系统与设计教案（精选5篇）

第一篇：系统与设计教案

第三单元 系统与设计

学习目标：

1、从应用的角度理解系统的含义

2、了解系统的类型。

3、通过简单的系统案例分析，理解系统的基本特性。重点、难点：系统的特性及应用。

一、什么是系统

1、由两个或两个以上相互联系、相互作用、相互依赖、相互制约的若干元素（部分）组成的具有特定功能的有机整体，称为系统。

元素是指构成系统的基本单元；部分相对于系统的整体而言。

2、子系统：子系统是相对于大系统而言的，它是大系统中相对独立且具有一定功能的组成部分。

大系统包含子系统，复杂系统包含简单系统。

如：地球生态系统由海洋生态系统、森林生态系统、陆地生态系统等子系统构成。

3、要素：指构成系统的最主要的元素。

二、构成系统的三个条件

（1）至少要有两个或两个以上的要素（或部分）；

（2）各要素之间互相联系、互相作用，有一定的结构，按照一定方式形成一个整体。（3）该整体系统具有的功能是组成要素所不具备的。（即“1” +“1”≠ 2的功能）【思考讨论】请指出下列系统分别由哪些元素组成？ 台灯： 多媒体： 手表： 缝纫机：

三、系统的分类：系统可按不同的标准和需要来分类：（1）自然系统和人造系统： 自然系统是自然形成的系统。如：人体系统； 人造系统是人工制造加工而成的系统。如：城市系统（2）实体系统和抽象系统

实体系统是实物形态的。如：自行车的传动系统是实体系统； 抽象系统是非实物形态的。如：哲学系统；（3）静态系统和动态系统（静态和动态是相对的）

静态系统可认为是在宏观上没有活动部分的结构系统或相对静止的结构系统。如：大桥、公路、房屋。

动态系统：指既有静态实体又有活动部分的系统。如：学校既有静态教室又有活动的老师和学生，是一个动态系统。(4)、封闭系统和开放系统

封闭系统是一个与外界无明显联系的系统，环境仅为系统提供一个边界，不管外部环境有什么变化，封闭系统仍表现为内部稳定的均衡特性。如：密封闭罐中的化学反应，在一定条件下，不同的反应物在罐中经化学反应达到平衡状态。

开放系统是指在系统边界上与环境有信息、物质和能量交互作用的系统。如：商业系统、生产系统或生态系统等。在环境发生变化时，系统可以通过各要素与环境的交互作用以及系统本身的调节作用，使系统达到某一稳定状态（能自调整或自适应）。

四、系统的基本特性（整体性、相关性、目的性、环境适应性、层次性、动态性）（1）整体性：是系统最基本的特性。系统是一个整体，它不是各个要素的简单相加，系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的。即：2＞1+1。系统的任何一个要素发生变化或出现故障时，都会影响其他要素或整体的功能的发挥。【思考讨论】请根据系统的整体性特征，分别解释之。

1、“一个和尚挑水吃，二个和尚抬水吃，三个和尚没水吃”

2、“三个臭皮匠等于一个诸葛亮”

3、“丢卒保车

4、“一着不慎，全盘皆输”（2）目的性：任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能。系统的目的性是区别不同系统的标志。当系统存在多个目标时，要从整体协调的角度寻求平衡，以获得整体上的最佳效果。

1.人们将发条、游丝、齿轮、表壳等零部件组装成钟表，其目的是___________________________。

2.经营管理系统通过优化和配置企业的人力资源和物力资源而形成，其目的是____________________________________________。

（3）相关性：指组成系统的各要素之间或系统整体与部分之间的相互作用、相互联系。（4）环境适应性：一个系统与其所处的环境之间通常都有物质、能量和信息的交换，外界环境的变化会引起系统特性的改变，并相应地引起系统功能和系统内各部分相互关系的变化。系统只有具有对环境的适应能力，才能保持和恢复系统原有的特性。【思考讨论】

1、谈谈“春捂秋冻”的道理。

2、家用电冰箱为什么不能紧贴墙壁放置，而应该与墙保持一定的间距？

（5）动态性：任何系统都是一个动态的系统，处在运动变化和发展之中。运用系统的动态观点，有助于使我们不仅看到系统的现状，而且看到系统的变化和发展，从而预测系统的将来，掌握系统的发展规律。

如：任何一个机械传动系统的零件之间都会有磨损，为保证系统的性能，必须定期润滑或更换零件。

（6）层次性:系统可以分解为一系列的子系统,并存在一定的结构.【有效训练】：

１、一堆沙子、钢筋、水泥等等材料散放在一起没什么意义，但是如果将它们按照一定的结构形式造成一座桥梁．就具 有了交通的功能，这个案例说明系统最基本的特性是：()A、目的性 B、动态性

C、整体性 D、适应性 ２、在大自然中鹿、兔奔跑速度快，能逃避猛兽追捕；刺猬身 上长尖刺．使猛兽无从下口；黄鼬遇敌时突放臭气．扰乱猛兽 神志，影响其情绪，在其迟疑间跑掉。这是生态系统基本特性 中的()A．整体性 B．相关性 C．动态性 D．环境适应性

3、分析以下例子反映系统的哪方面基本特性。

（1）《西游记》中师徒四人需要齐心协力才能取得真经。

家用电冰箱应与墙保持一定的间距。

飞机在空中飞行时，时常受到大气对流的影响而产生颠簸，当飞机的检测装置接收到这一信号后，经过控制器的调节，能在很短的时间内调整好飞行状态，克服大气对流对飞机飞行的影响，保持平稳飞行。

4、“木桶理论”认为，木桶的盛水量取决于最短的那一块木板的长度。请用系统的观点解释。

小结

1、什么是系统

由相互联系、相互作用、相互依赖、相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体，称为系统。

2、系统的类型

按人类干预的情况：自然系统、人工系统

按内容和要素的性质：实体系统、抽象系统 按与环境的关系：开放系统、封闭系统

按运动状态：静态系统、动态系统

3、系统的基本特性

整体性

目的性

相关性

环境适应性

层次性

动态性

第二篇：《嵌入式系统设计》教案

嵌入式系统设计教案

课程总学时： 32 讲课学时： 24 实验学时： 8 授 课 人： 杨词慧

南昌航空大学信息工程学院

目录 嵌入式系统概述.......................................................................................................................1 1.1 嵌入式系统的基本概念...............................................................................................1 1.2 嵌入式系统的发展历史...............................................................................................2 1.3 嵌入式系统的体系结构...............................................................................................2 1.4 嵌入式处理器...............................................................................................................3 1.5 嵌入式操作系统...........................................................................................................4 1.6 嵌入式系统的应用及发展趋势...................................................................................7 ARM体系结构.........................................................................................................................8 2.1 ARM设计思想.............................................................................................................8 2.2 ARM体系结构分析.....................................................................................................9 2.3 ARM处理器系列.......................................................................................................11 2.4 ARM处理器模式.......................................................................................................15 2.5 ARM体系的异常处理...............................................................................................16 2.6 ARM内部寄存器.......................................................................................................18 2.7 ARM体系的存储系统...............................................................................................19 ARM指令系统及程序设计基础...........................................................................................21 3.1 ARM寻址方式...........................................................................................................21 3.2 ARM指令集...............................................................................................................24 3.3 Thumb指令集............................................................................................................33 3.4............................................................................................................................................35 3.5............................................................................................................................................35 3.6 嵌入式系统设计与开发过程.....................................................................................36 STM32微控制器...................................................................................................................37 4.1 STM32微控制器的性能指标....................................................................................37 2 3 4

I 嵌入式系统概述

教学目的：使学生对嵌入式系统的基本概念和体系结构、嵌入式处理器、嵌入式操作系统、嵌入式系统的历史、应用及发展趋势有一定的了解。

教学重点：嵌入式系统的基本概念、嵌入式处理器和嵌入式操作系统。教学难点：嵌入式系统的体系结构、嵌入式处理器。教学方法与教学手段：课堂讲授，多媒体教学。教学时间：2课时。教学内容

1.1 嵌入式系统的基本概念

(1)嵌入式系统的定义

先举例说明生活中的各种嵌入式系统设备，如iPhone、小米手机、洗衣机、电压力锅等。IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：嵌入式系统是用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置（Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。

微机学会的定义：嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机系统，可分为系统级、板级和片级。a)系统级：各种类型的工控机、PC104等模块。b)板级：各种类型的带CPU的主板或OEM产品。c)片级：各种以单片机、DSP、微处理器为核心的产品。

一般定义：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专用计算机系统。

(2)嵌入式系统的特点 a)专用、软硬件可剪裁配置。b)低功耗、高可靠性、高稳定性。c)软件代码矮小精悍。d)代码可固化。e)实时性。f)弱交互性。

g)软件开发通常需要专门的开发工具、环境和方法。h)要求开发、设计人员具有较高的技能。i)具有较长的生命周期。(3)嵌入式系统的分类

按嵌入式微处理器的位数可分为：4位、8位、16位、32位和64位。按实时性能可分为：非实时系统和实时系统。

按软件结构可分为：嵌入式单线程系统和嵌入式事件驱动系统。

按应用领域可分为：信息家电类、消费电子类、医疗电子类、移动终端类、通信类、汽车电子类、工业控制类、航空电子类、军事电子类等。

1.2 嵌入式系统的发展历史

(1)以单芯片为核心的可编程控制器形成的系统

1971年11月，Intel推出Intel 4004。随后出现Intel 8080/8085、8086、Motorola的6800、68000，Zilog的Z80、Z8000。

以微处理器为核心构成的系统

单板机：Intel的iSBC系列、Zilog的MCB等

将计算机做在一个芯片上，大部分应用于专业性强的工业控制系统中，没有操作系统的支持，系统结构和功能相对单一，处理效率较低，存储容量较小。

(2)以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统

CPU种类繁多，通用性较弱；系统开销小，效率高；操作系统达到一定的兼容性和扩展性；应用软件较专业化，用户界面不够友好。

(3)以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统

嵌入式操作系统可运行于各种不同类型的微处理器上，兼容性好；操作系统内核小，效率高；具备文件和目录管理，支持多任务、网络应用，具备图形窗口和用户界面；有大量的应用程序接口API。

(4)以Internet为标志的嵌入式系统 嵌入式设备与Internet的结合。

1.3 嵌入式系统的体系结构

(1)体系结构

(2)硬件层

 嵌入式处理器：ARM、DSP、FPGA  存储器系统：ROM、FLASH、SDRAM  中断控制器、DMAC、定时器/计数器、UART、USB控制器、LCD控制器等  I/O接口：USB、I2C、SPI、CAN等

