嵌入式系統(tǒng)概述

深圳大學(xué)光電工程學(xué)院趙志剛電話/p>

郵箱：zhaozhigang@光電所345辦公室2015.02嵌入式系統(tǒng)技術(shù)課程安排和要求

本課程以ARM9微處理器為應(yīng)用實(shí)例，介紹嵌入式系統(tǒng)的基本原理、硬件結(jié)構(gòu)和軟件開發(fā)。1、理論與實(shí)踐相結(jié)合2、軟硬件結(jié)合3、注重學(xué)以致用、工程動(dòng)手能力的培養(yǎng)。特點(diǎn)：2教學(xué)內(nèi)容嵌入式系統(tǒng)技術(shù)是專業(yè)核心課程，教學(xué)內(nèi)容包括：嵌入式系統(tǒng)概論ARM體系結(jié)構(gòu)嵌入式系統(tǒng)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)與接口嵌入式系統(tǒng)輸入輸出接口技術(shù)中斷控制系統(tǒng)啟動(dòng)代碼分析嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)3先修基礎(chǔ)知識(shí)模擬電路數(shù)字電路計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)微機(jī)原理與接口技術(shù)單片機(jī)技術(shù)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等……4教材與參考書黃智偉等，ARM9嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教程(第2版)，北京航空航天大學(xué)出版社，2013.3王小強(qiáng)，ARM處理器裸機(jī)開發(fā)實(shí)戰(zhàn)，電子工業(yè)出版社，2012.1AndrewN.Sloss等著，沈建華等譯，ARM嵌入式系統(tǒng)開發(fā):軟件設(shè)計(jì)與優(yōu)化，北京航空航天大學(xué)出版社，2005.55

6教學(xué)目標(biāo)（期望）掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理、基本方法；熟悉ARM微處理器體系結(jié)構(gòu)，掌握一套主流的開發(fā)工具及其開發(fā)方法；具備嵌入式系統(tǒng)軟、硬件開發(fā)設(shè)計(jì)的基本能力；為進(jìn)一步研究和處理實(shí)際工程問題打下基礎(chǔ)。

