今天還挺充實(shí)的，早上在圖書(shū)館本來(lái)想學(xué)一下notion，結(jié)果看李沐老師的動(dòng)手深度學(xué)習(xí)看到十點(diǎn)半，在電腦上配置了李沐老師的d2l和jupyter，等后續(xù)有時(shí)間的時(shí)候再繼續(xù)學(xué)。

下午看了一下notion的使用方法，這玩意初學(xué)者用起來(lái)是真的麻煩，如果每天沒(méi)有很多事情需要schedule的話，用這個(gè)我認(rèn)為反而是個(gè)累贅，還不如mac自帶的提醒事項(xiàng)。

然后去健身房練了腿🏋??♀?，100kg深蹲，再做兩組固定器械就去洗澡了。晚上在圖書(shū)館復(fù)習(xí)了一下嵌入式，最近因?yàn)榭蠢鲜囊曨l，感覺(jué)復(fù)習(xí)嵌入式的時(shí)候也有了些動(dòng)力。

現(xiàn)在回來(lái)寫(xiě)一下一天的總結(jié)~ 👇👇👇

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1. 什么是嵌入式系統(tǒng)？

老師PPT中給出的定義是：

以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、重量、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是含有處理器的、專用的軟硬件系統(tǒng)，具有自主的信息處理能力。

看一下嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)：

其中，硬件層是使用硬件描述語(yǔ)言——verilog完成的電路設(shè)計(jì)，將代碼燒到FPGA上，快速進(jìn)行調(diào)試。除了FPGA之外，還有專用集成芯片ASIC的存在。FPGA的速度沒(méi)有ASIC快，但是可以快速成品而且價(jià)格便宜。因此在當(dāng)前行業(yè)里，FPGA幾乎是所有電子系統(tǒng)的必要部件。

2. 嵌入式系統(tǒng)的兩種設(shè)計(jì)方法

分別是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)方法。

在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，硬件和軟件是分離設(shè)計(jì)的，過(guò)程如下：

而在系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)方法中，強(qiáng)調(diào)軟硬件的協(xié)同設(shè)計(jì)和系統(tǒng)整合，可以更好地管理復(fù)雜性并提高設(shè)計(jì)效率。

3. 什么是ARM？

我還是想引用一下chatgpt對(duì)ARM的解釋，我覺(jué)得寫(xiě)的很不錯(cuò)：

ARM 的全稱是 “Advanced RISC Machines”，意為 “高級(jí)精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)”。ARM 是一種廣泛使用的處理器架構(gòu)和系列，由 ARM Holdings（現(xiàn)為 Arm Limited）開(kāi)發(fā)和授權(quán)給各個(gè)芯片制造商使用。

ARM 架構(gòu)采用精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)（Reduced Instruction Set Computing，RISC）的設(shè)計(jì)理念，旨在提供高效、低功耗的處理器解決方案。ARM 處理器廣泛應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備、嵌入式系統(tǒng)、智能手機(jī)、平板電腦、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和消費(fèi)電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。

ARM 提供了多個(gè)處理器系列，包括 Cortex-A 系列、Cortex-R 系列和 Cortex-M 系列。Cortex-A 系列用于高性能應(yīng)用，如移動(dòng)設(shè)備和嵌入式系統(tǒng)；Cortex-R 系列用于實(shí)時(shí)應(yīng)用，如汽車電子和工業(yè)控制；Cortex-M 系列用于低功耗、低成本的嵌入式系統(tǒng)，如微控制器和傳感器設(shè)備。

復(fù)習(xí)之后，我認(rèn)為ARM最大的特點(diǎn)就是：

• 采用精簡(jiǎn)指令集，用簡(jiǎn)單的指令實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能
• 體積小、低功耗、低成本、高性能
• 支持thumb（16位，半字）和arm（32位，一個(gè)字）的雙指令集
• 大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度快
• 尋址方式簡(jiǎn)單
• 指令長(zhǎng)度固定

迄今為止，arm定義了8個(gè)版本，用1-8來(lái)表示。每一個(gè)版本下又有不一樣的額外版本。命名規(guī)則如下：

其中，老師要求重點(diǎn)掌握的是ARM7和ARM9。

ARM7的主要特點(diǎn)如下：

• 采用馮諾依曼結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和指令存儲(chǔ)器合并到一起
• 采用三級(jí)流水，包含：取指、譯碼、執(zhí)行
• 其中，執(zhí)行包含了很多操作，如移位操作、讀通用寄存器內(nèi)容、輸出結(jié)果、寫(xiě)通用寄存器等。

這就導(dǎo)致三級(jí)流水存在很嚴(yán)重的問(wèn)題：執(zhí)行單元的工作占用很多時(shí)鐘周期，并且數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和指令存儲(chǔ)器的合并會(huì)導(dǎo)致流水線阻斷的情況，從而影響流水性能。

所以引入了采用五級(jí)流水的ARM9，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和指令存儲(chǔ)器給分開(kāi)。

其中，五級(jí)流水的功能如下：

本質(zhì)就是把原來(lái)執(zhí)行單元所做的工作給細(xì)分了兩個(gè)出來(lái)，一個(gè)是存儲(chǔ)器訪問(wèn)，一個(gè)是寄存器回寫(xiě)，這樣就減少了每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)必須完成的工作。
同時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和指令存儲(chǔ)器給分開(kāi)也解決了三級(jí)流水中訪存在指令執(zhí)行階段的延遲問(wèn)題。

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今天時(shí)間不早了，就先寫(xiě)那么多，沒(méi)有把復(fù)習(xí)的內(nèi)容全部寫(xiě)完，我發(fā)現(xiàn)上面寫(xiě)的東西還是過(guò)多了，有點(diǎn)不夠精簡(jiǎn)。但是我又覺(jué)得每部分都比較重要，唉。。。