嵌入式系统重点整理汇编

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嵌入式系统知识点总结

嵌入式系统知识点总结

1.什么是嵌入式系统?嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,采用可裁剪软硬件,适用于对功能、功耗、体积、大小可靠性等有严格要求的专用计算机系统。

2.嵌入式计算机系统同通用型计算机系统的区别?1)嵌入式系统通常是面向特定应用,而通用pc机则需要支持大量的、需求多样的应用程序2)嵌入式系统的软硬件必修高效的设计,量体裁衣、去除冗余,而通用pc对软硬件要求没有嵌入式系统那么高。

3)嵌入式系统为了提高速度和可靠性,一般将软件固化在芯片或者单片机中,而通用pc一般将软件放入存储器中。

4)嵌入式系统不具备自主开发能力,通用pc拥有强大的开发能力。

5)嵌入式系统是面向特定应用的,它的升级换代也与具体产品同步的进行。

3.嵌入式系统组成?嵌入式处理器、嵌入式外围设备、嵌入式应用软件、嵌入式操作系统。

4.ARM是什么?Arm(advanced RISC Machine)的三层含义:1)一个公司名称。

2)一种技术名称3)是一种微处理器的通称。

5.嵌入式处理器有哪些?MIPS、Power PC、SH处理器、ARM6.ARM处理器的特点有哪些?1)体积小、低功耗、成本低、性能高2)大量使用寄存器3)支持Thumb (16位)和ARM(32位)双指令集4)指令长度是固定的5)寻址方式灵活简单7.嵌入式处理器选择时考虑的主要因素?1)处理性能(如时钟频率、寄存器大小等)2)技术指标(外围设备、支持芯片等)3)功耗(特别是手持设备等消费类电子产品)4)软件支持工具5)是否内置调试工具6)供应商是否提供评估板8.ARM-XScale-PXA270三者之间的区别于联系?ARM是一种微处理器的通称;XScale处理器是基于ARMv5TE体系结构的解决方案,是一款高性能、高性价比、低功耗的处理器;PXA270则是采用Xscale内核(微结构体系框架),集成了许多常用的外围接口,是一款高性能、低功耗、功能强大的嵌入式应用处理器产品。

嵌入式知识点总结

嵌入式知识点总结

嵌入式知识点总结嵌入式系统是指以特定功能为目标,嵌入到更大的系统中运行的计算机系统。

它由硬件和软件组成,常用于各种领域的应用,如家电、通信设备、汽车电子等。

下面将对嵌入式系统的一些重要知识点进行总结。

一、嵌入式系统的定义和特点1. 定义:嵌入式系统是指嵌入到其他设备或系统中,实现特定功能的计算机系统。

2. 特点:a. 实时性要求高:嵌入式系统中的任务通常需要在严格的时间约束内完成。

b. 系统资源受限:嵌入式系统通常具有较小的存储容量和计算能力。

c. 硬件与软件紧密结合:嵌入式系统的硬件和软件是一体化设计,相互依赖。

d. 专用性强:嵌入式系统针对特定应用设计,功能和性能需要满足特定需求。

二、嵌入式系统的架构和组成1. 架构:嵌入式系统的架构可分为单处理器架构和多处理器架构。

2. 组成:a. 处理器:常见的处理器包括ARM、MIPS等。

处理器决定了系统的性能和能耗。

b. 存储器:包括内部存储器(ROM、RAM)和外部存储器(Flash、SD卡)。

c. 输入输出设备:如键盘、显示器、传感器等。

d. 总线:用于连接处理器、存储器和输入输出设备的数据传输通道。

e. 实时操作系统:提供任务调度和资源管理功能,保证系统具备实时性。

三、嵌入式系统开发流程1. 系统需求分析:明确系统的功能、性能和接口要求。

2. 系统设计:包括硬件设计和软件设计,确定系统各个模块的功能和接口。

3. 系统开发:根据设计进行硬件和软件的开发,包括原型制作和调试过程。

4. 系统测试和验证:对系统进行功能验证、性能测试和稳定性测试。

5. 系统维护:对系统进行维护和升级,保证系统的可靠性和稳定性。

四、关键技术和应用1. 嵌入式编程:使用特定的编程语言(如C/C++)进行系统软件的开发。

2. 实时操作系统(RTOS):提供任务调度和资源管理功能,保证系统具备实时性。

3. 通信技术:包括UART、SPI、I2C等用于设备间的数据交换与通信。

4. 传感器技术:用于采集环境数据,如温度、湿度、压力等。

嵌入式系统相关知识点总结

嵌入式系统相关知识点总结

嵌入式系统相关知识点总结嵌入式系统(Embedded Systems)是一种专门设计和用途的计算机系统,用于控制设备和机器的各个方面,通常被嵌入到所控制的设备中。

嵌入式系统是一个开放的领域,涵盖了面向硬件和软件的多个方面。

在本文中,我将总结一些与嵌入式系统相关的重要知识点。

一、嵌入式系统的基础知识:1.什么是嵌入式系统:嵌入式系统是一种专门设计和用途的计算机系统,被嵌入到所控制的设备中。

2.嵌入式系统的特点:实时性、可靠性、功耗低、体积小、成本低、资源有限等。

3.嵌入式系统的分类:实时嵌入式系统、网络嵌入式系统、移动嵌入式系统、无线嵌入式系统等。

4.嵌入式系统的组成:硬件平台(处理器、内存、输入输出接口等)和软件平台(操作系统、驱动程序等)。

二、嵌入式系统的硬件知识:1. 存储器:RAM(随机访问存储器)、ROM(只读存储器)、Flash memory(闪存)等。

2.处理器:常见的处理器包括ARM、MIPS、x86等,需要根据应用需求选择适合的处理器。

3.输入输出接口:串口、并口、USB、以太网等用于与外设通信。

4.性能优化:资源有限的嵌入式系统需要优化性能和资源利用,例如使用中断处理、多任务处理等技术。

三、嵌入式系统的软件知识:1. 操作系统(OS):嵌入式系统通常使用实时操作系统(RTOS),如FreeRTOS、Linux、VxWorks等,用于管理任务、内存、进程和资源。

