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二、基本概念要点.ppt

发布:2016-10-05约1.28万字共103页下载文档
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一、基于实验平台(?C/OS+ARM),完成一个嵌入式小游戏,如搬运工、贪吃蛇等(难度等级:EASY)。 二、基于实验平台,完成?C/OS到ARM的移植,并完成一个嵌入式游戏(难度等级:MIDDLE)。 三、基于实验平台,完成?CLinux到ARM上的移植,并完成一个嵌入式应用程序(难度等级:HARD)。 说明:以上3个题目可根据自己TEAM的基础和条件选做,或者自己拟定题目,但一定要先经过任课教师同意。 一、TEAM:3-4人一组,10月20日之前提交大作业任务计划书(格式自拟),包括以下内容(题目,设计目标,提交物,开发进度,任务分工); 二、选题:要根据TEAM的实际情况,结合兴趣,重质量不重难度; 三、提交:12月29日之前,提交设计说明书,包括代码、流程、演示结果; 四、评分标准:完成质量-5、技术难度-3、其他(进度、协作等)-2,评选3组优秀奖; 五、设备使用:TEAM借用,保管完好,用后归还。 关于本课程的说明 一、期望值 嵌入式系统是一类实用技术,本门课程以介绍实用开发技术为主,重点为动手实践,不会涉及到复杂的嵌入式系统建模、调度算法等理论知识; 由于只有32个课时,而嵌入式系统涉及知识面又非常广,本门课程的目的是介绍大家“入门”; 要想深入了解和学习,大家需要付出更多的时间和努力。 二、其他 嵌入式的应用领域非常广阔,即使我们目前的平台,也可以开发出各种应用:如游戏、MP3、智能手机平台等; 大家如果没有时间或没有兴趣完成大作业,建议退课; 完成大作业时,发扬TEAM的团队精神和协作精神,培养自已解决问题的能力。 课程与实验设置 课程设置(围绕完成大作业所需要的知识展开) 嵌入式软硬件开发环境简介(3) ARM微处理器体系结构与指令集(6) ?C /OS操作系统分析与移植(6) ARM+ ?C /OS系统软硬应用设计(6) Linux系统及其在ARM上的移植(6) 实验设置 熟悉基本开发环境及软硬件平台 ?C /OS在ARM上的移植实验 交通管制信号灯模拟实验——I/O接口 模拟电子画板实验——触摸屏应用 Linux开发环境实验 嵌入式系统的软/硬件框架 嵌入式系统硬件基础 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 CISC与RISC的数据通道 CISC与RISC的对比 知识产权核(IP核, intellectual property) 识产权知识产权(IP) 电路或核是设计好并经过验证的集成电路功能单元。 IP复用意味着设计代价降低(时间,价格)。 IP核的类别: 微处理器微处理器: ARM, PowerPC; 存储器存储器: RAM, memory controller; 外设: PCI, DMA controller; 多媒体处理: MPEG/JPEG ; encoder/decoder ; 数字信号处理器(DSP); 通信: Ethernet controller, router。 IP核的种类 IP核的商业模型 IP核的市场构成 74% 为硬件设计厂商。 26% 将购买IP 核。 40% hard, 68% soft, 32% firm。 ARM的IP核 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。 PC指向正被取指的指令,而非正在执行的指令。 最佳流水线 该例中用6个时钟周期执行了6条指令。 所有的操作都在寄存器中(单周期执行)。 指令周期数 (CPI) = 1。 LDR 流水线举例 该例中,用6周期执行了4条指令 指令周期数 (CPI) = 1.5 分支流水线举例 流水线被阻断。 注意:内核运行在ARM状态。 嵌入式系统软件基础 操作系统的分类 嵌入式实时操作系统 前台与后台 多任务,任务优先级,调度 非占先式与占先式、可重入型函数 操作系统的分类 (1)顺序执行系统:系统内只含有一个程序,独占CPU的运行时间,按语句顺序执行该程序,直至执行完毕,另一程序才能启动运行。如DOS操作系统。 (2)分时操作系统:系统内同时可以有多个程序运行,把CPU的时间按顺序分成若干片,每个时间片内执行不同的程序,如UNIX。 (3)实时操作系统:系统内有多个程序运行,每个程序有不同的优先级,只有最高优先级的任务才能占有CPU的控制权。 按实时性分类 强实时系统,其系统响应时间在毫秒或微秒级(数控机床)。 一般实时系统,其系统响应时间在毫秒到几秒的数量级上,其实时性的要求比强实时系统要差一些(媒体播放)。 弱实时系统,其系统响应时间约为数十秒或更长。 按软件结构分类 1.循环轮询系统:(Polling Loop) 最简单的软件结构
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