計(jì)算機(jī)軟件及應(yīng)用嵌入式控制系統(tǒng)簡介

計(jì)算機(jī)軟件及應(yīng)用嵌入式控制系統(tǒng)簡介第1頁/共54頁2023/4/2724/27/2023OnlytheParanoidSurviv2先導(dǎo)課程和基礎(chǔ)知識(shí)先導(dǎo)課程數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)基礎(chǔ)微機(jī)原理匯編/C語言操作系統(tǒng)需要具備的基礎(chǔ)知識(shí)掌握電工電子和數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)、操作系統(tǒng)和微機(jī)原理的基本概念，學(xué)過一門匯編或C語言。第2頁/共54頁2023/4/2734/27/2023OnlytheParanoidSurviv3參考資料ARM體系結(jié)構(gòu)與編程，清華大學(xué)出版社，杜春雷嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-2,北航出版社,邵貝貝Linux內(nèi)核完全剖析:基于0.12內(nèi)核，機(jī)械工業(yè)出版社，趙炯第3頁/共54頁2023/4/274第4頁/共54頁2023/4/275第5頁/共54頁2023/4/2764/27/2023OnlytheParanoidSurviv6課程內(nèi)容第1章：嵌入式系統(tǒng)簡介（2課時(shí)）第2章：ADS1.2開發(fā)環(huán)境創(chuàng)建與簡介（自學(xué)+實(shí)驗(yàn)）第3章：ARM9芯片S3C2410片上資源（4課時(shí)）第4章：S3C2410的中斷系統(tǒng)（4課時(shí)）第5章：S3C2410的I/O口和I/O操作（4課時(shí)）第6章：S3C2410的串口UART及其編程（4課時(shí)）第7章：S3C2410的A/D、D/A轉(zhuǎn)換控制（2課時(shí)）第8章：觸摸屏控制(4課時(shí))第9章：S3C2410的實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）（2課時(shí)）第10章：直接存儲(chǔ)器存取控制（DMA）（2課時(shí)）第11章：S3C2410的PWM控制（4課時(shí)）第12章：S3C2410的看門狗電路控制（2課時(shí)）第13章：S3C2410的IIC總線控制（4課時(shí)）第14章：IIS介紹和S3C2410IIS控制第15章：串行外設(shè)接口（SPI)介紹第16章：S3C2410的人機(jī)界面設(shè)計(jì)（6課時(shí)）第6頁/共54頁2023/4/277課程學(xué)習(xí)目標(biāo)1、熟悉S3C2410的基本硬件結(jié)構(gòu)、掌握S3C2410的C語言驅(qū)動(dòng)程序編寫。2、掌握ADS集成開發(fā)環(huán)境的使用3、能獨(dú)立完成一個(gè)課程設(shè)計(jì)4、嘗試將某個(gè)操作系統(tǒng)移植到S3C2410系統(tǒng)。第7頁/共54頁2023/4/278第1章嵌入式控制系統(tǒng)簡介1.1單片機(jī)和嵌入式控制系統(tǒng)的定義和分類IEEE定義：嵌入式系統(tǒng)是用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置。一般認(rèn)為：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)、軟硬件可裁剪、對(duì)功能、可靠性、成本、體積和功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。第8頁/共54頁2023/4/2791.1.1單片機(jī)和嵌入式控制系統(tǒng)的定義嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展和單片機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展是分不開的。單片機(jī)就是在一片半導(dǎo)體硅片上集成了CPU、存儲(chǔ)器和I/O接口的微型計(jì)算機(jī)。由于單片機(jī)在使用時(shí)，通常處于測(cè)試和控制領(lǐng)域的核心地位并嵌入其中，因此我們也常把單片機(jī)稱為嵌入式微控制器（EMU），把嵌入某種微處理器或單片機(jī)的測(cè)試和控制系統(tǒng)稱為嵌入式控制系統(tǒng)（ECS）。第9頁/共54頁2023/4/27101.1.2嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法單片機(jī)由于受其本身資源限制，其應(yīng)用程序都不能在其本身上開發(fā)。