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Cortex-M3权威指南学习笔记

Cortex-M3 概述

单片机和内核关系

Cortex‐M3处理器内核是单片机的中央处理单元(CPU)。完整的基于Cortext-M3的MCU还需要很多其它组件。在芯片制造商得到Cortext-M3处理器内核的使用授权后,它们就可以把Cortext-M3内核用在自己的硅片设计中,添加存储器,外设,I/O以及其它功能块。不同厂家设计出的单片机会有不同的配置,包括存储器容量、类型、外设等都各具特色。

Cortex-M3 内核和芯片(单片机)的关系示意图 Cortex-M3 内核和芯片(单片机)的关系示意图

Cortex-M3 内核

Cortex‐M3 是一个 32 位处理器内核。内部的数据路径是 32 位的,寄存器是 32 位的,存储器接口也是 32 位的。

Cortext-M3 采用了哈佛结构,拥有独立的指令总线和数据总线,可以让取指与数据访问并行不悖。这样一来数据访问不再占用指令总线,从而提升了性能。为实现这个特性, Cortext-M3 内部含有好几条总线接口,每条都为自己的应用场合优化过,并且它们可以并行工作。但是另一方面,指令总线和数据总线共享同一个存储器空间(一个统一的存储器系统)。换句话说,不是因为有两条总线,可寻址空间就变成 8GB 了。

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浅谈软件是如何控制硬件工作的

声明:以下知识仅限于本人对于软硬件的理解和整理并作为内部分享,因个人知识水平所限,可能存在一些遗漏和不足甚至错误的地方,如有发现可以留言指出。配合此视频看效果更佳哦~

概述

我们都知道软件是服务于硬件的,因为单纯的软件如果不跑到具体的硬件上面将是没有任何价值的。如果单纯的去谈软件是没有任何价值的,软件的开发往往依附于所运行的硬件环境。关于这个话题涉及的知识比较多,而且比较深奥,这个话题其实是《微机原理》这门课程所要解决的问题,这篇文章不打算以晦涩难懂比较深奥的知识揭开这个问题的本质,而是想基于作者(水寒)的知识积累和实践,通过一些简单的电路知识和计算机软硬件知识来了解软件和硬件是怎么交织在一起的。

数字电路

对于我们物联网而言,一般所讨论的硬件其实可以认为是数字电路相关的一套硬件电路。而数字电路和模拟电路有何区别呢?要搞清数字电路模拟电路,首先要搞清什么是数字信号什么是模拟信号。

模拟量转数字量采样过程 模拟量转数字量采样过程

如上图所示,模拟信号是在时间上取值都是连续的,自然界的信号可以说都是模拟信号。但是模拟信号利于观察但是不利于数据交互传递和表示,所以通常我们在计算机中需要将大部分的模拟信号转换为数字信号,方便实现数字电路和软硬件数据交互。

数字电路或数字集成电路是由许多**逻辑门**组成的复杂电路,与模拟电路相比,它主要进行数字信号的处理(即信号以0与1两个状态表示),因此**抗干扰能力较强**。

看到这里你也许还比较迷糊,似懂非懂的感觉,那就对啦!接下来我们以一个小实验来说明一下。

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