基于ARM的嵌入式硬件基础
嵌入式系统设计与开发基于ARMCortexM系列微控制器
嵌入式系统设计与开发基于ARMCortexM系列微控制器一、引言嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，通常被嵌入到更大的机器或系统中，用于控制和监视设备的运行。
在现代科技发展的背景下，嵌入式系统已经广泛应用于各个领域，如智能家居、工业自动化、医疗设备等。
而ARM Cortex-M系列微控制器则是目前嵌入式系统设计与开发中最为流行和广泛应用的处理器架构之一。
二、ARM Cortex-M系列微控制器概述ARM Cortex-M系列微控制器是由ARM公司推出的一款低功耗、高性能的32位处理器架构，广泛应用于嵌入式系统设计与开发中。
该系列微控制器具有低成本、低功耗、高性能等特点，适用于各种不同规模和复杂度的嵌入式应用。
三、嵌入式系统设计流程1. 系统需求分析在进行嵌入式系统设计之前，首先需要对系统的需求进行分析，包括功能需求、性能需求、接口需求等方面的要求。
只有明确了系统需求，才能有效地进行后续的设计工作。
2. 硬件设计硬件设计是嵌入式系统设计中至关重要的一环，包括选择合适的ARM Cortex-M系列微控制器、外围器件的选型、电路设计、PCB布局等工作。
合理的硬件设计可以保证系统稳定性和性能。
3. 软件设计软件设计是嵌入式系统设计中另一个重要的方面，包括编写程序代码、驱动程序开发、RTOS（实时操作系统）选择等工作。
良好的软件设计可以提高系统的可靠性和灵活性。
4. 系统集成与调试在完成硬件设计和软件设计后，需要对整个系统进行集成和调试工作。
通过逐步测试各个模块和整体系统，确保系统功能正常并符合需求。
四、ARM Cortex-M系列微控制器应用案例1. 智能家居在智能家居领域，ARM Cortex-M系列微控制器被广泛应用于智能灯光控制、智能门锁、智能家电等设备中，实现远程控制和自动化管理。
2. 工业自动化在工业自动化领域，ARM Cortex-M系列微控制器被应用于PLC （可编程逻辑控制器）、工业机器人、传感器网络等设备中，实现生产线自动化和智能监控。
基于ARM处理器的嵌入式系统设计
基于ARM处理器的嵌入式系统设计嵌入式系统指的是任何一种通过程序嵌入到硬件系统中，以实现特定功能的设备。
这些系统包括嵌入式计算机、嵌入式传感器、嵌入式测量设备等等。
嵌入式系统的设计必须遵循严格的硬件和软件要求，以实现高可靠性、高效性和低耗能等特性。
ARM处理器是一种高性能低功耗处理器。
由于其独特的架构和性能，ARM处理器已逐渐成为嵌入式系统中的首选处理器。
在工业控制、汽车电子、消费电子等领域中，ARM处理器已经得到广泛的应用。
基于ARM处理器的嵌入式系统设计需要注意以下几个方面：一、硬件设计嵌入式系统中，硬件设计是至关重要的。
硬件设计需要考虑到系统的高可靠性和稳定性。
在基于ARM处理器的嵌入式系统中，硬件设计需要考虑以下几点：1.选取适当的处理器。
根据系统的应用场景和性能要求，选择适当的ARM处理器。
比如，某些应用需要实现高计算性能，而某些应用则需要实现低功耗，需要选择不同的处理器。
2.电源设计。
对于嵌入式系统来说，电源设计尤为重要。
在选择电源时，需要考虑电压范围、电流要求、效率、可靠性等因素。
3.布线设计。
布线设计需要考虑到模拟信号与数字信号的分离、信号传输的完整性以及电磁干扰等问题。
4.外设设计。
根据系统的需求，需要选取合适的外设，包括存储器、通信接口、传感器接口等。
二、软件设计基于ARM处理器的嵌入式系统中，软件设计是至关重要的。
以下是一些需要注意的问题：1.Bootloader设计。
Bootloader是在系统上电时运行的第一个程序，用于初始化硬件、加载操作系统内核等。
Bootloader的设计需要考虑到硬件的初始化和操作系统内核的加载。
2.操作系统设计。
嵌入式系统中，通常会使用一些轻量级的操作系统，例如FreeRTOS、uC/OS等。
操作系统的设计需要考虑到性能、资源占用、任务优先级等因素。
3.应用程序设计。
应用程序设计需要考虑到系统的功能要求、通信协议等因素。
在应用程序设计中，需要注意代码复杂度，确保代码的可维护性和可扩展性。
基于ARM9的嵌入式Linux应用开发平台的分析与实现
基于ARM9的嵌入式Linux应用开发平台的分析与实现陈斌【摘要】随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断提高,IT行业取得了较大程度上的进步,为我国国民经济的发展以及人民生活水平的提高做出重要贡献。
尤其是近几年来,信息技术、网络技术飞速发展,IT领域不断发展与升级,在这种环境之下,嵌入式系统成为IT领域的重要焦点之一。
目前状况下,行业内存在着诸多的嵌入式系统,而在这些嵌入式系统当中,Linux最为受到青睐,这主要是因为Linux具有自身的强大优势,主要表现在三个方面,分别是元代码开放、功能强大一级级易于移植等。
就目前市场状况而言,ARM9系列的嵌入式微处理器已经成为嵌入式系统首选的处理器产品,本文就在此基础之上针对基于ARM9的嵌入式Linux应用开发平台的分析与实现进行有益探讨。
【期刊名称】《佳木斯职业学院学报》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】2页(P1-2)【关键词】嵌入式系统 ARM9 Linux应用开发平台文件系统【作者】陈斌【作者单位】铁岭师范高等专科学校【正文语种】中文【中图分类】TP316.811.嵌入式系统模型图1显示的主要是嵌入式系统的模型结构：如果从物理层面的角度对其进行一定程度上的分析，可以将嵌入式计算系统理解成一个专用的电子系统，一般情况下，这一专用的电子系统都处于一个非电子系统环境之下，且这一系统环境具有一定的复杂性。
至于这两种系统的关系，可以对其进行一定程度的抽象化处理，即具有复杂性的非电子系统是嵌入式系统的外部环境，我们将其称为被嵌入的系统。
就一般状况而言，整个系统之中所包含的嵌入式系统为多个，同时，嵌入式系统能够与外界进行直接的通信。
对于嵌入式系统而言，它能够提供一个专门的服务给被嵌入系统，这一服务主要表现为两个方面：一方面，这一服务可以表现为对外界输入的响应；另一方面，这一服务也可以是对被嵌入系统或者与之相邻的嵌入式系统数据的响应。
就如现代机电控制系统，对于这一系统而言，它是一种分布式的系统，在这种系统环境之下，各个处理单元都是通过网络进行一定程度上的连接的。
《嵌入式ARM教案》课件
