSPSR_<exception_mode>=CPSRCPSR[4:0]=exceptionmodenumberCPSR[5]=0/*在ARM狀態(tài)執(zhí)行*/if<exception_mode>==ResetorFIQthenCPSR[6]=1/*禁止快速中斷*/CPSR[7]=1/*禁止正常中斷*/PC=exceptionvectoraddress當(dāng)處理異常返回時(shí)，將SPSR傳送到CPSR，R14傳送到PCARM微處理器：內(nèi)存和I/OARM的尋址空間是線性的地址空間，為232=4GBytes0to3存儲第一個(gè)word,bytes4to7存儲第二個(gè)wordARM支持大端（Big-endian）和小端（Little-endian）的內(nèi)存數(shù)據(jù)方式ARM微處理器：內(nèi)存和I/O大端的數(shù)據(jù)存放格式低地址高地址地址A地址A+1地址A+2地址A+3最高有效字節(jié)的地址就是該word的地址最高有效字節(jié)位于最低地址worda=0xf6

73

4b

cdf6734bcdARM微處理器：內(nèi)存和I/O小端的數(shù)據(jù)格式

低地址高地址地址A地址A+1地址A+2地址A+3最低有效字節(jié)的地址就是該word的地址最低有效字節(jié)位于最低地址worda=0xf6

73

4b

cdf6734bcdARM微處理器：內(nèi)存和I/O大端:小端:0xb32045000xddddddd00xb32045000xddddddd0f6f673734b4bcdcd0000dada實(shí)例變量A：wordA=0xf6734bcd，在內(nèi)存中的起始地址為0xb3204500變量B：halfwordB=218，在內(nèi)存中的起始地址為0xddddddd0問題：halfwordB=218與wordC=218在內(nèi)存中的存放方式有何不同？請分大端和小端兩種情況說明。ARM微處理器：內(nèi)存和I/O實(shí)例ARM微處理器：內(nèi)存和I/O數(shù)據(jù)信息狀態(tài)信息控制信息數(shù)字量模擬量開關(guān)量連續(xù)幾位二進(jìn)制形式表示的數(shù)或字符。如鍵盤輸入的信息以及打印機(jī)、顯示器輸出的信息等時(shí)間上