7考核方式課堂表現(xiàn)——占總成績(jī)20％教學(xué)實(shí)驗(yàn)——占總成績(jī)20％閉卷考試——占總成績(jī)60％8第1章嵌入式系統(tǒng)概述9生活中的嵌入式系統(tǒng)10第1章嵌入式系統(tǒng)概述一、嵌入式系統(tǒng)的定義和組成二、嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用三、嵌入式處理器硬件基礎(chǔ)四、嵌入式處理器的類型111、嵌入式系統(tǒng)的定義IEEE:Devicesusedtocontrol，monitor，orassisttheoperationofequipment，machineryorplants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)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。122023/9/22中國(guó)礦業(yè)大學(xué)——信電學(xué)院——張林132、嵌入式系統(tǒng)的組成軟件子系統(tǒng)硬件子系統(tǒng)軟件嵌入式處理器接口接口存儲(chǔ)器板級(jí)支持包嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用程序輸入輸出132023/9/22中國(guó)礦業(yè)大學(xué)——信電學(xué)院——張林14嵌入式系統(tǒng)組成(2)板級(jí)支持包（BSP）是介于主板硬件和操作系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)層程序之間的一層。14嵌入式系統(tǒng)組成(3)152023/9/22中國(guó)礦業(yè)大學(xué)——信電學(xué)院——張林16嵌入式系統(tǒng)－硬件子系統(tǒng)162023/9/22中國(guó)礦業(yè)大學(xué)——信電學(xué)院——張林17嵌入式系統(tǒng)__最小硬件系統(tǒng)172023/9/22中國(guó)礦業(yè)大學(xué)——信電學(xué)院——張林18嵌入式系統(tǒng)__最小硬件系統(tǒng)182023/9/22中國(guó)礦業(yè)大學(xué)——信電學(xué)院——張林19嵌入式外圍設(shè)備在嵌入式硬件系統(tǒng)中，除了嵌入式處理器之外的完成存儲(chǔ)、通信、I/O、調(diào)試等功能的其它部件：存儲(chǔ)器類型：靜態(tài)易失型存儲(chǔ)器(volatileRAM/SRAM)，動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器(DRAM)，非易失型存儲(chǔ)器(non-volatileROM、EPROM、EEPROM、FLASH)。其中，F(xiàn)LASH(閃存)以可擦寫次數(shù)多，存儲(chǔ)速度快，容量大及價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)在嵌入式領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。接口類型：目前存在的所有接口在嵌入式系統(tǒng)中都有其廣泛的應(yīng)用，但是以下幾種接口的應(yīng)用最為廣泛，包括RS-232接口(串口)、IrDA(紅外)、SPI(串行設(shè)備接口)、I2C、USB、Ethernet和普通并口。顯示類型：CRT、LCD和觸摸屏等外圍顯示設(shè)備。192023/9/22中國(guó)礦業(yè)大學(xué)——信電學(xué)院——張林20嵌入式系統(tǒng)__軟件子系統(tǒng)203、嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)1可靠性要求高很多嵌入式系統(tǒng)在無人照看的環(huán)境下運(yùn)行，出現(xiàn)問題會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓，并很難人為干預(yù)，因此對(duì)“平均無故障時(shí)間(MeanTimeBetweenFailure)”有更高要求，并應(yīng)有自恢復(fù)機(jī)制。功耗限制嵌入式系統(tǒng)中，尤其是在用電池供電的嵌入式系統(tǒng)中，功耗是重點(diǎn)考慮的因素。大耗電量直接影響到硬件費(fèi)用，并影響電源壽命以及帶來散熱問題。物理尺寸要求體積應(yīng)達(dá)到可植入被嵌入系統(tǒng)的尺寸。低成本包含硬件成本和軟件成本。硬件成本主要決定于所使用的微處理器、所需的內(nèi)存及相應(yīng)的外圍芯片；軟件成本通常難于預(yù)測(cè)，但好的設(shè)計(jì)方法有利于降低軟件成本。環(huán)境相關(guān)性嵌入式系統(tǒng)不是獨(dú)立的，而是與其被嵌入的設(shè)備緊密相關(guān)聯(lián)。213、嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)2軟件一般固化在存儲(chǔ)器芯片或處理器本身軟件體積小由于嵌入式系統(tǒng)硬件資源相對(duì)有限，嵌入式軟件也要量體裁衣，避免冗余。軟件專用性強(qiáng)嵌入式系統(tǒng)的個(gè)性化很強(qiáng)，其中的軟件系統(tǒng)和硬件的結(jié)合非常緊密，一般要針對(duì)硬件進(jìn)行系統(tǒng)的移植。同時(shí)針對(duì)不同的任務(wù)，往往需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行較大更改，程序的編譯下載要和系統(tǒng)相結(jié)合。操作系統(tǒng)內(nèi)核小比如ENEA公司的OSE實(shí)時(shí)OS，內(nèi)核只有5K，而Windows的內(nèi)核則要大得多。操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求高有些嵌入式系統(tǒng)有強(qiáng)實(shí)時(shí)性要求。必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開發(fā)22第1章嵌入式系統(tǒng)概述一、嵌入式系統(tǒng)的定義和組成二、嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用三、嵌入式處理器硬件基礎(chǔ)四、嵌入式處理器的類型23嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式應(yīng)用信息家電智能玩具軍事電子通信設(shè)備移動(dòng)存貯工控設(shè)備智能儀表汽車電子網(wǎng)絡(luò)設(shè)備消費(fèi)電子軍事國(guó)防電子商務(wù)網(wǎng)絡(luò)工業(yè)控制24嵌入式系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域1國(guó)防工業(yè)、軍事工業(yè)、兵器工業(yè)：各種武器控制（火炮控制、導(dǎo)彈控制、智能炸彈制導(dǎo)引爆裝置）、坦克、艦艇、轟炸機(jī)等陸海空各種軍用電子裝備，雷達(dá)、電子對(duì)抗軍事通信裝備，野戰(zhàn)指揮作戰(zhàn)用各種專用設(shè)備等。我國(guó)嵌入式計(jì)算機(jī)最早用于導(dǎo)彈控制。