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嵌入式系統簡介(編輯修改稿)

2025-09-11 21:23 本頁面

　

【文章內容簡介】處理器的處理能力比較強，字長一般是 16位或 32位，如 ARM、Atmel、 Intel、 Freescale、 National Semiconductors等公司推出了許多可用的嵌入式微處理器。 ? 嵌入式微處理器的特點如下： ? 需要擴展。要使用嵌入式微處理器來設計開發嵌入式系統，一般 ? 需要大量的外圍電路，包括存儲器和 I/O接口電路。 ? 處理能力一般大于微控制器。由于集成的外部接口比較少，通常 ? 嵌入式微處理器的處理能力較強，芯片上集成了處理器內核，通常具有 ? 更高的時鐘頻率和較寬的字長。 ? 尋址能力大于微控制器。 ? 一般適用于高端應用。 ? 型號多。 ? 通用性強。二、嵌入式系統結構 ? 嵌入式 DSP處理器（ EDSP） ? DSP是特別為處理信號設計的處理器，而不是為一般應用設計的。對 ? 系統結構和指令進行了特殊設計，使其適合于執行 DSP算法，編譯效率較 ? 高，指令執行速度也較高。 ? DSP體系結構需要具備以下特點： ? 能夠非常快速地計算出總和的乘加（ MAC）模塊，而通用處理器可 ? 能要花費多個周期才能計算出一個乘積。 ? 支持通過移位操作完成對位的處理。 ? 獨立的地址生成單元產生存儲器單元的地址，這樣使訪問存儲器 ? 變得更加快速。 ? 專門的硬件實現循環。通過硬件可以增加循環計數器，將計數值 ? 與最終目標值進行比較，執行循環之后再轉到循環頂部等。二、嵌入式系統結構 ? ? 標準的嵌入式系統架構有兩大體系： ? 精簡指令集計算機（ reduced instruction set puter,RISC）處理器復雜指令集計算機（ plex instruction set puter,CISC）處理器 .這兩種指令集結構的重要區別之一是其指令功能的強弱不同。二、嵌入式系統結構 ? ? CISC結構追求的目標是強化指令功能，減少程序的指令條數，從而達到提高性能的目的。 ? CISC體系的設計思想就是基于使用大量的指令，包括復雜指令。它的優點是進行程序設計比較容易，因為每一個簡單的或者復雜的操作都有相應的指令。如為了適應所處理數據的不同長度， CISC設計有 8位、 16位甚至 32位的指令，還有專門用于浮點數運算的指令。對程序設計者來書，CISC系統可用簡單的指令組合解決一個比較復雜的問題。CISC指令系統趨于多用途、強功能化，且面向高級語言發展。但它又把指令系統帶向龐大化、復雜化，使得設計處理器的電路非常復雜，設計周期長、難保正確性、維護困難。二、嵌入式系統結構 ? RISC計算機指令集 ? 在對各條指令使用頻率的統計分析中發現，最常使用的是一些比較簡 ? 單的指令，而這些指令數占指令總數的 20%，但它們在程序中出現的頻率 ? 卻占 80%。這個結論后來被稱為“ 20%對 80%率”。 ? 因此如果從指令系統中去掉一些不常用的指令，特別是那些復雜的指 ? 令就可以降低處理器電路的復雜程度，使處理器以更快的速度、更高的 ? 頻率運行，從而提高整個計算機的執行速度。根據這個設計指導思路設 ? 計出來的處理器被稱為精簡指令集計算機系統即 RISC。二、嵌入式系統結構 ? RISC機的特點： ? ①選取一些使用頻率高、很有用但不復雜的簡單指令。 ? ②指令長度固定，指令格式種類少，尋址方式種類少。 ? ③只有取數 /存數指令會訪問存儲器，其余指令的執行都在寄存器之間進 ? 行，即限制內存訪問。 ? ④ CPU中通用寄存器數量相當多。 ? ⑤大部分指令在一個機器周期內完成。 ? ⑥采用流水線組織。 ? ⑦以硬布線控制邏輯為主，不用或少用微程序控制。 ? ⑧特別重視編譯工作，以簡單有效的方式支持高級語言，減少程序執行 ? 時間。二、嵌入式系統結構 ? RISC和 CISC的差異： ? ①指令系統： RI

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