《嵌入式系统概论》PPT课件
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➢微型计算机原理与接口技术.周荷琴 吴秀清.中国科学技术 大学出版社. 2008
➢ARM Cortex-M3 权威指南，Joseph Yiu 著，宋岩译，北 京航空航天大学出版社（中英文版）
h
嵌入式系统原理与实验
6
上课时间安排：
周二：第9-10节；第1-9周；其中第6周（3月29日） 、第8周（4月19日）取消。
哈佛结构
双存储器
. 指令存储器 . 数据存储器
h
嵌入式系统原理与实验
12
微型计算机系统
以微型计算机为中心
配以相应的外围设备以及控制微型计算 机工作的软件
系统软件 应用软件
h
嵌入式系统原理与实验
13
微型计算机系统的构成
运算器
控制器
微机系统
微机 微处理器
寄存器组
系统总线
RAM
RLeabharlann BaiduM
I/O 接口
ALU
控制信号
逻辑运算：按位对数据进行与、或、 非、移位等运算。
运算结果
ALU是一个多功能的运算电路，进行何种 运算取决于由控制器发出的控制信号。
ALU由2个输入端，可同时输入两个参加 运算的数据。
在运算器中有若干个临时存放数据的寄存 器，由于存储最频繁使用的数据。
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嵌入式系统原理与实验
17
h
嵌入式系统原理与实验
10
微型计算机的构成
地址总线（AB）
CPU
存储器
I/O接口
数据总线（DB）
控制总线（CB） ROM：只读存储器 RAM：读写存储器
h
I/O设备
嵌入式系统原理与实验
11
冯.诺依曼结构和哈佛结构
冯.诺依曼
五大组成部分
. 单存储器
二进制 存储程序 控制器根据存放在存储器中的指令序列工作 普林斯顿结构
数据线路 控制信号
图1-1 计算机的基本结构
h
嵌入式系统原理与实验
9
微型计算机
以微处理器为核心
配上由大规模集成电路的存储器 （ROM/RAM）、输入／输出接口（I/O） 电路及系统总线（BUS）等所组成的计算 机。
将这些组成部分集成在一片超大规模集成 电路芯片上则构成单片微型计算机
单片机
嵌入式计算机
用作计算存储容量的单位
是所有存储器的基本存储数据单元。
记作B
1KB = 1024B
10101010
1MB = 1024KB
1GB = 1024MB
1TB = 1024GB
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嵌入式系统原理与实验
19
存储器内的数据
字（word） 一次可以直接处理的二进制数码的位数 通常取决于微处理器内部通用寄存器的位 数和数据总线的宽度
培养同学们应用计算机硬件和软件基础知识的能 力
能够利用外围芯片设计开发小规模的计算机应用 系统，为将计算机运用到现代通讯、信息处理、 自动控制与检测等领域打下坚实的基础
h
嵌入式系统原理与实验
3
学习内容
1. 概论
➢ 计算机系统概论 ➢ 中央处理器与指令系统 ➢ 存储系统
2. 8086微机系统与接口技术
存储器
CPU
辅
高
主
助
速
存
存
缓
储
储
存
器
器
高速缓存：Cache 主存储器（内存）：（RAM+ROM） 辅助存储器（外存）：磁盘、U盘、磁带、光盘等。
h
嵌入式系统原理与实验
18
存储器内的数据
位bit
计算机所能表示的最小最基本的数据单位
取值只能为0或1的一个二进制数值位
记作b
字节byte
由8个位二进制位组成
嵌入式系统原理与实验
1
大平台课程系列
嵌入式系统原理与实验
Embedded System: Principles and Experiments
主讲：田社平
h
嵌入式系统原理与实验
2
课程目标
结合Intel 80x86系列CPU以及Cortex-M3单片 机，使同学们掌握计算机组成、CPU内部结构、 存储器、常用的I/O接口、指令系统、汇编语言 等基本原理
5
参考书目：
➢Computer Organization and Architecture, 8rd edition,William Stallings. (PDF version is available)
➢计算机组成与系统结构，胡越明编著，上海交通大学出 版社
➢The 80x86 IBM PC and Compatiable Computer, 4th edition,Muhammad Ali Mazidi,..(PDF version is available)
➢ 8086微机系统原理和结构 ➢ 8086汇编语言程序设计 ➢ 典型接口芯片原理和应用
3. Cortex-M3嵌入式系统
➢ ARM Cortex嵌入式系统原理和结构 ➢ Cortex-M3中断和异常 ➢ Cortex-M3 I/O接口和扩展总线 ➢ Cortex-M3开发和调试
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嵌入式系统原理与实验
如CPU的数据总线是16位的，
1word=16bit
