ARM系统开发基础

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(1)软件和硬件的对应关系

软件:
0 1

电路:低电平          高电平

芯片:截至 
   导通

软件和硬件的接口:寄存器(控制)

(2)二极管

1)单向导通特性——整流

2)反向击穿特性——稳压管

3)发光特性        ——LED

4)电容特性
      ——储能RAM

(3)RAM

1)SRAM——硬件解决——有三大总线、快、贵

2)DRAM——软件解决——没有三大总线(必须初始化后才能使用)、便宜、慢

(4)三极管——开关

1)区分NPN和PNP

看箭头P—>N

2)控制逻辑

PNP

导通:基极上加低电压

截至:基极上加高电压

NPN

导通:基极上加高电压

截至:基极上加低电压

(5)MOS管——开关

1)区分N沟道和P沟道看箭头 P—>N取首字母

2)控制逻辑

P型

导通:栅极上加低电压

截至:栅极上加高电压

N型

导通:栅极上加高电压

截至:栅极上加低电压

(补充)二极管三极管和MOS管的区别

这三种管都是半导体器件。

1、二极管顾名思义就是有两个极,只有一个PN结,是将PN结加上相应的电极引线和管壳就成为了半导体二极管。适用于高频和小功率的工作,也用做数字电路中的开关元件,二极管具有单向导通的特性,一般用在整流、稳压、续流等领域。

2、三极管简称晶体管,(包含有集电极c,发射极e,基极b)不是简单的两个PN结拼起来的,每个极的厚度都是有讲究的。三极管分为NPN型和PNP型两种,是最重要的一种半导体器件。它能起放大、振荡或开关等作用。

3、MOS管也称为场效应管,是一种较新型的半导体器件。外形与普通的晶体管相似,但两者的控制特性却截然不同。

普通晶体管也是电流控制元件,通过控制基极电流达到控制集电极电流或发射极电流的目的,到信号源必须提供一定的电流才能工作。

MOS管是电压控制元件,他的输出电流决定于输入电压的大小,基本上不需要信号源提供电流,所以他的输入电阻很高,这是他的突出特点。他广泛应用于放大电路和数字电路。

字节顺序:

1)ARM体系结构将存储器看作是从0地址开始的字节线性组合。从0字节到3字节放置第一个存储的字(32位)数据,从第4个字节到第7个字节防止第二个存储的字数据,依次排列。

ARM处理器是32位处理器,它的寻址空间最大为4G,以字为单位进行对齐。

字对齐:比如说有一个32位整形输,存放的时候,可以存放在0的位置,4的位置,8的位置,但是不可以存放在3这个字节的位置,不满足字节对齐。

2)ARM体系结构可以用两种方法存储字数据,称之为大端格式和小端格式。ARM cortex-A9使用的就是小端格式存储。

大端和小端存储格式的区别:

大端格式:字数据的高字节存储在低地址中,而字数据的低字节则存放在高地址中。

小端格式:与大端格式相反,在小端存储格式中,低地址中存放的是字数据的低字节,高地址存放的是字数据的高字节。

小端:低对低,高对高

大端:高对低,低对高

计算机硬件的组成:

1、输入设备

2、输出设备

3、存储器

4、运算器

5、控制器

6、计算机总线结构

ARM存储器

存储器是用来存放程序和数据的部件,他是一个记忆装置,也是计算机能够使用实现“存储程序控制”的基础。

1)、高速缓冲存储器(Cache)

CPU可以直接访问,用来存放当前正在执行的程序中的活跃部分,以便便捷地向CPU提供指令和数据

2)、主存储器可由CPU直接访问,用来存放当前正在执行的程序和数据。

3)、辅助存储器设置在主机外部,CPU不能直接访问,用来存放暂时不参与运行地程序和数据,需要时再传送到主存。

运算器是对信息进行处理和运算的部件,经常进行地运算是算数运算和逻辑运算,因此运算器的核心是算数逻辑运算部件ALU。

控制器是整个计算机的指挥中心

ARM的工作状态

1)、ARM状态,此时处理器执行32位字对齐的ARM指令。

2)、Thumb状态,此时处理器执行16位字对齐的Thumb指令。

3)、Jazelle状态,(复位)发生异常以后,处理器会工作在ARM状态

哈佛结构和冯诺依曼结构

1、冯诺依曼结构又称普林斯顿体系结构:指令和数据放在一起共享同一总线结构,这使得信息流的传输成为限制计算机性能的瓶颈,影响了处理速度的提高。

完成一条指令需要3个步骤,取指令、指令译码和执行指令。

2、哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构,哈佛结构通常具有较高的执行效率,其程序指令和数据分开组织和存储,执行时可以预先读取下一条指令。

区别:

二者的区别就是程序空间和数据空间是否是一体的。冯诺依曼结构数据空间和地址不分开,哈佛结构数据空间和地址空间是分开的。

ARM是哈佛结构的!!!