(3)中间层

 硬件抽象层(Hardware Abstraction Layer, HAL)。位于操作系统内核与硬件电路之间的接口层，隐藏硬件接口细节。

 板级支持包（Board Support Package, BSP）。为上层的驱动程序提供访问硬件设备寄存器的函数包。 设备驱动程序

1.4 嵌入式处理器

(1)嵌入式处理器的分类

中高端的嵌入式微处理器（Embedded Micro-Processor Unit, EMPU）低端的微控制器（Microcontroller Unit, MCU）DSP处理器（Digital Signal Processor, DSP）高度集成的片上系统（System on Chip, SoC）(2)嵌入式微处理器

由通用计算机中的CPU演变而来，只保留与嵌入式应用紧密相关的功能硬件，在工作温度、抗电磁干扰、可靠性、功耗等方面做了各种增强。

主要的嵌入式处理器类型：ARM、MIPS、PowerPC、68000系列等。特点

a)在设计中考虑低功耗。

b)采用可扩展的处理器结构。处理器内部留有很多扩展接口。c)具有很强的存储区保护功能。d)提供丰富的调试功能。

e)对实时任务具有很强的支持能力。(3)微控制器

俗称单片机，将整个计算机系统集成到一块芯片中。

WatchWatchdogdogGPIO/计数GPIOUARTUART定时定时/计数A/DA/DD/A器D/A器2CCANCANII2CSPISPIUSBUSBCPUCPUSRAMSRAM核心部分FlashFlash8位单片机示意图以一种微处理器为核心，芯片内部集成Flash、RAM、总线逻辑、定时器/计数器、I/O口、串行口、PWM、A/D、D/A等。

最早的单片机： 1976年，Intel的8048，Motorola的68HC05、Zilog公司的Z80.(4)DSP处理器

对系统结构和指令进行了特殊设计，使其适合DSP算法 高效乘累加运算、超标量操作、指令流水线 高效数据存取、硬件重复循环 确定性操作（程序执行时间可预测）应用场合：音视频编解码、数字滤波、FFT等(5)片上系统

将整个系统做在一个芯片上 优点

a)通过改变内部工作电压，降低芯片功耗 b)减少芯片对外的引脚数，简化制造过程

c)减少外围驱动接口单元及电路板之间的信号传递，加快微处理器数据处理的速度 d)内嵌线路可避免信号传递时所造成的系统杂讯 联发科推出28nm双核处理器MT6572 a)代号武松，基于Cortex-A7架构 b)主频为1.2GHz c)处理器上整合了Wi-Fi、FM收音机、GPS以及蓝牙四种功能 d)支持500万像素摄像头(6)嵌入式处理器的发展趋势 a)内部结构

SoC设计，与DSP、Flash、FPGA融合；性能更强，集成更多的功能部件；双核或多核结构 b)功耗更低 c)可靠性更高 d)支持ISP、ISD 1.5 嵌入式操作系统

(1)操作系统的概念及功能

操作系统。是一组计算机程序的集合，用来有效地控制和管理计算机的硬件和软件资源，并为用户提供方便的应用接口。

功能：处理器管理；存储器管理；设备管理；文件管理；用户接口(2)操作系统的分类 按程序调度的方法分为

 顺序操作系统。只含一个运行程序，独占CPU时间，顺序执行。如DOS系统。 分时操作系统。系统内同时有多道程序运行。如Unix系统。 实时操作系统。

从应用角度，嵌入式操作系统可分为  面向低端信息家电

 面向高端信息家电  面向个人通信终端  面向通信设备  面向汽车电子  面向工业控制

从实时性的角度，嵌入式操作系统可分为  具有强实时特点的嵌入式操作系统  具有弱实时特点的嵌入式操作系统  没有实时特点的嵌入式操作系统(3)实时操作系统（RTOS）

是具有实时性且能支持实时控制系统工作的操作系统，首要任务是调度一切可利用的资源来完成控制任务。

对现场不停监测，一旦有事件发生能立即处理。与通用OS的区别：实时性，代码尺寸小。一般包括以下几个重要组成部分：

 实时内核：任务管理、定时器管理、存储器管理、任务间通信与同步等。 网络组件  文件系统  图形用户界面

IEEE的Unix委员会规定了实时操作系统须具备以下几个特点：  支持异步事件的响应。 中断和调度任务的优先机制。 支持指令性计划占式调度。 支持同步。

(4)常见的嵌入式操作系统 嵌入式Linux  实时的嵌入式Linux：如RT-Linux、KURT-Linux等。RT-Linux将通常的Linux任务优先级设为最低。

 一般的嵌入式Linux：如μCLinux。 开源，内核小、效率高，可定制 μC/OS和μC/OS-II  μC/OS-II(MicroController Operating System)是由Jean J.Labrosse开发的实时操作系统内核。

 已被移植到Intel、ARM、Motorola等公司的81种不同的处理器上。

 Labrosse用一年时间开发了μC/OS实时操作系统； 1992年在《Embedded System Programming》上 发表介绍文章，并公布源代码；1993年写了《μC/OS, The Real-Time Kernel》；书及源码推动了μC/OS-II的发展。

 μC/OS-II只是一个实时操作系统的内核，全部核心代码只有8.3 KB。 只包含进程调度、时钟管理、内存管理和进程间的通信与同步等基本功能。Windows CE  多线程、完整优先权、多任务的32位嵌入式操作系统。 基本内核大小至少为200KB。VxWorks  美国WindRiver公司于1983年设计

 是目前嵌入式系统领域中使用最广泛、市场占有率最高的系统。 拥有良好的持续发展能力和高性能的内核及友好的用户开发环境。

 支持多种处理器，如ARM、x86、i960、SunSparc、MIPS RX000、PowerPC、StrongARM等。 以良好的可靠性和实时性，广泛应用在通信、军事、航空、航天等领域。

 应用案例：美国F-

16、FA-18战斗机，B-2隐形轰炸机，“爱国者”导弹，1997年4月在火星登陆的火星探测器。Palm OS  32位嵌入式操作系统，由3Com公司的Palm Computing部门开发。

 在掌上电脑和PDA市场上占有很大的市场份额，曾占据90%的PDA市场份额。 2010年04月29日惠普12亿美元收购Palm QNX  一个实时、可扩充的操作系统。

 部分遵循POSIX（可移植操作系统接口）相关标准。

 内核仅提供4种服务：进程调度、进程间通信、底层网络通信和中断处理。 内核非常小巧（QNX4.X约为12KB），运行速度极快。iOS  苹果推出，基于Darwin  最新：iOS8 Android  Google开发的基于Linux平台的开源手机操作系统 Delta OS  是电子科技大学实时系统教研室和北京科银京成技术有限公司联合研制并开发的全中文嵌入式操作系统。

 绝大部分代码由C语言编写。

 已成功应用于通信、网络、信息家电等多个应用领域。pSOS ISI公司研发的产品。

模块化、高性能、完全可扩展。

1.6 嵌入式系统的应用及发展趋势

(1)嵌入式系统的应用领域  消费电子领域  通信网络领域

 工业控制领域、机器人领域  交通管理与汽车电子领域  国防与航空航天领域  医疗仪器领域

(2)嵌入式系统的发展趋势

 小型化、智能化、网络化、可视化  多核技术的应用  低功耗、绿色环保

 云计算、可重构、虚拟化等技术被进一步应用到嵌入式系统中  嵌入式系统软件将逐渐PC化  融合趋势

 微控制器MCU与SoC的结合  微控制器MCU与DSP的结合  ARM与DSP的结合

 微控制器MCU与CPLD/FPGA的结合  安全性 ARM体系结构

教学目的：使学生对ARM设计思想、ARM处理器系列、ARM体系结构、ARM处理器模式、ARM内部寄存器、ARM体系的存储系统有一定的了解。

教学重点：ARM设计思想、ARM体系结构、ARM处理器模式、ARM内部寄存器。教学难点：ARM处理器模式、ARM内部寄存器。教学方法与教学手段：课堂讲授，多媒体教学。教学时间：4课时。教学内容

2.1 ARM设计思想

(1)RISC 传统的CISC(Complex Instruction Set Computing)指令集中，约20%指令占整个程序代码的80%。RISC(Reduced Instruction Set Computing)是一种设计思想，其目标是设计出一套能在高时钟频率下单周期执行、简单而有效的指令集。

RISC设计重点在于降低硬件执行指令的复杂度，而传统的CISC更侧重于硬件执行指令的功能性，使CISC指令变得复杂。

(2)RISC设计思想的实现

 指令集。减少了指令种类，指令只实现简单的功能，指令长度固定。

 流水线。指令的处理过程被拆分成几个更小的、能够被流水线并行执行的单元。

 寄存器。更多通用寄存器，可存数据和地址，可为所有数据操作提供快速的局部存储访问。 load-store结构。处理器只处理寄存器中数据，用load和store指令完成寄存器和外存间的数据传送

(3)ARM的设计思想  较小的核。降低功耗

 高的代码密度。考虑成本和物理尺寸限制

 较小的处理器内核管芯(Die)面积。留给外设电路的空间较大  硬件调试技术(4)ARM微处理器的特点

 体积小，功耗低，成本低，性能高；  支持Thumb/ARM指令集,兼容8/16位器件；

 大量使用寄存器，指令执行速度更快；  大多数数据操作都在寄存器中完成；  寻址方式灵活简单，执行效率高；  指令长度固定。

2.2 ARM体系结构分析

(1)包含典型 的RISC 体系结构特征

 统一寄存器文件加载/存储体系结构，数据处理操作只针对寄存器内容；  简单寻址模式，所有加载/存储地址只通过寄存器内容和指令字段确定。 指令长度固定，简化了指令译码。(2)还提供

 可组合使用转换与算术或逻辑运算指令  自动递增和自动递减寻址模式，可优化程序循环  加载存储多个指令以最大化数据吞吐量  几乎所有指令都采取条件执行的方式(3)普林斯顿结构和哈佛结构

普林斯顿结构：也称冯·诺伊曼结构，它将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储结构。ARM7系列基于普林斯顿结构。