《嵌入式ARM教案》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、特点和应用领域解释嵌入式系统与通用计算机系统的区别1.2 嵌入式系统的历史与发展概述嵌入式系统的发展历程介绍嵌入式系统在不同领域的应用发展情况1.3 嵌入式系统的组成与架构讲解嵌入式系统的常见架构介绍嵌入式系统的主要组成部分及其作用1.4 嵌入式系统的优势与挑战阐述嵌入式系统的优势分析嵌入式系统面临的挑战和发展趋势第二章：ARM处理器简介2.1 ARM处理器的发展历程介绍ARM公司的起源和发展历程讲解ARM处理器的发展阶段和产品系列2.2 ARM处理器的特点与优势阐述ARM处理器的特点分析ARM处理器在嵌入式系统中的应用优势2.3 ARM处理器的架构与工作原理讲解ARM处理器的架构设计介绍ARM处理器的工作原理和指令集2.4 ARM处理器的选型与评估指导如何选择合适的ARM处理器介绍评估ARM处理器性能的方法和指标第三章：嵌入式操作系统基础3.1 嵌入式操作系统的概念与分类解释嵌入式操作系统的定义和分类介绍常见的嵌入式操作系统及其特点3.2 嵌入式操作系统的核心功能与架构讲解嵌入式操作系统的核心功能阐述嵌入式操作系统的常见架构设计3.3 嵌入式操作系统的移植与优化介绍嵌入式操作系统移植的基本步骤讲解嵌入式操作系统的优化方法和技巧3.4 嵌入式操作系统的应用与案例分析分析嵌入式操作系统在实际应用中的案例探讨嵌入式操作系统的发展趋势和挑战第四章：嵌入式系统设计与开发流程4.1 嵌入式系统设计的基本原则介绍嵌入式系统设计的重要原则讲解设计过程中需要考虑的因素4.2 嵌入式系统硬件设计讲解嵌入式系统硬件设计的基本步骤和方法介绍硬件选型和硬件设计中的注意事项4.3 嵌入式系统软件设计阐述嵌入式系统软件设计的基本步骤和方法讲解软件开发工具和编程语言的选择4.4 嵌入式系统开发的流程与实践介绍嵌入式系统开发的典型流程分析实际开发过程中需要注意的问题和实践经验第五章：嵌入式系统编程基础5.1 嵌入式编程语言概述介绍嵌入式编程的常用语言及其特点分析不同编程语言在嵌入式系统中的应用场景5.2 C语言编程基础讲解C语言的基本语法和编程技巧介绍C语言在嵌入式编程中的应用和实践5.3 汇编语言编程基础介绍汇编语言的基本概念和语法讲解汇编语言在嵌入式编程中的应用和实践5.4 嵌入式编程的实践技巧讲解嵌入式编程的常见技巧和注意事项分析实际项目中遇到的问题和解决方法《嵌入式ARM教案》课件第六章：嵌入式系统硬件接口与驱动6.1 嵌入式系统硬件接口概述介绍嵌入式系统中常见的硬件接口类型讲解硬件接口的工作原理和功能6.2 UART接口与驱动编程讲解UART接口的基本概念和功能介绍UART接口的驱动编程方法和实践6.3 I2C接口与驱动编程介绍I2C接口的基本概念和协议讲解I2C接口的驱动编程方法和实践6.4 SPI接口与驱动编程讲解SPI接口的基本概念和协议介绍SPI接口的驱动编程方法和实践第七章：嵌入式系统存储与文件系统7.1 嵌入式系统存储概述介绍嵌入式系统中常见的存储设备和技术讲解存储器接口和存储器控制器的选择7.2 NAND闪存与驱动编程介绍NAND闪存的基本概念和特点讲解NAND闪存的驱动编程方法和实践7.3 NOR闪存与驱动编程讲解NOR闪存的基本概念和特点介绍NOR闪存的驱动编程方法和实践7.4 文件系统的设计与实现讲解嵌入式文件系统的设计原理介绍常见嵌入式文件系统的实现方法和实践第八章：嵌入式系统网络通信8.1 嵌入式系统网络通信基础介绍嵌入式系统网络通信的基本概念和技术讲解网络通信协议和网络架构8.2 TCP/IP协议栈与嵌入式网络应用讲解TCP/IP协议栈的基本原理和组成介绍基于TCP/IP协议栈的嵌入式网络应用实践8.3 Wi-Fi通信模块与驱动编程介绍Wi-Fi通信模块的基本概念和功能讲解Wi-Fi通信模块的驱动编程方法和实践8.4 蓝牙通信模块与驱动编程讲解蓝牙通信模块的基本概念和功能介绍蓝牙通信模块的驱动编程方法和实践第九章：嵌入式系统实时性与调度策略9.1 嵌入式系统实时性概述讲解嵌入式系统实时性的概念和重要性介绍实时系统的分类和实时性要求9.2 嵌入式调度策略与算法讲解嵌入式系统的调度策略和算法分析不同调度策略的优缺点和适用场景9.3 实时操作系统（RTOS）简介介绍实时操作系统的基本概念和特点讲解RTOS在嵌入式系统中的应用和实践9.4 实时调度器的实现与优化讲解实时调度器的实现方法和流程介绍调度器的优化技巧和注意事项第十章：嵌入式系统项目管理与实践10.1 嵌入式系统项目管理概述介绍嵌入式系统项目管理的概念和重要性讲解项目管理工具和方法在嵌入式系统中的应用10.2 项目需求分析与规划讲解项目需求分析和规划的方法介绍需求文档编写和项目进度管理的实践经验10.3 嵌入式系统开发的实践技巧讲解嵌入式系统开发中的实践技巧和注意事项分享实际项目开发中的经验和最佳实践10.4 项目验收与维护介绍项目验收的标准和方法讲解项目维护和升级的策略与实践《嵌入式ARM教案》课件第十一章：嵌入式系统安全与加密技术11.1 嵌入式系统安全概述讲解嵌入式系统安全的重要性介绍常见的嵌入式系统安全威胁和攻击手段11.2 加密技术在嵌入式系统中的应用介绍加密技术的基本原理和算法讲解加密技术在嵌入式系统中的应用场景和实践11.3 安全存储与传输讲解如何在嵌入式系统中实现安全存储和传输介绍常见的加密存储和传输技术及其实现方法11.4 安全认证与授权讲解嵌入式系统中的安全认证和授权机制介绍常见的认证和授权方法及其在嵌入式系统中的应用第十二章：物联网与嵌入式系统的融合12.1 物联网概述介绍物联网的概念、架构和应用领域讲解物联网与嵌入式系统的关联和融合趋势12.2 物联网协议与技术讲解物联网中常用的通信协议和技术介绍物联网协议栈和网络架构12.3 物联网在嵌入式系统中的应用案例分析物联网在嵌入式系统中的应用案例探讨物联网技术在嵌入式系统中的实践经验和挑战12.4 物联网安全与隐私保护讲解物联网安全的重要性和挑战介绍物联网中的安全技术和隐私保护措施第十三章：嵌入式系统在智能家居的应用13.1 智能家居系统概述介绍智能家居系统的概念、架构和应用讲解智能家居系统与嵌入式系统的关联和融合13.2 智能家居设备与控制讲解智能家居设备的选择和控制方法介绍智能家居设备的嵌入式系统设计和开发实践13.3 智能家居平台的构建与优化讲解智能家居平台的构建方法和实践介绍智能家居平台的优化技巧和注意事项13.4 智能家居安全与隐私保护讲解智能家居系统中的安全问题和隐私保护需求介绍智能家居系统中的安全技术和隐私保护措施第十四章：嵌入式系统在工业控制的应用14.1 工业控制系统概述介绍工业控制系统的概念、架构和应用领域讲解嵌入式系统在工业控制中的应用和重要性14.2 工业控制设备与接口讲解工业控制设备的选择和接口技术介绍工业控制设备的嵌入式系统设计和开发实践14.3 工业控制协议与通信讲解工业控制中常用的通信协议和技术介绍工业控制协议的实现和通信实践14.4 工业控制系统的安全性与优化讲解工业控制系统中的安全问题和优化需求介绍工业控制系统中的安全技术和优化措施第十五章：嵌入式系统在自动驾驶的应用15.1 自动驾驶系统概述介绍自动驾驶系统的概念、架构和应用前景讲解嵌入式系统在自动驾驶中的应用和挑战15.2 自动驾驶感知与决策讲解自动驾驶系统中的感知技术和决策算法介绍嵌入式系统在自动驾驶感知和决策中的应用15.3 自动驾驶控制与执行讲解自动驾驶系统中的控制技术和执行策略介绍嵌入式系统在自动驾驶控制和执行中的应用15.4 自动驾驶安全与伦理问题讲解自动驾驶系统中的安全问题和伦理挑战介绍自动驾驶系统中的安全技术和伦理指导原则重点和难点解析1. 嵌入式系统的基本概念、特点和应用领域。
