嵌入式微处理器及应用
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⒉ MIPS MIPS是Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages的缩写,意 思为内部无互锁流水线微处理器。 MIPS也是一种处理器的内核标准。 MIPS体系结构具有良好的可扩展性,并 且能够满足超低功耗微处理器的需求。
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嵌入式DSP处理器
(Embedded Digital Signal Processor, EDSP
• 是专门用于信号处理方面的处理器,其在系统结构和 指令算法方面进行了特殊设计,具有很高的编译效率 和指令的执行速度。 • 运算速度比MPU快几十倍乃至上百倍,在数字滤波、 FFT、谱分析仪、语音处理、编码解码、图像硬件处 理、智能化系统、生物信息识别终端、ADSL接入、 虚拟现实显示等获得广泛应用。
ARM微处理器核 (知识产权IP商)
授权
苹果 Samsung Acorn VLSI Technology ……
每个半导体制造商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。目前已遍及:工业控制、消费类电子、 通信系统、网络系统、无线系统等 ARM目前占据的市场份额:75%32位RISC处理器市场;90%手机处理器市场, 30%上网本处理器市场;80%平板电脑处理器市场
特征
目前主 要类型
• 8051、 PIC、AVR等常用单片机,并且有支持I2C、 CAN-Bus、LCD及众多专用MCU和兼容系列。
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典型的嵌入式微处理器: 8051单片机
是经典的8位嵌 入式微控制器, 最早 由Intel公司推出, 其 后多家公司购买了 8051内核,使得以 8051为内核的MCU 系列单片机在世界上 产量最大、应用也最 广泛。 8051单片机的特点: 成本低、可靠性高, 但功能、性能和片上 资源相对于16位/32 位/64位嵌入式微控 制器来讲也较简单。 常见型号包括: Intel的MCS-51系列 Atmel的89C51/52、 89C1051/2051。
特征
目前主 要类型
•TI公司的TMS320系列, 包括用于控制的C2000系列, 移 动通信的C5000系列, 性能更高的C6000和C8000系列。 •ADI公司的ADSP21X 7系列 •Motorola公司的DSP56000系列。
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典型的嵌入式微处理器:
DSP 数字信号处理器
Linux编程:《UNIX环境高级编程》
Android开发:《疯狂Android讲义》
网络资源
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第一章 嵌入式系统概述
1.1 嵌入式系统简介 1.2 嵌入式处理器 1.3 嵌入式操作系统介绍 1.4 ARM系列处理器简介
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1.1嵌入式系统简介
一、嵌入式系统定义
6周 5周
Linux驱动程序开发 4周 Linux应用程序开发 1周
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课程介绍
三、学习方法
1、兴趣/认识为先导;自主学习为主 2、分组学习:3人一组
每组一套开发板;可相互讨论
3、学习嵌入式:实验为主 1)32理论,32实验。实验会更多
2)在实验室上课
4、学习Linux方法:读代码 1)移植的需要;2)开发的需要
5、观看视频
四、考核方法 开卷考试60%+实验30%+平时表现10%
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课程介绍
五、经典参考书
嵌入式Linux开发:《嵌入式Linux开发完全手册》,韦东山 Linux操作系统:《鸟哥的Linux私房菜-基础学习篇》
Linux驱动:《Linux设备驱动程序》
《精通Linux设备驱动程序开发》 Linux内核:《深入理解Linux内核》
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ARM公司是全球领先的16/32位RISC微处理器 知识产权(Intellectual Property ,IP)设计 供应商。 ARM公司本身并不生产芯片,而是通过转让IP核, 由合作伙伴生产各种型号的微处理器芯片。 目前ARM的合作伙伴在全世界已经超过100个, 许多著名半导体公司与ARM公司有着合作关系。
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DSP数字信号处理器主要特点
在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。 程序和数据空间分开,可以同时访问指令和数据。
片内具有快速RAM,可通过独立的数据总线在两块中同时访问。
具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。 快速的中断处理和硬件I/O支持。 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。 可以并行执行多个操作。
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1.1嵌入式系统简介
二、嵌入式系统的应用领域
通信设备 汽车电子 数字消费类 工业控制 仪器仪表 数字医疗设备 信息家电