哈佛结构：将程序指令存储和数据存储分开的存储结构。ARM9系列之后都基于哈佛结构。

(4)流水线

ARM7的三级流水线在执行单元完成了大量的工作，执行单元的工作往往占用多个时钟周期，从而成为系统性能的瓶颈。

ARM9采用哈佛架构，避免了数据访问了取指的总路线冲突，采用五级流水线设计。

五级流水线技术把三级流水线中的执行单元进一步细化，减少了在每个时钟周期内必须完成的工

作量，进而允许使用较高的时钟频率。

无论三级流水线还是五级流水线，在以下情况下都会发生阻塞：  多周期指令、跳转分支指令  中断发生

 相邻指令之间的寄存器冲突：如果当前指令（A）的目的操作数寄存器和下一条指令（B）的源操作数寄存器一致，B指令就需要等A回写之后才能译码。

(5)ARM体系结构的版本

2.3 ARM处理器系列

(1)ARM处理器系列

 经典ARM处理器：ARM7、ARM9、ARM10、ARM11  Cortex-A系列处理器：Cortex-A15、Cortex-A9、Cortex-A8、Cortex-A7、Cortex-A5  Cortex-R系列处理器：Cortex-R7、Cortex-R5、Cortex-R4  Cortex-M系列处理器：Cortex-M4、Cortex-M3、Cortex-M1、Cortex-M0+、Cortex-M0、CMSDK、CMSIS  SecurCore处理器(2)ARM内核版本命名规则

(3)ARM7系列微处理器 a)主要特点

 最高主频：130MIPS(Million Instructions Per Second)；  功耗低；

 代码密度高，兼容16位的微处理器；  可得到广泛的操作系统和实时操作系统支持；  众多的开发工具，优秀的调试机制；  采用3级流水线结构；

 提供0.25μm、0.18μm和0.13μm的生产工艺。b)冯·诺伊曼结构：数据和指令使用同一条总线。

c)包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM7EJ-S和ARM720T四种类型，适用于不同的市场要求 d)ARM7TDMI  ARM公司最早为业界普遍认可并广泛应用的处理器核。 T：Thumb；D：Debug；M：Multiplier；I：Embedded ICE logic。e)ARM7TDMI-S  是ARM7TDMI的可综合(synthesizable)版本（软核）。

 ARM以“软”核的方式把ARM7TDMI核授权给处理器厂商，处理器厂商可进行修改和综合。这就是ARM7TDMI-S。

 综合出的整个核比“硬”核大50%，电源效率降低50%。f)ARM7EJ-S  是可综合的、带有增强型DSP（E变种）和Java加速功能（J变种）的32位RISC嵌入式处理器。

 主要用于数字音频播放器、带Java功能的无线手持设备、喷墨打印机、数码相机和PDA等方面。

g)ARM720T  专为使用Windows CE、Symbian OS操作系统平台设计。 主要用于数字音频播放器、喷墨打印机和数码相机等。(4)ARM9系列微处理器 a)主要特点

 5级整数流水线；

 单一的32位AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)总线接口；  MMU支持Windows CE、Symbian OS、Linux等；  支持实时操作系统，包括VxWorks；  统一的数据Cache和指令Cache；

 提供0.25μm、0.18μm和0.13μm的生产工艺。

b)包括ARM9TDMI、ARM920T、ARM940T和ARM9E四种类型。后三种含有Cache。

c)采用Harvard体系结构

 指令与数据分开存储。 采用指令快存 和数据快存。

d)在相同工艺条件下，ARM9TDMI的处理能力是ARM7TDMI的两倍。e)ARM920T 

Motorola MC9328MX1和Samsung S3C2410X处理器都采用ARM920T 核心。 主要应用于通信终端、3G基带和应用处理器、基于OS的平台设备、数码相机、音频/视频解码和机顶盒等。

f)ARM940T  与ARM920T相比，实现了一个更小的D-Cache、I-Cache和MPU。适于不需运行操作系统的平台。

g)ARM9E  使用单一的处理器核，提供微控制器、DSP、Java应用系统的解决方案；  DSP指令集；

 在0.13μm工艺下，主频可达300MIPS的性能；  集成实时跟踪调试功能；  可选的VFP9浮点处理协处理器；

 高性能的AHB(Advanced High performance Bus)。(5)ARM10系列微处理器 a)主要特点

 6级流水线；

 在典型的0.13μm工艺下，主频可达400MIPS的性能；  单一的32位AMBA 总线接口；

 MMU支持Windows CE、Symbian OS、Linux等；  统一的数据Cache和指令Cache；

 提供0.25μm、0.18μm和0.13μm的生产工艺；  并行读取/写入部件。

b)包括：ARM1020、ARM10200、ARM1020E、ARM1022E、ARM1026EJ-S。c)使用ARM10TDMI处理器核，采用ARMv5T结构。d)ARM10TDMI  在相同工艺条件下，处理能力是ARM9TDMI的两倍；

 采用提高时钟频率、6级流水线、转移预测逻辑、64位存储器和无阻塞的存/取逻辑等措施提升性能。

e)ARM10E。新节能模式，64位Load/Store体系，与ARM10TDMI相比具有的特点

 DSP指令集；

 可选的VFP10浮点处理协处理器；

 在实时控制和三维图像处理时，主频可达650MFLPS(百万次浮点运算每秒)。

(6)ARM11系列微处理器

 ARM1156T2-S内核、ARM1156T2F-S内核、ARM1176JZ-S内核和ARM11JZF-S内核  ARM1156T2-S内核和 ARM1156T2F-S内核  基于ARM v6指令集体系结构；

 是首批含有ARM Thumb-2内核技术的产品。(7)Cortex-A系列微处理器

 适于高计算要求、运行丰富操作系统及提供交互媒体和图形体验的应用领域。 支持传统 ARM、Thumb指令集和新的高性能紧凑型 Thumb-2 指令集。 移动互联网的支持

 低功率设计，支持 Adobe Flash 10.1  高性能 NEON 引擎，广泛支持媒体编解码器  高性能

 Cortex-A15：为新一代移动基础结构应用和无线基础结构应用提供高性能的解决方案。

 Cortex-A9。800 MHz1 GHz 的频率下，提供的性能超过 2000 DMIPS。

 Cortex-A5 低成本实现，在 400-800 MHz 的频率下，提供的性能超过 1200 DMIPS，是尺寸最小、功耗最低的 ARM 多核处理器。

 多核技术：Cortex-A15、Cortex-A5和Cortex-A9 处理器都支持 ARM 第二代多核技术。 高级扩展

 Thumb-2，提供最佳代码大小和性能。 TrustZone，安全扩展，提供可信计算。

 Jazelle 技术，提高执行环境（如 Java、.Net、MSIL、Python 和 Perl）速度。

(8)Cortex-R系列微处理器

 为具有严格的实时响应限制的深层嵌入式系统提供高性能计算解决方案。

 快速。以高时钟频率获得高处理性能。

 确定性。处理在所有场合都必须符合硬实时限制。 安全。系统必须可靠且可信。

 成本效益。在处理器及其内存系统中都具有竞争力的成本和功耗。 应用领域

 智能手机

 企业系统：硬盘驱动器、联网和打印  消费电子：机顶盒、数字电视和播放器  医疗行业、工业和汽车行业的可靠系统  功能集

(9)Cortex-M系列微处理器

 向上兼容的高能效、易于使用的处理器

 针对成本和功耗敏感的 MCU 和终端应用的混合信号设备进行过优化。 更低的功耗，更长的电池寿命。

 高密度指令集，更小的代码，更低的硅成本。

RISC 处理器内核高性能32 位CPU具有确定性的运算低延迟3 阶段管道Thumb-2 技术16/32 位指令的最佳混合小于8 位设备3 倍的代码大小对性能没有负面影响低功耗模式集成的睡眠状态支持多电源域基于架构的软件控制嵌套矢量中断控制器(NVIC)低延迟、低抖动中断响应不需要汇编编程以纯C 语言编写的中断服务例程工具和RTOS 支持广泛的第三方工具支持Cortex 微控制器软件接口标准(CMSIS)最大限度地增加软件成果重用CoreSight调试和跟踪JTAG 或2 针串行线调试(SWD)连接支持多处理器支持实时跟踪(10)SecurCore系列微处理器

 为安全要求较高应用设计。智能卡

 SIM、ID、银行业、付费电视、公共交通、电子政务

2.4 ARM处理器模式

(1)32位ARM处理器工作状态

32位ARM处理器有三种工作状态  ARM状态。对应32位ARM指令集  Thumb状态。对应16位Thumb指令集  Jazelle状态。对应8位的Jazelle指令集

用于在处理器指令层次对JAVA加速

只有进入特定的状态，相应的指令集才有效。CPSR的J(Jazelle)和T(Thumb)位反映程序的状态。Thumb-2  与现有 ARM 和 Thumb 解决方案向后兼容，同时扩展了 Thumb 指令集的可用功能；  使用少于 31% 的内存以降低系统成本；  提供比现有高密度代码高出 38% 的性能。(2)64位ARM处理器工作状态

ARMv8架构

两种主要执行状态：AArch64, AArch32 AArch64：引入了一套新的指令集“A64”专门用于64位处理 AArch32：兼容现有的32位ARM指令集 ARMv8架构支持三个主要指令集

A32(或 ARM)：32 位固定长度指令集

T32(Thumb)：以 16 位固定长度指令集的形式引入，在引入 Thumb-2 技术时增强为 16 位和 32 位混合长度

A64：提供与 ARM 和 Thumb 指令集类似功能的64位固定长度指令集(3)ARM处理器运行模式

 用户模式(usr)：ARM处理器正常的程序执行状态。 快速中断模式(fiq)：用于高速数据传输或通道处理  外部中断模式(irq)：用于通用的中断处理。 管理模式(svc)：操作系统使用的保护模式。

 数据访问终止模式(abt)：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护。

 系统模式(sys)：运行具有特权的操作系统任务。

 未定义指令中止模式(und)：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真。

运行模式可通过软件改变，也可通过外部中断或异常处理改变。用户模式之外的模式称为非用户模式或特权模式。除用户模式和系统模式之外的5种称为异常模式，常用于处理中断和异常、访问受保护的系统资源等情况。

2.5 ARM体系的异常处理

(1)ARM体系中3种控制程序执行流程的方式：  顺序执行  跳转分支指令

 异常中断：处理器暂时中断当前数据流的现象。(2)对异常的响应。ARM处理器执行完当前指令后：  进入与特定的异常相应的操作模式；

 将引起异常指令的下一条指令的地址保存到新模式的R14中；

 将CSPR原值保存到新模式的SPSR中；

 通过设置CSPR的第7位来禁止IRQ。如果为FIQ中断，则还要设置CSPR的第6位来禁止FIQ；

 给PC强制赋向量地址值。(3)中断向量表

指定了异常中断及其处理程序的对应关系，它通常存放在存储地址的低端。

大小为32字节，其中每个异常中断占据4字节空间，用于存放一个跳转指令或者一个向PC寄存器中赋值的指令。

(4)异常优先级：当几个异常中断同时发生时，就必须按照一定的次序来处理这些异常中断。(5)从异常返回

将连接寄存器LR的值减去相应偏移量后送到PC中； 将SPSR复制回CPSR中；

若在进入异常处理时设置了中断禁止位，则要清除。通过普通指令控制PC返回

软件中断的返回指令 MOVS R15, R14;将链接寄存器内容移入PC并转换模式 IRQ，FIQ和预取异常终止中断的返回指令 SUBS R15, R14, #4 数据终止异常的返回指令 SUBS R15, R14, #8;异常在导致异常的指令的下一条指令后产生