2.设备驱动程序:用于控制和管理硬件设备,例如串口驱动、触摸屏驱动等。

3.编程语言:C/C++是嵌入式系统开发中常用的编程语言,还有汇编语言适用于对性能要求较高的关键模块。

4.软件开发工具:编译器、调试器、仿真器等用于嵌入式软件的开发和调试。

四、嵌入式系统的开发流程:1.系统需求分析:明确系统的功能、性能、成本等需求,并进行需求分析和规划。

2.硬件设计与开发:选择合适的硬件平台,设计硬件电路,并进行原型制作和测试。

3.软件设计与开发:进行软件系统的设计和开发,包括操作系统选择、驱动程序编写、应用程序开发等。

嵌入式系统原理与设计重点总结

嵌入式系统原理与设计重点总结

嵌入式系统原理与设计重点总结一、系统设计1.需求分析:明确系统功能需求,包括输入输出功能、实时性要求、可靠性要求等。

2.体系结构设计:根据需求分析,确定系统的硬件和软件的整体结构,包括主控制器的选择、外设模块的选择等。

3.接口设计:定义系统的各个模块之间的接口,包括硬件接口和软件接口。

4.硬件与软件协同设计:在系统设计过程中,硬件与软件的开发要密切协同,确保硬件设计与软件设计之间的一致性。

二、硬件设计1.主控制器选择:根据需求和成本等因素选择合适的主控制器,常用的主控制器有单片机、DSP芯片、FPGA等。

2.外设模块设计:根据需求选择合适的传感器、驱动芯片等外设模块,并进行电路设计、PCB设计等。

3.电源设计:根据系统需求设计合适的电源模块,包括电源管理电路、电池管理电路等。

4.射频设计:针对无线通信类嵌入式系统,需要进行射频电路设计、天线设计等。

5.硬件调试测试:在硬件设计完成后,进行硬件调试和测试,确保各个模块正常工作。

三、软件设计1.实时系统设计:对于要求实时性的嵌入式系统,需要设计合适的实时系统,包括任务调度算法、中断处理等。

2.驱动程序设计:对于各种外设模块,需要编写相应的驱动程序,实现对外设的控制和管理。

3.嵌入式操作系统选择与编程:根据系统需求选择合适的嵌入式操作系统,并进行系统编程,实现系统的功能。

4.软件优化:针对资源受限的嵌入式系统,需要进行软件优化,包括代码优化、内存优化等。

5.软件调试与测试:在软件设计完成后,进行软件调试和测试,确保系统功能正常。

总结:嵌入式系统原理与设计是一个复杂而独特的领域,需要对硬件和软件进行深入的理解和研究。

在系统设计中,需要明确需求并进行系统分析和结构设计;在硬件设计中,要选择合适的主控制器和外设模块,并进行电路设计和测试;在软件设计中,要设计实时系统、编写驱动程序、选择嵌入式操作系统,并进行软件优化和测试。

只有在这些方面做好工作,才能设计出高性能、高可靠性的嵌入式系统。

嵌入式重点总结

嵌入式重点总结

1.嵌入式的定义: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、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

2.嵌入式系统的特点:1.“专用”计算机系统2.运行环境差异很大3.比通用PC系统资源少4.功耗低、体积小、集成度高、成本低5.具有完整的系统测试和可靠性评估 6.具有较长的生命周期7.需要专用开发工具和方法进行设计8.包含专用调试电路9.多学科知识集成系统。

3.嵌入式系统开发的基本流程:1.系统定义与需求分析阶段2.方案设计阶段3.详细设计阶段 4.软硬件集成测试阶段5.系统功能性测试及可靠性测试阶段4.RTOS (Real Time Operating System 实时操作系统) SoC(System on Chip 系统芯片)SoPC(System on Programmable Chip可编程片上系统) I2S(Integrate Interface of Sound 音频接口) I2C(Inter—Integrate Circuit) UART(Universal Asynchronous Reviewer/Transmitter 通用异步收发器) SWI(SoftWare Interrupt 软中断) FIQ(Fast Interrupt Request 快速中断请求)5.对于使用操作系统的嵌入式系统来说,嵌入式系统软件结构一般包括四个层面:板级支持包层、实时操作系统层、应用程序结构层、应用程序层。

操作系统与硬件无关,不同的嵌入式操作系统其组成机构也不尽相同。

6.典型嵌入式操作系统介绍:嵌入式操作系统种类繁多,但大体可分为两种——商用型和免费型。

目前商用型的操作系统主要有VxWorks、WindowsCE、pSOS、Palm OS、OS—9、LynsOS、QNX和LYNX等。

目前免费型的操作系统主要有Linux和uC/OS-II。

uC/OS-II具有执行效率高、占用空间小、可移植性及扩展性强、实时性能优良、稳定性和可靠性好等特点。

嵌入式考点总结

嵌入式考点总结

嵌入式系统复习重点一、嵌入式系统概论(第一章)1、嵌入式系统的定义P2从技术的角度定义: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。

从系统的角度定义:嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件,并使其紧密耦合在一起的计算机系统。

术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统中的一个完整的部分,称为嵌入的系统。

嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统。

(EG)可以将嵌入式系统定义成“嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统”。

2、嵌入式系统三大基本要素P2嵌入性、专用性、内含计算机3、嵌入式系统的分类P5(中央处理器,或简称为处理器,英文缩写为CPU,功能:解译计算机指令以及处理计算机软件中的数据)嵌入式处理器可以分为以下几大类:▪嵌入式微处理器—EMPU;▪嵌入式微控制器—MCU;▪嵌入式DSP处理器—DSP;▪嵌入式片上系统—SOC;二、嵌入式系统硬件(第一章、第二章和第四章)1、嵌入式处理器P32、存储器片内和片外的读写操作P1033、AHB外设EMC:外部存储器控制P152VIC:向量中断控制器P1884、VPB外设P91定义、功能、寄存器设置三、嵌入式处理器1、处理器的分类◆嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)◆嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)◆嵌入式DSP处理器(Embedded Digtal Signal Processor, EDSP)◆嵌入式片上系统(System On Chip)存储器1. 嵌入式微处理器从功能上来说可以分为哪两种?它们的含义分别是什么?2. 嵌入式微处理器按指令集不同可以分为哪两大类?两者的主要区别是什么?四、嵌入式处理器1、微处理器的体系架构◆算术格式◆功能单元◆3级流水线P20◆扩充的指令集2、以ARM7TDMI为例,说明ARM系列处理器的体系结构版本支持哪些功能?P19◆ARM7TDMI◆三级流水线包括哪三个步骤?P20ARM状态下:◆存储器访问的格式p48小端模式:LP系列ARM指定采用小端模式大端模式◆处理器的状态有哪两种?分别有什么特点?P24(ARM7TDMI处理器内核包含2套指令系统,分别为ARM指令集和Thumb指令集,并且各自对应1种处理器的状态:)▪ARM状态:32位,处理器执行字方式的ARM指令,处理器默认为此状态;▪Thumb状态:16位,处理器执行半字方式的Thumb指令。