武器控制系統(tǒng)數(shù)字化單兵系統(tǒng)——有苛刻要求尺寸和重量功率消耗震動(dòng)和沖擊溫度和濕度軍事國(guó)防領(lǐng)域21世紀(jì)部隊(duì)旅及旅以下作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)夜視掃描、全球定位、指揮通信阿富汗參加反恐作戰(zhàn)的“赫耳墨斯”價(jià)值4萬(wàn)美元，可攜帶2架攝像機(jī)，發(fā)揮了重要作用軍事偵察航天領(lǐng)域－基于VXworks的火星探路者嵌入式系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域2信息家電、民用設(shè)備：各種信息家電產(chǎn)品，如數(shù)字電視機(jī)、機(jī)頂盒，數(shù)碼相機(jī)，VCD、DVD音響設(shè)備，可視電話，家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，洗衣機(jī)，網(wǎng)絡(luò)冰箱，網(wǎng)絡(luò)空調(diào)，智能玩具，其他消費(fèi)類電子產(chǎn)品等。29智能玩具與機(jī)器人30基于WinCE的移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)31手機(jī)韓國(guó)電信手機(jī)/電視遙控器二合一產(chǎn)品功能手機(jī)智能手機(jī)與PDA結(jié)合SonyEricsson超小型手機(jī)電腦手機(jī)放在底座上成為電腦內(nèi)置DVB-H移動(dòng)電視手機(jī)32手表蘋果的iWatch三星的Gear800MHz單核處理器512MBRAM及4GB機(jī)身存儲(chǔ)空間電池容量為315毫安藍(lán)牙，加速度計(jì)，陀螺儀，兩個(gè)麥克風(fēng)190萬(wàn)像素自動(dòng)對(duì)焦鏡頭33GoogleGlassAndroid4.0.4系統(tǒng)TIOMAP4430CPU總閃存16GB，12GB的可用儲(chǔ)存空間顯示效果相當(dāng)于從8英尺外看25英寸電視500萬(wàn)像素照片拍攝可錄制720p高清視頻骨傳導(dǎo)音頻技術(shù)無線連接采用802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)的Wi-Fi藍(lán)牙，可與任何具備藍(lán)牙功能的手機(jī)相連電力可支持一天的正常使用，micro-USB充電34智能家居智能家居智能家電高科技的捕鼠器遮斷紅外線光束掉下籠子DangerBomb鬧鐘不起床就爆炸啰配備電子食譜的鍋鏟coo.boo智能型垃圾桶i.Master35現(xiàn)代化家庭36嵌入式系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域3工業(yè)：各種智能測(cè)量?jī)x表、智能卡、數(shù)控裝置、可編程控制器、控制機(jī)、分布式控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線儀表及控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人、智能傳感器、機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)備、車載導(dǎo)航器、汽車電子設(shè)備、車輛與交通工程等。37汽車電子汽車電子產(chǎn)品（18個(gè)嵌入式控制模塊）——CAN總線網(wǎng)絡(luò)VOLVOS80汽車的CAN總線網(wǎng)絡(luò)38嵌入式系統(tǒng)示例：汽車控制系統(tǒng)39馬達(dá)控制器車燈尾燈控制系統(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)嵌入式系統(tǒng)示例：汽車控制系統(tǒng)40BMW745iWindowsCE嵌入式操作系統(tǒng)53個(gè)8bit嵌入式處理器7個(gè)16bit嵌入式處理器1個(gè)32bit嵌入式處理器多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)汽車電子儀器儀表DCG(動(dòng)態(tài)心電圖儀)便攜式多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀中醫(yī)指套傳感器脈象虛擬儀器推拿手法測(cè)試儀電動(dòng)機(jī)故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)監(jiān)控儀手持儀42嵌入式系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域4商業(yè)：各類收款機(jī)、電子秤、條形碼閱讀機(jī)、商用終端、銀行點(diǎn)鈔機(jī)、IC卡輸入設(shè)備、取款機(jī)、自動(dòng)柜員機(jī)、自動(dòng)服務(wù)終端、防盜系統(tǒng)、各種銀行專業(yè)外圍設(shè)備、智能金融器具、遠(yuǎn)程教育。43嵌入式系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域5辦公自動(dòng)化：復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)、掃描儀、其他計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、掌上電腦、激光照排系統(tǒng)、安全監(jiān)控設(shè)備、媒體手機(jī)、移動(dòng)電話、尋呼機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理（PDA）、變頻空調(diào)設(shè)備、通信終端、程控交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（路由器、交換機(jī)、Webserver、網(wǎng)絡(luò)接入盒等）、網(wǎng)絡(luò)工程、錄音錄象及電視會(huì)議設(shè)備、數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)等。44嵌入式系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域6醫(yī)療保健設(shè)備：各種醫(yī)療電子儀器，X光機(jī)、超聲診斷儀、計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)、心臟起博器、監(jiān)護(hù)儀、輔助診斷系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、專家系統(tǒng)等。其他領(lǐng)域：農(nóng)業(yè)技術(shù)、光學(xué)系統(tǒng)、氣象預(yù)報(bào)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、數(shù)字通信、移動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)、語(yǔ)音處理。45第1章嵌入式系統(tǒng)概述一、嵌入式系統(tǒng)的定義和組成二、嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用三、嵌入式處理器硬件基礎(chǔ)四、嵌入式處理器的類型46嵌入式處理器硬件基礎(chǔ)馮·諾依曼結(jié)構(gòu)與哈佛結(jié)構(gòu)1復(fù)雜指令集與精簡(jiǎn)指令集2流水線技術(shù)3信息存儲(chǔ)的字節(jié)順序447馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)馮·諾依曼理論：數(shù)字計(jì)算機(jī)的數(shù)制采用二進(jìn)制；計(jì)算機(jī)應(yīng)該按照程序順序執(zhí)行。將數(shù)據(jù)與指令存儲(chǔ)在同一存儲(chǔ)器中，統(tǒng)一編址。

