lv9-ARM体系结构与接口技术（1） 计算机硬件基础

目录

前言

1.嵌入式系统分层

2.ARM体系结构

 3.计算机基础知识

3.1高低电平与逻辑1/0

 3.2计算机组成

3.3总线

4.多级存储结构与地址空间

4.1三级存储结构:

 4.2地址空间

5.cpu工作流程

总结

 

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前言

 

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1.嵌入式系统分层

操作系统向下管理硬件，向上提供接口

Linux子系统:
    1.进程管理：管理进程的创建、调度、销毁等
    2.内存管理：管理内存的申请、释放、映射等
    3.文件系统：管理和访问磁盘中的文件
    4.设备管理：硬件设备及驱动的管理
    5.网络协议：通过网络协议栈(TCP、IP...)进行通信

2.ARM体系结构

 3.计算机基础知识

3.1高低电平与逻辑1/0

  逻辑1和0
    在计算机中数据的存储、运算、传输都是以高低电平的方式
    所以数字电路中用高、低电平来表示逻辑1和0

 3.2计算机组成

  输入设备
    把其他信号转换成计算机能识别和处理的信号并送入计算机中
    如键盘、鼠标、摄像头等
 输出设备
    把运算结果以人或其他设备所能接受的形式送出计算机外
    如显示器、音响、打印机等
 存储器
    存储器是用来存储程序和数据的部件,是实现"存储程序控制"的基础
    如内存、硬盘等

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CPU:

 运算器
    CPU中负责进行算数运算和逻辑运算的部件，其核心是算术逻辑单元ALU

 控制器
    控制器是CPU的指挥中心,其控制着整个CPU执行程序的逻辑过程

注：运算器和控制器共同组成了CPU

3.3总线

 总线
    总线是计算机中各个部件之间传送信息的公共通信干线, 在物理上就是一束导线按照其传递信息的类型可以分为数据总线、地址总线、控制总线
 DMA总线
    DMA(Direct Memory Access)即直接存储器访问，使用DMA总线可以不通过CPU直接在存储器之间进行数据传递

4.多级存储结构与地址空间

4.1三级存储结构:

  Cache
    速度最快、价格最贵、容量最小、断电数据丢失、cpu可直接访问
    存储当前正在执行的程序中的活跃部分,以便快速地向CPU提供指令和数据
 主存储器
    速度、价格、容量介于Cache与辅存之间、断电数据丢失、cpu可直接访问
    存储当前正在执行的程序和数据
 辅助存储器
    速度最慢、价格最低、容量最大、断电数据不丢失、cpu不可直接访问
    存储暂时不运行的程序和数据，需要时再传送到主存

 4.2地址空间

  一个处理器能够访问（读写）的存储空间是有限的,我们称这个空间为它的地址空间（寻址空间）,一般来说N位地址总线的处理器的地址空间是2的N次方

5.cpu工作流程

  一条指令的执行分为三个阶段
    1.取址：
    CPU将PC寄存器中的地址发送给内存，内存将其地址中对应的指令返回
    到CPU中的指令寄存器（IR）
    2.译码：
    译码器对IR中的指令进行识别，将指令（机器码）解析成具体的运算
    3.执行：
    控制器控制运算器中对应的运算单元进行运算，运算结果写入寄存器

 每执行一条指令后PC的值会自动增加指向下一条指令

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总结