嵌入式知识点、完整版

嵌入式知识点、完整版

1.章导论1.1嵌入式系统概念、ARM的特点、嵌入式软件1.3.3支持的流水等级1.5 Cortex-M处理器的内核架构STM32F103系列工作频率、供电电压范围、所支持的外设USB、ADC、ADC、GPIO2. 章Cortex-M3处理器1、Cortex-M3处理器位数、组成、支持几级流水线技术及架构2、Cortex-M3内核组成、工作模式、堆栈3、NVIC的功能、中断优先级、分组、函数初始化、所支持的IRQ中断3.章STM32最小系统设计3.1 从Cortex-M3到STM32F1031、STM32F103可驱动系统时钟(SYSCLK)的时钟源2、最小系统的组成3.2存储器与总线架构AHB 、APB1、APB2所挂外设、DMA的作用3.3中断和事件1、系统时钟(SYSCLK)、NIVC配置的优先权等级位数5.章通用和复用功能I/O5.1 GPIO功能描述1、GPIO的配置寄存器、数据寄存器、置位/复位寄存器等的个数2、GPIO端口可配置的输入、输出模式、表5-23、I/O端口寄存器被访问的方式4、复用端口初始化步骤、使能其时钟的函数6.定时器6.1 定时器的4个功能模块:时钟产生模块、时基单元、输入检测、输出比较6.2 时钟产生模块1、功能2、时钟源:AHB、APB、CK_INT之间的关系6.3 时基单元1、功能2、有关的寄存器:PSC、CNT、ARR、RCR、SR3、影子寄存器4、定时器的3钟计数模式:向上、向下、中央对齐及其特点5、定时器的设置:已知定时器时钟,设置PSC和ARR实现定时6、定时器的编程:定时器的初始化、开定时器中断、编写中断处理函数等6.4 输入捕获1、功能或基本原理2、有关寄存器:CNT、CCRx3、输入捕获与输出比较共享CCRx,不能同时使用4、输入捕获中断5、输入捕获的初始化6、改变输入捕获边沿的极性6.5 输出比较1、功能2、有关的寄存器:CNT、CCRx3、掌握输出比较模式与极性,有效电平与输出电平4、输出比较的编程:初始化:GPIO、GPIO重映射、时基单元、输出比较PWM:周期、占空比、改变占空比7、USART7.1 串行通信与并行通信的特点7.2 USART、1-wire、IIC、IIS、SPI7.3 USART数据传输和帧1、以字节为传输单位,帧为字节批量传输单位2、帧的构成7.4 流控7.5 开始位7.6 停止位7.7 奇偶校验和CRC校验7.8 分数分频器的设置/波特率7.9 发送和接收状态变化1、TDR和TXE2、RDR和RXNE3、移位寄存器和TC4、发送和接受数据5、发送和接收的函数6、中断标志读取函数7.10 USART编程1、USART的初始化1.1 GPIO口的设置1.2 USART初始化配置:波特率、硬件流控、USART模式(发送/接收)、奇偶校验、停止位长度、数据位长度(字长)1.3开USART中断8 SPI8.1 SPI接口的特点:同步串行、高位在前发送、环形总线、8/16位的数据帧、单主多从8.2 SPI接口的构成1、SCLK/SCK、SS2、MOSI3、MISO8.3 SPI移位发送数据的特点8.4 SPI的时序1、CPOL:空闲时电平2、CPHA:采样时刻8.5 SPI主模式/从模式的区别1、主模式负责提供SCK时钟2、MISO和MOSI的发送和接收9、IIC9.1 IIC总线的特点1、功能:IC间2、多主多从3、双向2线制9.2 IIC的术语1、发送器2、接收器3、主机4、从机5、多株机6、仲裁7、同步8、地址9、SCL和SDA9.3 IIC总线的传输特性1、数据有效性2、起始条件、停止条件3、重复起始信号:什么是重复起始信号?什么时候产生?4、应答和非应答:什么是应答和非应答?由谁产生5、空闲电平9.4 IIC通信1、IIC传输格式:起始信号、从机地址、数据、停止信号2、寻址字节:地址和读写方向3、仲裁和同步9.5 IIC编程1、引脚配置2、起始信号、停止信号、应答和非应答3、数据位的发送11章模拟数字模块1、模数转换的步骤、模数转换器所具有的通道个数及可测得的外部信号源个数2、模数转换器的特性3、ADC校准的方式、DAC初始化所对应的寄存器4、使能ADC的时钟函数及配置其引脚的输入模式、初始化函数5、温度传感器所连接的通道。

嵌入式知识总结

嵌入式知识总结

嵌入式第一章嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统1.嵌入式系统的概念嵌入机械或电气系统内部、具有专属功能的智能化计算机算机系统。

通常要求实时计算性能,具有一定的复杂性。

被嵌入的系统通常是包含硬件和机械部件的完整设备。

2.技术本质:内含计算机、嵌入到对象体系中、满足对象智能化控制要求1.2 嵌入式处理器.嵌入式处理器可以分为以下几大类:嵌入式微处理器EMPU、微控制器MCU、DSP处理器、片上系统SOC1.3 嵌入式操作系统1.三种操作系统:多道批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统2.基本概念(1)任务:也称为线程,是一个简单的程序,该程序可以认为CPU完全属于该程序本身。

实时应用程序的设计过程,包括如何把问题分割成多个任务,赋予一定的优先级,有它自己的一套CPU寄存器和自己的栈空间(2)内核:内核负责管理各个任务,为每个任务分配CPU时间,负责任务间的通信。

内核提供的基本服务是任务切换。

使用实时内核可以大大简化应用系统的设计,因为实时内核允许将应用分成若干个任务,由实时内核来管理它们。

内核需要消耗一定的系统资源,比如2%~5%的CPU运行时间、RAM和ROM等。

内核提供必不可少的系统服务,如信号量、消息队列、延时等(3)调度:是内核的主要职责之一。

决定该轮到哪个任务运行了。

多数实时内核是基于优先级调度法的。

每个任务根据其重要程度的不同被赋予一定的优先级。

基于优先级的调度法指CPU总是让处在就绪态的优先级最高的任务先运行。

(4)任务优先级:任务的优先级是表示任务被调度的优先程度。

每个任务都具有优先级。

任务越重要,赋予的优先级应越高,越容易被调度而进入运行态(5)中断:中断是一种硬件机制,用于通知CPU有个异步事件发生了。

中断一旦被识别,CPU保存部分(或全部)上下文即部分或全部寄存器的值,跳转到专门的子程序(中断服务子程序ISR)。

中断服务子程序做事件处理,处理完成后,程序回到:在前后台系统中,程序回到后台程序;对非占先式内核而言,程序回到被中断了的任务;对占先式内核而言,让进入就绪态的优先级最高的任务开始运行。