基于ARM的嵌入式系统设计硕士学位论文
硕士学位论文基于ARM的嵌入式系统设计第一章摘要嵌入式系统以其小型、专用、易携带、可靠性高的特点，已经在各个领域得到了广泛的应用，如军事国防、消费电子、通信设备、工业控制等。
嵌入式处理器内嵌实时操作系统(RTOS)，具有实时性、低成本、小型化、专用化和高可靠性，克服了传统的基于单片机控制系统功能不足和基于PC的系统非实时性的缺点。
随着嵌入式系统软硬件技术的飞速发展，其应用领域必将更为广阔，嵌入式系统的研究将会有非常广泛的前景。
本课题的目的就是研究适用于学校教学的嵌入式系统平台，这对于提高对嵌入式系统的理解具有重要意义。
本课题以嵌入式系统设计原理和实际应用为核心，从理论上和技术方法上开展了一系列研究。
主要工作有: 1、全面系统地概述了嵌入式系统的发展过程和分类，及其在各个领域内的应用，以及嵌入式系统的发展方向;2、基于嵌入式系统设计原理的嵌入式开发平台的设计的总体方案，从硬件和软件两个方面讲述了嵌入式系统的设计思想和方法，及其可行性的论证;3、嵌入式系统硬件平台的设计与调试，着重叙述了硬件平台的整体设计方案，包括各个设计模块的选型与接口电路的设计;4、嵌入式系统所采用的操作系统的移植与调试，详细讲叙了µC/OS-II实时操作系统在基于LPC2136的嵌入式控制器硬件平台上的移植过程及注意事项;5、对µC/OS-II内核实时性能进行了深入的分析，通过实际测试得出了在特定条件下µC/OS-II的实时响应参数。
6、在后继的工作中，我们还要在实时嵌入式操作系统的基础上完成对操作系统的扩展以及对各个模块的驱动。
总之，本文完成了嵌入式系统的硬件平台构架、实时嵌入式操作系统的移植，为今后嵌入式系统的后继开发提供了一个嵌入式平台。
关键词:嵌入式系统ARM RTOS µC/OS-II第二章AbstractWith the development of IT network technology, embedded system shows a new direction of technology development. Embedded system has been applied in military, electronics, communication, industrial control and so on, with respect to its small size, high performance, low cost, high reliability and oriented object program.Embedded controller with RTOS gets over the traditional microcontroller and the disadvantage of the un-real time specialty base on pc, instead it is real-time, low cost ,miniaturized ,customized ,and high dependability. It also has a broad foreground , along with the fast development of hardware of embedded system .This intention of this topic is designing the embedded system, which is important for enhancing the understanding of embedded system. The research is highlighted in both design theory and applications of embedded system, which extended its developments. This paper is organized into six parts:1. This article essentially introduced the development of embedded system, its classification, applications in numerous areas, and its development orientation.2. The second chapter covers the general design of the embedded system, based on the elements of embedded system design. then it shows the devise ideology and methods in either hardware or software, and the demonstration of its accessibility.3. The third chapter gives out the hardware of the embedded system, including design, test and implementation of each module, as well as their interface circuitry.4. The forth chapter introduces the process and attentions of RTOS µC/OS-II, when explanted to the LPC2136 embedded controller hardware platform.5. It covers a in-dept analyzing in the real-time performance in μC/OS-II core, as well as the real time respond parameter in the very condition.6. In the future, we will expand the operation system based on RTOS, and derivations of each module.In a word, the article provides keen insight into the platform architecture of hardware and explants of the RTOS, in addition to affording an embedded platform for the subsequence developments.Key word: embedded system ARM RTOS µC/OS-II目录第一章绪论......................................................................... 错误!未定义书签。
