嵌入式系统基础分析报告.ppt

本章的要求 第4章、嵌入式系统基础 了解嵌入式系统的含义及其发展情况 了解嵌入式系统的体系结构 了解ARM处理器及ARM9的相关知识 熟悉三星处理器S3C2410 了解嵌入式系统的基本开发和调试手段 本章的主要内容 4.1 嵌入式系统概述 4.2 ARM处理器硬件开发平台 4.3 嵌入式软件开发流程 4.4 实验内容——使用JTAG烧写nand flash 4.1 嵌入式系统概述 什么是嵌入式系统？（1） 尼葛洛庞帝2001年访华时的预言“4～5年后，嵌入式智能电脑将是继PC和Internet后的最伟大发明！”如今，嵌入式系统已成为当今最为热门的领域之一，它迅猛的发展势头引起了社会各界人士的关注。如家用电器、手持通信设备、信息终端、仪器仪表、汽车、航天航空、军事装备、制造工业、过程控制等。 按照电器工程协会的定义，嵌入式系统是用来控制或者监视机器、装置、工厂等各种规模系统的设备。这个定义主要是从嵌入式系统的用途方面来进行定义的。 普遍的嵌入式系统的定义：嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可剪裁，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 什么是嵌入式系统？（2） 笔者认为，将一套计算机控制系统嵌入到已具有某种完整的特定功能的（或者将会具备完整功能的）系统内（例如：各种机械设备），以实现对原有系统的计算机控制，此时将这个新系统叫做嵌入式系统。它通常由特定功能模块和计算机控制模块组成，主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户应用软件等部分组成。它具有“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”的三个基本要素。 生活中的嵌入式系统 嵌入式系统发展历史 第1阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统。 第2阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。 第3阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。 第4阶段是以Internet、多核技术为标志的嵌入式系统。 嵌入式系统的特点 面向特定应用的特点 。 嵌入式系统的硬件和软件都必须进行高效地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能 。 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物 。 为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片中或单片机本身，而不是存储于磁盘中。 嵌入式开发的软件代码尤其要求高质量、高可靠性 。 嵌入式系统本身不具备二次开发能力 。 嵌入式系统的体系结构 几种主流嵌入式操作系统分析 嵌入式Linux : ?CLinux RT-Linux Embedix XLinux PoketLinux 红旗嵌入式Linux Montavista linux 风河linux VxWorks QNX Windows CE ucos Palm OS …… 4.2 ARM处理器硬件开发平台 ARM处理器简介 （1） ARM是一类嵌入式微处理器，同时也是一个公司的名字。ARM公司于1990年11月成立于英国剑桥，它是一家专门从事16/32位RISC微处理器知识产权设计的供应商。ARM公司本身不直接从事芯片生产，而只是授权ARM内核，再给生产和销售半导体的合作伙伴，同时也提供基于ARM架构的开发设计技术。世界各大半导体生产商从ARM公司处购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。 ARM公司从成立至今，在短短几十年的时间就占据了75%的市场份额，如今，ARM微处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域。采用ARM技术的微处理器现在已经遍及各类电子产品，汽车、消费娱乐、影像、工业控制、海量存储、网络、安保和无线等市场。到2001年就几乎已经垄断了全球RISC芯片市场，成为业界实际的RISC芯片标准。 ARM IP核用户 ARM处理器的特点。 ? 体积小、低功耗、低成本、高性能。 ? 支持ARM（32位）/ Thumb（16位）/ Thumb2（16/32位混合）指令集，能很好的兼容8位/16位器件。 ? 大量使用寄存器，指令执行速度更快。 ? 大多数数据操作都在寄存器中完成。 ? 寻址方式灵活简单，执行效率高。 ? 指令长度固定。 ARM体系结构简介 ARM微处理器工作状态 ： ARM状态 Thumb状态 Thumb2状态 ARM体系结构的存储格式 ：小端和大端 ARM处理器模式 ? 用户模式（usr）：应用程序执行状态。 ? 快速中断模式（fiq）：用于快速中断处理。 ? 外部中断模式（irq）：用于通用的中断处理。 ? 管理模式（svc）：特权