1ARM和嵌入式系统介绍PPT课件
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《嵌入式ARM教案》课件
《嵌入式ARM教案》PPT课件第一章：嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义介绍嵌入式系统的概念、特点和应用领域强调嵌入式系统与传统计算机系统的区别1.2 嵌入式系统的发展回顾嵌入式系统的发展历程探讨未来嵌入式系统的发展趋势1.3 嵌入式系统的组成部分介绍嵌入式系统的硬件和软件组成解释嵌入式系统中的核心部件：中央处理器（CPU）第二章：ARM处理器简介2.1 ARM处理器的发展历程介绍ARM公司的成立和发展历程讲解ARM处理器的命名规则和版本更新2.2 ARM处理器的特点阐述ARM处理器的架构和指令集特点强调ARM处理器的功耗、性能和成本优势2.3 ARM处理器的应用领域分析ARM处理器在不同领域的应用案例展望ARM处理器在未来的应用前景第三章：ARM指令集和编程3.1 ARM指令集概述介绍ARM指令集的分类和特点讲解ARM指令的格式和操作码3.2 ARM指令的执行过程分析ARM指令的取指、译码、执行和写回过程解释ARM指令的流水线结构和流水线优化3.3 ARM编程实例介绍ARM编程的基本方法和技巧提供简单的ARM编程实例，让学员了解编程过程第四章：嵌入式系统设计和开发流程4.1 嵌入式系统设计原则讲解嵌入式系统设计的关键原则强调嵌入式系统设计的灵活性和可扩展性4.2 嵌入式系统开发流程介绍嵌入式系统开发的各个阶段阐述各阶段的主要任务和注意事项4.3 嵌入式系统开发工具和环境讲解常用的嵌入式系统开发工具和软件介绍嵌入式系统开发环境搭建的步骤和方法第五章：嵌入式系统硬件设计5.1 嵌入式系统硬件设计概述介绍嵌入式系统硬件设计的基本要求强调嵌入式系统硬件设计的可靠性和稳定性5.2 嵌入式系统硬件模块设计讲解嵌入式系统中的主要硬件模块分析各个模块的功能和相互之间的关系5.3 嵌入式系统硬件设计实例提供嵌入式系统硬件设计实例让学员了解硬件设计过程和注意事项第六章：嵌入式系统软件开发6.1 嵌入式操作系统概述介绍嵌入式操作系统的概念和分类强调嵌入式操作系统在嵌入式系统中的重要性6.2 嵌入式操作系统原理讲解嵌入式操作系统的核心组件和工作原理解释嵌入式操作系统的任务调度和资源管理6.3 嵌入式软件开发介绍嵌入式软件开发的基本方法和技巧提供嵌入式软件开发实例，让学员了解开发过程第七章：嵌入式系统应用案例分析7.1 嵌入式系统在工业控制中的应用分析嵌入式系统在工业控制领域的应用案例强调嵌入式系统在提高工业生产效率方面的作用7.2 嵌入式系统在消费电子中的应用讲解嵌入式系统在消费电子领域的应用案例探讨嵌入式系统在智能家居、可穿戴设备等领域的应用前景7.3 嵌入式系统在其他领域的应用介绍嵌入式系统在医疗、交通、教育等领域的应用案例展望嵌入式系统在未来各个领域的发展趋势第八章：嵌入式系统安全与防护8.1 嵌入式系统安全概述讲解嵌入式系统安全的重要性介绍嵌入式系统面临的安全威胁和攻击手段8.2 嵌入式系统安全防护策略阐述嵌入式系统安全防护的技术和方法强调安全防护策略在提高嵌入式系统安全性方面的作用8.3 嵌入式系统安全案例分析分析典型的嵌入式系统安全案例让学员了解嵌入式系统安全防护的实践应用第九章：嵌入式系统发展趋势与挑战9.1 嵌入式系统技术发展趋势分析嵌入式系统技术的发展趋势强调创新技术和新兴领域对嵌入式系统的影响9.2 嵌入式系统面临的挑战讲解嵌入式系统在发展过程中面临的挑战探讨应对挑战的方法和策略9.3 我国嵌入式系统发展现状与展望介绍我国嵌入式系统发展的现状展望我国嵌入式系统未来的发展前景第十章：总结与展望10.1 课程回顾总结本课程的主要内容和知识点强调嵌入式ARM教案在实际应用中的重要性10.2 实践与思考鼓励学员在实际工作中运用嵌入式ARM教案的知识提出针对性的思考题，引导学员深入思考和探索10.3 未来展望展望嵌入式系统领域的未来发展趋势强调继续学习和不断提升自身能力的重要性重点解析本文教案主要围绕嵌入式ARM系统进行讲解，涵盖了嵌入式系统的概述、ARM 处理器简介、ARM指令集和编程、嵌入式系统设计和开发流程、嵌入式系统硬件设计、嵌入式系统软件开发、嵌入式系统应用案例分析、嵌入式系统安全与防护、嵌入式系统发展趋势与挑战以及课程总结与展望等内容。
