ARM9嵌入式系统复习

ARM9嵌入式系统复习
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综合分析10*2
1、嵌入式系统的定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系
统对功能、可靠性、成本、提及、功耗严格要求的专用计算机系统。

2、嵌入式系统的基本特征：嵌入性、专用性、计算机系统。

专用性：采用专用的嵌入式处理器，功能、算法和专用性。

小型化与有限资源、资源约束和空间约束与专用性。

3、嵌入式系统的组成：嵌入式系统通常由嵌入式微处理器、嵌入式操作系统、应用软件和
外围设备借口的嵌入式计算机系统和执行装置（被控对象）组成。

4、RTOS的定义：RTOS是指能够在指定或者确定的时间内完成系统功能和对外部或内部、
同步或异步时间做出响应的系统，系统能够处理和存储控制系统所需要的大量数据。

RTOS的正确性不仅依赖于系统计算的逻辑结果，还依赖于产生这个结果的时间。

5、RTOS的特点：①约束性②可预测性③可靠性④交互性
6、RTOS的调度技术：（1）抢占式调度和非抢占式调度（2）静态表驱动策略和优先级驱动
策略
7、RTOS的分类：主要分为硬实时系统和软实时系统两类。

8、实时系统的分类：
根据任务的周期划分：周期任务、偶发任务、非周期任务
根据是否允许任务超时：强实时任务、准实时任务、弱实时任务、弱强实时任务9、RTOS的内核：实时内核（μC/OS）、基于组件的内核（如OS-Kit\Coyote、2K、MMLite）、
基于Q0S的内核、通用操作系统的实时变种（如RT-linux、RTAI-linux、实时windows NT/XP）。

10、CISC的定义：早期的计算机采用的复杂指令集计算机。

11、RISC的定义：精简指令集计算机。

（ARM用的是RISC）
12、RISC计算机的特点：①流水线每周期前进一步②更多的通用寄存器③有独立的
Load和Store指令完成数据的传输。

13、ARM9系列微处理器通常采用五级流水线技术，包括：取指令（F）、译码（D）、执行
（E）、访存（M）、回写（W）。

（ARM7是三级流水线）
14、系统的开发受系统资源开销地限制，通常采用交叉开发环境。

15、ARM处理器的运行模式：
ARM微处理器支持7种运行模式，分别为：
①usr（用户模式）ARM微处理器正常程序执行模式
②fiq（快速中断模式）用于高速数据传输或通道处理
③irq（外部中断模式）用于通用的中断处理
④svc（管理模式）操作系统使用的保护模式
⑤abt（数据访问终止模式）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。

⑥sys（系统模式）运行具有特权的操作系统任务
⑦und（未定义指令终止模式）当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持
硬件协作处理器的软件仿真
16、处理器的工作状态：ARM微处理器有32位ARM和16位Thumb两种工作状态。

在32位
ARM状态下执行字对其的ARM指令，在16位Thumb状态下执行半字对齐的Thumb指令。

17、R13的作用：寄存器R13通常用作堆栈指针，称作SP。

每种异常模式都有自己的分
组R13.通常R13应当被初始化成指向异常模式分配的堆栈。

在入口处，异常处理程序将用到的其他寄存器的值保存到堆栈中；返回时，重新将这些值加载到寄存器。

R14的作用：寄存器R14用作子程序链接寄存器，也称为链接寄存器LR。

每执行带链接分支指令时，得到R15的备份。

在其他情况下，将R14当做通用寄存器。

类似的，当中断或异常出现时，或当中断或异常程序执行BL时，相应的分组寄存器R14_svc、R14_irq、R14_fiq、R14_abt和R14_und用来保存R15的返回值。

R15的作用：寄存器R15用作程序计数器（PC）。

在ARM状态，位[1:0]为0，位18、模式分类：分成特权模式或非特权模式（用户模式和非用户模式），特殊的模式：
异常模式。

用户模式属于非特权模式。

19、异常的响应过程：
①将下一条指令的地址存入相应的链接寄存器LR，以便程序在处理异常返回时能从正
确的位置重新开始执行。

若异常是从ARM状态进入，LR寄存器中保存的是下一条指令的地址（当前PC+4或PC+8，与异常的类型有关）；若异常是从Thumb状态进入，则在LR寄存器中保存当前PC的偏移量。

②将CPSR状态传送到相应的SPSR中。

③根据异常类型，强制设置CPSR的运行模式位。

④强制PC从相关的异常向量地址取下一条指令执行，跳转到相应的异常处理程序。

还
可以设置中断禁止位，以禁止中断发生。

20、引起异常的情况：
21、中断与异常的区别：
中断：CPU对系统发生的某个事件而做出的一种反应。

CPU会暂停正在执行的程序，保留现场后去执行相应的处理程序处理完再返回断点，继续执行被“中断”的程序。

异常：指令执行器件检测到的异常或非法条件引起的，与正执行的指令有直接的联系。

中断可以屏蔽，异常不能被屏蔽。

22、寻址方式：①寄存器寻址②立即寻址③寄存器移位寻址④寄存器间接寻址⑤变址寻
址⑥多寄存器寻址⑦堆栈寻址⑧块复制寻址⑨相对寻址
23、堆栈工作的4种方式：
①满递增堆栈：堆栈指针指向最后压入的数据，且由低地址向高地址生成，例如
指令LDMFA、STMFA等。