開發(fā)其應(yīng)用程序，需要一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)，運(yùn)行交叉編譯環(huán)境，我們也稱這臺(tái)通用計(jì)算機(jī)為“宿主機(jī)”。稱做為嵌入式控制器的單片機(jī)為“目標(biāo)機(jī)”。應(yīng)用程序在“宿主機(jī)”上開發(fā)，在“目標(biāo)機(jī)”上運(yùn)行。“目標(biāo)機(jī)”和“宿主機(jī)”之間利用計(jì)算機(jī)并口通過一臺(tái)叫“仿真器”的設(shè)備相連，程序可以從“宿主機(jī)”傳到“目標(biāo)機(jī)”，這也叫程序下載。第10頁/共54頁2023/4/27111.1.2嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法從“目標(biāo)機(jī)”傳到“宿主機(jī)”，叫程序“上傳”。應(yīng)用程序通過“仿真器”的下載和上傳，在“宿主機(jī)”上反復(fù)修改，這個(gè)過程叫“調(diào)試”。調(diào)試好的應(yīng)用程序，在“宿主機(jī)”上編譯成“目標(biāo)機(jī)”可以直接執(zhí)行的機(jī)器碼文件，通過一臺(tái)叫“固化器”的設(shè)備下載并固化到“目標(biāo)機(jī)”的程序存儲(chǔ)器中，整個(gè)下載過程，叫“燒片”，也叫“程序固化”。程序固化是單片機(jī)開發(fā)的最后一步，“目標(biāo)機(jī)”就可以獨(dú)立執(zhí)行嵌入式控制器的任務(wù)。第11頁/共54頁2023/4/27121.1.3嵌入式控制系統(tǒng)各種設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)1、目標(biāo)機(jī)上安裝某種嵌入式操作系統(tǒng)在目標(biāo)機(jī)上安裝嵌入式操作系統(tǒng)，如WindowsCE，Linux，μC/OS-Ⅱ等等。特別是Linux操作系統(tǒng)，由于代碼簡練、功能強(qiáng)大、內(nèi)核公開等優(yōu)點(diǎn)，獲得廣泛應(yīng)用。2、目標(biāo)機(jī)上不安裝操作系統(tǒng)我們把ARM9只當(dāng)成是32位單片機(jī)。使用CodeWarrorIDE對(duì)其進(jìn)行開發(fā)，整個(gè)開發(fā)過程和開發(fā)MCS-51單片機(jī)一樣，非常簡單。第12頁/共54頁2023/4/27131.1.3嵌入式控制系統(tǒng)各種設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)ADS（ARMDeveloperSuite）是ARM公司推出的新一代ARM開發(fā)工具，目前最新版本是ADS1.2。ADS使用CodeWarrorIDE集成開發(fā)環(huán)境替代了老的開發(fā)工具，使用AXD做為調(diào)試工具。ADS使用并口通過JTAG仿真器與“目標(biāo)機(jī)”相連，實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試和仿真。第13頁/共54頁2023/4/27141.1.3嵌入式控制系統(tǒng)各種設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)3．兩種設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)帶操作系統(tǒng)的嵌入式控制系統(tǒng)，在編制較復(fù)雜和高端應(yīng)用程序時(shí)，用戶程序就會(huì)比較簡單。但要把很多時(shí)間放在對(duì)操作系統(tǒng)的安裝和熟悉上，此外，還要學(xué)會(huì)驅(qū)動(dòng)程序和Makefile文件的編寫，難度較大，會(huì)花費(fèi)很多時(shí)間。第14頁/共54頁2023/4/27151.1.3嵌入式控制系統(tǒng)各種設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)3．兩種設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)不安裝嵌入式操作系統(tǒng)，把ARM9只當(dāng)成是32位單片機(jī)來開發(fā)，那么，整個(gè)開發(fā)過程和開發(fā)MCS-51單片機(jī)一樣，特別簡單。在較短時(shí)間開發(fā)出高品質(zhì)嵌入式產(chǎn)品。一般用于較簡單和低端的應(yīng)用。第15頁/共54頁2023/4/27161.1.4嵌入式系統(tǒng)的組成嵌入式系統(tǒng)一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶應(yīng)用軟件四個(gè)部分組成。1、嵌入式微處理器嵌入式微處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心。