ARM和嵌入式技术_培训课件_第2章.ppt
2.1 RISC体系结构
▪ RISC概论
RISC出现的结果证明使用相对较少的晶体管可设计出极 快的微处理器，而RISC处理器的产生且能在当时大量使用 的直接原因是工作站的出现。在80年代，由于PC机不能满 足图形处理和科学计算等高性能应用的需求，而大型机又 非常昂贵，因此造就了工作站这种相对便宜的台式系统。 但是，当时用于PC机的处理器不可能满足工作站的需求， 所以才大量采用RISC处理器的思想进行处理器设计。
2.1 RISC体系结构
▪ CISC体系结构
计算机体系结构描述：从用户角度看到的计算机属性， 如计算机的指令集，可见寄存器，存储器管理单元和异常处 理模式都是体系结构的一部分。 CISC（Complex Instruction Set Computer）复杂指令集计 算机。如果想要处理器运行性能更佳，那么必须首先明白在 计算机程序运行中，这些指令是如何工作的。一个普遍的误 解就是，计算机花大量时间在“计算”，也就是说，它在对 用户的数据进行算术操作。实际上，它只用很少的时间进行 这个意义上的“计算”。尽管它也做相当数量的算术运算， 但是这些运算多数需要寻址，以便找到相关数据与程序的位 置。找到用户的数据后，多数工作是把它们移来移去，而不 是进行计算。
ARM体系结构从最初开发到现在有了巨大的 改进，并仍在完善和发展。为了清楚的表达每个 ARM应用实例所使用的指令集，ARM公司定义了5 种主要的ARM指令集体系结构版本，以版本号 V1～V5表示。
2.2 ARM简介
▪ 各ARM体系结构版本——V1
该版本的ARM体系结构，只有26位的寻址空间， 没有商业化，其特点为：
2.1 RISC体系结构
▪ RISC体系结构的特点
★采用固定长度的指令格式 ★使用单周期指令，便于流水线操作执行 ★使用大量寄存器，数据处理器只对寄存器进行操作 ★采用加栽／存储指令批量传输数据，以提高数据的传输效率 ★所有的指令都可根据前面的执行结果决定是否被执行，从而 提高指令的执行效率 ★在一条数据处理指令中，可同时完成逻辑处理和移位处理两 个功能 ★在循环处理中使用地址的自动增减，提高运行效率
嵌入式系统的PPT课件
地址
指令寄存器
控制器
指令
数据通道
输入
输出
中央处理器
地址 数据
程序存储器
指令0 指令1 指令2
数据存储器
数据0 数据1 数据2
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CISC和RISC
CISC：复杂指令集（Complex Instruction Set Computer）
具有大量的指令和寻址方式 8/2原则：80%的程序只使用20%的指令 大多数程序只使用少量的指令就能够运行。 RISC：精简指令集（Reduced Instruction Set Computer) 在通道中只包含最有用的指令 确保数据通道快速执行每一条指令 使CPU硬件结构设计变得更为简单
10
CISC与RISC的数据通道
开始
IF
ID
ALU MEM REG
退出
微操作通道
开始
IF
ID
REG ALU MEM
退出
单通数据通道
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CISC的背景和特点
背景:存储资源紧缺, 强调编译优化 增强指令功能，设置一些功能复杂的指令，把一些原来由
软件实现的、常用的功能改用硬件的（微程序）指令系统 来实现 为节省存储空间，强调高代码密度，指令格式不固定，指 令可长可短，操作数可多可少 寻址方式复杂多样，操作数可来自寄存器，也可来自存储 器 采用微程序控制，执行每条指令均需完成一个微指令序列 （微程序） CPI > ５，指令越复杂，CPI越大。
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CISC与RISC的对比
类别
CISC
指令系统 指令数量很多
RISC 较少，通常少于100
执行时间 编码长度
有些指令执行时间很长，如 整块的存储器内容拷贝；或 将多个寄存器的内容拷贝到 存贮器
ARM和嵌入式技术_培训课件_第5章.ppt
应用示例（源程序）：
编译后的反汇编代码：
...
