嵌入式体系结构程总结.doc

重庆理工大学 嵌入式体系结构课程总结 二级学院 计算机科学与工程学院 专 业 计算机科学与技术专业 班 级 37—2 学生姓名 张建英 学号 11103070231 教 师 刘政 时 间 2013.11.10 成 绩 前言：关于嵌入式部分总结 从技术角度定义嵌入式：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。 嵌入式系统分类：嵌入式微处理器（EMPU）、微控制器、DSP处理器、片上系统SOC。 嵌入式微处理器（EMPU）：嵌入式微处理器的基础是计算机中的CPU，在应用中 将微处理器装配在专门设计的电板上，只保留与嵌入式应用有关的母板功能，这样可以大幅减小系统的体积和功耗。 微控制器：微控制器又叫单片机，顾名思义，就是将整个计算机系统集中到一块芯片中，与嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单片化。 DSP处理器：效率较高，指令执行速度也较高。 片上系统SOC：SOC就是在一个硅片上实现一个更为复杂的系统，SOC可以分为通用和专用两类。 ARM处理器有两种状态和七种模式：两种状态：ARM状态、Thumb状态；七种模式：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、快速中断模式。 ARM状态：32位，处理器执行字方式的ARM指令，处理器在系统上电时默认为ARM状态。Thumb状态：16位，处理器执行半字方式的Thumb指令。 ARM处理器内部共有37个用户可访问的位寄存器，其中有6个人财产2位宽的状态寄存器目前只使用了其中12位。37个寄存器分别为：31个通用32位寄存器，6个状态寄存器。 RISC的结构特性： 1、具有大量的通用寄存器； 2、通过装载和保存结构使用独立的LOAD和STORE指令完成数据在寄存器与外部存储器之间的传送，处理器只处理寄存器中的数据，从而可以避免多次访问存储器； 3、寻址方式非常简单，所有转载、保存的地址都是由寄存器内容和指令域决定； 4、使用统一和固定长度的指令格式； 5、每一条数据处理指令都可以同时包含算数逻辑单元（ALU）的运算和移位处理，以实现对ALU和移位器的最大利用； 6、地址自动增加和自动减少的寻址方式优化了程序中的循环处理； 7、load/store指令可以批量传输数据，从而实现了最大数据吞吐量； 8、大多数ARM指令是可“条件执行”的，也就是说，只有当某个特定条件满足时指令才会被执行。 异常向量表：每一种处理器模式都有一个相关联的中断向量，当一个异常发生时，ARM将会改变模式，而程序计数器PC将会被强行指向异常向量。 异常向量表： 地址 异常 进入异常时的模式 进入时I的状态 进入时F的状态 0复位 管理 禁止 禁止 0未定义指令 未定义 I F 0软件中断 管理 禁止 F 0x0000000C 中止预取 中止 I F 0中止数据 中止 禁止 F 0保留 保留 0FRQ 中断 禁止 F 0x0000001C FIQ 快速中断 禁止 禁止 第一章 系统控制和启动过程 1.1 相关功能的介绍 晶体振荡器：通过外接晶振或时钟为系统提供时钟信号； 复位：复位使ARM内核与外设部件进入一个确定的初始状态； 存储器映射控制：控制异常向量表的重新影射方式； 锁相环：将晶体振荡器输入的时钟倍频到一个合适的时钟频率； VPB分频器：将内核失重与外设时钟分开的部件； 功率控制：使处理器空闲或者掉电，还能关闭指定的功能部件，以降低芯片功耗唤醒定时器。 1.2功能 1.3相应寄存器 1.4驱动程序 1.5示例代码 第二章 GPIO 2.1 GPIO简介 LPC2000系列ARM的GPIO特性： 1、可以独立控制每个GPIO口的方向（输入/输出模式）； 2、可以独立设置每个GPIO的输出状态（高/低电平）； 3、所有GPIO口在复位后默认为输入状态。 GPIO控制寄存器组描述： 通用名称 功能描述 访问 复位值 控制寄存器组 端口0（P0）地址名称 端口1（P1）地址名称 端口2（P2）地址名称 端口3（P