取指令和取數(shù)據(jù)都訪問同一存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)吞吐率低。被大多數(shù)計(jì)算機(jī)采用

ARM7—馮·諾依曼體系指令寄存器控制器數(shù)據(jù)通道輸入輸出CPU存儲(chǔ)器程序指令0指令1指令2指令3指令4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)0數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2哈佛結(jié)構(gòu)程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開，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。設(shè)置了程序總線和數(shù)據(jù)總線，使數(shù)據(jù)的吞吐率提高了一倍。并行體系結(jié)構(gòu)，取址和執(zhí)行能完全重疊運(yùn)行。適合于數(shù)字信號(hào)處理大多數(shù)DSP都是哈佛結(jié)構(gòu)ARM9是哈佛結(jié)構(gòu)（通過獨(dú)立的數(shù)據(jù)cache和指令cache實(shí)現(xiàn)）指令寄存器控制器數(shù)據(jù)通道輸入輸出CPU程序存儲(chǔ)器指令0指令1指令2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)0數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2地址指令地址數(shù)據(jù)三、

嵌入式處理器硬件基礎(chǔ)馮·諾依曼結(jié)構(gòu)與哈佛結(jié)構(gòu)1復(fù)雜指令集與精簡(jiǎn)指令集2流水線技術(shù)3信息存儲(chǔ)的字節(jié)順序450RISC與CISC對(duì)CPU的優(yōu)化可從兩個(gè)角度實(shí)現(xiàn)：增強(qiáng)指令的功能，減少ICCISC：復(fù)雜指令集（ComplexInstructionSetComputer）優(yōu)化每一條指令，減小CPI及CCRISC：精簡(jiǎn)指令集（ReducedInstructionSetComputer)CT=IC*CPI*CCCT(CPUTime)：CPU完成一個(gè)功能需要的時(shí)間IC(Instructioncount)：完成一個(gè)功能需要的指令數(shù)量CPI(CycleperInstruction)：每條指令所需的時(shí)鐘周期數(shù)CC(ClockCycle)：每個(gè)時(shí)鐘周期的時(shí)長(zhǎng)如何綜合衡量CPU執(zhí)行的速度？RISC與CISCCISC：復(fù)雜指令集（ComplexInstructionSetComputer）具有大量的指令和尋址方式，指令長(zhǎng)度可變8/2原則：80%的程序只使用20%的指令——大多數(shù)程序只使用少量的指令就能夠運(yùn)行RISC：精簡(jiǎn)指令集（ReducedInstructionSetComputer)只包含最有用的指令，指令長(zhǎng)度固定確保數(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(jiǎn)單