ADRL R0,Delay
...
Delay
MOV
R0,r14
...
使用伪指令将程序标号 Delay的地址存入R0
... 0x20 ADD 0x24 ADD
... 0x68 MOV
...
r1,pc,#40 r1,r1,#0
r0,r14
地址
程序代码
• ARM伪指令——中等范围的地址读取ADRL
ADRL伪指令将基于PC相对偏移的地址值或基于寄存器相对偏移的地 址值读取到寄存器中，比ADR伪指令可以读取更大范围的地址 。在汇编编 译器编译源程序时，ADRL伪指令被编译器替换成两条合适的指令。若不能 用两条指令实现，则产生错误，编译失败。
应用示例（源程序）：
第5章 ARM汇编语言程序设计
5.1 ARM伪指令
▪ 概述
ARM伪指令不属于ARM指令集中的指令，是为 了编程方便而定义的。伪指令可以像其它ARM指令 一样使用，但在编译时这些指令将被等效的ARM指 令代替。ARM伪指令有四条，分别为ADR伪指令、 ADRL伪指令、LDR伪指令、NOP伪指令。
• ARM伪指令——小范围的地址读取ADR
ADR伪指令将基于PC相对偏移的地址值或基于寄存器相对偏移的地址 值读取到寄存器中。在汇编编译器编译源程序时，ADR伪指令被编译器替 换成一条合适的指令。通常，编译器用一条ADD指令或SUB指令来实现该 ADR伪指令的功能，若不能用一条指令实现，则产生错误，编译失败。
应用示例（源程序）：
...
ADRL R0,Delay
应用示例（源程序）：
...
ADRL R0,Delay
嵌入式系统基础-第3章--ARM体系结构-PPT
N
N=1表示运算的结果为负数；N=0表示运算的结果为正
数或零
共页
41
标志位
含义
Z
Z=1表示运算的结果为零；Z=0表示运算的结果为非
零。
C
当运算结果产生了进位时（无符号数溢出），C=1；
否则C=0
V
V=1表示有溢出；V=0表示无溢出
Q
在ARM v5及以上版本的E系列处理器中，用Q标志位
指示增强的DSP运算指令是否发生了溢出。在其他版
将上图中的CPU部分叫做处理器核。
把处理器核与其通用功能模块的组 合叫做处理器。
共页
11
把在处理器基础上经芯片厂商二次开 发，以芯片形式提供的用于嵌入式系统的 产品叫做嵌入式处理器。
IP商提供的是处理器核和处理器的知 识产权，而半导体芯片生产厂商生产的则 是嵌入式处理器芯片。
世界上知名的IP商当属ARM公司和 MIPS公司。
共页
3
3.1.1 SoC与嵌入式处理器 计算机SoC的概念如下图所示：
共页
4
计算机的这种单片系统特别适合于嵌 入式应用，所以这种SoC也叫做嵌入式处 理器。
3.1.2 嵌入式处理器的研发和生产方式
宿主对象的多样化，势必决定了嵌 入式系统的多样化、个性化。
1、在SoC技术出现之前
共页
5
CPU和与其配合的接口及功能模块都 是单独的芯片。 2、在SoC技术出现之后
37
3、程序计数器R15（PC）
在ARM中，基本寄存器R15固定地作为 程序计数器来使用。为了提高程序的可读 性，也通常使用PC来标识。
4、程序状态寄存器PSR
基本寄存器R16专门用作程序状态寄 存器。同样为了提高程序的可读性，在程 序中用PSR来标识他。
1ARM和嵌入式系统介绍PPT课件
2021
14
1.1.4 ARM微处理器结构
1. RISC体系结构
有两种处理器结构： CISC与RISC CISC：大多数PC机处理器（Intel、AMD），8051单片 机，… RISC：两大主流，MIPS公司的MIPS和ARM公司的ARM。 ARM微控制器，MSP430单片机，AVR单片机，MIPS处理 器传，统…的CISC（Complex Instruction Set Computer，复杂 指令集计算机)随着计算机技术的发展，不断引入新的指令， 为支持这些指令，计算机的结构越来越复杂，然而，在CISC 指令集的各种指令中，大约有20%的指令使用率达到80%，而 其他80%指令却很少使用，显然，这种结构不合理。
前车门控 制系统
发动器控 制系统
后车门控 制系统
尾灯控制 系统
所有的控 制系统都 是一个完 整的嵌入 式系统
座椅控制 系统
2021
马达 控制器 车灯
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1.2.2 嵌入式系统发展过程
1. 嵌入式微处理器（单板计算机）
嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。在应用中，将 微处理器装配在专门设计的电路板上，只保留和嵌入式应用有关的 母板功能，这样可以大幅度减小系统体积和功耗。为了满足嵌入式 应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基 本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做 了各种增强。嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在一 块电路板上，称为单板计算机。如STD-BUS、PC104等。
