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ICH4原理与接口方法 实验内容 实验目的 实验方法 实验原理 实验步骤 结果与分析 实验目的 了解ICH4的相关知识 了解系统总线的层次结构 了解ICH4提供的接口与总线 掌握Linux下使用GNU工具开发方法 学习Linux模块机制，掌握基本的模块编写方法 …… 实验方法 阅读实验原理中ICH4的相关介绍，了解Intel系统架构 分析实际硬件，了解Intel EIA架构的特点 学习GNU开发工具，掌握Linux下基本的编程方法 学习Linux内核模块机制，掌握Linux模块编程的方法 …… 实验原理 微机原理实验仪简介 Intel 852GM芯片组简介 Intel体系结构简介 系统总线的分层结构 Linux的使用与GNU开发工具 Linux的模块机制与模块的编写 …… 微机原理实验仪 微机原理实验仪由嵌入式主板与扩展实验板组成，两者通过扁平电缆相连接 嵌入式主板为研祥公司生产的JY-1714CLDNA嵌入式主板 嵌入式主板使用Intel为移动和嵌入式计算开发的852GM和82801DB ICH4芯片组，集成有基于讯驰核心的超低功耗Celeron-M处理器 提供了内存、IDE、PCI、ISA、VGA、以太网、音频、USB等接口 该平台成为一个低功耗、高性能、可扩展的嵌入式主板，可用于工业控制、嵌入式系统、POS机等多领域。 Intel 852GM芯片组 GMCH芯片 使用的GMCH芯片为Intel 852GM 针对Mobile Intel Celeron处理器优化 提供400MHz系统总线、DDR 200/266内存接口 集成Intel Extreme Graphics 2显示核心 ICH芯片 使用ICH4芯片 提供PCI、以太网、IDE、USB等接口总线 …… Intel体系结构 MCH（GMCH） MCH即我们以往称为北桥的芯片 连接高速设备，如CPU、内存、显卡等设备 ICH ICH即我们以往称为南桥的芯片 连接外围设备，如PCI等总线、IDE等接口 Hub-Link 提供MCH与ICH之间的高速数据连接 简化了南北桥连接，提高了数据传输速率 系统总线分层结构 总线是一组定义了电气与信号协议的线集 为了优化性能、增加接口，计算机系统引入了局部总线结构 按照总线特点，可以将总线分为如下三层 系统总线 局部总线 外部总线 系统总线 系统总线用于连接处理器、高速设备和IO模块等 Intel将高速设备控制器封装为MCH，将IO模块封装为ICH MCH通过ICH Hub连接ICH MCH通过CPU Hub连接CPU 局部总线 PCI局部总线为现在最常用的局部总线 PCI总线为高速并行总线，由系统时钟驱动 AGP为PCI的扩充，通过AGP请求可以直接访问系统存储器，为AGP设备（一般为显卡）提供更高的数据带宽 其他局部总线标准 SM Bus SCSI 外部总线 外部总线用于连接外部设备 包括计算机间的互连，与其他设备的互连 流行的外部总线 通用串行总线（USB） IEEE 1394 蓝牙 …… 传统的外部总线 以太网接口 RS232串行接口 …… GNU开发工具的使用 GNU编译器套件（GCC） 可以编译C、C++、Object C等语言 支持多种语言变体 通过前端支持更多编程语言 Java、ADA…… GCC编译过程 预处理 适当编译 汇编 连接 代码示例（Hello World） // Helloworld.c #include stdio.h int main(void) { printf(“Hello, World!\n”); return; } 编译执行过程 # gcc –o helloworld helloworld.c # ./helloworld Linux模块机制 Linux为整体式内核结构（Monolithic Kernel） 所有内核代码在同一个内核空间运行 模块机制 模块（Module）为内核的一部分 但是独立编译并连接为一组目标文件，没有静态编译到内核文件中 需要时使用insmod插入到内核空间 不需要时使用rmmod从内核空间卸载 模块机制的优点 缩小内核尺寸，减少内存占用 方便内核开发，不需要每次重新编译内核并重新引导 可以支持更多的硬件设备 模块机制的缺点 对系统性能和内存利用率有负面影响 设计不好的内核模块会影响系统稳定性 实现复杂 模块必须的头文件 #include linux/module.h #include linux/kernel.h #include linux/init.h 模块需要实现的函数 module_init module_exit 编译模块的Makefile obj-m += hello.o all: make -C /lib/modules/$(shel