嵌入式微處理器在工作溫度、電磁兼容性及可靠性要求方面比通用的標(biāo)準(zhǔn)微處理器要高。嵌入式微處理器可按數(shù)據(jù)總線寬度劃分為8位、16位、32位和64位等不同類型。常用的有：MC68K,PPC,ARM,MIPS…第16頁/共54頁2023/4/27171.1.4嵌入式系統(tǒng)的組成嵌入式微處理器的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)(1)馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)由CPU和存儲(chǔ)器構(gòu)成，其程序和數(shù)據(jù)共用一個(gè)存儲(chǔ)空間，程序指令存儲(chǔ)地址和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址指向同一個(gè)存儲(chǔ)器的不同物理位置；采用單一的地址及數(shù)據(jù)總線，程序指令和數(shù)據(jù)的寬度相同。第17頁/共54頁2023/4/27181.1.4嵌入式系統(tǒng)的組成嵌入式微處理器的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)(1)馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)由CPU和存儲(chǔ)器構(gòu)成，其程序和數(shù)據(jù)共用一個(gè)存儲(chǔ)空間，程序指令存儲(chǔ)地址和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址指向同一個(gè)存儲(chǔ)器的不同物理位置；采用單一的地址及數(shù)據(jù)總線，程序指令和數(shù)據(jù)的寬度相同。第18頁/共54頁2023/4/27191.1.4嵌入式系統(tǒng)的組成嵌入式微處理器的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)(2)哈佛結(jié)構(gòu)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的存儲(chǔ)空間中，即程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是兩個(gè)相互獨(dú)立的存儲(chǔ)器，每個(gè)存儲(chǔ)器獨(dú)立編址、獨(dú)立訪問。系統(tǒng)中具有程序的數(shù)據(jù)總線與地址總線，數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線與地址總線。允許在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)同時(shí)獲取指令字（來自程序存儲(chǔ)器）和操作數(shù)（來自數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器），從而提高執(zhí)行速度，提高數(shù)據(jù)的吞吐率。第19頁/共54頁2023/4/27201.1.4嵌入式系統(tǒng)的組成嵌入式微處理器的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)(3)精簡指令集計(jì)算機(jī)（RISC）CISC：復(fù)雜指令集（ComplexInstructionSetComputer）具有大量的指令和尋址方式大多數(shù)程序只使用少量的指令就能夠運(yùn)行用一條指令來取代一連串指令RISC：精簡指令集（ReducedInstructionSetComputer）在通道中只包含最有用的指令確保數(shù)據(jù)通道快速執(zhí)行每一條指令使CPU硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得更為簡單第20頁/共54頁2023/4/27211.1.4嵌入式系統(tǒng)的組成2、外圍硬件設(shè)備外圍硬件設(shè)備是指在嵌入式硬件系統(tǒng)中，除嵌入式微處理器以外的完成存儲(chǔ)、顯示、通信、調(diào)試等功能的部件。存儲(chǔ)器：ROM、SRAM、DRAM、Flash等。接口：并行口、RS-232串口、IrDA紅外接口、IIC、IIS、USB、CAN、Ethernet網(wǎng)、LCD、鍵盤、觸摸屏、A/D、D/A等。第21頁/共54頁2023/4/2722第22頁/共54頁2023/4/27234/27/2023OnlytheParanoidSurviv231.1.5嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用按照市場(chǎng)領(lǐng)域劃分，可以分為以下幾類：1．信息家電2．汽車電子3．工業(yè)控制4．機(jī)器人5．