▪每条数据处理指令可同时包含算术逻辑单元（ALU）的运算和移位处理， 实现ALU和移位器的最大利用；
▪使用地址自增和自减的寻址方式优化程序循环；
▪大多数指令的条件执行，实现最快速的代码执行。
ARM嵌入式系统简介PPT课件
·嵌入性：嵌入到对象体系中，有对象环境要求 ·专用性：软、硬件按对象要求裁减 ·计算机：实现对象的智能化功能 特点:1、软硬件一体化；2、代码小，速度快 3、用途固定； 4、可靠性要求高 5、应用广泛。
9
何谓嵌入式系统
广义地说
一个嵌入式系统就是一个具有特定功能或用途的 计算机软硬件集合体。
即以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬 件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、 体积、功耗严格要求的专用计算机系统 。
在工业和服务领域中，大量嵌入式技术也已经应 用于工业控制、数控机床、智能工具、工业机器 人、服务机器人等各个行业，正在逐渐改变着传 统的工业生产和服务方式
3
何谓嵌入式系统
国际芯片市场来看
据统计每年只有10-20%的计算机芯片是为台式PC 或膝上电脑而设计的。
嵌入式系统设计制造的CPU每年大概有10-20亿片。
11
何谓嵌入式系统
嵌入式处理器的分类和现状 微控制器（MCU) 数字信号处理器（DSP） 片上系统（SOC） 可编程片上系统（SOPC）
12
何谓嵌入式系统
MCU 嵌入式微控制器的典型代表是单片机，这种８
位的电子器件,目前在嵌入式设备中仍然有着极 其广泛的应用。
单片机芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、 总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行 口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash、 EEPROM等各种必要功能和外设。
DSP是运算密集处理器，一般用在快速执行算法， 用在控制比较困难场合。由于为了追求高执行效 率，不适合运行操作系统，核心代码使用汇编。
15
何谓嵌入式系统
SOC
SOC（片上系统）是IC设计的发展趋势。采用 SOC设计技术，可以大幅度地提高系统的可靠性， 减少系统的面积和功耗，降低系统成本，极大地 提高系统的性能价格比。
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何谓嵌入式系统
广义地说
一个嵌入式系统就是一个具有特定功能或用途的 计算机软硬件集合体。
即以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬 件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、 体积、功耗严格要求的专用计算机系统 。
在工业和服务领域中，大量嵌入式技术也已经应 用于工业控制、数控机床、智能工具、工业机器 人、服务机器人等各个行业，正在逐渐改变着传 统的工业生产和服务方式
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何谓嵌入式系统
国际芯片市场来看
据统计每年只有10-20%的计算机芯片是为台式PC 或膝上电脑而设计的。
嵌入式系统设计制造的CPU每年大概有10-20亿片。
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何谓嵌入式系统
嵌入式处理器的分类和现状 微控制器（MCU) 数字信号处理器（DSP） 片上系统（SOC） 可编程片上系统（SOPC）
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何谓嵌入式系统
MCU 嵌入式微控制器的典型代表是单片机，这种８
位的电子器件,目前在嵌入式设备中仍然有着极 其广泛的应用。
单片机芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、 总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行 口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash、 EEPROM等各种必要功能和外设。