指令集：CPU依靠指令進(jìn)行計(jì)算和控制系統(tǒng)，每款CPU在設(shè)計(jì)時(shí)就規(guī)定了一系列與其硬件電路相配合的指令系統(tǒng)。

52RISC保留最基本的,去掉復(fù)雜、使用頻度不高的指令采用Load/Store結(jié)構(gòu)，有助于減少指令格式，統(tǒng)一存儲(chǔ)器訪問方式 ——處理器只處理寄存器中的數(shù)據(jù)，不能處理存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)采用硬接線控制代替微程序控制（一條機(jī)器指令的功能是用許多條微指令組成的序列來實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)微指令序列通常叫做微程序，以降低CISC電路的復(fù)雜性）CT=IC*CPI*CCICRISC>ICCISC

CCRISC<CCCISCCPIRISC<CPICISC

53三、嵌入式處理器硬件基礎(chǔ)馮·諾依曼結(jié)構(gòu)與哈佛結(jié)構(gòu)1復(fù)雜指令集與精簡(jiǎn)指令集2流水線技術(shù)3信息存儲(chǔ)的字節(jié)順序454流水線技術(shù)并行執(zhí)行串行執(zhí)行取指令1執(zhí)行指令1取指令2執(zhí)行指令2取指令3執(zhí)行指令3取指令3執(zhí)行指令3…取指令2執(zhí)行指令2取指令1執(zhí)行指令1

流水線(Pipeline)技術(shù)：在程序執(zhí)行時(shí)，多條指令重疊進(jìn)行操作的一種準(zhǔn)并行處理的實(shí)現(xiàn)技術(shù)——處理器可以同時(shí)為多條指令的不同部分進(jìn)行工作，以提高處理器各部件的利用率，進(jìn)而提高指令的執(zhí)行速度。55ARM7的3級(jí)流水線ARM7的處理器使用簡(jiǎn)單的3級(jí)流水線，包括以下流水線級(jí)：（1）取指令（fetch）：從存儲(chǔ)器裝載一條指令。（2）譯碼（decode）：識(shí)別被執(zhí)行的指令，并為下一個(gè)周期準(zhǔn)備數(shù)據(jù)通路的控制信號(hào)。在這一級(jí)，指令占有譯碼邏輯，不占用數(shù)據(jù)通路。（3）執(zhí)行（excute）：處理指令并將結(jié)果寫回寄存器。當(dāng)處理器執(zhí)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理指令時(shí)，流水線使得平均每個(gè)時(shí)鐘周期能完成1條指令。563級(jí)流水線（最佳）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)=1

操作周期

1 2 3 4 56

ADD

SUB

MOV

AND

ORR

EOR

CMP

RSBFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteFetchDecodeExecuteDecodeExecuteFetchDecodeFetchFetch57ARM9的5級(jí)流水線ARM9TDMI中使用了典型的5級(jí)流水線，包括以下流水線級(jí)：（1）取指令（fetch）：從存儲(chǔ)器中取出指令，并將其放入指令流水線。（2）譯碼（decode）：指令被譯碼，從寄存器堆中讀取寄存器操作數(shù)。在寄存器堆中有3個(gè)操作數(shù)讀端口，因此，大多數(shù)ARM指令能在1個(gè)周期內(nèi)讀取其操作數(shù)。（3）執(zhí)行（execute）：將其中1個(gè)操作數(shù)移位，并在ALU中產(chǎn)生結(jié)果。如果指令是Load或Store指令，則在ALU中計(jì)算存儲(chǔ)器的地址。算術(shù)邏輯單元(arithmeticandlogicunit)