2.6 ARM内部寄存器

(1)寄存器结构

32位ARM有31个32位通用寄存器，6个状态寄存器。通用寄存器可用来保存数据和地址信息，用R为前缀加寄存器序号表示

15个通用寄存器（R0~R14）、一个或两个状态寄存器及程序计数器可在任意时间和处理器模式下被访问，有些处理器模式拥有自身独立的寄存器

(2)通用寄存器

分成三类：

R0~R7：未分组寄存器。每个未分组寄存器在所有的处理器模式下都表示同一个物理寄存器。R8~R14：分组寄存器。每个分组寄存器与一个用户模式的寄存器对应。R15：程序计数器PC。

分组寄存器R8~R14可分为两组：

R8~R12：每个寄存器对应两组不同的物理寄存器，一组是FIQ模式下的，记为R8_fiq~R12_fiq, 另一组是除FIQ模式外的：R8_usr~R12_usr。

R13~R14：分别对应6个不同的物理寄存器。用户模式和系统模式共用一个寄存器，另外5个对应其余5种。

R13 _ R14 _

可以是以下几种模式之一：usr、svc、abt、und、irq和fiq。

R13：被称为堆栈指针SP，但没有任何指令强制性使用R13作为堆栈指针

R14又被称为链接寄存器LR(Link Register)。当调用子程序时，返回地址被自动保存到R14。由于ARM采用了多级流水线技术，所以当正常读取PC值时，该值为当前指令地址值加8，或是加12。

2.7 ARM体系的存储系统

(1)地址空间

将存储器看作是从零地址开始的字节的线性组合 0-3字节：第1个存储的字数据 4-7字节：第1个存储的字数据 依次排列(2)存储器格式 大端格式

小端格式

(3)存储器访问对准

无论取指还是内存访问都以字、半字或字节对准访问 a)非对齐的指令预取操作

ARM状态：将一个非对齐地址写入PC，数据的第0位和第1位被忽略，PC的bit[1:0]为0 Thumb状态：数据的第0位被忽略，PC的bit[0]为0 b)非对齐地址内存的访问操作（LOAD/STORE操作）

执行结果不可预知

忽略字单元地址低两位的值，半字单元最低位的值（分别对应访问字和半字）

在LDR和SWP指令中，对存储器访问忽略造成地址不对齐的低地址位，然后使用这些低地址位控制装载数据的循环 ARM指令系统及程序设计基础

教学目的：使学生对ARM指令系统及程序设计的基础知识有一定的了解。教学重点：ARM指令系统。

教学难点：ARM程序设计的基础知识。教学方法与教学手段：课堂讲授，多媒体教学。教学时间：4课时。教学内容

3.1 ARM寻址方式

(1)寻址方式

处理器根据指令中给出的地址信息寻找物理地址的方式。寻找操作数或操作数地址的方式。

(2)立即寻址

也叫立即数寻址，操作数本身在指令中给出，该操作数被称为立即数。例如： ADD R0, R0, #1;R0R0+1 立即数须以“#”为前缀，对于十六进制表示的立即数，还需在“#”后加上“0x”或“&”。(3)寄存器寻址

操作数存在寄存器中。例如： ADD R0, R1, R2;R0R1+R2(4)寄存器间接寻址

以寄存器的值作为操作数地址。例如： ADD R0, R1, [R2]

;R0  R1+[R2](5)基址变址寻址

a)基址加偏移的寻址方式

将寄存器内容与指令中给出的地址偏移量相加，得到操作数的有效地址。如： LDR R0, [R1, #4];R0  [R1+4]

前变址：基址加变址作为操作数地址。

后变址：基址作为操作数的地址，传送后自动更新基址寄存器的值。

b)基址加索引的寻址方式

将基址寄存器的值与索引寄存器的值相加，形成操作数的有效地址。例如： LDR R0, [R1, R2]

;R0  [R1+R2] c)多寄存器寻址

一条指令可完成多个（最多16个）寄存器值的传送。例如：

LDMIA R0, {R1, R2, R4};R1  [R0] 22

;R2  [R0+4];R4  [R0+8](6)寄存器移位寻址

操作数为寄存器中数做相应的移位而得到 例如：

ARM中的移位或循环移位操作：  LSL：逻辑左移（Logical Shift Left） LSR：逻辑右移（Logical Shift Right）ADD

R0, R1, R2, LSL #3;R0R1+8×R2  ASR：算术右移（Arithmetic Shift Right）。移位过程中保持符号位不变，若源操作数为正数，则字的高端空出的位补0。若源操作数为负数，则字的高端空出的位补1。

 ROR：循环右移（Rotate Right）。从字的最低端移出的位依次填入字的高端空出的位。 RRX：扩展的循环右移（Rotate Right Extended）。操作数向右移一位，左侧空位由状态寄存器C位填充。当移位的类型为RRX时，无需指定移位的位数，其它的则须指定移位的位数。(7)相对寻址

以PC当前值作为基地址，指令中的地址标号作为位移量，两者相加后得到操作数的有效地址。例如：

BL

NEXT

MOV „„

PC, LR

;从子程序返回 NEXT

;跳转至子程序 NEXT „„

(8)堆栈寻址

a)堆栈：按先进后出(FILO)的方式工作，使用堆栈指针(Stack Pointer, SP)指示当前操作位置。b)根据栈指针的指向位置可将堆栈分为

 满堆栈：SP指向最后压入堆栈的数据。 空堆栈：SP指向下个将放入数据空位置

c)根据堆栈的生成方式可将堆栈分为

 递增堆栈(Ascending Stack)：堆栈由低地址向高地址生成。

 递减堆栈(Descending Stack)：由高地址向低地址生成。d)ARM支持四种类型堆栈工作方式

满递增堆栈：SP指向最后压入的数据，且由低地址向高地址生成。满递减堆栈：SP指向最后压入的数据，且由高地址向低地址生产。

空递增堆栈：SP指向下个将放入数据的空位置，且由低地址向高地址生成。空递减堆栈：SP指向下个将要放入数据的空位置，且由高地址向低地址生成。

3.2 ARM指令集

(1)ARM指令集分类 加载/存储指令

数据处理指令 分支指令

状态寄存器访问指令 异常/中断指令 协处理器指令(2)ARM指令的特点 所有指令都是32bit；

大多数指令都在单周期内完成； 所有指令都可以条件执行； load/store体系结构；

指令集可以通过协处理器扩展。(3)ARM指令的格式

(4)ARM指令的条件执行

所有ARM指令都可包含一个可选的条件码，只有当CPSR中条件标志位满足指定条件时，指令才会被执行。否则以NOP指令通过流水线。

(5)加载/存储指令

Load：将内存中数据装载到寄存器 Store：将寄存器中的数据存入内存 a)单寄存器传输指令

{} {B} Rd, addressing1 {} SB | H | SH Rd, addressing2 {} {B} Rd, LABEL LDR/STR指令：寄存器在前，地址在后 LDM/STM指令：地址在前，寄存器在后

LABEL：相对PC的寻址方式。编译器在汇编时，会将标号LABEL汇编成PC的偏移量存入该指令的立即数字段。

B: Byte；S: Sign；H: Half LDR/STR：读/写一个32bit字到/从一个32位寄存器，要求读/写地址字对齐。LDRB：内存8bit字节32bit寄存器；不要求地址对齐，寄存器高24位清零。STRB：寄存器低8位内存的某个地址；不要求地址对齐。

LDRH：16bit半字 32bit寄存器；要求地址半字对齐，寄存器的高16bit清零。STRH：寄存器低16bit内存；要求地址半字对齐。

LDRSH：有符号16bit半字32bit寄存器中；要求地址半字对齐，寄存器高16bit根据符号位扩展。

LDRSB：有符号8bit字节32bit寄存器中；不要求地址对齐，寄存器高24bit根据符号位扩展。

“数据”一列指的是这条指令所访问的存储单元

“基址寄存器”一列的内容是指执行指令之后“基址寄存器”的内容 b)多寄存器传输指令

{} <寻址模式> Rn{!}, {^} LDM / STM：从由基址寄存器指示的一片连续存储器到寄存器列表所指示的多个寄存器之间传送数据。

!：表示执行完操作后将变化之后的地址值写入基址寄存器

^：对于LDM操作，如恢复的寄存器中含有PC(R15)寄存器，则指令执行的同时CPU自动将SPSR拷贝到CPSR中，例如：

LDMFD {R0-R12, LR, PC}^ 数据的传送发生在User用户模式下的寄存器，而非当前模式寄存器，例如：

LDMDB SP, {R0-LR}^ 例如：

STMIA R0!, {R1-R5};以R0为地址指针，将R1-R5保存到内存，指针向上移动

c)交换指令

SWP {B} {} Rd, Rm, [Rn] SWP：字交换；SWPB：字节交换 Rd  [Rn], [Rn]  Rm 例如：

SWP R1, R2, [R3];R1[R3] ,[R3] R2 SWP R1, R1, [R2];R1与[R2]内容互换(6)数据处理指令

a)数据传送指令

MOV {cond} {S} Rd, Operand 例如： MOV R1, R0 MOVEQ PC, R14

;将R14值传到PC b)数据取反传送指令 MVN {cond} {S} Rd, Operand 例如：

MVN R1, #2;将立即数2取反送至R1 c)算术运算指令

ADD、ADC ADD|ADC {cond} {S} Rd, Oper1, Oper2 例如： ADDS ADCS ADCS ADC R0, R4, R8 R1, R5, R9;加低端的字;带进位加第二字

R2, R6, R10;带进位加第三字 R3, R7, R11;带进位加第四字

可实现 128位加法 SUB：减法指令

SUB {cond} {S} Rd, Oper1, Oper2 SBC：带借位减法指令

SBC {cond} {S} Rd, Oper1, Oper2 例：SBCS R0, R1, R2;R0=R1–R2–C RSB：反向减法指令

RSB {cond} {S} Rd, Oper1, Oper2 操作数2减去操作数1，例如： RSB R0, R1, R2;R0 = R2 – R1 RSC：带借位的逆向减法指令 RSC {cond} {S} Rd, Oper1, Oper2 d)逻辑运算指令 AND：与