DSP是运算密集处理器，一般用在快速执行算法， 用在控制比较困难场合。由于为了追求高执行效 率，不适合运行操作系统，核心代码使用汇编。
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何谓嵌入式系统
SOC
SOC（片上系统）是IC设计的发展趋势。采用 SOC设计技术，可以大幅度地提高系统的可靠性， 减少系统的面积和功耗，降低系统成本，极大地 提高系统的性能价格比。
嵌入式系统PPTPPT课件
物联网与5G技术
嵌入式系统将与云计算和边缘计算技术结 合，实现数据处理和分析能力的提升。
物联网和5G通信技术的发展为嵌入式系统 提供了更广阔的应用空间，嵌入式系统将 更加网络化、智能化。
02 嵌入式系统硬件
微控制器
微控制器是嵌入式系统的核心，它是一 种集成电路芯片，包含了计算机的基本 组成要素，如中央处理器、存储器、输
嵌入式系统PPT课件
目录
CONTENTS
• 嵌入式系统概述 • 嵌入式系统硬件 • 嵌入式系统软件 • 嵌入式系统开发流程 • 嵌入式系统应用案例 • 嵌入式系统面临的挑战与解决方案
01 嵌入式系统概述
定义与特点
定义
嵌入式系统是一种专用的计算机系统 ，主要用于控制、监视或帮助操作机 器设备。
特点
嵌入式系统在智能家居控制系统中发 挥着核心作用，通过嵌入式处理器和 相关硬件设备，实现对家庭设备的控 制和管理。
智能家居控制系统可以实现的功能包 括：远程控制、定时控制、语音控制 等，为家庭生活带来便利和舒适。
工业自动化控制系统
工业自动化控制系统是嵌入式系统的另一个重要应用领域，通过嵌入式系统技术， 可以实现生产过程的自动化和智能化。
调研市场需求
了解行业发展趋势和市场需求，为系统设计提供参考 和依据。
制定开发计划
根据需求分析结果，制定详细的开发计划，包括时间 安排、人员分工、资源需求等。
系统设计
硬件设计
根据系统需求，设计合适的硬件架构，包括 处理器、存储器、接口电路等。
软件设计
设计嵌入式系统的软件架构，包括操作系统、 中间件和应用软件等。
01
02
03
系统集成
将硬件和软件集成在一起， 形成完整的嵌入式系统。
arm与嵌入式技术培训课件第1章
▪ 微控制器在控制领域的应用，不仅引发了控制领域的一 场革命，而且引起了微处理器功能和存在形式的显著变化。 为了满足控制领域对微处理器的需求，在1976年初便出现了 与微处理器类似的产品，即微控制器，或称为微计算机，也 是国内俗称的“单片机”。
1.1 嵌入式计算机
▪ 经过发展，到80年代初微处理器及微控制器各自已发展 为一个庞大的家族，以Intel公司x86为主流的应用于个人计 算机PC的微处理器格局已形成。
了根本性的变化。例如在70年代末定义的微型计算机演变出
来的个人计算机PC，其处理速度已远远超过了当年对大、中、
小型计算机的定义。
1.1 嵌入式计算机
▪ 随着计算机技术对其它行业的广泛渗透和与其它行业应用 技术的相互结合，以应用为中心的分类方法变得似乎更加切 合实际发展。按计算机的嵌入式应用和非嵌入式应用将其分 为通用计算机和嵌入式计算机。
10 MIPs 处理器 … RISC集
惠普－康柏掌上电脑
彩色显示 200 MIPs 处理器 64MB 内存 … 袖珍型
+
=
1.2 嵌入式系统--应用范围 航海仪器的发展
地图、时钟、指南针 印刷及磁技术
无晶体管
Raytheபைடு நூலகம்n 船用航海仪器
GarminGPS定位器 约1亿个晶体管
2-3个处理器
… + 4个人造卫星!
1.2 嵌入式系统—分类
▪ 嵌入式系统按表现形式及使用硬件种类分为：
➢ 系统中使用含程序或算法的处理器的嵌入式系统为芯片级 嵌入；
➢ 系统中使用某个核心模块的嵌入式系统为模块级嵌入；
▪ 嵌入式系统按软件实时性需求分：
➢ 非实时系统（如PDA）； ➢ 软实时系统（如消费类产品）；
1.1 嵌入式计算机
▪ 经过发展，到80年代初微处理器及微控制器各自已发展 为一个庞大的家族，以Intel公司x86为主流的应用于个人计 算机PC的微处理器格局已形成。
了根本性的变化。例如在70年代末定义的微型计算机演变出
来的个人计算机PC，其处理速度已远远超过了当年对大、中、
小型计算机的定义。
1.1 嵌入式计算机
▪ 随着计算机技术对其它行业的广泛渗透和与其它行业应用 技术的相互结合，以应用为中心的分类方法变得似乎更加切 合实际发展。按计算机的嵌入式应用和非嵌入式应用将其分 为通用计算机和嵌入式计算机。
10 MIPs 处理器 … RISC集
惠普－康柏掌上电脑
彩色显示 200 MIPs 处理器 64MB 内存 … 袖珍型
+
=
1.2 嵌入式系统--应用范围 航海仪器的发展
地图、时钟、指南针 印刷及磁技术
无晶体管
Raytheபைடு நூலகம்n 船用航海仪器
GarminGPS定位器 约1亿个晶体管
2-3个处理器
… + 4个人造卫星!