嵌入式系统复习总结(精华)

嵌入式系统复习总结(精华)

第一章1、国内对于嵌入式系统的定义是什么?p1答:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁减,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

2、什么是实时系统?根据实时性,嵌入式操作系统有哪些类型? 答:所谓实时系统是指在这种系统中,一个优先级高的任务能够得到立即的、没有延迟的服务,不需要等待任何其他优先级低的任务,一旦它得到CPU 的使用权,将一直执行直到工作结束或者出现更高级别的进程。

嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件。

1)、传统的经典PTOS ,包括VxWorks 操作系统,以及其Tornado 开发平台;2)、嵌入式Linux 操作系统;3)、Windows CE 嵌入式操作系统;4)、uC/OS-II 实时操作系统。

注:实时系统的分类(1)硬实时系统:确保系统中的关键任务在确定的时间得到响应,不能有失败的情况,否则会出现严重后果;(2)软实时系统:设计的时候是有响应时间要求的,但是偶尔某些任务的响应时间超过这个限制也不会有严重的后果;(3)非实时系统:无响应时间的要求。

3、选择嵌入式操作系统原则有哪些?答:一般而言,在选择嵌入式操作系统时,可以遵循以下6个原则:市场进入时间、可移植性、可利用资源、系统定制能力、成本、中文内核支持。

4、列举一些常见的嵌入式操作系统。

答:常见的嵌入式系统有:Linux 、uClinux 、WinCE 、PalmOS 、Symbian 、eCos 、uCOS-II 、VxWorks 、pSOS 、Nucleus 、ThreadX 、Rtems 、QNX 、INTEGRITY 、OSE 、C Executive 。

5、嵌入式系统有什么特点?p11答:专用于特定任务、多类型处理器和处理器系统支持、极其关注成本、是实时系统、可裁剪性好、可靠性高、大多有功耗约束。

6、说说嵌入式系统的发展趋势。

p12答:(1)、嵌入式开发是一项系统工程,因此要求嵌入式系统产商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身,同时还需要提供强大的硬件开发工具和软件包支持;(2)、网络化、信息化的要求随着因特网技术的成熟,带宽的提高而日益提高,使得单一功能的设备不再单一,结构更加复杂,这就要求芯片设计厂商在芯片上集成更多的功能;(3)、网络互联成为必然趋势;(4)、精简系统内核、算法,降低功耗和软硬件成本;(5)、提供友好的多媒体人机界面。

嵌入式重点整理

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1.嵌入式系统概念:嵌入式系统就是嵌入到对象体中的专用计算机系统,是一个具有特定功能或用途的计算机软硬件集合体。

组成(逻辑分层结构)通常由嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统和应用软件等几大部件组成。

特点:嵌入性、内含计算机、专用性。

在所有的操作系统中,Linux是发展最快、应用最广泛的系统之一。

嵌入式操作系统相关概念(Linux、Android):Linux本身的种种特性使其成为嵌入式开发的首选。

Android 由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成。

它采用软件堆层的架构,该系统的架构由5部分组成,分别是Linux Kernel 、Android Runtime、Libraries/ApplicationFramework 和Applications。

2.CPU的架构比较(RISC架构和CISC架构)CSIC是精简指令集计算机,CISC是复杂指令集计算机。

两者的区别在于不同的CPU设计理念和方法。

CISC:⑴在CSIC结构的指令系统中,各种指令的使用频率相差悬殊。

有80%的指令只在20%的运行时间内才会用到。

⑵CISC 结构指令系统的复杂性带来了计算机体系结构的复杂性,这不仅增加了研制时间和成本,而且还容易造成设计错误。

⑶由于各条指令的功能不均衡性,不利于采用先进的计算机体系结构技术来提高系统的性能。

RISC:⑴简化指令集,只保留常用的基本指令;⑵设计大量的通用存储器,减少访存的次数;⑶采用装载/保存结构,支持流水线技术,使每个周期时间相等;⑷采用简单的指令格式、规整的指令字长和简单的寻址方式;⑸单机器周期指令,即大多数的指令都可以在一个机器周期内完成,并且允许处理器在同一时间内执行一系列的指令。

3.CPU性能提高的技术及ARM中的具体应用(流水线技术等)流水技术是一种将指令分解为多步,并重叠不同指令的各工作步骤,从而实现多条指令并行处理,以加速程序运行过程的技术。

3级流水线执行:1>取指2>译码 3>执行4.ARM7TDMI内核结构由32运算器,32位乘法器,寄存器堆,桶形移位器,地址寄存器,读数/写数寄存器,指令译码器,控制逻辑电路等组成。

嵌入式系统复习资料整理

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1.嵌入式系统的定义嵌入式计算机系统简称为嵌入式系统,将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。

嵌入式系统:、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。

嵌入式操作系统的特点:可固化、可配置、可剪裁、独立的板级支持包,可修改、不同的CPU有不同的版本、应用的开发需要有集成的交叉开发工具嵌入式操作系统的组成:嵌入式操作系统、操作系统内核、文件系统、网络协议栈、GUI 、USB协议栈等2.通用计算机系统与嵌入式系统的比较形式和类型看得见的计算机。

按其体系结构、运算速度和结构规模等因素分为大、中、小型机和微机。

组成通用处理器、标准总线和外设。

软件和硬件相对独立。

开发方式开发平台和运行平台是通用计算机二次开发应用程序可重新编程形式和类型看不见的计算机形式多样应用领域广泛,按应用来分类组成面向应用的嵌入式微处理器,总线和外部接口多集成在处理器内部,软件与硬件是紧密集成在一起的。

