微处理器系统结构与嵌入式系统-第一章-概述资料

1、自动化工程学院赖小红 地址:主楼C2-508 电话: 61831430 E-mail : 2022/9/11星期1 第3,4节 二教108 星期3 第5,6节 二教108 星期5 (单) 第1,2节 二教204 教学总学时：80 （课堂教学：64 实验：16） 一：概述 4课时 二：计算机系统的结构组成与工作原理 10课时 三：微处理器体系结构及关键技术 6课时 四：总线技术与总线标准 6课时 五： 存储器系统 8课时 六：输入输出接口 6课时 七：ARM微处理器编程模型 4课时 八：ARM汇编指令 4课时 九：ARM程序设计 4课时 十: 基于ARM微处理器的硬件系统设计 5课时十一: 基于

2、ARM微处理器的软件系统设计 5课时十二: 基于ARM微处理器核的SOC设计 2课时ARM集成开发环境建立ARM汇编实现LED控制实验ARM汇编实现串口通信实验ARM-Linux开发环境建立ARM-Linux下模块方式驱动程序实验ARM-Linux下键盘及数码管驱动程序设计实验ARM-Linux下LCD驱动程序设计实验ARM-Linux下触摸屏驱动程序设计实验ARM-Linux下SD卡驱动程序及文件系统设计实验ARM-Linux下AC97音频驱动程序设计实验ARM-Linux下以太网通信实验5/30平时： 10%期中： 15%期末： 60%实验： 15%注意：平时，期中及实验必须有成绩，缺一按

3、不及格处理。若有特殊情况，必须有学校相关部门证明。课程的重要性:3+6基础课、应用广、研究生复试理论联系实际非常紧密的课程, 课程内容多、更新极快。主动参与、发现、探究。多探讨交流，但要独立完成作业。积极参与实验，增强动手能力，培养分析解决实际问题的能力。-最重要的是要培养对该课程相关知识的兴趣微处理器系统结构及嵌入式系统设计（第二版）李广军等，电子工业出版社 ，2010 微机系统原理与接口技术李广军等，电子科技大学出版社，2005 系统体系结构（第5版）郭新房等译. Stephen D. Burd著，清华大学出版社，2007计算机系统结构张晨曦等，高等教育出版社，2008 现代计算机组成原理

4、潘松等，科学出版社，2007ARM体系结构与编程杜春雷，清华大学出版社，20071.1 计算机发展概述（了解）电子计算机发展概述普适计算与泛在通信1.2 集成电路与SoC设计（理解）集成电路技术的发展基于IP的SoC设计1.3 先进的处理器技术（了解）片上多核处理器(CMP)流处理器(Stream Processor)PIM(Processor In Memory)可重构计算处理器1.4 嵌入式系统（理解）嵌入式系统的概念 嵌入式系统的特点嵌入式系统中的处理器嵌入式系统的组成嵌入式系统的发展现状与趋势学习嵌入式系统的意义已学习的课程？软件类有：硬件类有：从两个方面来学习：结构，构成计算机的应用

5、2022/9/1110/302022/9/1111/301940图灵机 1946冯诺依曼计算机(电子管）1955晶体管计算机1957集成电路时代1978VLSI1980IBMPC2022/9/1112/ 53电子管(vacuum tube)时代晶体管(transistor)时代第一个晶体管的诞生2022/9/1113/ 532022/9/1114/ 53 第一块IC诞生之后，基尔比在IRE(美国无线电工程师学会)的一次会议上宣布了“固体电路”(Solid circuit)的出现，这就是以后的“集成电路”的代名词 。2022/9/1115/ 532022/9/1116/ 53微电子技术计算机技术

6、通信技术2022/9/1117/ 532022/9/1118/ 53普适计算设备和各种网络整合在一起，清除“计算机”作为获取数字服务的中央媒介地位，计算机彻底退居“幕后”泛在通信泛在通信与网络无线传感器物联网 CPU 90% 10%2022/9/1119/ 532022/9/1120/ 532022/9/1121/ 53无线传感器网络技术构成传感器嵌入式计算技术网络物联网技术2022/9/1122/ 53感知传递处理Moore定律 微处理器内晶体管集成度每18个月翻一番Bell定律 如果保持计算能力不变，微处理器的价格每18个月减少一半；每10年会有一类新的计算设备诞生：巨型机、小型机、工作站

7、、PC到PDA的演变、新一代计算设备Gilder定律 未来25年（1996年预言）里，主干网的带宽将每6个月增加一倍；Metcalfe定律 网络价值同网络用户数的平方成正比；2022/9/1123/ 532022/9/1124/ 53什么是集成电路？集成电路两个重要标志集成规模特征尺寸SoC:在一个微电子芯片上将信息的采集、传输、存储和处理等功能集成在一起系统级芯片 (SOC) 技术系统知识 (硬件与软件)电路设计知识 (DAC、ADC 等)制造工艺知识(90nm, 65nm, 45nm)晶圆工艺知识(300mm 晶圆)A/DA/D数字射频处理器数字滤波与控制混合信号处理器 数字 基带混合信号

8、处理器支撑技术软硬件协同设计设计及验证技术IP核生成和复用技术超深亚微米工艺及纳米IC设计技术2022/9/1125/ 53嵌入式系统是一门交叉学科，涉及计算机、微电子、网络、通信、信号处理、传感器等诸多领域。随着现代微电子技术、微机电系统MEMS、片上系统SoC、纳米材料、无线通信技术、信号处理技术、计算机网络技术等的进步以及互联网的迅猛发展，嵌入式系统向集成化、微型化，智能化、网络化方向发展。2022/9/1126/ 532022/9/1127/ 53 IEEE定义devices used to control, monitor，or assist the operation equipm

9、ent , machinery or plants 国内普遍认同的定义以各种形态嵌入到对象体系中的专用计算机系统芯片级（MCU、SoC）板级（单板、模块）设备级（工控机）2022/9/1128/ 53以应用为中心 软、硬件可裁剪 对体积、功耗、实时性、可靠性、功能、成本等有严格约束2022/9/1129/ 53硬件软件开发系统嵌入式处理器存储器系统外部接口EMPUEMCUEDSPESoCEPSoC程序ROM数据RAM参数EEPROMNVRAM并行接口串行接口音视频接口网络接口嵌入式操作系统应用软件VxWorksc/OSWindows CE嵌入式Linux编译器链接器调试器集成软件环境硬件工具仿真器编程器在线调试工具外围设备键盘LCD存储设备音频设备专用设备2022/9/1130/ 532022/9/1131/ 53网络化、支持分布式计算可编程、可在线更新集成度提高、SoC/NoC开发平台的完备化 友好的人机界面 32/3232/302022/9/1132/ 531. 信息的表示：各种编码2. 数据的类型位（Bit） 、字节（Byte）、字（Word）、双字（Doubleword）、 四字（Quardword） 1 bit=1个二进制位1 Byte=8 bit1 Word=2 Byte 1 Doubleword=2 Word=4 Byte