這是一個關(guān)于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)PPT課件，包括了嵌入式系統(tǒng)的定義和組成，嵌入式微處理器體系結(jié)構(gòu)，嵌入式微處理器的結(jié)構(gòu)和類型等內(nèi)容，1.2 嵌入式微處理器體系結(jié)構(gòu)1.2.1 馮·諾依曼結(jié)構(gòu) 與哈佛結(jié)構(gòu)1．馮·諾依曼（von Neumann）結(jié)構(gòu) 馮·諾依曼結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)由CPU和存儲器構(gòu)成，其程序和數(shù)據(jù)共用一個存儲空間，程序指令存儲地址和數(shù)據(jù)存儲地址指向同一個存儲器的不同物理位置。2．哈佛（Harvard）結(jié)構(gòu) 哈佛結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是將程序和數(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)存儲器是兩個相互獨(dú)立的存儲器，每個存儲器獨(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。這種分離的程序總線和數(shù)據(jù)總線可允許在一個機(jī)器周期內(nèi)同時獲取指令字（來自程序存儲器）和操作數(shù)（來自數(shù)據(jù)存儲器），從而提高執(zhí)行速度。 1.2.2 精簡指令集計(jì)算機(jī)復(fù)雜指令集（Complex Instruction Set Computer，CISC）體系，歡迎點(diǎn)擊下載嵌入式系統(tǒng)開發(fā)PPT課件。

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組成嵌入式系統(tǒng) 　1．硬件層　　 以嵌入式微處理器為中心，包含電源電路、時鐘電路和復(fù)位電路，其中操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序固化在存儲器中。 （1）嵌入式微處理 器　 嵌入式微處理器是嵌入式系統(tǒng)硬件層的核心。嵌入式微處理器的選擇根據(jù)具體的應(yīng)用決定。（2）存儲器　 　2．中間層　　　包括大部分與硬件聯(lián)系緊密的軟件模塊。上層軟件開發(fā)人員無需關(guān)心底層硬件的具體情況，根據(jù)中間層提供的接口即可進(jìn)行開發(fā)。 　3．系統(tǒng)軟件層　　　包含實(shí)時多任務(wù)操作系統(tǒng)（Real-time Operation System，RTOS） 操作系統(tǒng)是控制其他程序運(yùn)行，管理系統(tǒng)資源并為用戶提供操作界面的系統(tǒng)軟件的集合。 4．應(yīng)用軟件層　　　由所開發(fā)的應(yīng)用程序組成，面向被控對象 和用戶。應(yīng)用軟件層提供一個友好的人機(jī)界面。 　　 1.2 嵌入式微處理器體系結(jié)構(gòu) 1.2.1 馮·諾依曼結(jié)構(gòu) 與哈佛結(jié)構(gòu) 1．馮·諾依曼（von Neumann）結(jié)構(gòu) 馮·諾依曼結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)由CPU和存儲器構(gòu)成，其程序和數(shù)據(jù)共用一個存儲空間，程序指令存儲地址和數(shù)據(jù)存儲地址指向同一個存儲器的不同物理位置。 2．哈佛（Harvard）結(jié)構(gòu) 哈佛結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是將程序和數(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)存儲器是兩個相互獨(dú)立的存儲器，每個存儲器獨(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。這種分離的程序總線和數(shù)據(jù)總線可允許在一個機(jī)器周期內(nèi)同時獲取指令字（來自程序存儲器）和操作數(shù)（來自數(shù)據(jù)存儲器），從而提高執(zhí)行速度。 1.2.2 精簡指令集計(jì)算機(jī)復(fù)雜指令集（Complex Instruction Set Computer，CISC）體系。 大概有20%的比較簡單的指令被反復(fù)使用。精簡指令集（Reduced Instruction Set Computer，RISC）體系 優(yōu)先選取使用頻率最高的、很有用但不復(fù)雜的指令，避免使用復(fù)雜指令；固定指令長度，減少指令格式和尋址方式種類。 1.2.3 流水線技術(shù) 指令流水線是將一條指令分解成m個子過程，每個子過程的執(zhí)行時間都一樣，則利用此條流水線可將一條指令的執(zhí)行時間由原來的T縮短為T/m 1.2.4 信息存儲的字節(jié)順序 字長為n位的微處理器，它的虛擬地址范圍為0～2n-1。