AND {cond} {S} Rd, Oper1, Oper2 ORR：或

ORR {cond} {S} Rd, Oper1, Oper2 EOR：异或

EOR {cond} {S} Rd, Oper1, Oper2 e)比较指令 CMP CMP {cond} Operand1, Operand2 CMN：反值比较 CMN {cond} Operand1, Operand2 将第一个数与第二个数的反值进行比较，相当于完成两个数相加。例如： CMN R1, R0;R1+R0，并设置CPSR f)测试指令 TST TST {cond} Operand1, Operand2

把两个操作数按位进行与运算，根据结果更新CPSR。

TEQ TEQ {cond} Operand1, Operand2 把两个操作数按位进行异或运算，根据结果更新CPSR g)乘法指令 MUL MUL {cond} {S} Rd, Oper1, Oper2 RdOperand1×Operand2。例如： MUL

R0, R1, R2 MLA MLA {cond} {S} Rd,Oper1,Oper2,Oper3 RdOperand1×Operand2+Operand3 例如：

MLA R0, R1, R2, R3;R0 = R1×R2+R3;R0 =R1×R2 UMULL：64位无符号数乘法指令 UMULL {cond} {S} Rd_L, Rd_H, Operand1, Operand2 Rd_H:Rd_L Operand1×Operand2 例如： UMULL R0, R1, R2, R3;R0 =(R2×R3)的低32位;R1 =(R2×R3)的高32位 UMLAL： 64位无符号数乘加指令 UMLAL {cond} {S} Rd_L, Rd_H, Operand1, Operand2 Rd_H:Rd_L+= Operand1×Operand2 例如：

UMLAL

R0, R1, R2, R3;R0 =(R2×R3)的低32位+R0;R1 =(R2×R3)的高32位+R1 SMULL：64位有符号数乘法指令 SMULL {cond} {S} Rn_L, Rn_H, Operand1, Operand2 Rd_H:Rd_L Operand1×Operand2 SMLAL： 64位有符号数乘加指令 SMLAL {cond} {S} Rn_L, Rn_H, Operand1, Operand2 Rd_H:Rd_L+= Operand1×Operand2(7)分支指令

a)B(分支指令)和 BL(带链接分支指令)B {cond} LABEL BL {cond} LABEL

允许向前或向后跳转最高32MB。

BL：带返回的分支指令，用于调用一个将其返回地址存入链接寄存器的函数。例如：

SUBPRG BL …… SUBPRG „„;<子程序代码> MOV PC, LR;返回

b)BX(分支并可选地交换指令集)和BLX(带链接分支并可选地交换指令集)BX {cond} Rm BLX {cond} LABEL | Rm Rm：转移地址，bit[0]为0时，目标地址处为ARM指令，否则为Thumb指令。BX 和 BLX是唯一可使用的切换指令集的方法。

BX 和 BLX指令执行与B和BL指令相同的分支操作，并可从ARM指令集切换到THUMB指令集。

c)长跳转

通过向PC寄存器中写目标地址值，可实现在4GB地址空间中进行任意跳转。例如： MOV MOV LR, PC;保存返回地址

R15, #0x00110000;无条件转向0x110000(8)状态寄存器访问指令 a)MRS MRS {} Rd, 将状态寄存器的内容传送到通用寄存器中。例如： MRS b)MSR MSR {} _, Rm MSR {} _,# 表示下列情况之一： c：控制域，即PSR[7:0] PSR[32:24] CPSR|SPSR  通用寄存器。例如： MSR CPSR_F, #&F00000000

R3, CPSR;CPSRR3

x：扩展域，即PSR[15:8] s：状态域，即PSR[23:16] f：标志域，即

;设置所有标志位

(9)异常/中断指令（续）a)SWI SWI {} <24位立即数> 产生SWI异常中断，以实现在用户模式下调用操作系统的监控功能程序。它将处理器置于管理(SVC)模式。例如：

SWI 0x01

;调用编号为01的系统例程

b)BKPT BKPT <16位立即数> 产生软件断点中断，可用于程序调试。例如 BKPT 0xF010(10)协处理器指令 a)CDP CDP {} , , CRd, CRn, CRm {,} 编号为CP#的协处理器接受指令并执行。具体操作由Cop1和Cop2定义，CRn和CRm为源操作数，结果CRd。例如：

CDP P6, 2, C5, C10, C3, 16

;激活协处理器P6的操作，操作码1和操作码2值分别为2和16，目标寄存器为C5，源操作数寄存器为C10和C3 b)MRC和MRC MRC | MCR {} , , CRd, CRn, CRm {,} 在ARM与协处理器寄存器间传送数据。MRC：ARM寄存器协处理器寄存器 MCR：协处理器寄存器ARM寄存器 例如： MCR P3, 3, R0, C4, C5, 6;ARM处理器R0协处理器P3的寄存器C4和C5 c)LDC和STC 在协处理器寄存器与存储器间传送数据 LDC：协处理器寄存器存储器

STC：存储器协处理器寄存器 前变址格式

LDC | STC {} {L} , CRd, [Rn, ]{!} 后变址格式

LDC | STC {} {L} , CRd, Rn, 3.3 Thumb指令集

(1)Thumb指令集的特点

 是ARM指令集压缩形式的子集，所有Thumb指令均有对应的ARM指令。 采用16位二进制编码，代码密度小。

 执行Thumb指令时，先动态解压缩，然后作为标准的ARM指令执行。 如何区分指令流取决于CPSR的位T。 大多Thumb数据处理指令采用2地址格式。 移位操作变成单独指令。

 没有协处理器指令、单寄存器交换指令、乘加指令、64位乘法指令及程序寄存器处理指令。 仅分支指令B有条件执行功能。

(2)Thumb状态切换

a)ARM状态进入Thumb状态 执行带状态切换的转移指令BX。例如： BX R0;若R0最低位为1，则转Thumb状态

异常返回。通常用于返回到进入异常前所执行的指令流，而不是特地用于切换到Thumb模式。适用于异常前执行的是Thumb指令。

b)Thumb 状态进入ARM状态 执行BX指令。

利用异常进入ARM指令流。(3)Thumb指令寄存器的使用  对R0~R7具有全部访问权限。

 R8~R12的访问受到限制，只能通过MOV、ADD和CMP访问。

 在每一种特权模式下都有一组SP、LR和SPSR，分别对应ARM状态的R13、R14和R15。(4)Thumb指令与ARM指令的相似点  Load/Store结构。

 支持8位字节、16位半字和32位字数据类型。 半字以2字节边界对准，字以4字节边界对准。(5)Thumb指令与ARM指令差异点

 跳转指令：条件跳转在范围上有更多的限制，转向子程序只具有无条件转移。

 数据处理指令：对通用寄存器进行操作，操作结果需放入其中一个操作数寄存器。因此，许多Thumb指令采用2地址格式，ARM数据处理指令大多采用3地址格式。 单寄存器加载和存储指令：只能访问R0~R7。

 PUSH和POP指令使用堆栈指针R13作为基址实现满递减堆栈，除R0~R7外，PUSH指令还可存储R14，POP指令可加载程序指令PC。

 大多数Thumb指令是无条件执行的，所有ARM指令都是条件执行的。 由于采用高密度编码，Thumb指令格式没有ARM指令格式规则。(6)Thumb分支指令

a)B 指令——目标为Thumb代码 B <条件码> 偏移量左移1位

B指令是Thumb指令集中唯一可条件执行的指令。PC = PC +(SignExtend(signed_immed_8)<< 1)B

3.4 3.5 35

3.6 嵌入式系统设计与开发过程

(1)嵌入式软件开发的特点 a)需要交叉开发环境

 交叉开发环境：实现编译、链接和调试应用程序代码的环境，它分散在有通信连接的宿主机与目标环境之中。

 宿主机(Host)是一台通用计算机，一般是PC机。

 目标机(Target)可以是嵌入式应用软件的实际运行环境，也可以是能替代实际环境的仿真系统。

 交叉软件开发工具包括：交叉编译器、交叉调试器和模拟软件等。b)引入任务设计方法

 嵌入式应用系统以任务为基本执行单元  用多个并发的任务代替通用软件的多个模块 c)需要固化程序 d)软件开发难度大

 实时性。

 稳定性、可靠性、抗干扰性。(2)软硬件平台的选择 选择处理器需考虑的因素  处理性能  技术指标、功耗

 软件支持工具、是否内置调试工具  供应商是否提供评估板 软件平台的选择

 操作系统。开发工具，与硬件接口难度，内存，是否提供硬件驱动程序，可裁剪性、实时性等

 编程语言。通用性、可移植性、执行效率、可维护性等  集成开发环境

(3)嵌入式系统设计与开发流程  需求分析  体系结构设计

 硬件的设计、制作及测试  软件的设计、实现及测试  系统集成

 系统性能测试及可靠性测试

STM32微控制器

教学目的：使学生对STM32的性能指标、硬件结构有一定的了解。教学重点：STM32的硬件结构。教学难点：STM32的硬件结构。

教学方法与教学手段：课堂讲授，多媒体教学。教学时间：4课时。教学内容

4.1 STM32微控制器的性能指标

(1)STM32F103的主要功能

 ARM Cortex-M3核  最高主频72MHz  512kB Flash、64kB RAM  1个USB、1个CAN、5个USART、3个SPI、2个I2C、2个I2S、1个SDIO、112个GPIO

 3个ADC、2个DAC、8个定时器

 FSMC总线（支持NOR，NAND，SRAM） 12通道DMA控制器

 Serial wire debug(SWD)、JTAG 接口  启动：用户Flash、系统存储器、SRAM(2)JC-STM32CB核心板

 核心芯片：ST STM32F103ZET6  8M NOR Flash：SST39VF6401，16bit  128M NAND Flash：K9F1G08U0C，8bit  8MHz CPU晶振，32768Hz RTC晶振  1个10M/100M以太网接口  1路音频输出和1路音频输入  1个10-pin JTAG调试接口  1个4-pin SWD串行调试接口  Reset按钮、自定义LED，电源LED  1个精密可调电阻连接到片内ADC输入