1.2 嵌入式系统—分类
▪ 嵌入式系统按表现形式及使用硬件种类分为：
➢ 系统中使用含程序或算法的处理器的嵌入式系统为芯片级 嵌入；
➢ 系统中使用某个核心模块的嵌入式系统为模块级嵌入；
▪ 嵌入式系统按软件实时性需求分：
➢ 非实时系统（如PDA）； ➢ 软实时系统（如消费类产品）；
ARM嵌入式开发实例解析PPT教学课件
名公司Keil（现已并入
ARM公司）开发嵌入式
微控制器软件开发平台，
也是目前ARM嵌入式单片
机开发的主流工具。在该
软件平台中，uVision的
界面与微软VC++的界面类
似，具有友好的人机交互
环境，启动界面如右图所
示。
第18页/共28页
18
RealView MDK用户操作界面
• 在uVision开发工具链中 包含了指令模拟器，用户 可以通过使用该功能来模 拟“纯粹”的ARM嵌入式 代码，即用户不需要外部 硬件平台的支持也可以在 软件平台中模拟代码的运 行，基本的界面框架如右 图所示。
嵌入式系统开发要点
它分散在有通信连接的宿主机与目标机环境之中：
• 宿主机(Host)是一台通用计算机，一般是PC机。它通过串口或网 络连接与目标机通信。
• 目标机(Target) 可以是嵌入式应用软件的实际运行环境（可以是 能替代实际环境的仿真系统）
典型的开发环境
源程序 目标文件
第9页/共28页
可执行文件
• 优点：简单方便，不需要目标板，成本低 • 缺点：功能非常有限，无法实时调试 大多数调试工具都提供Simulator功能
第12页/共28页
• 软件调试（Debugger）（监控器方式）
主机和目标板通过某种接口（通常是串口）连接，主机 上提供调试界面，待调试软件下载到目标板上运行。
这 种 方 式 的 先 决 条 件 是 要 在 H o s t 和 Ta r g e t 之 间 建 立 起 通信联系（目标板上称为监控程序Monitor）
• 优点：纯软件，价格较低，简单，软件调试能力较强
• 缺点：需要事先烧制Monitor（往往需多次试验才能
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ARM Cortex
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A应用处理器（Application Processor ）系列 R实时控制处理（Real Time Control ）系列 M微控制器（Micro Controller ）系列
2021
10
1. ARM7微处理器系列
该系列包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、带有高速 缓存处理器宏单元的ARM720T和扩充了Jazelle的 ARM7EJ-S。该系列处理器提供Thumb 16位压缩指 令集和EmbeddedICE软件调试方式，适用于更大规 模的SoC设计中。
2021
8
1.1.3 ARM微处理器系列
ARM公司开发了很多系列的ARM处理器核，目前最 新的系列是Cortex，而ARM6核以及更早的系列已经很 罕见了。当前应用比较多的ARM处理器核系列有：
V4T版本
V5TE版本
V6版本 V7、V8版本
ARM7
ARM9
ARM9E
ARM10E
ARM11
Cortex
Intel StrongARM
Xscale
T变量代表支持16位Thumb指令集； E变量代表增强型（Enhanced）DSP算法指令。
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ARM公司在经典处理器ARM11以后的产品改用 Cortex命名，基于ARM V7、V8版本的ARM Cortex系 列产品由A、R、M三个系列组成，具体分类延续了一 直以来ARM面向具体应用设计CPU的思路。
授权，因此既使得ARM技术获得更多的第三方工具、制造、软
件的支持，又使得整个系统成本降低，使产品更容易被消费者
所接受，更具有竞争力。
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1.1.2 ARM微处理器的应用领域及特点
1. ARM微处理器的应用领域
工业：各种数控设备 无线通信领域 网络应用 消费领域：手机、平板电脑、数码相机，智能
ARM7系列广泛应用于多媒体和嵌入式设备，包括 工业控制、Internet设备、网络和调制解调器设备， 以及移动电话、PDA等无线设备。
2021
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2. ARM9微处理器系列
该系列包括ARM9TDMI、ARM920T和带有高 速缓存处理器宏单元的ARM940T。除了兼容 ARM7系列，而且能够更加灵活的设计。