如CPU的数据总线是32位的，
1word=32bit
4
成绩构成： 平时（作业、出勤、实验）30％
其中：8次实验占24%，作业、出勤占6% 期中笔试 40％
笔试，开卷 期末实验 30％
上机考试，开卷
软件下载：ftp://public.sjtu.edu.cn/嵌入式系统原理与 实验
User name: sptian Password: 123456
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嵌入式系统原理与实验
周三：第3-4节；第1-16周 周四：第1-2节；第1-16周
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嵌入式系统原理与实验
7
第1章 嵌入式系统概论
计算机系统的基本构成 计算机的硬件结构 计算机软件系统 数据编码和数据运算 嵌入式系统简介
h
嵌入式系统原理与实验
8
1 计算机系统的基本构成
冯·诺依曼结构
输入
存储器 运算器
输出
控制器
I/O 接口
系统软件
I/O 设备
I/O 设备
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嵌入式系统原理与实验
14
微型计算机系统的构成
微型计算机系统
硬件系统
主机
ALU 微处理器 寄存器 存储器 控制器
总线
输入／输出接口
键盘、鼠标 显示器 外部设备 软驱、硬盘、光驱
打印机、扫描仪
软件系统 系统软件 应用软件
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嵌入式系统原理与实验
15
2 计算机的硬件结构
ALU（运算器） 存储器（读、写、访问） 容量（字、字节） 字长 指令 程序 CPU 主机 总线
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嵌入式系统原理与实验
16
运算器
运算器是完成运算功能的部件。
运算器中有一个算术逻辑单元（ALU）， 它执行各种数据运算操作。
算术运算：加、减、乘、除、数据格 式转换。
➢ARM Cortex-M3 权威指南，Joseph Yiu 著，宋岩译，北 京航空航天大学出版社（中英文版）
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嵌入式系统原理与实验
6
上课时间安排：
周二：第9-10节；第1-9周；其中第6周（3月29日） 、第8周（4月19日）取消。
哈佛结构
双存储器
. 指令存储器 . 数据存储器
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嵌入式系统原理与实验
12
微型计算机系统
以微型计算机为中心
配以相应的外围设备以及控制微型计算 机工作的软件
系统软件 应用软件
h
嵌入式系统原理与实验
13
微型计算机系统的构成
运算器
控制器
微机系统
微机 微处理器
寄存器组
系统总线
RAM
RLeabharlann BaiduM
I/O 接口
ALU
控制信号
逻辑运算：按位对数据进行与、或、 非、移位等运算。
运算结果
ALU是一个多功能的运算电路，进行何种 运算取决于由控制器发出的控制信号。
ALU由2个输入端，可同时输入两个参加 运算的数据。
在运算器中有若干个临时存放数据的寄存 器，由于存储最频繁使用的数据。
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嵌入式系统原理与实验
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嵌入式系统原理与实验
10
微型计算机的构成
地址总线（AB）
CPU
存储器
I/O接口
数据总线（DB）
控制总线（CB） ROM：只读存储器 RAM：读写存储器
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I/O设备
嵌入式系统原理与实验
11
冯.诺依曼结构和哈佛结构
冯.诺依曼
五大组成部分
. 单存储器
二进制 存储程序 控制器根据存放在存储器中的指令序列工作 普林斯顿结构
数据线路 控制信号
图1-1 计算机的基本结构
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嵌入式系统原理与实验
9
微型计算机
以微处理器为核心
配上由大规模集成电路的存储器 （ROM/RAM）、输入／输出接口（I/O） 电路及系统总线（BUS）等所组成的计算 机。
将这些组成部分集成在一片超大规模集成 电路芯片上则构成单片微型计算机
单片机
嵌入式计算机
用作计算存储容量的单位
是所有存储器的基本存储数据单元。
记作B
1KB = 1024B
10101010
1MB = 1024KB
1GB = 1024MB
1TB = 1024GB
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嵌入式系统原理与实验
19