 使用CPLD扩展IO口及地址译码，型号EPM240T100C5N  板载10/100M网卡控制器，型号DM9000AEP，16bit总线接口

STM32

第三篇：模具浇注系统的设计与加工教案

【课题编号】 — 项目四 【课题名称】

浇注系统的设计与加工 【教学目标与要求】

一、知识目标

1.零件成型模具浇注系统的作用及组成。

2.了解浇注系统的设计和结构布局，以及主流道和分流道的加工工艺。

3.了解浇口的作用、分类和浇口的位置选择。

二、能力目标

1.能正确选择浇口的位置。

2.掌握浇注系统的组成、设计要点及加工工艺。

三、素质目标

1.零件浇注系统在模具生产中的作用及要求。

2.熟悉浇注系统中主流道、分流道、浇口的结构及加工方法。

四、教学要求

1.掌握浇注系统的作用、组成、设计要点和加工工艺。2.掌握浇口的作用及位置选择原则。【教学重点】

1.浇注系统的作用及组成与设计要点。2.浇口位置的选择原则。【难点分析】

1.浇口系统的设计要点。2.分流道的设计与布置。【分析学生】

学生对浇注系统的重要性重视不够，主要是对注塑生产工艺过程缺少实践体验，所以对浇注系统和组成结构安排与设计要点理解不深，只能先讲课后实习，多举例生产中因为浇注系统设计不好而产生的废品实例，以引起学生的重视。【教学思路设计】

借助课件与多媒体演示浇注系统在生产中的作用，及不同浇注系统的不同效果。多举实例帮助学生重视浇注系统的设计与加工。【教学安排】

16学时 【教学过程】

浇注系统指从注塑机喷嘴口到模具型腔入口上的塑料熔体流体通道，它包括主流道、分流道、浇口及冷料穴四部分。其主要作用是将熔体平稳地送入并填满型腔，排出型腔内空气，以得到外形清晰、尺寸稳定、组织致密的塑件。

一、主流道和分流道的加工 1.浇注系统的组成

主流道——注射机喷嘴与模具接触部位到分流道的一段流道，为圆锥形。分流道——主流道与浇口之间的料流通道。可分为一级或多级，有的模具没有分流道。

浇口——料流进入型腔最狭窄的部分，尺寸狭小且短，目的是使分流道流进的熔体产生加速，形成理想的流动状态，以充满型腔，又便于塑件与浇口分离。

冷料穴——防止把冷料带进型腔而影响塑件的质量。

2.浇注系统的设计要点主要考虑到：塑料加工工艺性；好的排气性；熔体的流程要短；分型面的投影面积尽量小；型腔与浇口要沿轴线对称等。

3.浇注系统结构及布局

1）浇口套的固定方式 如图4—4所示，分做成一体、在两定模块之间和配定位环三种方式。浇口套与定位环的配合结构形式如图4—5所示的三种形式。

2）分流道设计 分流道的作用是改变塑料熔体的流向和截面积，使熔体平稳均衡分配并充满到各个型腔。

a．确定分流道的要点要考虑长度、截面积、均衡、对称、表面粗糙度、转弯数等方面问题。

b．分流道截面形状的选择依次为：圆形——U形——梯形——矩形——半圆形。各种截面形分流道特点见表4—2。

c．分流道的布置遵循原则为排列紧凑，缩小模板尺寸，减少流程和锁模力力求平衡。如图4—

6、7所示。

4.圆锥流道孔和冷料穴加工工艺，见表4—1所示。划线——钻削——电火花成形加工——研磨抛光。

二、浇口的加工 1.浇口的作用

浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的通道。其作用是加速熔体流动，快速充满型腔，防止熔体倒流，便于制件与凝料分离。

点浇口推荐尺寸见表4—4。2.浇口的分类

见表4—5，分成七种形式。3.浇口位置的选择

选择浇口位置要考虑到：熔体流动距离、熔接痕、型芯和嵌件冲压变形、排气等七个方面因素。主要应以保证成形性能及成形质量为主来综合考虑。

4.浇口的加工

由于浇口尺寸狭小且短，直径仅有0.8 mm，常用钻孔、电火花加工。其工艺流程为：划线——电火花穿孔机加工。

三、小结

1.主流道和分流道是塑料熔体从注射机喷嘴到浇口的通道，一般呈锥形体。设计时尽量使流程短，易排气，且加工工艺性好。加工工艺为：划线——钻削——电火花加工——研磨抛光。

2.浇口是为了加速熔体流动，尺寸狭小且短，直径仅为0.8 mm，其加工工艺为：划线——电火花加工。

第四篇：物流系统设计与规划（范文）

一章绪论

一节 物流系统及其构成

（一）含义；

（二）构成要素；

（三）物流系统的特征（四)物流系统运行的基本原理

二节 物流系统化推进

（一）含义

（二）层面

（三）各层面物流系统化的趋势、要求及途径

（四）推进物流系统化的方法

三节 物流系统规划与设计含义及其意义

（一）一般含义

（二）规划与设计概念区分

（三）层次与类型

（四）企业物流系统规划

（五）规划设计的意义 六章物料搬运系统分析与设计

一节 搬运系统分析与设计概述

（一）概述

（二）设计方程式（三)设计的基本与要素

（四）设计的原则

（五）设计过程

（六）图例符号

（七）分析设计与系统布置设计（SLP)的关系

二节 搬运系统设计的基础分析

（一）物料的分类

（二）系统布置模式

（三）各项移动分析

（四）各项移动图表化

三节 物料搬运方案的设计

（一）物料搬运路线与设备决策

（二）初步的方案制定

（三）二章物流战略规划

一节 物流战略概述

（一）概念

（二）内涵：思想、目标、方针、优势、态势、重点、阶段、步骤、手段、措施。

（三）物流战略框架

二节 物流环境战略分析

宏观环境、行业环境、竞争对手分析、内部环境、物流体系

三节 物流战略设计

（一）基于行业竞争的三种基本物流战略方案

（二）目标服务水平的确定

四节 物流战略实施与控制

（一）战略实施计划

（二）基于物流战略实施的企业物流

（三）基于战略实施的物流系统改善 三章物流系统模式与组织设计

一节 物流系统模式及其设计

（一）含义

（二）物流系统模式的设计内容及其意义

（三）理论依据

（四）几种典型的分销物流系统运行模式

（五）物流系统模式运行效果评价

二节 物流管理组织设计

（一）物流管理组织设计的含义及任务

（二）物流管理组织设计的原则

（三）物流管理体制的定位决策

（四）企业物流组织机构基本模式

（五）第三方物流企业组织模式 四章物流网络与选址规划

一节 物流网络概述

（一）概念

（二）构成（三）结构的类型

（四）企业物流网络结构影响的因素

（五）企业物流物流规划的方法

（六）物流物流构建原则

（七）物流结点

二节 网络规划所需的数据及其分析过程

（一）所需数据

（二）网络规划分析内容与一般步骤

三节 物流设施场址及其评价

（一）场址选择的一般阶段与程序

（二）影响因素

（三）成本因素和非成本因素

（四）评价方法 五章物流设施规划及其布置设计

一节 物流设施规划与设计的含义及程序

（一）含义

（二）内容

（三）原则

（四）阶段与程序

二节 设施系统布置设计要素与模式

（一）原则要求

（二）基本因素

（三）系统布置SLP模式

三节 物流设施布置规划的分析方法与技术

（一）分析的基础

（二）物流分析的工具与方法

（三）设施系统平面布置技术

四节 物流设施布置方案的评价与选择

（一）流量距离分析法

（二）优缺点列举法

（三）加权因素法

（四）成本比较法 修改和限制

（四）说明并测算可行方案的各项要求

（五）方案的评价

（六）详细搬运方案的设计 七章EIQ规划分析技术

一节 EIQ规划分析的基础

（一）概述

（二）所需基础资料

（三）基础规划资料相关分析

二节 EIQ分析的作用、步骤与方法

（一）EIQ分析的作用

（二）分析步骤

（三）资料分析使用的统计方法

三节 EIQ图表数据判读与分析

（一）订单数量（EQ）分析

（二）品项（IQ)分析

（三）订单品项数（EN)分析

（四）品项受订次数（IK)分析

（五）IQ及IK交叉分析

八章仓储设施布局规划与设计

一节 普通仓库的布置规划与设计

（一）含义

（二）仓库储存区域空间规划

二节 自动化仓库的规划与设计

（一）概述

（二）立体仓库规划设计步骤与内容

（三）单元式立体仓库的设计

（四）立体自动化仓库的总体布置 九章物流配送中心设施规划

（一）物流中心含义

（二）物流中心种类

（三）物流配送中心的布局形式

（四）物流配送中心的基本功能定位

（五）系统规划内容

一节 物流配送中心的目标规划与条件设定

（一）经营定位于策略分析

（二）物流配送中心规划目标

（三）规划执行限制因素（四)基本规划条件的确定 二节 物流配送中心区域设置分析

（一）作业区域设置程序

（二）作业区域能力确认方法

（三）作业需求能力平衡分析

三节 配送中心的区域布置规划

（一）基本步骤

（二）物流相关性分析

（三）活动相关性分析

（四）作业区域规划

（五）区域配置

（六）移动路线的分析

（七）实体限制的修正

四节 物流配送中心辅助设施规划

（一）辅助作业区域设施规划

（二）厂区建筑外墙设施规划 十章物流信息系统规划设计

一节 物流信息系统及其规划概述

（一）概述

（二）开发

（三）规划和开发方法

（四）物流信息系统与企业流程重组

二节 物流信息系统需求分析

（一）信息需求的层次及其在规划中的作用

（二）需求分析的内容

三节 物流信息系统总体设计 四节 物流信息网络系统规划

第五篇：物流系统规划与设计

《物流系统规划与设计》课程期末复习资料

★考核知识点: 物流的分类，参见讲稿章节：1-1 考核知识点内容详情：

宏观物流是指社会再生产总体的物流活动，从社会再生产总体角度认识和研究的物流活动。在人们常提出的物流活动中，下述若干物流应属于宏观物流，即：社会物流、国民经济物流、国际物流。宏观物流研究的主要特点是综观性和全局性。

★考核知识点:对物流概念的理解，参见讲稿章节：1-1 考核知识点内容详情：

物流是指为了满足客户的需要，以最低的成本，通过运输、保管、配送等方式，实现原材料、半成品、成品及相关信息由商品的产地到商品的消费地所进行的计划、实施和管理的全过程。对物流的理解：物流中的物，泛指一切有形和无形的物质材料，有物品、物体、物质及相关信息等含义。物流中的流，是泛指物质的一切运动状态，有流动、移动、运动的含义。物流又同时表现为空间状态的变化和时间锁行的转移，所以物流过程不改变性能和形状，只改变时间和空间状态。