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1.1.4 ARM微处理器结构
1. RISC体系结构
有两种处理器结构： CISC与RISC CISC：大多数PC机处理器（Intel、AMD），8051单片 机，… RISC：两大主流，MIPS公司的MIPS和ARM公司的ARM。 ARM微控制器，MSP430单片机，AVR单片机，MIPS处理 器传，统…的CISC（Complex Instruction Set Computer，复杂 指令集计算机)随着计算机技术的发展，不断引入新的指令， 为支持这些指令，计算机的结构越来越复杂，然而，在CISC 指令集的各种指令中，大约有20%的指令使用率达到80%，而 其他80%指令却很少使用，显然，这种结构不合理。
公司的特点是只设计芯片，而不生产。它将 技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和 OEM厂商，并提供服务。
ARM可以认为是公司名，也可以认为是一种技 术，还可以认为是一类处理器芯片。
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将技术授权给 其它芯片厂商
...
形成各具特色 的ARM芯片
目前，全世界有几十家大型半导体公司都使用ARM公司的
第一章
ARM和嵌入式系统介绍
2021
1
本章导读
嵌入式系统的应用可以说无处不在，渗 透到了我们生活的每一个角落。只要我 们是学习电类专业的，可以说离不开嵌 入式系统。
与嵌入式系统相关的知识与内容非常广 泛，可以通过多种渠道获取，本章仅仅 起到画龙点睛、抛砖引玉的作用，引导 初学者入门。
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2
目录
➢1.1 ARM微处理器概述 ➢1.2 嵌入式系统的概念 ➢1.3 嵌入式操作系统 ➢1.4 作业
2021
3
目录
➢1.1 ARM微处理器概述 ➢1.2 嵌入式系统的概念 ➢1.3 嵌入式操作系统 ➢1.4 作业
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1.1 ARM微处理器概述
1.1.1 ARM简介
ARM是Advanced RISC Machines的缩写，它是一 家微处理器行业的知名企业，该企业设计了大量高 性能、廉价、耗能低的RISC（Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机）处理器。
家电、等等 此外：安防、车载、医疗器械、通信设备
2021
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2. ARM微处理器的特点
体积小、低功耗、低成本、高性能； 支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，
能很好地兼容8位/16位器件； 大量使用寄存器，指令执行速度很快； 大多数数据操作都在寄存器中完成； 寻址方式灵活简单，执行效率高； 指令长度固定（32位或16位）。
本课程介绍的Cortex-M3内核的STM32系列微控制器，价 格低，性能高，价格2～30余元，为占领单片机市场而设计， 内置高达112个GPIO、512KB FlashROM，64KB RAM、 USB主机/从机、5个USART、SSP、IIC、SPI、CAN、3 个12位A/D、D/A、8个16位定时器、PWM、RTC，…， 3.3V电源，三级流水线，CPU速度高达72MHz。
ARM9系列主要应用于引擎管理、仪器仪表、 安全系统和机顶盒等领域。
2021
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3. ARM Cortex-A8处理器介绍
该处理器是ARM公司所开发的基于ARM v7架构的 首款应用级处理器，其特色是运用了可增加代码密 度和加强性能的技术、可支持多媒体以及信号处理 能力的NEONTM技术、以及能够支持Java和其他文 字代码语言的提前和即时编译的Jazelle@RTC技术。
众多先进的技术使其适用于家电以及电子行业等各 种高端的应用领域。
2021
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4. Cortex-M3
该处理器是首款基于ARMv7-M架构的处理器，采用了纯 Thumb-2指令的执行方式（不支持ARM指令集），具有极 高的运算能力和中断响应能力。
Cortex-M3主要应用于汽车车身系统，工业控制系统和无线 网络等对功耗和成本敏感的嵌入式应用领域。目前最便宜 的基于该内核的ARM单片机售价为1美元。