基于ARM的嵌入式测控硬件平台设计的开题报告
基于ARM的嵌入式测控硬件平台设计的开题报告一、选题背景随着物联网技术的不断发展和嵌入式技术的应用，现代工业生产不断追求智能化、自动化和数据化。
测控硬件平台在其中扮演着重要的角色，它是指通过各种传感器等设备采集现场数据并进行处理，提供一系列功能，如数据存储、实时监测、远程控制等。
嵌入式测控硬件平台具有结构紧凑、功耗低、性能高等特点，通常用于工业控制、环境监测、智能家居等领域。
本文将基于ARM架构的嵌入式系统，设计一个测控硬件平台，主要包括硬件设计和软件开发两个部分。
硬件部分包括主控芯片选择、外设模块接口设计、系统电路组成等方面；软件部分则包括系统移植、驱动程序开发、系统测试等内容。
二、项目内容1.硬件设计（1）主控芯片的选择考虑ARM架构的应用广泛，本文选择ARM作为主控芯片。
具体来说，选择一款性能较高，常用的ARM Cortex-M系列芯片。
（2）外设模块接口设计测控硬件平台需要与各种传感器、数据存储设备等外设连接，在设计时需要考虑外设的接口标准、数据传输速率等指标，以保证系统的稳定性和可靠性。
（3）系统电路组成通过对外设接口的设计，进一步构建系统电路，包括电源保护电路、时钟电路、复位电路等。
2.软件开发（1）系统移植在确定了硬件平台的组成之后，需要将系统移植到硬件平台上。
针对ARM Cortex-M系列芯片的特殊体系结构和寄存器结构，需要对系统进行移植和适配。
（2）驱动程序开发考虑到测控硬件平台需要与各种传感器等外设设备进行通信，需要编写相应的驱动程序。
这些驱动程序需要支持各种通信协议，例如SPI、I2C、UART等。
（3）系统测试完成了系统移植和驱动程序开发后，需要对系统进行测试，对各种功能进行评估和验证，以保证系统的可用性和可靠性。
三、选题目的和意义本文的主要目的是基于ARM架构的嵌入式系统，设计一个测控硬件平台。
这种硬件平台可以广泛应用于各个领域，如工业控制、航空航天、智能家居、环境监测等。
基于ARM7的嵌入式水质监测系统硬件设计
１ 监 测 系 统 、
１１监测 系统 的总体 设计 ．
测 端组 成 ． 端监 测端 的核心设 备 是 远端 监 测仪 ． 远 各远 控终 端检 测 到的报 警信 息 。 给予 报警 提示 。这样 ， 将 监 端 监 测 仪 与 监 测 中心 计 算 机 通 过 以太 网 接 口组 成 控 中心 就可 以实 时直观 地 掌握水 质 的动态 信息 。监 控
Ｖ Ａ （ 可通 Ｉｔ ｔ 连 ） Ｌ Ｎ 也 ｎｅ ｍｅ 相 ，终 端 之 间 的数 据 通 过 中心配 备 的大型数 据库 ．可 同时 对水 质相 关 的数 据 进 Ｔ ＰＩ Ｃ／ Ｐ协议 进行通 讯 ‘
１ ． ． 些 卜
行记 录 和存储 。 以便进行 数据查 询 。 除接 收远程 监控 终 端 的上传 数据 外 ．监控 中 心还应 具有 下发 调度命 令 和 远 程配 置参数 等 功能
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
的实验 室手工 分析 方法 ．这 种水 质 监测存 在 着很 多 问 度 ． 通过 Ｒ ２ ２总 线接 口将 其 他仪 器 采集 的数据 通 并 Ｓ３ 题。 如水 质监 测 点 少 、 现场 监 测 能 力低 ， 能及 时 掌握 过处 理器 处理 后打包 发送 到 上位机 服务 器 ．并 可 以接 不 水 污染 事故 和水质 突变 情况 ：同时水 质监 测 信息 处理 收上 位机 发送 的指 令 ． 进行 相关 操作 。 实时性 差 。 能满 足新 时期水 资源 管理保 护 的要求 。 不 １ ． 视仪 ． １监 ２
arm课后习题及答案
第 1 章嵌入式系统基础1. 什么是嵌入式系统？它由哪几部分组成？有何特点？写出你所想到的嵌入式系统。
答：(1)定义：国内对嵌入式系统的一般定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，从而能够适应实际应用中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。
(2)组成：嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统和应用软件等几部分组成。
(3)特点： a. 软硬件一体化，集计算机技术、微电子技术、行业技术于一体；b. 需要操作系统支持，代码小，执行速度快；c. 专用紧凑，用途固定，成本敏感；d. 可靠性要求高；e. 多样性，应用广泛，种类繁多。
(4)嵌入式系统：个人数字助理(PDA、机顶盒(STB、IP电话。
2. 嵌入式处理器分为哪几类？答：( 1、低端的微控制器( MicroController Unit,MCU 、；( 2、中高端的嵌入式微处理器( Embeded MicroProcessor Unit,EMPU 、；(3)通信领域的DSP处理器(Digital Signal ProcessorQSP );(4、高度集成的片上系统( System on Chip,SoC、。
3. ARM英文原意是什么？它是一个怎样的公司？其处理器有何特点？答：(1、英文原意：Advaneed RISC Machines。
高级精简指令集机器。
(2)公司简介：该公司是全球领先的16/32位RISC微处理器知识产权设计供应商，通过将其高性能、低成本、低功耗的RISC微处理器、外围和系统芯片设计技术转让给合作伙伴来生产各具特色的芯片。
ARh公司已成为移动通信、手持设备、多媒体数字消费嵌入式解决方案的RISC标准。
(3)其处理器特点： a. 小体积、低功耗、低成本而高性能； b.16/32 位双指令集； c. 全球的合作伙伴众多。
4. 什么是实时系统？它有哪些特征？如何分类？答：(1)实时系统的定义：实时系统(Real Time System)是指产生系统输出的时间对系统至关重要的系统。
