第0章计算机系统的组成与工作过程.ppt

第一章 操作系统引论 * 嵌入式系统课程目的与要求 1.掌握嵌入式系统定义、特点、应用、组成及开发过程 2.掌握ARM核的体系结构、指令集、开发环境。 3.掌握嵌入式C/汇编程序设计方法 4.掌握基于S3C44B0X微处理器的嵌入式系统设计。 * 成绩评定 成绩由以下三部分组成 平时（测试、作业等）30% 实验： 20% 期末考试： 50% * 参考资料 ARM_Architecture_Reference_Manual ARM7TDMIDatasheet um_s3c44boxUserManual ARM9_2410UserManual 课件与参考资料:FTP://50/嵌入式/嵌入式系统基础 * 计算机系统的组成与工作过程 微处理器（CPU） 内存储器 I/O接口 硬件系统 软件系统 微 型 计算机 系 统 微 型 计算机 (主机) 外 设 ALU 寄存器 控制器 键盘、鼠标 显示器 软驱、硬盘、光驱 打印机、扫描仪 应用软件 系统软件 操作系统 编译系统 网络系统 工具软件 * C P U 总线 存储器 I/O 接 口 输入设备 I/O 接 口 输出设备 硬件系统--单总线结构 AB: Address Bus DB: Data Bus CB: Control Bus 外围设备为何不直接挂到总线上而要通过I/O接口？ 何为总线?为何要用总线？又为何用3种总线？ 存储器 接 口 I/O控制器 * I/O接口 接口 * I/O接口 * 控 制 逻 辑 RD WR 地址寄存器 地址译码器 数据寄存器 … 000……00H FFF……FFH 1 0 1 0 1 0 0 1 MAR 存储单元 MDR 何为存储单元地址？ 何为存储单元内容？ 一个存储单元能存多少位？ 存储器 * Rn-1 Y Z ALU A B F R0 X 内 部 总 线 CPU--寄存器组与ALU 标志寄存器 寄存器为何物？ 寄存器组 * IR PC MAR MDR 控制电路 ID 控制信号 内 部 总 线 存储器 .CPU--控制器 IR：存放正在执行或即将执行的指令； PC：存放下一条指令的存储单元地址，有自动增量计数的功能； MAR：访存时缓存存储单元的地址； MDR：访存时缓存送往存储单元或从存储单元读取的数据； ID：对IR中的指令进行译码，以确定当前指令要完成何种操作； 控制电路：负责产生时序脉冲信号，并在时序脉冲的同步下对有关的部件发出操作控制命令，以控制各个部件的动作，完成指令的执行。 * 指令的执行过程 程序 指令1 指令2 指令3 指令4 指令n … … 取指令 指令译码 取操作数 执行指令 存结果 指令周期 操作码 操作数 执行过程 * 000000cc main: cc: e1a0c00d mov ip, sp d0: e92dd800 stmdb sp!, {fp, ip, lr, pc} d4: e24cb004 sub fp, ip, #4 d8: e24dd00c sub sp, sp, #12 dc: e3a03005 mov r3, #5 ; 0x5 e0: e50b3010 str r3, [fp, -#16] e4: e3a03008 mov r3, #8 ; 0x8 e8: e50b3014 str r3, [fp, -#20] ec: e51b2010 ldr r2, [fp, -#16] f0: e51b3014 ldr r3, [fp, -#20] f4: e0823003 add r3, r2, r3 f8: e50b3018 str r3, [fp, -#24] fc: e91ba800 ldmdb fp, {fp, sp, pc} main() { int i=5; int j=8; int k=i+j; } 高级语言 汇编语言(ARM机) 机器语言 内存地址 编译 指令.与机器相关,包含操作码与地址码,所有指令的集合称为指令系统 与机器无关 汇编 ARM处理器指令 * LOAD R0, M1 ADD R0, M2 STORE M3, R1 JMP L L M1 M2 M3 a b c IR PC MAR MDR R0 Rn-1 Y Z ABUS DBUS 控制电路 ID 控制信号 ALU A B F 内 部 总 线 存储器 用存储器与CPU说明微机的工作过程 * 计算机的工作过程 冯?诺依曼型计算机--存储程序计算机 将计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组成的程序，即