存储器内的数据
字（word） 一次可以直接处理的二进制数码的位数 通常取决于微处理器内部通用寄存器的位 数和数据总线的宽度
培养同学们应用计算机硬件和软件基础知识的能 力
能够利用外围芯片设计开发小规模的计算机应用 系统，为将计算机运用到现代通讯、信息处理、 自动控制与检测等领域打下坚实的基础
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嵌入式系统原理与实验
3
学习内容
1. 概论
➢ 计算机系统概论 ➢ 中央处理器与指令系统 ➢ 存储系统
2. 8086微机系统与接口技术
存储器
CPU
辅
高
主
助
速
存
存
缓
储
储
存
器
器
高速缓存：Cache 主存储器（内存）：（RAM+ROM） 辅助存储器（外存）：磁盘、U盘、磁带、光盘等。
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嵌入式系统原理与实验
18
存储器内的数据
位bit
计算机所能表示的最小最基本的数据单位
取值只能为0或1的一个二进制数值位
记作b
字节byte
由8个位二进制位组成
嵌入式系统原理与实验
1
大平台课程系列
嵌入式系统原理与实验
Embedded System: Principles and Experiments
主讲：田社平
h
嵌入式系统原理与实验
2
课程目标
结合Intel 80x86系列CPU以及Cortex-M3单片 机，使同学们掌握计算机组成、CPU内部结构、 存储器、常用的I/O接口、指令系统、汇编语言 等基本原理
5
参考书目：
➢Computer Organization and Architecture, 8rd edition,William Stallings. (PDF version is available)
➢计算机组成与系统结构，胡越明编著，上海交通大学出 版社
➢The 80x86 IBM PC and Compatiable Computer, 4th edition,Muhammad Ali Mazidi,..(PDF version is available)
➢ 8086微机系统原理和结构 ➢ 8086汇编语言程序设计 ➢ 典型接口芯片原理和应用
3. Cortex-M3嵌入式系统
➢ ARM Cortex嵌入式系统原理和结构 ➢ Cortex-M3中断和异常 ➢ Cortex-M3 I/O接口和扩展总线 ➢ Cortex-M3开发和调试
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嵌入式系统原理与实验
如CPU的数据总线是16位的，
1word=16bit
如CPU的数据总线是32位的，
1word=32bit
4
成绩构成： 平时（作业、出勤、实验）30％
其中：8次实验占24%，作业、出勤占6% 期中笔试 40％
笔试，开卷 期末实验 30％
上机考试，开卷
软件下载：ftp://public.sjtu.edu.cn/嵌入式系统原理与 实验
User name: sptian Password: 123456
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嵌入式系统原理与实验
周三：第3-4节；第1-16周 周四：第1-2节；第1-16周
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嵌入式系统原理与实验
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第1章 嵌入式系统概论
计算机系统的基本构成 计算机的硬件结构 计算机软件系统 数据编码和数据运算 嵌入式系统简介
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嵌入式系统原理与实验
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1 计算机系统的基本构成
冯·诺依曼结构
输入
存储器 运算器
输出
控制器
I/O 接口
系统软件
I/O 设备
I/O 设备
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嵌入式系统原理与实验
14
微型计算机系统的构成
微型计算机系统
硬件系统
主机
ALU 微处理器 寄存器 存储器 控制器
总线
输入／输出接口
键盘、鼠标 显示器 外部设备 软驱、硬盘、光驱
打印机、扫描仪
软件系统 系统软件 应用软件
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嵌入式系统原理与实验
15
2 计算机的硬件结构
ALU（运算器） 存储器（读、写、访问） 容量（字、字节） 字长 指令 程序 CPU 主机 总线
h
嵌入式系统原理与实验
16
运算器
运算器是完成运算功能的部件。
运算器中有一个算术逻辑单元（ALU）， 它执行各种数据运算操作。
算术运算：加、减、乘、除、数据格 式转换。