开发方式采用交叉开发方式,开发平台一般是通用计算机,运行平台是嵌入式系统。

二次开发一般不能在编程微处理器构成的嵌入式系统(以家电为例)4位、8位、16位、32位处理器○简单的冰箱、洗衣机、微波炉、电视机(CRT电视)80-90年代的发达国家的高端家电=2010年的家电下乡产品4位处理器固化的专用嵌入式芯片○除了媒体播放器和LCD电视机以外的量产的智能家电8位处理器、需要写程序进去的产品3 .单片机又称微控制器(Microcontroller)(MCU)将嵌入式应用所需要的微处理器、I/O接口、A/D、D/A转换、串行接口以及RAM、ROM通通集成到一个VLSI中, 制造出面向I/O设计的微控制器,就是我们俗称的单片机DSP 数字信号处理器与CPU(MCU)相比:有更多的硬件运算单元乘除法、矩阵数字运算速度快存储和外设管理相对简单适合数字滤波器和媒体编解码算法的运算音频、视频处理智能仪表调制解调器ARM32位RISC嵌入式处理器ARM公司负责研发处理器内核的IP众多的公司购买IP的知识产权后制造出形式多样的MCU,如:○不同档次手机的处理器○上网本、PSP、平板电脑○嵌入式工业终端和银行ATM机4. 嵌入式系统的特点(1)形式多样、面向特定应用硬件和软件都必须高效率地设计,避免冗余低功耗的需求低成本高可靠软件的一体化(OS&APP(2)多种类型的处理器和处理器体系结构MCU&DSPMCU:ARMMIPSPowerPC(3)实时性和可靠性要求较高(4)操作系统可剪裁、轻量型、实时可靠、可固化(5)嵌入式系统开发需要专门工具和特殊方法5. 嵌入式系统的发展趋势更高的集成度更低功耗普遍的网络支持更加标准化6. ARM经典处理器:ARM11、ARM9™和ARM7™处理器系列Cortex-A 系列:共享同一体系结构,因此具有完整的应用兼容性,支持传统的ARM、Thumb®指令集和新增的高性能紧凑型Thumb-2 指令集Cortex-R 系列:快速- 以高时钟频率获得高处理性能。

嵌入式系统重点整理

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1.嵌入式系统: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、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。

嵌入式系统是应用于特定环境下执行面对专业领域的应用系统,其特点为:系统内核小,可裁剪;专业性强;系统精简;通常要求有高实时性的操作系统;嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境;一旦进入市场,就具有较长的生命周期。

嵌入式系统的典型组成:按模块:中央处理器、外设、操作系统、应用按体系结构:硬件层、中间层、操作系统、功能层早期的嵌入式系统包含3个部分:硬件平台、嵌入式实时操作系统和应用程序;经过不断发展,在硬件平台和操作系统之间演化出了新的一层——硬件抽象层;硬件抽象层屏蔽了底层硬件的多样性,操作系统不再直接面对具体的硬件环境,而是由硬件抽象层代表的、逻辑上的硬件环境。

板级支持包是大多数商用嵌入式操作系统实现可移植性所采用的一种方案,是硬件抽象层的一种实现。

2.嵌入式系统软件体系结构:早期的嵌入式系统包含3个部分:硬件平台、嵌入式实时操作系统和应用程序;经过不断发展,在硬件平台和操作系统之间演化出了新的一层——硬件抽象层;硬件抽象层屏蔽了底层硬件的多样性,操作系统不再直接面对具体的硬件环境,而是由硬件抽象层代表的、逻辑上的硬件环境。

板级支持包是大多数商用嵌入式操作系统实现可移植性所采用的一种方案,是硬件抽象层的一种实现。

3.嵌入式系统的分类:按表现形式分(硬件范畴):芯片级嵌入(含程序或算法的处理器),模块级嵌入(系统中的某个核心模块),系统级嵌入。

按实时性要求分(软件范畴):非实时系统(PDA),软实时系统,硬实时系统。

嵌入式系统软件一般由嵌入式操作系统和应用软件组成;操作系统是连接计算机硬件与应用程序的系统程序,可分为:顺序执行系统(单任务系统,如DOS),分时操作系统:其特点包括多路性、交互性、“独占性”和及时性(UNIX),实时操作系统(RTOS):计算的正确性不仅取决于程序的逻辑正确性,更取决于结果产生的时间,根据对产生时间要求的严格程度又可分为:硬实时操作系统,软实时操作系统。

ARM嵌入式系统复习重点

ARM嵌入式系统复习重点

1、嵌入式系统的定义:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软件、硬件可剪裁,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机系统。

2、OS 操作系统RTOS实时操作系统3、嵌入式系统具有哪些特点:(1)专用、软硬件可剪裁配置。

(2)低功耗、高可靠性、高稳定性。

(3)软件代码短小精悍。

(4)代码可固化(5)实时性(6)弱交互性(7)嵌入式系统软件开发通常需要专门的开发工具和开发环境。

(8)要求开发、设计人员有较高的技能。

4、嵌入式系统的组成结构:(1)硬件层,包括嵌入式微处理器、存储器(SDRAM、ROM、Flash等)、通用设备接口和I/O接口(A/D、D/A、I/O等)。

(2)中间层,将系统上层软件与底层硬件分开,使系统的底层驱动程序与硬件无关。

(3)软件层,由实时多任务操作系统(RTOS)、文件系统、图形用户接口(GUI)、网络系统及通用组件模块组成。

RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。

{嵌入式操作系统(EOS)负责嵌入系统的全部软硬件资源的分配、任务调度,控制、协调并发活动。

嵌入式文件系统主要提供文件存储、检索、更新等功能。

图形用户接口(GUI)极大的方便了非专业用户的使用,人们不再需要死记硬背大量的命令,取而代之的是可用通过窗口、菜单、按键等方式来方便的进行操作。

}(4)功能层,用来实现对被控对象的控制功能。

5、嵌入式系统硬件初始化:可以分为3个主要环节,按照自底向上、从硬件到软件的次序依次为:片级初始化、板级初始化、系统初始化。

1、目前嵌入式处理器以32位为主,其中以ARM处理器应用最为广泛。

2、采用RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特点(1)体积小、低功耗、低成本、高性能。

(2)支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集,能很好的兼容8/16位器件。

(3)大量使用寄存器,指令执行速度更快。

(4)大多数数据操作都在寄存器中完成。

(5)寻址方式灵活简单,执行效率高。

04_嵌入式系统重点总结(修订版)

