第2节嵌入式系统基本知识.ppt

其它嵌入式芯片--FPGA 设计的一个数字频率合成器。根据微机产生的二进制码的控制,用来产生1Hz到1999999Hz,频率间隔为1Hz的脉冲信号。 分立式 12片四位二进制全加器74LS283、 14片四位比较器74S85、 3片八D触发器74LS374、 3片与非门74LS00、 1片六反相缓冲器74LS06, 共计33片集成电路,线路板面积太大。 用FPGA仅需1片XC3030PC68、1片EPROM2732和1片六反相缓冲器74LS06就能达到同样的功能,功耗也大降低。 嵌入式系统中两种常用的FLASH 嵌入式操作系统基本知识 无操作系统的单片机时代 为什么需要嵌入式操作系统 目前常见的４种嵌入式操作系统 嵌入式操作系统的实时性 *嵌入式操作系统 常见的嵌入式操作系统 * 嵌入式操作系统 常见的嵌入式操作系统 * 嵌入式操作系统 常见的嵌入式操作系统 * 嵌入式操作系统 常见的嵌入式操作系统 实时性的衡量标准 实时性并不是简单的“快”，而是系统的时间响应特性或者说可预测性，且，决定系统实时性好坏的并不是其平均响应时间，而是其最差的响应时间。 硬实时与软实时 硬实时不光要求结果一定要正确，且结果的获得一定要在规定的时间内发生，若超出这个时间，则结果没有任何意义。 软实时首先要求结果要正确，且结果的获得要在规定的时间内发生，但若超出这个时间，在一定的精度范围内，结果也有一定的意义。 实时性：判断标准：最差响应时间（硬实时），平均响应时间（软实时） 文件系统 什么是文件系统 按固定格式组织的目录和文件 在特定存储介质上管理这些目录和文件需要的数据 如何选择文件系统 存储介质 常见的嵌入式文件系统 FAT,EXT2,TXT3,JFFS,ROMFS,NFS…. VFS CISC与RISC的对比 类别 CISC RISC 指令系统 指令数量很多 较少，通常少于100 执行时间 有些指令执行时间很长，如整块的存储器内容拷贝；或将多个寄存器的内容拷贝到存贮器 没有较长执行时间的指令 编码长度 编码长度可变，1-15字节 编码长度固定，通常为4个字节 寻址方式 寻址方式多样 简单寻址 操作 可以对存储器和寄存器进行算术和逻辑操作 只能对寄存器进行算术和逻辑操作，Load/Store体系结构 编译 难以用优化编译器生成高效的目标代码程序 采用优化编译技术，生成高效的目标代码程序 信息存储的字节顺序（32 Bit) 大端模式 字数据的高位字节存储在低地址中 字数据的低字节则存放在高地址中 小端模式 低地址中存放字数据的低字节 高地址中存放字数据的高字节 31 24 23 16 15 8 7 0 字地址 11 10 9 8 8 7 6 5 4 4 3 2 1 0 0 低地址 高地址 31 24 23 16 15 8 7 0 字地址 8 9 10 11 8 4 5 6 7 4 0 1 2 3 0 低地址 高地址 示例 A. 小端存储法(0 地址 0x8000 0x8001 0x8002 0x8003 数据（16进制表示） 0x67 0x45 0x23 0x01 数据（二进制表示）0100010100000001 B. 大端存储法 地址 0x8000 0x8001 0x8002 0x8003 数据（16进制表示） 0x01 0x23 0x45 0x67 数据（二进制表示）0010001101100111 流水线技术 非流水线技术的汽车生产线 采用流水线技术的汽车生产线 流水线技术 流水线技术：几个指令可以并行执行 提高了CPU的运行效率 译码 取指 执行add 译码 取指 执行sub 译码 取指 执行cmp 时间 Add Sub Cmp 指令流水线—以ARM7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 Fetch Decode Execute 从存储器中读取指令 解码指令 寄存器读（从寄存器Bank） 移位及ALU操作 寄存器写（到寄存器Bank ） PC PC PC - 4 PC-2 PC - 8 PC - 4 ARM Thumb 返回 嵌入式系统的构成（CACHE） 1、为什么采用高速缓存 微处理器的时钟频率比内存速度提高快得多，高速缓存可以提高内存的平均性能。 2、高速缓存的工作原理 高速缓存是一种小型、快速的存储器，它保存部分主存内容的拷贝。