二、基本概念要点.ppt

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