軍事國防領(lǐng)域6．醫(yī)療儀器第23頁/共54頁2023/4/27244/27/2023OnlytheParanoidSurviv24第1章：嵌入式系統(tǒng)概論第24頁/共54頁2023/4/27254/27/2023OnlytheParanoidSurviv25馬達(dá)控制器車燈嵌入式系統(tǒng)示例——汽車控制系統(tǒng)尾燈控制系統(tǒng)后車門控制系統(tǒng)前車門控制系統(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)第25頁/共54頁2023/4/27264/27/2023OnlytheParanoidSurviv26---智能玩具與機(jī)器人嵌入式系統(tǒng)示例第26頁/共54頁2023/4/27274/27/2023OnlytheParanoidSurviv27--軍事國防領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)示例第27頁/共54頁2023/4/27284/27/2023OnlytheParanoidSurviv28--航天領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)示例第28頁/共54頁2023/4/27294/27/2023OnlytheParanoidSurviv291.2嵌入式微處理器1.2.1嵌入式微處理器分類早期的嵌入式系統(tǒng)通常使用PC中的通用處理器。隨著微處理器制造技術(shù)的發(fā)展，更多的采用嵌入式處理器而不是通用處理器來建造嵌入式系統(tǒng)。嵌入式處理器大致可以分為以下幾類：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；第29頁/共54頁2023/4/27304/27/2023OnlytheParanoidSurviv301.2.1嵌入式微處理器分類從應(yīng)用角度區(qū)分：1、嵌入式微處理器2、嵌入式微控制器3、嵌入式數(shù)字信號(hào)處理器4、嵌入式片上系統(tǒng)第30頁/共54頁2023/4/27314/27/2023OnlytheParanoidSurviv311.2.1嵌入式微處理器分類1、嵌入式微處理器EMPU是由通用計(jì)算機(jī)中的CPU演變而來的，實(shí)際嵌入式應(yīng)用中，只保留和嵌入式應(yīng)用緊密相關(guān)的功能硬件，去除其他的冗余功能部分。和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相比，嵌入式微處理器體積小、重量輕、成本低、可靠性高目前主要的嵌入式處理器類型有Am186/88、386EX、SC-400、PowerC、68000、MIPS、ARM/StrongARM系列等CPUROMRAM外設(shè)1外設(shè)2單板計(jì)算機(jī)第31頁/共54頁2023/4/27324/27/2023OnlytheParanoidSurviv321.2.1嵌入式微處理器分類2、嵌入式微控制器(MCU)嵌入式微控制器（MCU）又稱單片機(jī)，它將整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一塊芯片中。MCU一般以某種微處理器內(nèi)核為核心，根據(jù)特定的應(yīng)用，在芯片內(nèi)部集成了ROM/EPROM、RAM、總線、總線邏輯、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、看門狗、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A、FlashROM、EEPROM等各種必要功能部件和外設(shè)。常見的有8051系列、PIC系列、AVR系列單片機(jī)復(fù)位部件看門狗部件晶振部件I/O部件中斷部件ROM部件SRAM部件定時(shí)器部件CPU核第32頁/共54頁2023/4/27334/27/2023OnlytheParanoidSurviv331.2.1嵌入式微處理器分類3、嵌入式數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)嵌入式DSP專門用來對(duì)離散時(shí)間信號(hào)進(jìn)行極快的處理計(jì)算，提高了編譯效率和執(zhí)行速度。在數(shù)字濾波、FFT、譜分析等各種儀器上DSP獲得了大規(guī)模的應(yīng)用。目前最為廣泛應(yīng)用的嵌入式DSP處理器是TI的TMS320C2000/C5000系列，另外如Intel的MCS-296和Siemens的TriCore也有各自的應(yīng)用范圍第33頁/共54頁2023/4/27344/27/2023OnlytheParanoidSurviv341.2.1嵌入式微處理器分類4、嵌入式片上系統(tǒng)(SOC)SoC就是SystemonChip，SoC嵌入式系統(tǒng)微處理器就是一種電路系統(tǒng)。