ARM9系统的硬件设计
ARM9系统的硬件设计ARM9系统的硬件设计指的是基于ARM9内核的嵌入式系统的硬件组成和设计方法。
ARM9是英国ARM公司推出的第九代32位内核处理器，被广泛应用于移动设备、嵌入式系统、消费电子产品等领域。
下面将详细介绍ARM9系统的硬件设计内容。
一、ARM9系统硬件设计的基本原则1.系统性能和功耗平衡：硬件设计要充分考虑系统性能和功耗之间的平衡，尽量在不影响系统性能的情况下降低功耗。
2.硬件模块化设计：将整个系统划分为多个模块，每个模块负责特定的功能，便于维护和升级。
3.充分利用硬件资源：合理利用硬件资源，提高系统的性能和效率。
4.合理布局和连接：设计时应合理布局硬件组件和引脚连接，减少信号干扰和传输延迟。
5.异常处理：系统设计要考虑到异常情况的处理，保证系统的稳定性和可靠性。
二、ARM9系统硬件设计的基本组成1.处理器：ARM9内核的处理器是系统的核心部件，负责执行指令和控制系统运行。
2.存储器：包括RAM、ROM和闪存等，用于存储指令和数据，RAM用于存储工作数据，ROM和闪存用于存储软件和操作系统。
3.外设接口：包括串口、并口、USB接口等，用于与外部设备通信。
4.时钟和定时器：时钟提供系统的时序和时基，定时器用于定时和计数。
5.中断控制器：用于处理外部中断和异常，保证系统的正常运行。
6.显示控制器：用于控制和管理显示设备，如LCD显示屏。
7.输入输出设备：如触摸屏、键盘、鼠标等，用于用户与系统的交互。
8.电源管理：包括电源管理单元和电源管理软件，用于控制和管理系统的电源消耗。
三、ARM9系统硬件设计的关键技术1.PCB设计：根据系统需求和硬件组件的布局，设计合适的PCB板，保证信号传输的稳定和可靠。
2.时钟设计：根据系统需求设计合适的时钟方案，保证系统的协调和同步。
3.内存管理：根据系统的存储需求，选择适当的存储器类型和容量，合理划分存储区域。
4.性能优化：通过合理的硬件配置和系统参数调整，提高系统的运行速度和性能。
单片机与嵌入式系统原理第12章 基于ARM内核的STM32系列嵌入式微控制器及应用
2个12位 ADC(1us) 温度传感器
2个12位 ADC(1us) 温度传感器
2~3个12位 ADC(1us) 温度传感器
1个12位 ADC(1us) 温度传感器
1个12位 ADC(1us) 温度传感器
USB2.0 OTG全速
USB2.0 OTG全速
USB 2.0 全速
USB 2.0 全速
2xCAN Ethemet 2.0B IEEE1588
2xCAN 2.0B
CAN 2.0B
1~2个 专用 PWM
ST公司STM32产品线
第12章 基于ARM内核的STM32系列嵌入式微控制器及应用
12.3 STM32F103xx系列微控制器简介
第12章 基于ARM内核的STM32系列嵌入式微控制器及应用
12.4 STM32的A/D转换器及应用
第12章 基于ARM内核的STM32系列嵌入式微控制器及应用
STM32主要应用场合包括：替代绝大部分10元以上的8位或16位单片机的应 用；替代目前常用的嵌入Flash的ARM7微控制器的应用；与简单图形及语音相 关的应用；与小型操作系统相关的应用；与较高速度要求相关的应用；与低功 耗相关的应用。
第12章 基于ARM内核的STM32系列嵌入式微控制器及应用
开始 单个通道
通道x 通道x 通道x … … 通道x
第12章 基于ARM内核的STM32系列嵌入式微控制器及应用
（3）扫描模式
开始 通道1 通道2
……
通道n
结束
通道1
通道2
通道3 … …
通道n
第12章 基于ARM内核的STM32系列嵌入式微控制器及应用
（4）间断模式
开始 通道1 通道2
嵌入式技术基础与实践ARMCortex-M0+KinetisL系列微控制器第三版教学设计
嵌入式技术基础与实践ARMCortex-M0+KinetisL系列微控制器第三版教学设计概述本教学设计针对嵌入式系统中最新的ARM Cortex-M0+ KinetisL系列微控制器，以及在其基础上进行应用开发的相关技术进行深入探究。
该教学设计包括理论方面的基础知识，如嵌入式系统的本质、ARM体系结构、微控制器基础知识等，同时也包含相关的实践练习，如KinetisL系列微控制器的使用、调试以及应用开发等。
教材与教具教材1.《ARM Cortex-M0+架构与编程》2.《嵌入式技术基础》3.《嵌入式系统设计与开发》教具1.NXP官方提供的KinetisL系列微控制器评估板2.Keil MDK ARM 软件开发环境3.J-Link调试器4.MATLAB/Simulink教学目标1.理解嵌入式系统的本质以及其在现代工业中的应用。
2.了解ARM Cortex-M0+基本架构以及内部模块的作用。
3.掌握KinetisL系列微控制器的使用方法以及其特性与应用场景。
4.掌握Keil MDK ARM 软件开发环境的使用方法。
5.能够通过使用J-Link调试器进行嵌入式系统的调试以及应用开发等操作。
6.能够使用MATLAB/Simulink进行嵌入式控制系统的设计和模拟。
教学内容和计划第一章、嵌入式技术基础1.1 嵌入式技术的应用场景和特点（4学时）1.2 嵌入式系统的组成部分以及基本构成（6学时）第二章、ARM Cortex-M0+简介2.1 ARM Cortex-M0+体系结构的简要介绍（2学时）2.2 ARM Cortex-M0+内部模块和控制寄存器（4学时）2.3 ARM Cortex-M0+与其他微控制器的差异（4学时）第三章、KinetisL系列微控制器的使用3.1 KinetisL系列微控制器的芯片架构和特性（4学时）3.2 KinetisL系列微控制器的寄存器和存储器映射（6学时）3.3 KinetisL系列微控制器的通信接口和时钟模块（4学时）第四章、Keil MDK ARM软件开发环境的使用4.1 Keil MDK ARM软件开发环境的介绍（2学时）4.2 Keil MDK ARM软件开发环境的搭建（6学时）第五章、J-link调试器的使用5.1 J-Link调试器的介绍和基本原理（2学时）5.2 J-Link调试器的使用方法（4学时）5.3 J-Link调试器在嵌入式系统调试中的应用（4学时）第六章、MATLAB/Simulink在嵌入式系统中的应用6.1 MATLAB/Simulink在嵌入式系统中的应用简述（2学时）6.2 基于Simulink进行KinetisL应用程序的设计（6学时）6.3 基于MATLAB/Simulink进行嵌入式系统模拟开发（4学时）教学方法本教学设计主要采用讲授+实践相结合的教学方法，对于每个章节的理论部分，将会通过教室讲授的方式进行教育，而对于实践部分，将会为学生提供相关的资源和硬件设备，让学生通过自己的操作来学习。