★考核知识点:物流系统的特征，参见讲稿章节：1-2 考核知识点内容详情：

物流系统的特征：物流系统是一个“人-机系统”；物流系统是一个大跨度系统；物流系统是一个可分系统；物流系统是一个多目标系统；物流系统是一个动态系统；物流系统是一个复杂系统。

★考核知识点:物流系统的功能要素，参见讲稿章节：1-2 考核知识点内容详情：

物流系统的功能要素包括：运输功能、仓储功能、包装功能、搬运与装卸功能、流通加工功能、配送功能、信息处理功能等。

★考核知识点:物流战略的目标，参见讲稿章节：2-1 考核知识点内容详情：

选择好的物流战略和制定好的企业战略一样，需要很多创造性过程。有创见的方法往往会带来竞争的优势。物流战略的三个目标包括：①降低成本；②减少投资；③改进服务。

★考核知识点:物流战略的基本原则，参见讲稿章节：2-1 考核知识点内容详情：

混合战略概念与多样化分拨战略相类似：混合分拨战略的成本会比纯粹的或单一战略的成本更低。虽然单一战略可以获得规模经济效益，简化管理，但如果不同品种产品的体积、重量、订单的规模、销量和客户服务需求差异巨大，就会出现不经济。混合战略使企业针对不同产品分别确立最优战略，这样往往比在所有产品组之间取平均后制定的单一的、全球性战略成本要低。

★考核知识点:设施选址的内容，参见讲稿章节：2-4 考核知识点内容详情：

设施选址战略：储存点及供货点的地理分布构成物流规划的基本框架。其内容主要包括，确定设施的数量与规模、地理位置、规模，并分配各设施所服务的市场范围，这样就确定了产品到市场之间的线路。寻求成本最低的需求分配方案或利润最高的需求分配方案是选址战略的核心所在。

★考核知识点:物流产业结构划分，参见讲稿章节：3-3 考核知识点内容详情：

按照物流产业组织化程度可以将物流产业划分为第一方物流、第二方物流和第三方物流。第一、第二和第三方物流组织的核心业务分别是生产和供应产品、采购并销售商品、物流业务。

★考核知识点:物流系统的特征值，参见讲稿章节：3-4 考核知识点内容详情：

对物流系统评价需要有一定的量化指标，这样才能衡量物流系统实际的运行状况。一般把衡量系统状态的技术经济指标称为特征值。物流系统特征值由物流生产率和物流质量两部分组成。物流生产率通常包括实际生产率、利用率、行为水平、成本和库存五个指标。其中行为水平是系统实际的产出与期望的产出之比。

★考核知识点:设施布置设计的基本类型，参见讲稿章节：4-2 考核知识点内容详情：

定位布置是指产品（由于体积或重量庞大）停留在一个位置上，设备、人员、材料都围绕着产品而转，其特点是具有相对较少的产品数量，因而在实际生产中往往按照作业的级别来安排生产顺序。

★考核知识点:系统布置设计阶段，参见讲稿章节：4-2 考核知识点内容详情：

系统布置设计四阶段分别是①确定位置——确定所要布置的相应位置；②总体区划——在布置区域内确定一个总体布局；③详细布置：确定各个作业单位或各个设施的具体位置；④施工安装：编制计划，进行施工安装。

★考核知识点:设施布置设计的基本类型，参见讲稿章节：4-2 考核知识点内容详情： 成组技术布置是将不同的机器分成单元来生产具有相似形状和工艺要求的产品，成组原则应用的目的是要在车间中获得产品原则布置的好处，包括：改善人际关系；提高操作技能；减少在制品和物料搬运；缩短生产准备时间。

★考核知识点：物料搬运路线系统，参见讲稿章节：4-3 考核知识点内容详情：

物料搬运系统一般分为两种类型①直接型路线系统：各种物料能各自从起点移动到终点；②间接型路线系统：把几个搬运活动组合在一起，在相同的路线上用同样的设备，把物料从一个区域移到其他区域，包括渠道型和中心型两种方式。

★考核知识点：物料需求计划，参见讲稿章节：5-3 考核知识点内容详情：

物料需求计划（Material Requirement Planning，MRP）是美国企业自20世纪60年代开始，在国内外激烈的市场竞争的压力下，借助日益发展的计算机技术，在探索生产与库存管理规律的实践中，开发出的一套具有代表性的完整的计算机辅助企业管理技术与方法。

★考核知识点：库存系统控制策略，参见讲稿章节：5-3 考核知识点内容详情：

库存系统控制策略包括定量订货模型和定期订货模型。

★考核知识点：物流中心的概念及理解，参见讲稿章节：5-4 考核知识点内容详情：

物流中心是指处于枢纽或重要地位的、具有较完整物流环节，并能将物流集散、信息和控制等功能实现一体化运作的物流据点。完整意义上的物流中心应当成为区域经济圈的枢纽、运输网的依托和物流链管理的中枢。

★考核知识点：管道运输，参见讲稿章节：6-1 考核知识点内容详情：

不同运输方式具有不同的技术经济特征。管道运输的主要技术经济特征：运量大，占用土地少，投资少，自动化水平高，运营费用低，管道运输安全可靠、连续性强，耗能少、成本低、效益好，灵活性差。

★考核知识点：国际多式联运实现合理运输，参见讲稿章节：6-4 考核知识点内容详情：

国际多式联运经营人可以通过货物运输路线的选择，运输方式的选择，运输区段的划分和对各区段实际承运人的选择达到降低运输成本、提高运输速度，以实现合理运输的目的。

★考核知识点：系统需求的资料来源，参见讲稿章节：7-2 考核知识点内容详情：

系统功能需求信息的主要来源是新系统的各种系统相关者。系统相关者是对系统的成功实施感兴趣的人。通常，系统相关者分为以下三类①用户，那些实际使用系统处理日常事务的人；②客户，购买和拥有系统的人；③技术人员，确保系统运行在组织的计算机环境下的人。

★考核知识点：需求分析方法，参见讲稿章节：7-2 考核知识点内容详情：

常见的需求与分析方法有功能分析方法、结构化分析方法、信息建模法和面向对象的分析方法，其中结构化分析方法是一种以数据、数据的封闭性为基础，从问题空间到某种表示映射的方法，由数据流图表示。★考核知识点：供应链系统设计策略，参见讲稿章节：8-2 考核知识点内容详情：

按照供应链的功能可以把供应链划分为效率性供应链和响应性供应链，两者在基本目标、制造核心、库存策略、提前期、供应商标准和产品设计策略等方面均不同，效率性供应链的制造核心是保持高的平均利用率，响应性供应链的制造核心是配置多余的缓冲库存。

★考核知识点：供应链物流的管理，参见讲稿章节：8-3 考核知识点内容详情：

供应链在成员组成及相互关系方面虽然可以本着发展的原则进行动态地调整，但是，应当自始至终地强调以用户为优先。

★考核知识点：逆向物流的特征，参见讲稿章节：8-4 考核知识点内容详情：

逆向物流与正向物流的部分功能是相同的，但逆向物流又具有自身的特征：分散性、缓慢性、混杂性和多变性。相较于正向物流，主要表现有：预测较为困难，分销模式为多对一，产品质量不均一，运输目的地、线路不明确等。

★考核知识点:物流系统的基本特征，参见讲稿章节：1-2 考核知识点内容详情：

系统具备以下四个基本特征：集合性、相关性、目的性和适应性。物流系统具有一般系统所共有的特点，即整体性、相关性、目的性、环境适应性，还具有规模庞大、结构复杂、目标众多等大系统所具有的的特征。★考核知识点:物流系统的基本概念，参见讲稿章节：1-2 考核知识点内容详情： 物流通过产品的仓储和运输，尽量消除时间和空间上的差异，满足商业活动和企业经营的要求。

★考核知识点:总成本最低战略，参见讲稿章节：2-1 考核知识点内容详情：

总成本概念不仅用于解决企业内部问题，当分拨渠道内一个企业的决策会影响其他企业的物流成本时，就有必要将系统的范围扩大到物流部门或者企业以外，甚至可以包括几个企业。

★考核知识点:物流系统分析的要素，参见讲稿章节：2-2 考核知识点内容详情：

物流系统分析的要素是指系统分析的项目，具体有五个基本要素，即目的、替代方案、模型、费用和效益、评价基准。

★考核知识点:物流系统的结点选址，参见讲稿章节：2-4 考核知识点内容详情：

选址模型按照被定为设施的维数、目标区域的特征、选址成本和选址约束不同要素可以分为不同类别。按照选址目标区域的特征，可以将选址问题分为连续选址、离散选址和网格选址三大类。

★考核知识点:物流一体化运作管理模式，参见讲稿章节：3-2 考核知识点内容详情：

物流一体化是20世界末最有影响的物流运作模式之一，是指不同的职能部门之间或不同的企业之间形成的物流合作，分为垂直一体化物流、水平一体化物流和网络一体化物流三种运作形式。垂直一体化物流以战略为管理导向，要求企业的物流运作管理人员从面向企业内部发展为面向企业与供货商及用户的业务关系上。

★考核知识点:物流系统模型设计，参见讲稿章节：3-3 考核知识点内容详情：

物流系统模型按结构形式分为实物模型、图式模型、模拟模型和数学模型。

★考核知识点:物料搬运设备分类，参见讲稿章节：4-3 考核知识点内容详情：

SHA根据费用对物料搬运设备进行分类。简单搬运设备：设备价格便宜，但可变费用高。复杂搬运设备：设备价格高，但可变费用低。

★考核知识点:显著的协同效应，参见讲稿章节：4-5 考核知识点内容详情：

所谓协同效应是指若干要素的有效组合、协调共同发挥作用，可以比各个因素的单独作用产生更大的效果，即产生“1+1＞2”或“合力大于分力之和”的效果。

★考核知识点:仓储系统的构成要素，参见讲稿章节：5-3 考核知识点内容详情：

仓储系统的主要构成要素包括存储空间，货品和人员及存储设备等。

★考核知识点:配送中心设计原则，参见讲稿章节：5-4 考核知识点内容详情：

配送中心总体设计的基本原则是安全、适用和经济。★考核知识点:物流运输方式陆桥运输，参见讲稿章节：6-4 考核知识点内容详情：

陆桥运输，是指以大陆上铁路或公路运输系统为中间桥梁，把大陆两端的海洋连接起来的运输方式，从形式上看，是海-陆-海的连贯运输，一般以集装箱为媒介。

★考核知识点：总体结构设计的定义，参见讲稿章节：7-3 考核知识点内容详情：

系统的总体结构设计，是指在系统分析的基础上，对整个系统在结构上的划分，硬软件环境的配置和确定子系统与模块的处理流程，对新系统的总体结构和可利用的资源进行宏观设计。

