江苏科技大学通信专业嵌入式系统设计及应用_复习大纲

嵌入式系统设计复习

题型：

1、填空，15分左右

2、选择，30分左右

3、简答题40分左右

4、综述15分左右

第一章嵌入式系统概述

提纲：

1、掌握嵌入式系统的定义

2、了解嵌入式系统的一般组成

嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序

（嵌入式系统一般由嵌入式计算机和执行部件组成。其中嵌入式计算机是整个嵌入式系统的核心，主要包括硬件层、中间层、系统软件层以及应用软件层）

知识点：

1、嵌入式系统的定义与特点

定义：是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统

特点：软件硬件可裁剪

①专用性：嵌入式系统具有特定的功能,用于特定的任务；

②低成本：嵌入式系统极其关注成本；

③低功耗：嵌入式系统大都有功耗的要求；

④高实时性OS；

⑤嵌入式系统的运行环境广泛；

⑥嵌入式系统的软件通常要求固态化存储；

⑦嵌入式系统的软件、硬件可靠性要求更高；

2.RISC指令系统的特点

答：指令系统：RISC设计者把上要精力放在那些经常使用的指令上，尽量使它们具有简单高效的特色。对不常用的功能，常通过组合指令来实现。因此，在RISC机器上实现特殊功能时，效率可能较低。但可以利用流水技术和超标量技术加以改进和弥补。

存储器操作：RISC对存储器操作有限制，使控制简单化

程序：RISC汇编语言程序一般需要较大的内存空间，实现特殊功能时程序复杂，不易设计

中断：RISC机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断

CPU：由于RISC CPU包含少的单元电路，因而面积小、功耗低

设计周期：RISC微处理器结构简单，布局紧凑，设计周期短，且易于采用最新技术易用性：RISC微处理器结构简单，指令规整，性能容易把握，易学易用

应用范围：由于RISC指令系统的确定与特定的应用领域有关，所以RISC机器更适合于嵌入式应用

3、嵌入式系统由硬件与软件组成，其中软件的组成

答：由实时多任务操作系统、文件系统、图形用户界面接口、网络系统及通用组件模块组成

4、嵌入式系统的运行可靠性指标

答：无故障运行时间

5、嵌入式操作系统的种类，最方便移植的操作系统答：种类：linux，vxworks，winCE、palm

linux是最方便移植的系统

6、根据嵌入式系统使用的微处理器，嵌入式系统的分类答：一般可以将嵌入式处理器分成4类，即

嵌入式微控制器(EMCU)

嵌入式微处理器(EMPU)

嵌入式数字信号处理器(EDSP)

嵌入式片上系统(ESOC)

7、实时嵌入式操作系统RTOS的特点

答：强调优先级

8、嵌入式系统与PC机的比较：

第二章ARM体系结构

提纲：

1、掌握ARM的7种工作模式，熟悉其模式的工作入口表3-2（简答/选择）

答：用户模式（User，usr）：正常程序执行时，ARM处理器所处的状态。

快速中断模式（FIQ,fiq）：用于快速数据传输和通道处理。

外部中断模式（IRQ,irq）：用于通常的中断处理。

特权模式（Supervisor，sve）：供操作系统使用的一种保护模式。

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

未定义指令终止模式（Undefined，und）：用于支持硬件协处理器软件仿真。

系统模式（System，sys）：用于运行特权级的操作系统任务。

表：在课件原版第三章

2、熟悉不同模式下寄存器的应用

答：p72 图3-2

3、掌握通用寄存器的组成，尤其是R13、R1

4、R15（选）

答：通用寄存器中R0~R7是所有处理器模式共用的一组寄存器，也就是说，在从一种模式切换到另一种模式时，必须保存它们的值。R8~R14为备份寄存器，其中对于R8~R12来说，每一个寄存器对应两个不同的物理寄存器

R13通常用作堆栈指针，采用下面的记号区分各物理寄存器

R13_:取如下值：usr、svc、abt、und、irq、及fiq

R14寄存器有两个特殊作用：

用户模式下：R14用做链接寄存器（LR），存放子程序被调用时的返回地址。

异常处理模式下，R14用来保存异常的返回地址

R15为程序计数器，又被记做PC。由于ARM采用了流水线机制，因此pc的值为当前指令地址的值加8个字节，也就是说，pc指向当前指令的下两条指令的地址。

4、掌握状态寄存器的组成，尤其是NZCV四位的作用

答：程序状态寄存器用来保存程序执行时的各种状态值，包括条件标志位、中断禁止位、当前处理器模式标志和其它一些位

Nzcv作用：条件标志位

图p73

5、熟悉ARM支持的存储器结构，大尾端与小尾端

答：p78

知识点

1、ARM存储器时的大尾端与小尾端结构（填/选）

答：

2、ARM的7种工作模式

答：见上

3、ARM寄存器组，通用寄存器个数，状态寄存器个数

答：37,31,6这些寄存器都是32位

4、程序状态寄存器CPSR的重要标志位与控制位

—第三章ARM处理器

提纲：

1、了解ARM版本的发展过程，从V1到V8

2、熟悉ARM处理器核家族的发展过程