04_嵌入式系统重点总结(修订版)
第一章
1 嵌入式系统概念
1.1 嵌入式系统的定义
概述
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)的定义 : devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants(用于控制、 监视或者辅助操作设备和机器的装置 ) 目前国内一个普遍被认同的定义是: 以应用为中心、以计算机技术为基础,软、硬 件可裁剪,适应应
系统描述 采用一种或多种系统级描述语言对所 需设计的嵌入式系统的功能 和性能进行全面的描 述, 是建立系统软硬件 模型的过程。 软硬件划分 从系统需求出发,依据一定的指导原 则和分配算法对硬件 / 软件功能进 行合理划分。 协同综合 根据系统描述和软硬件划分的结果, 在已有的设计规则和既定的设计目标下,决定系统中软件和硬件部 分以及其接口的具体实现方法。 协同仿真与验证 在硬件成产出来以前,通过仿真的手段验证软硬件集成方面的问题。
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在汇编语言中寄存器 R0~R13 为保存数据或地址值的通用寄存器。 它们是 完全通用的寄存器, 不会被体系结构作为特殊用途,并且可用于任何使用 通用寄存器的指令。 其中 R0~R7 为未分组的寄存器,也就是说对于任何处理器模式,这些寄 存器都对应于相同的 32 位物理寄存器。 寄存器 R8~R14 为分组寄存器。 它们所对应的物理寄存器取决于当前的处 理器模式,几乎所有允许使用通用寄存器的指令都允许使用分组寄存器 寄存器 R8~R12 有两个分组的物理寄存器。 一个用于除 FIQ 模式之外的所 有寄存器模式,另一个用于 FIQ 模式。这样在发生 FIQ 中断后,可以加速 FIQ 的处理速度。 寄存器 R13、R14 分别有 6 个分组的物理寄存器。一个用于用户和系统模 式,其余 5 个分别用于 5 种异常模式。 寄存器 R13 常作为堆栈指针(SP) 。在 ARM 指令集当中,没有以特殊方式 使用 R13 的指令或其它功能,只是习惯上都这样使用。在 Thumb 指令集 中存在使用 R13 的指令。 R13 在 ARM 指令中常用作堆栈指针 SP,但这只是一种习惯用法,用户也 可使用其他的寄存器作为堆栈指针。 在 Thumb 指令集中, 某些指令强制性的要求使用 R13 作为堆栈指针。 由于处理器的每种运行模式均有自己独立的物理寄存器 R13,在初始化部 分, 都要初始化每种模式下的 R13, 这样, 当程序的运行进入异常模式时, 可以将需要保护的寄存器放入 R13 所指向的堆栈, 而当程序从异常模式返 回时,则从对应的堆栈中恢复。 R14 为链接寄存器(LR) ,在结构上有两个特殊功能: 在每种模式下,模式自身的 R14 版本用于保存子程序返回地址; 当发生异常时, 将 R14 对应的异常模式版本设置为异常返回地址 (有些异 常有一个小的固定偏移量) 。 注意要点: 当发生异常嵌套时,这些异常之间可能会发生冲突。

嵌入式系统总结--考试备用(小编整理)

嵌入式系统总结--考试备用(小编整理)

嵌入式系统总结--考试备用(小编整理)第一篇:嵌入式系统总结--考试备用Liunx系统移植的步骤:1、开发环境的搭建2、系统引导3、内核引导3、设备驱动程序4、文件系统 Bootloader自举程序因为嵌入式系统的开发,没有足够的资源在本机上运行开发工具和调试工具,所以很难在嵌入式系统的硬件平台上进行软件开发。

通常的嵌入式系统的软件开发采用一种交叉的开发的方式.TARGET就是目标机,HOST是开发机(宿主机)。

在开发主机上,可以安装开发工具,编辑,编译目标板的Liunx引导程序,内核和文件系统,然后在目标板上运行。

Gcc编译器gcc的基本用gcc[options][filenames] gcc的执行过程1、预处理2、编译3、汇编4、链接Make工具通过makefile的文件来完成并自动维护编译工作。

要使用make,首先要创建makefile文件。

makefile基本结构1)需要有make工具创建的项目,通常是目标文件和可执行文件;2)要创建的项目所依赖的文件; 3)创建每个项目时需要运行的命令;Makefile变量GNU的make工具除了提供建立目标的基本功能之外,还有许多便于表达依赖性关系以及建立目标命令的特色,其中之一就是变量或宏的定义能力。

如果用户要以相同的编译选项同时编译多个C源文件,且为了每个目标的编译指定冗长的编译选项的话,利用简单的变量定义,可简化makefile文件,避免这种乏味的工作。

隐含规则隐含规则是指由make自定义的规则,这些规则定义了如何从不同的依赖文件建立特定类型的目标。

构建交叉编译环境的3种方法;1)分步编译和安装交叉编译环境所需要的库和源代码,最终生成交叉编译环境。

2)通过Crosstool脚本工具来实现一次编译生成交叉编译环境。

3)使用开发平台供应商提供的开发环境安装套件建立交叉编译环境,这是最常用的方法!建立交叉编译环境的过程可以划分的步骤:1)做好准备工作,包括下载工具源码包和补丁,准备内核头文件,创建工作目录等;2)编译,安装; 3)编译辅助编译器;4)建立glibc库,这里要使用交叉编译工具链。

嵌入式技术应用知识点总结

嵌入式技术应用知识点总结

嵌入式技术应用知识点总结一、嵌入式系统概述1、什么是嵌入式系统2、嵌入式系统的特点3、嵌入式系统的分类4、嵌入式系统的发展趋势二、嵌入式硬件及软件1、嵌入式系统的硬件结构2、嵌入式系统的软件组成3、嵌入式系统的开发工具三、嵌入式系统的嵌入式技术1、嵌入式处理器2、嵌入式操作系统3、嵌入式系统的I/O接口4、嵌入式系统的通信方式5、嵌入式系统的存储技术6、嵌入式系统的实时性7、嵌入式系统的功耗管理技术8、嵌入式系统的调试与测试技术四、嵌入式系统的应用1、智能家居2、智能交通3、工业控制4、医疗器械5、消费电子产品6、物联网应用7、汽车电子8、智能手机9、通信设备10、航空航天五、嵌入式系统的发展趋势1、物联网技术2、人工智能技术3、5G技术4、边缘计算技术5、自动驾驶技术6、生物识别技术7、无人机技术8、云计算技术六、嵌入式系统的常用技术1、ARM处理器2、嵌入式Linux3、RTOS(实时操作系统)4、嵌入式系统的C语言编程5、嵌入式系统的电路设计6、嵌入式系统的硬件调试与测试技术7、嵌入式系统的软件优化技术8、嵌入式系统的通信协议七、嵌入式系统的开发流程1、需求分析2、硬件设计3、软件设计4、系统集成5、测试与调试6、生产与验证八、嵌入式系统的安全性1、数据加密技术2、安全传输技术3、身份认证技术4、漏洞修复技术5、网络安全技术九、嵌入式系统的未来发展1、AIoT(人工智能物联网)2、自适应系统3、生物芯片技术4、可穿戴技术5、智能家居与智能城市6、环境监测与治理7、军事应用8、宇航航天技术结语:嵌入式系统作为现代技术的重要组成部分,其应用范围日益扩大,为人类的生活和工作带来了极大的便利和效率提升。

随着新技术的不断涌现和发展,嵌入式系统必将迎来新的发展机遇和挑战。

我们需要不断学习和更新知识,不断创新和探索,为嵌入式技术的发展贡献自己的力量。

(整理)嵌入式系统复习终极版.

(整理)嵌入式系统复习终极版.