它結(jié)合了許多功能區(qū)塊，將功能做在一個(gè)芯片上，像是ARM、MIPS、DSP或是其他的微處理器核心，加上通信的接口單元，像是串行端口（USB）、TCP/IP通信單元、GPRS通信接口、GSM通信接口、IEEE1394、藍(lán)牙模塊接口等等，這些單元以往都是依照各單元的功能做成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的處理芯片。第34頁/共54頁2023/4/27354/27/2023OnlytheParanoidSurviv351.2.2ARM嵌入式微處理器ARM即AdvancedRISCMachines的縮寫。1、ARM公司:是蘋果、Acorn、VLSI、Technology等公司的合資企業(yè),1991年ARM公司成立于英國劍橋，主要出售芯片設(shè)計(jì)技術(shù)的授權(quán)。第35頁/共54頁2023/4/27364/27/2023OnlytheParanoidSurviv36ARM公司近況ARMHoldings-業(yè)界領(lǐng)先的半導(dǎo)體知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)供應(yīng)商

-(倫敦證交所:ARM;納斯達(dá)克:ARMHY)總部,劍橋;分部位于9個(gè)國家6個(gè)研發(fā)中心超過780雇員引領(lǐng)RISC和嵌入式計(jì)算技術(shù)潮流1991年率先推出RISCCPU內(nèi)核已付運(yùn)30億個(gè)ARM內(nèi)核微處理器2002年貢獻(xiàn)約79%市場(chǎng)份額全球技術(shù)網(wǎng)絡(luò)133+SemiconductorPartners50+DevelopmentToolsPartners50+OperatingSystemsPartners30+TechnologyPartners2002年ARM在上海成立中國全資子公司,2002年9月在北京成立分處第36頁/共54頁2023/4/27374/27/2023OnlytheParanoidSurviv37ARM授權(quán)費(fèi)IPARM創(chuàng)造和設(shè)計(jì)IPPartner產(chǎn)品，例如：芯片Partner把ARMIP和其他IP集成進(jìn)產(chǎn)品OEMCustomer版權(quán)費(fèi)單價(jià)OEM用來自ARMPartner的芯片設(shè)計(jì)制造最終用戶產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展/市場(chǎng)格局ARM的業(yè)務(wù)模型第37頁/共54頁2023/4/27384/27/2023OnlytheParanoidSurviv38ARM的全球合作伙伴半導(dǎo)體和系統(tǒng)伙伴操作系統(tǒng)伙伴開發(fā)工具伙伴應(yīng)用伙伴ARM技術(shù)共享計(jì)劃（ATAP）第38頁/共54頁2023/4/27394/27/2023OnlytheParanoidSurviv39ARM在中國:與國內(nèi)電子行業(yè)緊密合作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)公司中國無晶圓廠半導(dǎo)體公司中興集成購買ARM922T?CPU授權(quán)，用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)芯片上海華虹集成電路購買ARMSC100?CPU授權(quán)，用于Java智能卡大唐購買ARM946E?CPU授權(quán)，用于SCDMA基帶芯片上海復(fù)旦微電子購買ARM7TDMI?CPU授權(quán)，用于多媒體芯片上海杰得微電子購買ARM926?CPUPrimeStarterKit授權(quán)，用于多媒體芯片華為技術(shù)購買ARM7TDMI?CPU，ARM926?CPUPrimeStarterKit授權(quán)，用于WCDMA等芯片晶原代工廠中芯國際(0.18u,ARM7TDMI,ARM922T)大學(xué)及政府機(jī)構(gòu)東南大學(xué):ARM7TDMI上海集成電路設(shè)計(jì)研究中心(ICC):ARM7TDMI上海交通大學(xué):ARM922T北京工業(yè)大學(xué):ARM7TDMI香港科技園：ARM7TDMIARMRealView?