★考核知识点:供应链系统的组成，参见讲稿章节：8-2 考核知识点内容详情：

供应链系统由三个相互关联的部分组成:供应链网络结构、供应链业务流程和供应链管理要素。

★考核知识点:供应链的整合方法，参见讲稿章节：8-5 考核知识点内容详情：

供应链的整合方法主要有确定回收渠道的参与者，对关键结点进行有效控制和对回收产品再处理中心的控制。在整个闭环供应链中，生产商与回收产品再处理中心是两个关键结点。

★考核知识点:供应链的整合方法，参见讲稿章节：8-4 考核知识点内容详情： 供应链网络结构设计的目的是提高供应链整体价值。

★考核知识点：系统的概念，参见讲稿章节：1-2-1 考核知识点内容详情：

系统由“输入、处理、输出”三个基本要素组成。一般地，物流系统具有输入、处理（转化）、输出、限制（制约）和反馈等功能，其具体内容因物流系统的性质不同而有所区别。

★考核知识点：选址模型的分类，参见讲稿章节：2-4-6 考核知识点内容详情：

选址模型按照被定为设施的维数、目标区域的特征、选址成本和选址约束不同要素可以分为不同类别。按照选址目标区域的特征，可以将选址问题分为连续选址、离散选址和网格选址三大类。

★考核知识点：业务流程重组理论，参见讲稿章节：3-1-2 考核知识点内容详情：

业务流程重组就是对企业的业务流程进行根本性再思考和彻底性再设计，从而在成本、质量、服务和速度等方面获得戏剧性的改善，使企业能最大限度地适应以顾客、竞争和变化为特征的现代企业经营环境。

★考核知识点：物流一体化运作管理模式，参见讲稿章节：3-2-4 考核知识点内容详情：

物流一体化是20世界末最有影响的物流运作模式之一，是指不同的职能部门之间或不同的企业之间形成的物流合作，分为垂直一体化物流、水平一体化物流和网络一体化物流三种运作形式。垂直一体化物流以战略为管理导向，要求企业的物流运作管理人员从面向企业内部发展为面向企业与供货商及用户的业务关系上。

★考核知识点：系统布置设计（SLP）要素，参见讲稿章节：4-2-3 考核知识点内容详情：

在系统布置设计（SLP）方法中，R.缪瑟就将研究工厂布置问题的依据和切入点归纳为五个基本要素：P产品、Q数量（产量）、R生产路线（工艺过程）、S辅助服务部门和T时间。

★考核知识点：仓储系统的构成，参见讲稿章节：5-2-1 考核知识点内容详情：

仓储系统的主要构成要素包括存储空间，货品和人员及存储设备等。

★考核知识点：配送中心的规划与设计，参见讲稿章节：5-4-5 考核知识点内容详情：

配送中心总体设计的基本原则是安全、适用和经济。

★考核知识点：运输系统分为两大类，参见讲稿章节：6-1-4 考核知识点内容详情：

一般情况下，把运输系统分为生产领域的运输系统和流通领域的运输系统两大类，生产领域的运输系统一般是在生产企业内部进行，因而称之为厂内运输。

★考核知识点：陆桥运输，参见讲稿章节：6-4-1 考核知识点内容详情：

陆桥运输，是指以大陆上铁路或公路运输系统为中间桥梁，把大陆两端的海洋连接起来的运输方式，从形式上看，是海-陆-海的连贯运输，一般以集装箱为媒介。

★考核知识点：管道运输概念，参见讲稿章节：6-1-5 考核知识点内容详情：

管道运输是输送流体运货的一种方式。它随着石油工业发展而兴起。并随着石油、天然气等流体燃料需求的增加而迅速发展，逐渐形成沟通能源产地、加工场所及消费者之间的输送工具。管道不仅修建在一国之内，还可以连接国际甚至洲际，成为国际、洲际之间能源调剂的大动脉。

★考核知识点：系统需求的概念，参见讲稿章节：7-2-1 考核知识点内容详情：

系统需求是新系统必须完成的功能，也就是确定系统的功能范畴。在此活动中，系统分析员确定一组系统功能。在分析期间，分析员详细地定义和描述这些功能。换句话说，分析员把这些高层功能分解为详细地系统需求。

★考核知识点：总体结构设计定义，参见讲稿章节：7-3-2 考核知识点内容详情：

系统的总体结构设计，是指在系统分析的基础上，对整个系统在结构上的划分，硬软件环境的配置和确定子系统与模块的处理流程，对新系统的总体结构和可利用的资源进行宏观设计。

★考核知识点：供应链分类，参见讲稿章节：8-2-5 考核知识点内容详情：

按照供应链的功能可以把供应链划分为效率性供应链和响应性供应链，两者在基本目标、制造核心、库存策略、提前期、供应商标准和产品设计策略等方面均不同。

★考核知识点：系统的概念，参见讲稿章节：1-2-1

★考核知识点：物流战略的概念，参见讲稿章节：2-1-1

★考核知识点：物流战略规划的定义，参见讲稿章节：2-1-3

★考核知识点：精益物流系统定义，参见讲稿章节：4-4-1

★考核知识点：配送中心的定义，参见讲稿章节：5-4-1

★考核知识点：联合运输的概念，参见讲稿章节：6-4-1

★考核知识点：多式联运的定义，参见讲稿章节：6-4-2

★考核知识点：物流信息的定义，参见讲稿章节：7-1-1

★考核知识点：信息系统定义，参见讲稿章节：7-1-2

★考核知识点：逆向物流定义，参见讲稿章节：8-4-1 ★考核知识点：闭环供应链定义，参见讲稿章节：8-5-1

★考核知识点：物流战略规划的主要内容，参见讲稿章节：2-1-3 考核知识点内容详情：

物流战略规划的主要内容有以下三个方面。

①物流的发展模式的定位及中长期目标的确定，物流战略规划的重要作用在于为整个物流的发展指明方向，这当然是建立在科学把握社会经济发展规模与目标、科学技术发展动向、物流业发展基础与需求走势等要素的基础之上的。

②物流基础平台的布局与规划，主要指交通运输网络（如铁路、公路、航空、水道乃至管道运输等）、物流中心分布、物流信息网络等方面的骨干线路与结点的建设规划，这些基础设施的规模与水平、分布形态均应满足包含物流需求在内的社会经济发展总要求。

③物流发展的相关政策的制定。物流的发展必须有稳定、开放、公正、公平的市场环境，这需要一系列政策作保障。

★考核知识点：设施布置设计的基本类型，参见讲稿章节：4-2-2 考核知识点内容详情：

工艺原则布置又称机群布置或功能布置，是一种将相似设备或功能集中布置在一个地方的布置形式，比如按车床组、磨床组等分区。

产品原则布置也成装配线布置，是一种根据产品制造的步骤来安排设备或工作过程的方式。

公艺原则布置与产品原则布置之间最基本的区别是工作流程的路线不同。在工艺原则布置中，物流线路是高度可变的，而在产品原则布置中，设备和车间服务于专门的生产线，采用相同的设备能避免物料迂回，实现物料的直线运动。只有当给定产品或零件的批量远远大于所生产的产品或零件的种类是，采用产品原则布置才有意义。★考核知识点：配送中心规划与设计的主要内容，参见讲稿章节：5-4-5 考核知识点内容详情：

配送中心的规划是一个十分复杂的过程，通常包括以下几个步骤： ①前期准备，通过一系列的调研，收集相关的数据资料，其中包括当前和未来配送服务需求、配送中心建设的内部资源和外部条件约束、配送中心功能定位及作业流程、潜在用户的数量、规模与分布等。

②确定系统目标，根据对调研结果的分析（基本规划资料分析），确定配送中心在近期、中期和长期不同阶段的发展目标。

③作业功能规划，依据系统目标对配送中心的功能要素加以分析，结合配送需求的形式确定配送中心的功能定位，选择配送中心所应具备的功能。

④选址规划，根据客户需求、用地条件、运输条件、公用设施及相关法规等约束条件，按照一定的标准，采用定性与定量相结合的办法，对配送中心的地址做出选择。

⑤作业流程规划，根据配送中心的功能，结合商品特征和客户需求确定具体的作业流程。

⑥设施设备规划，运用系统分析的方法，对配送中心的建筑模式与空间布局、设备选择与安置等做出规划。

⑦信息系统规划，根据配送中心内部作业与外部客户服务的需要构建内部管理信息系统和网络平台。

★考核知识点：物流运输方式的技术经济特征，参见讲稿章节：6-1-5 考核知识点内容详情：

不同运输方式具有不同的技术经济特征。

①铁路运输：适应性强，运输能力大，安全性好，运行速度快，能耗小，环境污染程度小，运输成本较低。

②公路运输：技术经营性能指标好，货损货差小，安全性舒适性高，送达性优良，原始投资少，资金周转快，回收期短。

③水路运输：运输能力大，运输成本低，投资省，劳动生产率高，航速低，受气候影响较大。

④航空运输：科技水平高，速度快，高度的机动灵活性，安全可靠性和舒适性，建设周期短，投资少，回收快。

⑤管道运输：运量大，占用土地少，投资少，自动化水平高，运营费用低，管道运输安全可靠、连续性强，耗能少、成本低、效益好，灵活性差。

★考核知识点：系统总体结构设计的评价指标，参见讲稿章节：7-3-2 考核知识点内容详情：

系统总体结构设计的评价指标如下： ①系统的正确性；

②系统的可靠性，包括系统的容错能力、恢复能力、安全性和保密性等。可靠系统的平均故障间隔时间长，恢复能力强的系统平均排除故障所用的修理时间段；

③系统的运行效率。系统的相应时间和处理速度反应了系统的运行效率； ④系统的可移植性和可修改性。可移植性是指系统可以不作改动或仅作少量改动，在不同的硬件环境或软件环境中运行；

⑤系统对用户的友好性。

★考核知识点：逆向物流网络的系统功能，参见讲稿章节：8-4-2 考核知识点内容详情：

尽管不同的逆向物流系统设计的具体活动可能不一样，但一般都包括以下功能。

①收集。收集是指通过有偿或无偿的方式，将分散在各地的废旧物品集合起来，运往处理的地点。

②检测和分类。对回收产品的质量进行检测，以确定合适的处理方案，并据此进行分类。

③再处理。对回收产品或其零部件进行处理，以重新获取价值。

④废弃处置。废弃处置是指对那些处于经济或技术上的原因无法再利用的废旧产品或零部件进行销毁。

⑤再分销。再分销是指将处理后的再生产品运往市场进行销售。