ARM9嵌入式系统设计基础教程课程设计
ARM9嵌入式系统设计基础教程课程设计课程背景随着科技的发展和人们对生活质量要求的提高，嵌入式技术（Embedded System）在各行各业中得到了越来越广泛的应用。
嵌入式系统作为一种特殊的计算机系统，已经在家电、汽车、医疗、工业控制等领域崭露头角。
ARM9嵌入式系统是目前应用最广泛的一种嵌入式系统，其性能稳定、易于开发、兼容性强等优点让它成为众多企业和开发者的首要选择。
本课程以ARM9嵌入式系统为主要研究对象，旨在教授ARM9嵌入式系统设计基础知识，为学生提供嵌入式系统开发的技术支持和实践操作经验。
教学目标1.掌握ARM9嵌入式系统设计的基础知识，包括ARM体系结构、ARM处理器、电路设计等；2.学习嵌入式系统开发所需的编程语言和工具，包括C语言、汇编语言和keil MDK等；3.学习ARM9嵌入式系统中常用的外设，包括串口、SPI、I2C等；4.掌握基本的嵌入式系统开发流程和调试方法。
教学内容第一章 ARM体系结构1.ARM体系结构概述2.ARM的寄存器组织与功能3.ARM的指令系统4.ARM的异常处理第二章 ARM处理器1.ARM的微架构和流水线结构2.ARM的存储访问方式3.ARM的中断和异常处理4.ARM的外设接口和总线控制器第三章嵌入式系统开发工具1.keil MDK介绍2.C语言编程基础3.汇编语言编程基础4.嵌入式系统的调试方法第四章 ARM9嵌入式系统外设的设计和应用1.串口应用2.SPI应用3.I2C应用4.中断应用实验环节1.ARM9嵌入式系统的基本操作2.嵌入式系统空中升级功能设计3.基于keil MDK的ARM9单片机系统串口通信模块驱动程序设计4.基于keil MDK的ARM9单片机系统SPI通信模块驱动程序设计5.基于keil MDK的ARM9单片机系统I2C通信模块驱动程序设计实际效果学生通过本课程的学习和实践，在ARM9嵌入式系统设计方面获得了基本的理论知识和实践经验，能够独立完成基于ARM9嵌入式系统的嵌入式系统设计开发，为企业和个人发展奠定了扎实的技术基础。
基于ARM芯片的小型嵌入式系统设计与程序开发
基于ARM芯片的小型嵌入式系统设计与程序开发随着技术的飞速发展，越来越多的小型嵌入式设备出现在我们的生活中，如智能手表、智能家居、智能车等，这些设备都需要嵌入式系统的支持。
而基于ARM芯片的小型嵌入式系统，具有低功耗、高性能、易于开发和广泛应用等优点，成为了当前最为流行和常用的嵌入式系统之一。
基于ARM芯片的小型嵌入式系统设计需要考虑以下几个方面：首先，要根据嵌入式设备的不同使用场景，确定合适的芯片型号和外围器件，以保证系统的稳定性和性能。
ARM芯片的种类很多，如Cortex-M3、Cortex-M4、Cortex-A53等，不同芯片具有不同的处理能力和功耗。
因此，在选择芯片型号时，需要考虑到嵌入式设备的具体应用场景，如是否需要高性能处理、是否需要低功耗等。
其次，需要根据系统的需求（如需要哪些功能，需要支持哪些接口等），进行硬件电路设计，确定适当的外围器件。
硬件电路设计包括各种传感器、存储器、通讯接口等，其中，存储器和通讯接口是非常重要的一部分。
存储器主要用于存储程序代码和数据，而通讯接口则用于与外部设备进行通讯。
因此，在进行硬件电路设计时，需要考虑到存储器容量大小和通讯接口的类型和数量等。
最后，进行开发板的设计和制作，在开发板上安装合适的软件操作系统，如uC/OS、FreeRTOS等，并进行程序开发。
程序开发主要包括开发设备驱动程序、编写应用程序和测试程序等。
在ARM芯片上开发程序，可以使用Keil等集成开发环境（IDE）进行程序开发和调试，也可以使用GNU工具链进行程序开发。
总之，基于ARM芯片的小型嵌入式系统设计需要进行硬件电路设计、开发板设计和软件程序开发等多个方面的工作。
虽然工作量比较大，但随着市场需求的不断增加，基于ARM芯片的小型嵌入式系统已成为未来的趋势。
ARM嵌入式系统基础教程第2版习题答案-周立功
第1章嵌入式系统概述(1)举出3个本书中未提到的嵌入式系统的例子。
答：键盘、鼠标、扫描仪。
(2)什么叫嵌入式系统？答：嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。
(3)什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？答：嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。
分为3类: 1.注重尺寸、能耗和价格；2.关注性能；3.关注全部4个需求——性能、尺寸、能耗和价格。
(4)什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？答：嵌入式操作系统是操作系统的一种类型，是在传统操作系统的根底上参加符合嵌入式系统要求的元素开展而来的。
原因：1.提高了系统的可靠性；2.提高了开发效率，缩短了开发周期。
3.充分发挥了32位CPU的多任务潜力。
第2章ARM7体系结构1.根底知识(1)ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么？答：T:高密度16位Thumb指令集扩展；D:支持片上调试；M : 64位乘法指令；I: Embedded ICE硬件仿真功能模块。
(2)ARM7TDMI采用几级流水线？使用何种存储器编址方式？答：3级流水线；字节编址方式。
(3)ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别？答：ARM处理器模式表达在不同存放器的使用上；ARM处理器状态表达在不同指令的使用上。
(4)分别列举ARM的处理器模式和状态？答：ARM的处理器模式：用户模式、系统模式、管理模式、中止模式、未定义模式、中断模式、快速模式；ARM的处理器状态:ARM状态、Thumb状态。
(5)PC和LR分别使用哪个存放器？答：PC:R15 ; LR:R14。
(6)R13存放器的通用功能是什么？答：堆栈指针SP。
(7)CPSR存放器中哪些位用来定义处理器状态？答：位31~28 : N、Z、C、V,条件代码标志位；27~8:保存位；7~0 : I、F、T、M4~0,控制标志位。
(8)描述一下如何禁止IRQ和FIQ的中断。
答：当控制位I置位时，IRQ中断被禁止，否那么允许IRQ中断使能；当控制位F 置位时，FIQ中断被禁止，否那么允许FIQ中断使能。
嵌入式系统开发基础——基于ARM微处理器和Linux操作系统课后习题答案
printf(“The sum of array is %d”, HE);
}
//huibian.s
AREAASM, CODE, READONLY
EXPORTsum