（4）緩沖/數(shù)據(jù)（buffer/data）：如果需要?jiǎng)t訪問數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，否則ALU只是簡(jiǎn)單地緩沖1個(gè)時(shí)鐘周期。（5）回寫（write-back）：將指令的結(jié)果回寫到寄存器堆，包括任何從寄存器讀出的數(shù)據(jù)。58三、嵌入式處理器硬件基礎(chǔ)馮·諾依曼結(jié)構(gòu)與哈佛結(jié)構(gòu)1復(fù)雜指令集與精簡(jiǎn)指令集2流水線技術(shù)3信息存儲(chǔ)的字節(jié)順序459ARM的基本數(shù)據(jù)類型ARM采用的是32位架構(gòu)，基本數(shù)據(jù)類型有以下3種：?Byte：字節(jié)，8bit。?Halfword：半字，16bit（半字必須2字節(jié)邊界對(duì)齊）?Word：字，32bit（字必須于4字節(jié)邊界對(duì)齊）。ARM存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)：長(zhǎng)度為1個(gè)字的數(shù)據(jù)項(xiàng)占用一組4字節(jié)的位置，該位置開始于4的倍數(shù)的地址（地址最末兩位為00）半字?jǐn)?shù)據(jù)占有兩個(gè)字節(jié)的位置，該位置開始于偶數(shù)字節(jié)地址（地址最末一位為0）。60信息存儲(chǔ)的字節(jié)順序多字節(jié)類型的數(shù)據(jù)，在存儲(chǔ)器中有兩種存放方法：大端格式(big-endian)——字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)存儲(chǔ)在低地址中，而字?jǐn)?shù)據(jù)的低字節(jié)則存放在高地址中小端格式(little-endian)：——與大端存儲(chǔ)格式相反，低地址中存放的是字?jǐn)?shù)據(jù)的低字節(jié)，高地址存放的是字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)61字節(jié)順序會(huì)涉及到的問題可移植性問題當(dāng)在不同存儲(chǔ)順序的微處理器間進(jìn)行程序移植時(shí)，要特別注意存儲(chǔ)模式的影響。把從軟件得到的二進(jìn)制數(shù)據(jù)寫成一般的數(shù)據(jù)格式往往會(huì)涉及到存儲(chǔ)順序的問題通信中的存儲(chǔ)順序問題在網(wǎng)絡(luò)通信中，Internet協(xié)議（即IP協(xié)議）定義了標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序。該字節(jié)順序被用于所有設(shè)計(jì)使用在IP協(xié)議上的數(shù)據(jù)包、高級(jí)協(xié)議和文件格式很多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也存在存儲(chǔ)順序問題即字節(jié)中的位采用大端法或小端法發(fā)送。這取決于OSI模型最底層的數(shù)據(jù)鏈路層。62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+3worda=0xf6

73

4b

cdf6734bcd最高有效字節(jié)位于最低地址最高有效字節(jié)的地址就是該word的地址63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

cdf6734bcd64練習(xí)程序執(zhí)行前：r0=0x11223344r1=0x00000000執(zhí)行指令：STRr0，[r1]LDRBr2，[r1]執(zhí)行后：小端模式下：r2=?大端模式下：r2=?65r0=0x11223344STRr0,[r1]LDRBr2,[r1]r1=0x00Memory32100123312423161587011223344312423161587011223344312423161587011223344312423161587000000044312423161587000000011LittleendianBigendianr2=0x44r2=0x11大端小端格式存取數(shù)據(jù)第1章嵌入式系統(tǒng)概述一、嵌入式系統(tǒng)的定義和組成二、嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用三、嵌入式處理器硬件基礎(chǔ)四、嵌入式處理器的類型672023/9/22中國(guó)礦業(yè)大學(xué)——信電學(xué)院——張林68嵌入式處理器嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)硬件的核心尋址流行體系結(jié)構(gòu)有30多個(gè)系列、1000多種，幾乎每個(gè)月都有新產(chǎn)品出現(xiàn)字長(zhǎng)有4、8、16、32、64位等。其中32、64位微處理器是目前主流嵌入式系統(tǒng)的核心主要硬件廠商：Intel、Motorola、Philips、AMD、三星等重要參數(shù)：空間：可以從64KB到4GB