嵌入式系统原理与应用教学课件作者魏权利第1章嵌入式系统概述课件.ppt

* 2. 流水线处理机的主要指标 ⑴吞吐率 在单位时间内，流水线处理机流出的结果数称为吞吐率。对指令而言就是单位时间里执行的指令数。如果流水线的子过程所用时间不一样长，则吞吐率p应为最长子过程的倒数，即： P=1/max{Δt0，Δt1，…Δtm} ⑵建立时间 流水线开始工作，须经过一定时间才能达到最大吞吐率，这就是建立时间。若m个子过程所用时间一样，均为t0，则建立时间T0＝mΔt0。 * 1.3.5 嵌入式微处理器的信息存储方式 1．大端和小端存储方式 大多数计算机使用8位（bit）的数据块作为最小的可寻址存储器单位，称为一个字节。存储器的每一个字节都用一个唯一的地址（address）来标识。所有可能地址的集合称为存储器空间。 对于软件而言，它将存储器看作是一个大的字节数组，称为虚拟存储器。在实际应用中，虚拟存储器可以划分成不同单元，用来存放程序、指令和数据等信息。例如在C语言中定义的整型数据变量：int x，表示变量x在内存中占有4字节等。 * 小端方式与大端方式 对于一个多字节类型的数据，在存储器中有两种存放方式：小端方式与大端方式。 小端方式：是低字节数据存放在内存低地址位置处，高字节数据存放在内存高地址位置处，称为小端字节顺序存储法或简称小端方式。 大端方式：是高字节数据存放在低地址位置处，低字节数据存放在高地址位置处，称为大端字节顺序存储法或简称大端方式。 * 例如：对于0据来讲，小端与大端的存储格式如下： * 关于小端与大端的技术问题 采用大端存储方式还是小端存储方式，各处理器厂商的立场和习惯不同，并不存在技术原因。Intel公司X86系列微处理器都采用小端存储法，而IBM、Motorola和Sun Microsystems公司的大多数微处理器采用大端存储法。此外，还有一些微处理器，如ARM、MIPS和Motorola的PowerPC等，可以通过芯片上电启动时确定的字节存储顺序规则，来选择存储模式。 另外，是小端存储方式还是小端存储方式，不但可以由计算机系统的硬件决定，也可以由工具语言的编译器来决定。 * 2. 可移植性问题 当在不同存储顺序的微处理器间进行程序移植时，要特别注意存储模式的影响。把从软件得到的二进制数据写成一般的数据格式往往会涉及到存储顺序的问题。 在多台不同存储顺序的主机之间共享信息可以有两种方式：一种是以单一存储方式共享数据，一种是允许主机以不同的存储方式共享数据。 使用单一存储顺序只要解释一种格式，解码简单。使用多种存储方式不需要对数据的原顺序进行转化，使得编码容易，同时当编码器和解码器采用同一种存储方式时因为不需要变换字节顺序，也能提高通信效率。 * 3．网络信道中的字节顺序问题 在网络通信中，Internet协议（即IP协议）定义了标准的网络字节顺序。该字节顺序被用于所有设计使用在IP协议上的数据包、高级协议和文件格式上。 很多网络设备也存在存储顺序问题：即字节中的位采用大端法（最重要的位优先）或小端法（最不重要的位优先）发送。这取决于OSI模型最底层的数据链路层。 在以太网络的网卡中，字节数据的传输顺序同书写顺序，相当于大端方式，位数据高位在前，低位在后。 * 1.4 嵌入式应用系统的开发流程 嵌入式系统开发分为硬件开发部分和软件开发部分。 应用系统的开发一般都采用“宿主机/目标板”的开发模式，即利用宿主机（PC机）上丰富的软硬件资源、良好的集成开发环境和调试工具来调试硬件和目标板上的程序，然后通过交叉编译环境生成目标代码和可执行文件，通过JTAG（Joint Test Action Group；联合测试行动小组）接口/串行接口/USB接口/网络接口等下载到目标板上，利用交叉调试器监控程序运行，根据调试器来观察运行的状态，实时分析、处理软硬件出现的问题。 调试完成后，将目标程序下载到目标板上，完成整个开发过程。 * 当前嵌入式系统开发已经逐步规范化，开发过程主要包括用户系统需求、体系结构设计、系统软硬件设计、外围控制装置电路设计、抗干扰设计、系统集成、硬件调试、软件调试、系统联合调试，系统最终测试，最后形成产品。具体描述如下： * 1）用户系统需求分析 根据用户的需求，确定设计任务与设计目标，并提炼出系统设计说明书文本，作为设计依据和验收标准。 系统的需求一般分为功能性需求和非功能性需求，功能性需求是系统的基本功能，如输入的开关量个数、输出的开关量个数、模拟量的输入/输出路数、操作方式、与外部设备的连接与通信方式等； 非功能需求包括系统的稳定性、成本、功耗、体积和重量等。 * 2）系统结构设计 描述系统如何实现所述的功能需求和非功能需求，包括对硬件、软件和执行装置的功能划分，以及系统软件、硬件的选取等。 有些