sumMOVR2, #0
LOOPLDRR3, [R0], #4
ADDR2, R2, R3
SUBR1, R1, 1
2-1略。
2-2略
2-3略
2-4按照要求完成以下操作。
（1）创建文件夹test。
mkdir test
（2）进入test目录。
cd test
（3）在test目录下用Vi编辑一个新文件test.c，其内容如下：
#include <stdio.h>
intmain()
{
int a,i=0;
a=0;
while(i<20)
}
（1）如果上述文件在同一个目录，请编写Makefile文件。
（2）如果按照下面的目录结构存放文件，请编写Makefile文件。
|---bin存放生成的可执行文件
|---obj存放.o文件
|---include存放display1.h和display2.h文件
|---src存放main.c、display1.c、display2.c和Makefile
（3）将内核映像和根文件系统映像从Flash存储器上读到RAM空间中。
（4）为内核设置启动参数。
（5）调用内核。
3-3答：
1.数据结构file_operations
2.设备注册：驱动程序模块通过函数register_chrdev来完成内核的注册。
3.设备卸载：驱动程序模块通过函数unregister_chrdev来完成内核的卸载。
嵌入式系统原理及应用基于arm-cortexm4体系结构
嵌入式系统原理及应用基于arm-cortexm4体系结构1. 引言1.1 概述嵌入式系统是指嵌入到其他设备中的计算机系统，它具有高度集成、可靠性强和功耗低等特点。
随着科技的不断发展和进步，嵌入式系统在各个领域得到了广泛的应用，包括但不限于消费电子产品、医疗设备、交通工具以及智能家居等。
本文将重点介绍基于ARM Cortex-M4体系结构的嵌入式系统原理及应用。
ARM Cortex-M4是一种32位RISC处理器架构，被广泛应用于微控制器（MCU）领域。
通过对ARM Cortex-M4架构的详细介绍，我们可以深入了解其特点和优势，并在后续章节中探讨如何实际开发嵌入式系统。
1.2 文章结构本文分为以下几个部分：第二部分将概述嵌入式系统的定义，并讨论其特点和应用领域。
我们将从整体上了解什么是嵌入式系统以及它们在现实生活中扮演的角色。
第三部分将详细介绍ARM Cortex-M4架构。
我们将对ARM体系结构进行概览，并重点讨论Cortex-M系列的特点和分类。
接着，我们将深入研究Cortex-M4架构以及其独特的特性。
第四部分将介绍嵌入式系统开发流程和工具链。
我们将概述嵌入式开发的一般流程，并讨论如何选择和配置合适的嵌入式开发工具链。
此外，我们还会提供一些关于开发板硬件选择和选型指南的实用信息。
第五部分将通过应用案例分析和实践，展示嵌入式系统在不同领域中的具体应用。
我们将着重介绍实时操作系统（RTOS）在嵌入式开发中的应用、传感器与嵌入式系统集成设计实例以及基于ARM Cortex-M4的音频处理应用案例。
最后，第六部分是本文的结论部分，我们将对全文进行总结并提出进一步研究和应用的展望。
1.3 目的本文旨在深入探讨基于ARM Cortex-M4体系结构的嵌入式系统原理及应用。
通过对该体系结构的详细介绍和相关案例分析，读者能够更好地了解嵌入式系统在各个领域中的实际运用方式，并且为他们在嵌入式系统开发中提供指导和帮助。
基于ARM的硬件系统设计
基于ARM的硬件系统设计ARM（Advanced RISC Machines）是一种低功耗、高性能的处理器架构，其广泛应用于移动设备、嵌入式系统和嵌入式智能设备等领域。
基于ARM的硬件系统设计是指使用ARM架构进行系统设计和开发的过程，包括处理器选型、外围设备的接口设计、电源管理、系统集成等方面。
首先，在进行基于ARM的硬件系统设计时，选择合适的ARM处理器是至关重要的。
ARM处理器具有低功耗、高性能和灵活的特性，可满足不同应用场景的需求。
常用的ARM处理器有Cortex-A系列、Cortex-R系列和Cortex-M系列。
Cortex-A系列适用于高性能应用，如智能手机、平板电脑和网络服务器等；Cortex-R系列适用于实时应用，如汽车电子系统和工业自动化等；Cortex-M系列适用于低功耗、低成本的嵌入式系统，如物联网设备和传感器节点等。
根据需求选择合适的ARM处理器，是设计一个成功的基于ARM的硬件系统的关键。
其次，在设计基于ARM的硬件系统时，外围设备的接口设计也是一个重要的考虑因素。
ARM处理器通常具有多个接口，如UART、SPI、I2C、USB等，用于与外部设备进行通信。
根据具体的需求，选择合适的接口进行设计，并考虑接口的带宽、电压和时序等参数。
同时，还需要考虑外围设备的驱动程序的开发和集成，以确保系统的稳定和可靠性。
此外，电源管理也是基于ARM的硬件系统设计中的一个重要方面。
ARM处理器通常具有多种低功耗模式，如休眠模式、睡眠模式等，可以帮助减少系统功耗。
设计者需要合理地利用这些低功耗模式，并选择合适的电源管理器件，如电源管理IC和DC-DC转换器等，以实现系统的高效能管理。
电源管理的优化可以延长系统的续航时间，提高系统的可靠性。
最后，基于ARM的硬件系统设计还需要考虑系统的集成和测试。
设计者需要将不同的硬件模块进行连接，进行信号的传输和处理。
在集成过程中，需要对系统进行多层次的验证和测试，以确保设计的正确性和稳定性。
基于ARM的嵌入式工业控制系统设计
基于ARM的嵌入式工业控制系统设计嵌入式工业控制系统是一种基于ARM（Advanced RISC Machines）的嵌入式系统，用于监控和控制工业过程。
ARM是一种精简指令集（RISC）微处理器架构，通常用于低功耗低成本的嵌入式系统。
嵌入式工业控制系统通常用于监控和控制工厂、机械设备、物流系统等工业过程。
它们可以采集传感器数据，执行实时控制算法，并与其他设备进行通信。
这些系统通常需要高可靠性、实时响应和低功耗。
ARM架构在嵌入式系统中非常受欢迎，因为它具有以下优点：1.低功耗：ARM处理器在功耗方面表现出色，这对于嵌入式系统而言非常重要，因为它们通常需要长时间运行，并且需要尽量减少能源消耗。
2.高性能：尽管ARM处理器相对较小，但它们可以提供出色的性能。
ARM的指令集是精简的，可以执行高效的算法，并且具有高速缓存和优化的流水线架构，这使得ARM处理器在嵌入式系统中的性能表现出色。
3.易于集成：ARM处理器具有可扩展性，可以很容易地与其他硬件组件集成。
这对于嵌入式系统设计来说非常重要，因为工业控制系统通常需要与传感器、执行器、通信模块等多个硬件组件进行集成。
4. 开发工具和生态系统：ARM有着丰富的软件开发工具和生态系统支持。
开发人员可以使用许多成熟的开发工具和操作系统，如Keil、IAR 等，来开发ARM嵌入式系统。