32位的微處理器，可訪問的虛擬地址空間為4GB。多字節(jié)類型的數(shù)據(jù)，有兩種存放方法。 1.3 嵌入式微處理器的結(jié)構(gòu)和類型 一般把16位及以下的稱為嵌入式微控制器，32位及以上的稱為嵌入式微處理器。 1.3.1 嵌入式微控制器 嵌入式微控制器（Micro Controller Unit，MCU）又稱為單片機(jī)。 芯片內(nèi)部集成ROM、RAM、總線看門狗、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出（PWM）、A/D 嵌入式微控制器具有單片化、體積小、功耗和成本低，可系統(tǒng)市場份額的70％。 1.3.2 嵌入式微處理器 嵌入式微處理器（Embedded Micro Processing Unit，EMPU）把CPU、ROM、RAM及 I/O等做到同一個芯片上。32位微處理器采用32 位的地址和數(shù)據(jù)總線，地址空間達(dá)到4GB。 目前主流的32位嵌入式微處理器系列主要有ARM系列等。 ARM（Advanced RISC Machine）公司的微處理器體系結(jié)構(gòu)目前被公認(rèn)為是嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)先的32位嵌入式RISC微處理器結(jié)構(gòu)。 目前，70%的移動電話、手持PC采用了ARM處理器，許多芯片廠商都是ARM的授權(quán)用戶，如Intel、Samsung、TI等公司。 1.3.3 嵌入式DSP處理器 嵌入式DSP處理器（Digital Signal Processor，DSP）是專門用于信號處理方面的處理器，芯片內(nèi)部采用程序和數(shù)據(jù)分開存儲和傳輸?shù)墓�佛結(jié)構(gòu)，具有專門硬件乘法器，采用流水線操作，提供特殊的DSP指令，可用來快速地實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法，使其處理速度比最快的CPU還快10---50倍。 1.3.4 嵌入式片上系統(tǒng) 嵌入式片上系統(tǒng)（System On Chip，SOC）最大的特點(diǎn)是成功實(shí)現(xiàn)了軟硬件無縫結(jié)合，直接在處理器片內(nèi)嵌入操作系統(tǒng)的代碼模塊，而且具有極高的綜合性，在一個芯片內(nèi)部運(yùn)用VHDL等硬件描述語言，即可實(shí)現(xiàn)一個復(fù)雜的系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)不同，用戶不需要繪制龐大復(fù)雜的電路板，一點(diǎn)點(diǎn)地連接焊制，只需要使用精確的語言，通過仿真之后就可以直接交付芯片廠商進(jìn)行生產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率高。 1.3.5 多核處理器 將兩個或多個CPU核封裝在一個芯片內(nèi)部，可節(jié)省大量的晶體管和封裝成本，同時還能顯著提高處理器的性能。思考題（1）嵌入式微處理器的體系結(jié)構(gòu)可以采用馮•諾 依曼體系結(jié)構(gòu)或哈佛體系結(jié)構(gòu)，指令系統(tǒng)可 以選用精簡指令系統(tǒng)或復(fù)雜指令系統(tǒng)。（ ）（2）低字節(jié)數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存高地址處，高字節(jié)數(shù) 據(jù)存放在內(nèi)存低地址處，稱為小端字節(jié)順序 存儲法。 （ ）（3）嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是整個嵌入式系統(tǒng)的核 心，可以分為硬件層、中間層、（ ）軟件 層和（ ）軟件層。 （4）什么是嵌入式系統(tǒng)？答：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)。（5）什么是操作系統(tǒng)？ 操作系統(tǒng)在“硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層、應(yīng)用軟件層”四者中，處于哪兩層之間？答：操作系統(tǒng)是控制其他程序運(yùn)行，管理系統(tǒng)資 源并為用戶提供操作界面的系統(tǒng)軟件的集合。 操作系統(tǒng)處于應(yīng)用軟件層和中間層之間。 （6）存儲一個32位數(shù)0x876165到2000H～2003H四 個字節(jié)單元中，若以小端模式存儲，則 2000H存儲單元的內(nèi)容為（ C ）。 A、0x00 B、0x87 C、0x65 D、0x61 （7）存儲一個32位數(shù)0x2168465到2000H～2003H 四個字節(jié)單元中，若以大端模式存儲，則 2000H存儲單元的內(nèi)容為（ D ）。 A、0x21 B、0x68 C、0x65 D、0x02MDj紅軟基地

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