第二章基本概念-嵌入式汇编语言程序设计.ppt

嵌入式系统概论 —基于32位微处理器与实时操作系统 第二讲 基本概念及设计方法 北京航空航天大学 机器人研究所 魏洪兴 ;本节提要;冯·诺依曼体系结构和哈佛体系结构 CISC与RISC IP 核 流水线 存储器系统 ;冯·诺依曼体系结构模型;哈佛体系结构;CISC的背景和特点 ;CISC的主要缺点;RISC基本设计思想;CISC和RISC;CISC与RISC的数据通道;CISC与RISC的对比;典型的高性能RISC处理器;for (i = 0; i 10000; ++i) /* 各种算术运算操作 */ 实验平台：桌面Intel Pentium4，带硬件浮点支持 Operator Time Operator Time+ (int) 1 + (double) 5* (int) 5 * (double) 5/ (int) 12 / (double) 10(int) 2 sin 48 ;实验平台：400MHz Intel PXA250 Xscale(ARM)处理器 Operator Time Operator Time+ (int) 1 + (double) 140* (int) 1 * (double) 110/ (int) 7 / (double) 220(int) 1 sin 3300;知识产权核(IP核, intellectual property);IP核的种类;IP核的商业模型;ARM的IP核;流水线技术;指令流水线—以ARM为例; 最佳流水线; LDR 流水线举例;分支流水线举例;超标量执行;高速缓存（CACHE）;总线和总线桥;常见的嵌入式处理器结构;存储器系统的层次结构;存储器系统;NOR技术;NAND技术;输入输出接口;本节提要;嵌入式软件体系结构;无操作系统的情形;事件驱动系统：（Event-Driven system） 事件驱动系统是能对外部事件直接响应的系统。它包括前后台、实时多任务、多处理器等，是嵌入式实时系统的主要形式。 应用程序是一个无限循环，循环中调用相应的函数完成相应操作，这部分可以看成后台行为（background）。中断服务程序处理异步事件，这部分可看成前台行为（foreground)。 后台也可以叫做任务级，前台也叫中断级。;例如，很多基于微处理器的产品采用前后台系统设计，如微波炉、电话机、玩具等。从省电的角度出发，平时微处理器处在停机状态，所有的事都靠中断服务来完成。;前后台系统（后台循环、前台中断）;有操作系统的情形;为什么要有设备驱动程序？ 嵌入式硬件设备本身无法工作，需要软件来驱动，如初始化、控制、数据读写等。 什么是设备驱动程序？ 直接与硬件打交道、对硬件进行控制和管理的软件。 在一个嵌入式系统中，设备驱动程序是必不可少的。;设备驱动程序的主要功能;嵌入式操作系统;嵌入式中间件;嵌入式C程序设计;嵌入式软件的目标;数据类型与运算符;宏定义的基本思想是：一次定义，多次使用。其 优点是： 可以用简短的标识符来代替长的数据，减少需要输入的字符数； 用易于理解的标识符来代替那些不太好记的具体的数据，便于程序的理解和维护； 有利于程序的修改和升级，当这个数据需要修改时，只需改动宏定义之处即可。;if ( myMoney 80.0 ) { myShoes ++; myMoney = myMoney – 80.0; };（2）const常量;（3）算术运算;结论： 尽量使用整数（char、short、int和long）的加法和减法； 如果没有硬件支持，尽量避免使用乘法； 尽量避免使用除法； 如果没有硬件支持，尽量避免使用浮点数； 数学库函数使用得越少越好。;（4）位运算;a |= 0x4 b = ~0x4 c = ~(1 3) d ^= (1 5) e = 2 ;int x, num = 99, count = 0; x = num; while(x) { count ++; x = x (x ? 1); } printf(result: %d, count);;分支语句;if-then-else语句的汇编代码;switch语句的汇编代码-1;switch语句的汇编代码-2;结论： 假设a的取值个数为n，对于if-then-else语句，时间复杂度为O(n)，而对于switch语句，时间复杂度为O(1)； 如果n的值较小，两种语句均可； 如果n的值较大，则switch语句更佳。;函数;操作系统;主函数的执行过程;控制流与数据流;当一个函数被调用时： 在内存的栈空间当中为其分配一个栈帧，用来存放该函数的形参和局部变量；