②满递减堆栈：堆栈指针指向最后压入的数据，且由高地址向低地址生成，例如
指令LDMFD、STMFD等
③空递增堆栈：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由低地址向高地
址生成，例如指令LDMEA、STMEA等。

④空递减堆栈：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由高地址向低地
址生成，例如指令LDMED、STMED等。

24、AMBA接口有3类总线：AHB（先进高性能总线）、ASB（先进系统总线）、APB（先进
外围总线）。

25、S3C2410A集成的片上功能包括：
内核电压1.8V/2.0V，存储器电压3.3V，外部I/O 电压3.3V；
具有16KB的指令cache、16KB的数据cache以及MMU；
外部存储器控制器（SDRAM控制和片选逻辑）；
LCD控制器（最大支持4K色STN和256K色TFT）提供1通道LCD专用DMA；
4通道DMA并有外部请求引脚端；
3通道UART（IrDA1.0，16字节RxFIFO）/2通道SPI；
1通道多主设I²C总线和1通道I²S总线控制器；
版本1.0 SD主接口和2.11兼容版MMC卡协议；
2个usb主设接口/1个从设接口（版本1.1）；
4通道PWM定时器和1通道内部定时器；
看门狗定时器；
117位通用I/O 口和24通道外部中断源；
电源控制有正常、慢速、空闲和电源关断4种模式；
8通道10位ADC和触摸屏接口；
具有日历功能的RTC；
使用PLL的片上时钟发生器。

26、S3C2410A的体系结构：
27、S3C2410A的I/O端口配置：
28、中断步骤：①保护现场②模式切换③获取中断服务子程序地址④多个中断请求处理
⑤中断返回，恢复现场。

29、ARM920T CPU的中断包含IPQ和FIQ。

IRQ是普通中断，FIQ是快速中断，FIQ的优
先级高于IRQ。

FIQ中断通常在进行大批量的复制、数据传输等工作时使用。

30、二级中断：
31、DMA（直接存储器存取）方式是指存储器与外设在DMA控制器的控制下，直接传送
数据而不通过CPU，传输速率主要取决于存储器存取度。

32、DMA传输过程如下：
①外设向DMA控制器发出DMA请求。

②DMA控制器向CPU发出总线请求信号
③CPU执行完现行的总线周期后，向DMA控制器发出响应请求的回答信号
④CPU将控制总线、地址总线及数据总线让出，由DMA控制器进行控制。

⑤DMA控制器向外部设备发出DMA请求回答信号
⑥进行DMA传送。

⑦数据传送完毕，DMA控制器通过中断请求线发出中断信号。

CPU在接收到中断
信号后，转入中断处理程序进行后续处理。

⑧中断处理结束后，CPU返回到被中断的程序继续执行，CPU重新获得总线控制
权。

33、NORFlash和LANDFlash作用
34、A/D转换器的主要指标：分辨率、精度
D/A转换器的主要指标：分辨率、转换误差、建立时间
35、三角波：
36、UART（通用异步收发器）主要是由数据线接口、控制逻辑、配置寄存器、波特率发
生器、发送部分和接收部分组成，采用异步串行通信方式，采用RS-232C 9芯接插件（DB-9）连接，是广泛使用的串行数据传输方式。

37、UART字符传输的格式包括：线路空闲位（高电平）、起始位（低电平）、5∽8位数
据位、校验位（可选）和停止位（位数可以是1位、1.5位或2位）。

38、UART的操作：①数据传送②数据接收③：自动流控制④RS-232C接口（RS-232C
Interface）⑤中断DMA请求发生（interrupt/DMA request generation）⑥波特率的产生⑦回送模式⑧红外模式
39、UART的基本连接方式：
40、UART的传送过程：
41、在I²C总线上，只需要两条线：串行数据SDA线和串行时钟SCL线。

他们用于总线
上器件之间的信息传递。

SDA和SCL都是双向的。

每个器件都有一个唯一的地址以供识别，而且各器件都可以作为一个发送器或接收器。

42、I²C总线与KS24C080C连接电路图：
43、I²C总线启动和停止信号图：
44、I²C总线的数据传输过程：
①开始：主设备产生启动信号，表明数据传输开始
②地址：主设备发送地址信息，包含7位的从设备地址和1位的数据方向指示位（读
或写位，表示数据流的方向）
③数据：根据指示位，数据在主设备和从设备之间进行传输。

数据一般以8位传输，
最重要的位放在前面；具体能传输多少量的数据并没有限制。

接收器产生1位的ACK（应答信号）表明收到了每个字节。

传输过程可以被中止和重新开始。

⑤停止：主设备产生停止信号，结束数据传输。

45、Bootloader的定义：Bootloader是在嵌入式操作系统内核运行之前运行的一段小
程序，也是系统开机后执行的第一段程序。

46、Bootloader的作用：通过这段小程序，可以初始化硬件设备及建立内存空间，从
而将系统的软硬件环境设置成一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。

47、软件分为：启动引导程序(Bootloader)、操作系统内核(OS Kernel)、根文件系统
(Fi了System)、图形窗口系统(GUI)和应用程序(AP)。