嵌入式系统复习重点一、题型填空题 2`×10单选题 2`×5名词解释 2`×5简答题 5`×6设计题 15`×2二、考点第一章嵌入式系统概述1、嵌入式系统从技术角度的定义及其特点(见PPT第一章)定义: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:嵌入性、内含计算机、专用性。

2、嵌入式系统的未来P3产品市场窗口现在预计翻番的周期狂热到6~9个月;全球重新定义市场的机会和膨胀的应用空间;互联现在是一个需求而不是辅助性的,包括用有线和刚刚显露头角的无线技术;基于电子的产品更复杂化;互联嵌入式系统产生新的依赖网络基础设施的应用;微处理器的处理能力按莫尔定律(Moore’s L aw)预计的速度在增加。

该定律认为集成电路和晶体管个数每18个月翻一番。

3、什么是嵌入式处理器及嵌入式系统的分类P5嵌入式处理器:为完成特殊应用而设计的特殊目的的处理器。

嵌入式系统可以分为以下几大类:嵌入式微处理器EMPU;嵌入式微控制器MCU;嵌入式DSP处理器;嵌入式片上系统SOC。

4、嵌入式操作系统相关的基本概念P7-10(可能考名词解释)前后台系统:对基于芯片的开发来说,应用程序一般是一个无限的循环,可称为前后台系统或超循环系统。

循环中调用相应的函数完成相应的操作,这部分可以看成后台行为,后台也可以叫做任务级,这种系统在处理的及时性上比实际可以做到的要差。

中断服务程序处理异步事件,这部分可以看成前台行为,前台也叫中断级,时间相关性很强的关键操作一定是靠中断服务程序来保证的。

操作系统:操作系统是计算机中最基本的程序。

操作系统负责计算机系统中全部软硬资源的分配与回收、控制与协调等并发的活动;操作系统提供用户接口,使用户获得良好的工作环境;操作系统为用户扩展新的系统功能提供软件平台。

实时操作系统:实时操作系统是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序,用户的应用程序是运行于RTOS之上的各个任务,RTOS根据各个任务的要求,进行资源(包括存储器、外设等)管理、消息管理、任务调度、异常处理等工作。

嵌入式系统原理与设计重点总结

嵌入式系统原理与设计重点总结

嵌入式系统原理与设计重点总结1.嵌入式系统的概念:嵌入式系统是一种专用计算机系统,它被嵌入到其他电子产品中的芯片或设备中,用于控制和执行特定任务。

嵌入式系统具有实时性、可靠性、实用性和高度集成等特点。

2.嵌入式硬件设计:嵌入式硬件设计主要包括处理器选择与设计、外围设备接口设计以及电路板设计等。

处理器选择与设计是嵌入式系统设计的核心,需要根据系统需求选择适合的处理器,并设计处理器接口电路。

外围设备接口设计涉及与外部设备的通信接口设计,如UART、SPI、I2C 等。

电路板设计包括电路原理图设计、PCB设计和布线等。

3.嵌入式软件设计:嵌入式软件设计主要包括嵌入式操作系统选择与设计、驱动程序设计、应用程序设计以及软件调试等。

嵌入式操作系统选择与设计需要根据系统需求选择适合的操作系统,并进行系统配置与定制。

驱动程序设计是将硬件与操作系统进行适配的过程,如设备驱动程序的编写。

应用程序设计是根据系统需求编写用户应用程序,实现系统的功能。

软件调试是在硬件已经完成设计后,通过调试软件来验证整个系统的功能。

4.嵌入式系统的应用:嵌入式系统广泛应用于各个领域,如消费电子、汽车电子、医疗电子、军事电子等。

消费电子领域的嵌入式系统包括智能手机、智能电视、智能家居等;汽车电子领域的嵌入式系统包括车载导航、车载娱乐系统等;医疗电子领域的嵌入式系统包括医疗设备、生命支持系统等;军事电子领域的嵌入式系统包括导弹、雷达系统等。

5.嵌入式系统的性能优化:嵌入式系统的性能优化包括功耗优化和性能优化。

功耗优化是通过降低系统的功耗,延长系统的续航时间,提高系统的可靠性。

性能优化是通过优化系统的结构、算法和软硬件配合等方式,提高系统的响应速度和运行效率。

6.嵌入式系统的测试与调试:嵌入式系统的测试与调试是保证系统稳定性和可靠性的关键环节。

测试主要包括功能测试、性能测试和可靠性测试等;调试主要包括硬件调试和软件调试等。

硬件调试是通过仪器和工具对硬件进行调试;软件调试是通过调试工具和技术对软件进行调试。

嵌入式系统复习知识点

嵌入式系统复习知识点

嵌入式系统复习知识点1、嵌入式系统的定义,组成,特点定义:①嵌入式系统是面向用户,面向产品,面向应用的,它必须与具体应用相结合才会具有生命力、才更具有优势。

②嵌入式系统是先进的计算机技术、半导体技术和电子技术及各个行业的具体应用相结合的产物。

③嵌入式系统必须根据应用需求能够对软件进行裁剪,满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。

组成:(1)硬件层①嵌入式微处理器②存储器③通用设备接口和I/O接口(2)中间层①嵌入式系统硬件初始化②硬件相关的设备驱动程序(3)系统软件层①嵌入式操作系统②文件系统③图形用户接口(GUI)(4)应用软件层特点:系统内核小、专用性强、系统精简、高实时性的操作系统软件是嵌入式系统软件的基本要求、嵌入式软件开发要想走向标准化,就必须使用多任务的操作系统、嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境2、嵌入式处理器的分类及每一类的特点(1)嵌入式微控制器(MicroController Unit ,MCU)特点:单片化,体积小,从而使功耗和成本下降,可靠性提高,微控制器的偏上外设资源一般比较丰富,适合控制(2)嵌入式DSP处理器(Digital Signal Processor,DSP)特点:专门用于信号处理方面的处理器,其在系统结构和指令算法方面进行了特殊的设计,具有很高的编译效率和指令执行速度(3)嵌入式微处理器(MicroProcessor Unit,MPU)特点:体积小,重量轻,成本低,可靠性提高(4)嵌入式片上系统(System On Chip,SOC)特点:系统特别简洁,减小了系统的体积和功耗,提高了系统的可靠性和设计生产效率4、冯诺依曼体系,哈弗体系结构、CISC、RISC、大端、小端定义,特性(1)风诺依曼体系结构是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。

特性:在风诺依曼体系结构中,pc只负责提供程序执行所需要的指令或数据,而不决定程序流程,要控制程序流程必须修改指令(2)哈弗体系结构事故一种将程序指令存储和数据存储分开的体系结构,是一种并行体系结构。

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1.嵌入式系统: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、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。