開發(fā)工具中國分銷商香港科匯宏盛分部北京旋極ARMAuthorizedTrainingCentre北京旋極北京微芯力深圳英蓓特ARMApprovedDesignCentre眾華SoCRTOS公司普天慧信，科銀京成、北京凱思昊鵬、中科紅旗,世紀(jì)科泰等2004年9月7日，ARM北京分處成立科銀京成和凱思昊鵬與ARM合作，將開發(fā)支持JTEK和SWERVE技術(shù)中芯國際拓展ARM代工計(jì)劃，獲ARM926EJ處理器0.13微米工藝授權(quán)北京振戎融通與ARM合作，將JTEK集成在中國聯(lián)通新一代Java環(huán)境中第39頁/共54頁2023/4/27404/27/2023OnlytheParanoidSurviv40ARM——2002年的市場(chǎng)份額第40頁/共54頁2023/4/27414/27/2023OnlytheParanoidSurviv411.2.2ARM嵌入式微處理器采用ARM技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）核的微處理器，即ARM嵌入式微處理器，已廣泛應(yīng)用于如下領(lǐng)域：工業(yè)控制：基于ARM核的微控制器芯片占據(jù)了高端微控制器市場(chǎng)的大部分市場(chǎng)份額，并逐漸向低端微控制器應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展。無線通訊：目前已有超過85%的無線通訊設(shè)備采用了ARM技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：采用ARM技術(shù)的ADSL芯片正逐步獲得競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)。此外，ARM在語音及視頻處理上進(jìn)行了優(yōu)化，對(duì)DSP的應(yīng)用領(lǐng)域提出了挑戰(zhàn)。消費(fèi)類電子產(chǎn)品：ARM技術(shù)在目前流行的數(shù)字音頻播放器、數(shù)字機(jī)頂盒和游戲機(jī)中得到廣泛采用。成像和安全產(chǎn)品：現(xiàn)在流行的數(shù)碼相機(jī)和打印機(jī)中絕大部分采用ARM技術(shù)。手機(jī)中的32位SIM智能卡也采用了ARM技術(shù)。第41頁/共54頁2023/4/27424/27/2023OnlytheParanoidSurviv422、ARM嵌入式微處理器的特點(diǎn)體積小，低功耗，低成本，高性能；支持Thumb（16位）/ARM（32位）雙指令集，兼容8位/16位器件；使用單周期指令，指令簡潔、規(guī)整；大量使用寄存器，大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成，只有加載/存儲(chǔ)指令可以訪問存儲(chǔ)器，以提高指令的執(zhí)行效率；尋址方式簡單靈活，執(zhí)行效率高；固定長度的指令格式。第42頁/共54頁2023/4/27434/27/2023OnlytheParanoidSurviv433、ARM嵌入式微處理器系列ARM體系結(jié)構(gòu)共定義了6個(gè)版本，版本號(hào)分別為1~6（V8版本的cotex-A57已于近期流片）。目前ARM嵌入式微處理器主要有ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10、ARM11等系列。V4：ARM7、ARM8ARM9、strongARMV5：ARM10、XScaleV6：ARM11V7：cotex-a8/a9V8：第43頁/共54頁2023/4/27444/27/2023OnlytheParanoidSurviv44第1章：嵌入式系統(tǒng)概論3、ARM7系列嵌入式ICE-RT邏輯；三級(jí)流水線和馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)，提供0.9MIPS/MHz圖1.1三級(jí)流水線第44頁/共54頁2023/4/27454/27/2023OnlytheParanoidSurviv45第1章：嵌入式系統(tǒng)概論3、ARM9系列

5級(jí)流水線；哈佛體系結(jié)構(gòu)、提供1.1MIPS/MHz。

ARM920T和ARM922T內(nèi)置全性能的MMU、指令和數(shù)據(jù)cache和高速AMBA總線接口。ARM940T內(nèi)置指令和數(shù)據(jù)cache、保護(hù)單元和高速AMBA總線接口。第45頁/共54頁2023/4/27464/27/2023OnlytheParanoidSurviv46第1章：嵌入式系統(tǒng)概論3、ARM9E系列ARM9E系列是一種可綜合處理器，帶有DSP擴(kuò)充和緊耦合存儲(chǔ)器(TCM)接口，使存儲(chǔ)器以完全的處理器速度運(yùn)行，可直接連接到內(nèi)核上。使用單一的處理器內(nèi)核提供了微控制器、DSP、Java應(yīng)用系統(tǒng)的解決方案,極大的減少了芯片的面積和系統(tǒng)的復(fù)雜程度。第46頁/共54頁2023/4/27474/27/2023OnlytheParanoidSurviv47（4）ARM10系列

64位AHB指令和數(shù)據(jù)接口；

6級(jí)流水線；

1.25MIPS/MHz； 與同等的ARM9器件相比，其性能提高50％。（