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1.2嵌入式处理器
1.2.1 嵌入式处理器分类 按处理器的应用领域,广义上将其分为4类,
嵌入式微控制器:单片机 嵌入式微处理器(广义) 嵌入式数字信号处理器(DSP) 嵌入式微处理器(狭义) 可编程逻辑器件(PLD)
是一种具有特殊 结构的微处理器。内 部采用程序和数据分 开的哈佛结构,具有 专门的硬件乘法器, 流水线操作,提供特 殊DSP指令,可用来 快速的实现各种数字 信号处理算法。
最大特 色:
1) 强大数 据处理能 力 2) 高速运 行速度
常见型号包括: 1)TI的 TMS320系列,包括用于控 制的C2000系列,移动通信的C5000 系列,高性能的C6000和C8000系列; 2) ADI的ADSP21xx系列、Blackin 系列、ADSP210xx系列、TS系列 3)Motorola的MC56001, MC96002 4) 杰尔的SC1000、SC2000系列
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课程介绍
二、学习内容 1.嵌入式系统概况
概念、嵌入式处理器、嵌入式操作系统等
2.处理器S3C6410/2410的开发方法:当成单片机
概况、 结构、各个内部模块
3.基于S3C6410的嵌入式Linux开发方法
Linux系统开发、驱动程序、应用程序
4.时间安排
S3C6410 Linux系统开发
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典型的嵌入式微处理器:
CPLD/FPGA大规模可编程逻辑器件
PLD (Programmable Logic Device)
PLA(Programmable Logic Array)
GAL(Generic Array Logic)
CPLD (Complex Programmable Logic Device)
支持流水线操作,使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
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嵌入式微处理器
(Micro Processor Unit,MPU)
• 由通用计算机中的CPU演变而来
• 具有32位以上处理能力,较高的性能,价格也较高。
• 只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件,去除其他的冗余 功能部分,以最低的功耗和资源实现嵌入式应用的特殊要求。
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嵌入式微控制器
(Microcontroller Unit, MCU)
• 典型代表是单片机,芯片内部集成ROM/EPROM、 RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、 串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash RAM、 EEPROM等各种必要功能和外设。 • 单片化, 体积大大减小, 从而使功耗和成本下降、可靠 性提高 • 片上外设资源一般比较丰富,适合于控制,因此称微 控制器,是目前嵌入式系统工业的主流
指令结构 (双指令集)
• ARM指令集, 32位 • Thumb指令集,16位 (ARM指令集的功能子集)
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ARM处理器特点
体积小、低功耗、低成本、高性能;
支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集,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。
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许参 10-537 xs2015@ 15990184183
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课程介绍
一、课程目的 1.了解嵌入式系统概况; 2.掌握S3C6410处理器的开发方法; 3.初步掌握基于S3C6410的嵌入式Linux开发方法; /thread-370661-1-1.html
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四种处理器的简单比较: 单片机:资源少,成本低 嵌入式微处理器:资源多,成本高 DSP:运算速度快,用于信号处理;三个特色 PLD/FPGA:硬件编程
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1.2.2 主流嵌入式微处理器介绍
⒈ ARM
ARM是英文Acorn RISC Machine的缩写,Acorn是 英国剑桥的一个计算机公司,1985年开发出第一 代ARM RISC处理器原型。 1990年,Acorn将公司名称改为Advanced RISC Machine Limited(先进RISC机器公司),缩写仍 为ARM。ARM公司的32位嵌入式RISC处理器,在 低功耗、低成本和高性能的嵌入式系统应用领域 占据领先地位。
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近年来,MIPS公司开发了高性能、低功耗的32位处 理器内核MIPS32 24KE系列,产品广泛用于机顶盒、 DVD刻录机、MODEM、IP电话、数码相机、蜂窝电 话、视频游戏机、路由器、激光打印机、复印机、扫 描仪等产品。 2007年,MIPS公司推出了MIPS32 74K内核产品, 是当时嵌入式市场运行速度最快的处理器内核,主频 速度为1GHz。