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    Linux/ARM 嵌入式平台是《ARM 嵌入式系统编程与优化》的第一章。

    好好学学硬件,然后深入一下 Linux,修炼好自己的内功。

     

    ARM 处理器不是独立芯片产品,而是具有多样性和异质性嵌入式片上系统(SOC)的集成部件,是可以针对各种特定产品实现定制化的部件。

     

    除了处理器内核外,典型的片上系统还包含:

    • 一系列不同的存储接口(例如同步动态随机存储器、闪存等)
    • 通信接口(USB、蓝牙、WiFi 等)
    • 图形、视频专用处理器(例如图形处理单元,GPU)

     

    ARM 处理器包含了片上系统的“计算”部分。

     

    Linux 大大促进了不同嵌入式平台间的代码开发和代码重用,成为了一个标准的嵌入式操作系统。

     

     

    程序员必须编写低抽象水平的代码,只有这样,程序才能知道是底层处理器技术。这通常被称为性能优化或代码优化,在高性能计算领域是很常见的。

     

    本书将用到几个应用程序的例子,其中包括:

    • 图像变换
    • 分形生成
    • 图像卷积
    • 以及一些计算机视觉任务

     

    解释 ARM 和 RISC 的字面含义?

    ARM 代表“高级精简指令集机器”,RISC 代表“精简指令集计算机”。

     

    RISC 的优势是什么?

    RISC 是一门设计哲学,它将处理器原生语言或者说指令集设计成极简指令表,这就要求处理器通过执行大量简单指令来执行一个程序。

    这种方法的优势是:相对于处理器具有独立的指令来执行更多工作,既是一个程序需要执行 N 次更简单指令,简单指令的执行速度也比复杂指令平均快 N 倍,并提供了更好的整体性能。

     

    RISC 的指令类型有哪些?

    RISC 指令一般严格分为三种主要类型:

    • 算术运算指令:执行任何实际数据计算的唯一指令类型
    • 存储指令
    • 控制指令

    存储指令和控制指令需要必要开销来实现与外部存储器交换数据以及实现有数据依赖的行为。

    存储器指令和控制指令平均会比算术运算指令花更多的时间。

    虽然取决于程序的存储访问模式和处理器存储层次结构的性能,但是,特别的是存储指令,算术运算指令的执行速度一般比它快 10~20 倍。

    ARM 编程

    可以用各种高级语言编写 ARM 处理器。

    一些 ARM 处理器本身还可以执行 Java 字节码。

    如果讲究代码性能,一般采用 C 语言编程。

     

    ARM 体系架构

     

    ARM 通用寄存器

    状态寄存器

    内存寻址模式

    GNU ARM 汇编

     

     

    性能受影响的因素,包括:

    • 执行的指令数
    • 数据依赖和分支预测失误导致的延迟
    • 防止多个问题的数据依赖和资源约束
    • 缓存失效导致的延迟

    包括缓存失效率在内的所有这些因素是可以改变的——通过修改算法的汇编代码来改善性能。

     

    代码优化目标

     

    减少执行指令数

    降低平均 CPI

     

    性能界限

    受计算限制的,意味着性能受到可以被分派到处理器的内部功能单元的操作数量限制;存储器界限,意味着性能受到存储器带宽限制。

    基本指令集

    • 整型算术指令
    • 按位逻辑指令
    • 移位指令
    • 移动指令
    • 加载和存储指令
    • 比较指令
    • 分支指令
    • 浮点指令

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/tuhooo/p/11154722.html

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  • ARM嵌入式开发是嵌入式开发领略比较热门的技术,本文针对ARM嵌入式开发的入门者给出嵌入式开发的基础知识和入门必要步骤。
  • ARM嵌入式系统

    2020-03-01 16:05:42
    一、常见的ARM嵌入式系统开发环境配置: 1、编译器/汇编器 2、指令系统模拟器 3、在线仿真器或调试探测器 4、目标开发板 5、跟踪捕捉仪 6、嵌入式操作系统 ARM嵌入式系统C编译器:ARM公司,keil公司,IAR System公司...

    一、常见的ARM嵌入式系统开发环境配置:
    1、编译器/汇编器
    2、指令系统模拟器
    3、在线仿真器或调试探测器
    4、目标开发板
    5、跟踪捕捉仪
    6、嵌入式操作系统
    ARM嵌入式系统C编译器:ARM公司,keil公司,IAR System公司,lauterbach公司。
    二、ARM嵌入式系统的硬件构成
    ARM嵌入式芯片主要由32位ALU、31个32位通用寄存器和6个状态寄存器、32x8位乘法器、32x32位桶形移位寄存器、指令译码及控制逻辑、指令流水线和数据/地址寄存器组成。
    ARM嵌入式处理器的结构
    在ARM处理器结构中,使用流水线技术以提高处理器指令的运行速度。在流水线操作中,允许多个操作同时进行,以及处理和存储系统连续操作。
    三、ARM硬件配置
    Cortex-M3是一个32位ARM处理器内核。内部的数据宽度是32位的,寄存器的接口同样也是32位的。与常用的ARM嵌入式处理器一样,Cortex-M3采用了哈弗结构,拥有独立的指令和数据总线,可以同时进行取地址操作和数据访问操作。
    采用哈佛结构的数据/指令储存方式,处理器在访问数据的时候不再占用数据总线,从而提升了系统处理的性能。为进一步提高ARM处理器的处理能力,CM3的内部结构中包含了多条总线接口方式,每条总线都专门为特定的应用场合进行综合优化,并可以多条总线并行工作。
    Cortex-M3中的寄存器组
    1、CM3中的寄存器组
    在CM3处理器中包含了R0~R15寄存器组,其中,R13为堆栈指针SP。SP寄存器有两个,但在同一时刻,用户只能看到其中的某一个,就是所谓的“banked”寄存器。
    R0—R12位通用寄存器,都是32位寄存器,主要用于ARM处理器内部的数据操作,但在ARM指令集中,并不是所有的语句都可以访问R0~R12寄存器。其中,绝大数部分的16位Thumb指令只能访问R0—R7寄存器,而32位的Thumb-2指令则可以访问所有的寄存器。
    2、嵌套向量中断控制器
    Cortex-M3在ARM内核上搭载了一个终端控制器,即嵌套向量终端控制器,它与内核紧密耦合。
    支持系统嵌套中断;
    支持向量中断;
    支持动态调整中断优先级;
    较短的中断延迟;
    可屏蔽系统中断。
    3、存储器映射
    Cortex-M3可以支持4g的存储空间。
    存储器映射若干区域
    4、存储器保护单元
    通过存储器保护单元可以对特权级访问和用户级访问分别实现不同的访问限制。

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