在设计嵌入式工业控制系统时，需要考虑以下关键因素：1.系统架构：选择适当的ARM芯片和硬件平台。
根据应用需求选择适当的处理器型号、内存容量、通信接口等。
2. 实时性：工业控制系统通常需要实时响应，因此需要合适的实时操作系统（RTOS）来确保任务的及时执行。
一些流行的RTOS包括uC/OS-II、FreeRTOS等。
3. 通信接口：工业控制系统常需要与其他设备进行通信，例如传感器、执行器、PLC等。
选择适当的通信接口，如UART、SPI、I2C、Ethernet等，并使用相应的通信协议来实现数据交换。
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单通数据通道
RISC：Load/Store结构
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
RISC：精简指令集（Reduced Instruction Set Computer)
只包含最有用的指令，指令长度固定 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
CISC与RISC的数据通道
开始
IF
ID
ALU MEM REG
退出
微操作通道
CISC：寻址方式复杂
开始
IF
ID
REG ALU MEM
嵌入式系统硬件基础
RISC和CISC 冯·诺依曼体系结构和哈佛体系结构 流水线 嵌入式微处理器体系结果 总线 高速输入输出接口 输入输出设备 存储器
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，指令长度可变 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。
操作 编译
可以对存储器和寄存器进行 只能对寄存器对行算术和逻辑
算术和逻辑操作
操作，Load/Store体系结构
难以用优化编译器生成高效 采用优化编译技术，生成高效
的目标代码程序
的目标代码程序
冯·诺依曼体系结构
冯·诺依曼体系结构
指令寄存器 控制器
数据通道
输入
输出
中央处理器
存储器
程序
指令0 指令1 指令2 指令3 指令4
时间
译码 取指
执行add 译码 取指
执行sub 译码
执行cmp
指令流水线—以ARM为例
为增加处理器指令流的速度，ARM7 系列使用3级流水线. 允许多个操作同时处理，比逐条指令执行要快。
ARM Thumb
PC
PC
Fetch
从存储器中读取指令
PC - 4 PC-2
Decode
PC - 8 PC - 4
CHAPTER
2 嵌入式硬件基础
本节提要
1 嵌入式系统硬件基础 2 嵌入式系统开发环境 3 嵌入式系统硬件开发流程 4 芯片封装知识简介
如人的大脑，决定了硬件的操作模 式。通过良好的操作系统以及应用 程序，把硬件功能发挥到极至。
嵌入式系统软件部分 嵌入式系统硬件部分
如人的手、脚、神经等部位，决定 了嵌入式系统的先天功能。如运算 能力和I/O接口等。
Execute
解码指令
寄存器读（从寄存器Bank） 移位及ALU操作 寄存器写（到寄存器Bank ）
PC指向正被取指的指令，而非B MOV AND ORR EOR CMP RSB
1
2
3
4
5
6
Fetch
Decode Execute Fetch Decode Execute
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
编码长度可变，1-15字节
没有较长执行时间的指令 编码长度固定，通常为4个字节
寻址方式 寻址方式多样
简单寻址
RISC基本设计思想
减小CPI: CPUtime=Instr_Count * CPI * Clock_cycle
精简指令集：保留最基本的,去掉复杂、使用频 度不高的指令
采用Load/Store结构，有助于减少指令格式，统 一存储器访问方式
采用硬接线控制代替微程序控制
RISC:减少指令平均执行周期数
RISC的提出与发展
Load/Store结构提出： CDC6600(1963)-CRAY1(1976)
RISC思想最早在IBM公司提出，但不叫RISC， IBM801处理器是公认体现RISC思想的机器。
1980年，Berkeley的Patterson和Dizel提出RISC名词， 并研制了RISC-,实验样机。
1981年Stenford的Hennessy研制MIPS芯片。 85年后推出商品化RISC: MIPS1(1986)和SPARC
V1(1987)
典型的高性能RISC处理器
SUN公司的SPARC(1987) MIPS公司的SGI:MIPS(1986) HP公司的PA-RISC, IBM, Motorola公司的PowerPC DEC、Compac公司的Alpha AXP IBM的RS6000(1990)第一台Superscalar RISC机
Fetch Decode Execute Fetch Decode Execute Fetch Decode Execute Fetch Decode Execute Fetch Decode Fetch
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
CPI > ５，指令越复杂，CPI越大。
CISC的主要缺点
指令使用频度不均衡。
高频度使用的指令占据了绝大部分的执行时间，扩充的 复杂指令往往是低频度指令。
大量复杂指令的控制逻辑不规整，不适于VLSI工艺
VLSI的出现，使单芯片处理机希望采用规整的硬联逻辑 实现，而不希望用微程序，因为微程序的使用反而制约 了速度提高。(微码的存控速度比CPU慢5-10倍)。
软硬功能分配
复杂指令增加硬件的复杂度，使指令执行周期大大加长， 直接访存次数增多，数据重复利用率低。
不利于先进指令级并行技术的采用 流水线技术
CPUtime= Instr_Count *CPI * Clock_cycle ICRISC > IC CISC, 30%---40% CCRISC < CCCISC CPIRISC < CPICISC ， 20% 超标量、超流水线、VLIW等系统结构， 目 标在于减小CPI， 可使CPI<1
数据
数据0 数据1 数据2
哈佛体系结构
地址
指令寄存器
控制器
指令
数据通道
输入
输出
地址
CPU
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
流水线技术
流水线(Pipeline)技术：几个指令可以并行执行 • 提高了CPU的运行效率 • 内部信息流要求通畅流动
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