自動化工程學院賴小紅

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電話:61831430E-mail:laixh@2023/2/5課程表星期1第3,4節品學樓306

星期3(單)第5,6節 品學樓306

星期4第1,2節

品學樓306

教學計劃教學總學時：80（課堂教學：64實驗：16）一：概述

4課時二：計算機系統的結構組成與工作原理

10課時三：微處理器體系結構及關鍵技術6課時四：總線技術與總線標準

6課時五：

存儲器系統

8課時六：輸入輸出接口 6課時七：ARM微處理器編程模型4課時八：ARM匯編指令4課時九：ARM程序設計4課時十:基于ARM微處理器的硬件系統設計5課時十一:基于ARM微處理器的軟件系統設計5課時十二:基于ARM微處理器核的SOC設計2課時實驗計劃ARM集成開發環境建立ARM匯編實現LED控制實驗 ARM匯編實現串口通信實驗ARM-Linux開發環境建立ARM-Linux下模塊方式驅動程序實驗ARM-Linux下鍵盤及數碼管驅動程序設計實驗ARM-Linux下LCD驅動程序設計實驗ARM-Linux下觸摸屏驅動程序設計實驗ARM-Linux下SD卡驅動程序及文件系統設計實驗ARM-Linux下AC97音頻驅動程序設計實驗ARM-Linux下以太網通信實驗教學實驗裝置5/30成績考核平時：10%期中：15%期末：60%實驗：15%注意：平時，期中及實驗必須有成績，缺一按不及格處理。若有特殊情況，必須有學校相關部門證明。注意及建議課程的重要性:3+6基礎課、應用廣、研究生復試理論聯系實際非常緊密的課程,課程內容多、更新極快。主動參與、發現、探究。多探討交流，但要獨立完成作業。積極參與實驗，增強動手能力，培養分析解決實際問題的能力。--最重要的是要培養對該課程相關知識的興趣教材、參考書：微處理器系統結構及嵌入式系統設計（第二版） 李廣軍等，電子工業出版社，2010

微機系統原理與接口技術

李廣軍等，電子科技大學出版社，2005

系統體系結構（第5版）

郭新房等譯.StephenD.Burd著，清華大學出版社，2007計算機系統結構

張晨曦等，高等教育出版社，2008

現代計算機組成原理

潘松等，，科學出版社，2007ARM體系結構與編程

杜春雷，清華大學出版社，2007第一章(4) 概述1.1計算機發展概述（了解）電子計算機發展概述普適計算與泛在通信1.2集成電路與SoC設計（理解）集成電路技術的發展基于IP的SoC設計1.3先進的處理器技術（了解）片上多核處理器(CMP)流處理器(StreamProcessor) PIM(ProcessorInMemory)可重構計算處理器1.4嵌入式系統（理解）嵌入式系統的概念

嵌入式系統的特點嵌入式系統中的處理器嵌入式系統的組成嵌入式系統的發展現狀與趨勢學習嵌入式系統的意義WHY?已學習的課程？軟件類有：硬件類有：從兩個方面來學習：結構，構成計算機的應用2023/2/510/30計算機發展2023/2/511/301940 圖靈機

1946 馮·諾依曼計算機(電子管）1955 晶體管計算機1957 集成電路時代1978 VLSI1980 IBMPC機械式計算機的發展2023/2/512/53電子技術和半導體技術的誕生電子管(vacuumtube)時代晶體管(transistor)時代第一個晶體管的誕生2023/2/513/53第一臺存儲程序計算機EDSAC2023/2/514/53從分立到集成第一塊IC誕生第一塊IC誕生之后，基爾比在IRE(美國無線電工程師學會)的一次會議上宣布了“固體電路”(Solidcircuit)的出現，這就是以后的“集成電路”的代名詞。2023/2/515/53集成度迅猛發展2023/2/516/53計算機發展過程微電子技術計算機技術通信技術2023/2/517/53計算機的發展2023/2/518/53普適計算設備和各種網絡整合在一起，清除“計算機”作為獲取數字服務的中央媒介地位，計算機徹底退居“幕后”泛在通信泛在通信與網絡無線傳感器物聯網

CPU>90%<10%普適計算(無所不在的計算機)2023/2/519/53泛在通信(無所不在的網絡)2023/2/520/53無線傳感器網絡2023/2/521/53無線傳感器網絡技術構成傳感器嵌入式計算技術網絡物聯網技術2023/2/522/53感知傳遞處理IT行業的四大定律Moore定律微處理器內晶體管集成度每18個月翻一番Bell定律如果保持計算能力不變，微處理器的價格每18個月減少一半；

每10年會有一類新的計算設備誕生：巨型機、小型機、工作站、PC到PDA的演變、新一代計算設備……Gilder定律未來25年（1996年預言）里，主干網的帶寬將每6個月增加一倍；Metcalfe定律網絡價值同網絡用戶數的平方成正比；2023/2/523/53集成電路與SoC設計2023/2/524/53什么是集成電路？集成電路兩個重要標志集成規模特征尺寸SoC:在一個微電子芯片上將信息的采集、傳輸、存儲和處理等功能集成在一起系統級芯片(SOC)技術系統知識

(硬件與軟件)電路設計知識

(DAC、ADC等)制造工藝知識

(90nm,65nm,45nm)晶圓工藝知識

(300mm晶圓)A/DA/D數字射頻處理器數字濾波與控制混合信號處理器

數字基帶混合信號處理器支撐技術軟硬件協同設計設計及驗證技術IP核生成和復用技術超深亞微米工藝及納米IC設計技術2023/2/525/53嵌入式(計算機)系統嵌入式系統是一門交叉學科，涉及計算機、微電子、網絡、通信、信號處理、傳感器等諸多領域。隨著現代微電子技術、微機電系統MEMS、片上系統SoC、納米材料、無線通信技術、信號處理技術、計算機網絡技術等的進步以及互聯網的迅猛發展，嵌入式系統向集成化、微型化，智能化、網絡化方向發展。2023/2/526/53嵌入式(計算機)系統2023/2/527/53嵌入式系統的定義IEEE定義devicesusedtocontrol,monitor，orassisttheoperationequipment,machineryorplants國內普遍認同的定義

以各種形態嵌入到對象體系中的專用計算機系統芯片級（MCU、SoC）板級（單板、模塊）設備級（工控機）2023/2/528/53以應用為中心軟、硬件可裁剪對體積、功耗、實時性、可靠性、功能、成本等有嚴格約束嵌入式系統的特點2023/2/529/53硬件軟件開發系統嵌入式處理器存儲器系統外部接口EMPUEMCUEDSPESoCEPSoC程序ROM數據RAM參數EEPROMNVRAM并行接口串行接口音視頻接口

網絡接口嵌入式操作系統應用軟件VxWorksμc/OSWindowsCE嵌入式Linux編譯器鏈接器調試器集成軟件環境硬件工具仿真器編程器在線調試工具外圍設備鍵盤LCD存儲設備音頻設備專用設備嵌入式系統的組成2023/2/530/532023/2/531/53嵌入式系統的發展趨勢網絡化、支持分布式計算可編程、可在線更新集成度提高、SoC/NoC開發平臺的完備化友好的人機界面……32/3232/302023/2/532/53復習1.信息的表示：各種編碼2.數據的類型計算機中的數據類型位（Bit）、字節（Byte）、字（Word）、雙字（Doubleword）、四字（Quardword）

1bit=1個二進制位1Byte=8bit1Word=2Byte1Doublew