嵌入式系统是应用于特定环境下执行面对专业领域的应用系统,其特点为:系统内核小,可裁剪;专业性强;系统精简;通常要求有高实时性的操作系统;嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境;一旦进入市场,就具有较长的生命周期。

嵌入式系统的典型组成:按模块:中央处理器、外设、操作系统、应用按体系结构:硬件层、中间层、操作系统、功能层早期的嵌入式系统包含3个部分:硬件平台、嵌入式实时操作系统和应用程序;经过不断发展,在硬件平台和操作系统之间演化出了新的一层——硬件抽象层;硬件抽象层屏蔽了底层硬件的多样性,操作系统不再直接面对具体的硬件环境,而是由硬件抽象层代表的、逻辑上的硬件环境。

板级支持包是大多数商用嵌入式操作系统实现可移植性所采用的一种方案,是硬件抽象层的一种实现。

2.嵌入式系统软件体系结构:早期的嵌入式系统包含3个部分:硬件平台、嵌入式实时操作系统和应用程序;经过不断发展,在硬件平台和操作系统之间演化出了新的一层——硬件抽象层;硬件抽象层屏蔽了底层硬件的多样性,操作系统不再直接面对具体的硬件环境,而是由硬件抽象层代表的、逻辑上的硬件环境。

板级支持包是大多数商用嵌入式操作系统实现可移植性所采用的一种方案,是硬件抽象层的一种实现。

3.嵌入式系统的分类:按表现形式分(硬件范畴):芯片级嵌入(含程序或算法的处理器),模块级嵌入(系统中的某个核心模块),系统级嵌入。

按实时性要求分(软件范畴):非实时系统(PDA),软实时系统,硬实时系统。

嵌入式系统软件一般由嵌入式操作系统和应用软件组成;操作系统是连接计算机硬件与应用程序的系统程序,可分为:顺序执行系统(单任务系统,如DOS),分时操作系统:其特点包括多路性、交互性、“独占性”和及时性(UNIX),实时操作系统(RTOS):计算的正确性不仅取决于程序的逻辑正确性,更取决于结果产生的时间,根据对产生时间要求的严格程度又可分为:硬实时操作系统,软实时操作系统。

4.嵌入式操作系统有RTOS和DTOS之分,说明RTOS的实时性含义答:RTOS意指实时操作系统,RTOS的实时性并非是简单的要求嵌入式操作系统响应速度快,而是要求嵌入式操作系统对外部事件和软件任务请求的响应事件具有严格的确定性。

5.实时操作系统的特点:计算的正确性不仅取决于程序的逻辑正确性,更取决于结果产生的时间。

6.冯·诺伊曼与哈佛结构:冯·诺依曼结构:采用二进制代码表示数据和指令;采用存储程序工作方式,数据和程序都存储在存储器中;由存储器、运算器、控制器、I/O设备组成计算机硬件系统;总结:程序存储,程序执行。

哈佛结构:采用分别用于存储数据和程序的两个存储器,两条总线的系统结构;各个部件有专用的数据、地址与控制总线;CPU和外设DMA的操作引入了某种并行度;区别:地址空间和数据空间分开与否。

哈佛结构与冯·诺依曼结构的区别:使用两个独立的存储器模块,分别存储指令和数据,每个存储模块都不允许指令和数据并存,以便实现并行处理;使用独立的两条总线,分别作为CPU与每个存储器之间的专用通信路径,这两条总线之间毫无关联;冯·诺依曼体系结构的特点:数据与指令都存储在存储器中,被大多数计算机所采用,ARM7——冯·诺依曼体系。

哈佛体系结构的特点:程序存储器与数据存储器分开,指令和数据可有不同的数据宽度,提供了较大的数据存储器带宽,适合于数字信号处理,大多数DSP都是哈佛结构,ARM9是哈佛结构。

7.中断的重要性:响应突发事件(异步事件)。

对计算机发展的影响:使得计算机能解决客观世界的突发事情,如实时系统。

使轮询系统到事件驱动系统成为可能。

8.编址方式:独立编址(I/O具有与内存不同的地址空间),统一编址(I/O与内存在同一地址空间)9.指令:面向程序员(软件)。

微指令:复杂指令由微指令有序序列实现(在CPU中实现)。

区别:每条微指令所代表的都是很简单的基本操作;所有微指令的格式都很规则、简单、易于解码;取微指令的速度很快;微指令的执行速度很快。

10.机器码是是计算机能理解和执行的唯一语言.机器码的有序集合对应于高级语言的语句.机器码是指令的二进制表示形式.11.CISC:复杂指令集(Complex Instruction Set Computer):具有大量的指令和寻址方式;大多数程序只使用少量的指令就能够运行。

CISC的缺点:20%与80%的问题(20%的简单指令利用率达到80%,80%的复杂指令的使用概率只有20%)指令复杂度对处理器VLSI实现性能的影响(CISC中指令长度不统一,高性能的VLSI实现难度大)软硬件的协同设计问题(CISC多采用微指令技术,增强指令系统的功能,简化了目标软件的设计,但增加了硬件(微程序)复杂度,程序执行时间不一定短)。

RISC:精简指令集(Reduced Instruction Set Computer) :只包含最有用的指令,确保数据通道快速执行每一条指令,使CPU硬件结构设计变得更为简单。

RISC的特点:硬连线的指令译码逻辑(RISC指令格式和长度固定,指令类型少,功能简单,寻址方式少,译码控制器可采用规则的硬布线逻辑(组合逻辑型),CISC大多使用微码ROM进行指令译码(存储逻辑型));减少指令和寻址方式的种类;大多数指令单周期执行;分开的Load/Store结构的存取指令;固定指令格式。

RISC的优势:处理器管芯面积小,开发时间少,开发成本低,容易实现高性能。

RISC的缺点:与CISC比代码密度低,不能执行X86代码,给优化编译程序带来了困难。

12.ARM嵌入式处理器的指令系统采用RISC体系,RISC有何主要特点:答:1.采用固定长度的指令格式,指令规整,简单; 2.使用单周期指令; 3.大量使用寄存器。

13.ARM的特点:小体积、低功耗、低成本、高性能,Load/Store体系结构,16位/32位双指令集,3地址指令格式,全球众多的合作伙伴(自己只设计高性能的IP核,授权给别人生产)14.体系结构的演变:T变种:16位压缩指令集;M变种:增强型乘法器,产生全64位结果:(32X32⇒64or32X32+64 ⇒64);E变种:增强型DSP指令集,包括全部算法操作和16位乘法操作;J变种:支持新的JAVA,提供字节代码执行的硬件和优化软件加速功能;SIMD变种:媒体功能扩展;D变种:支持片上Debug;I变种:EmbededICE硬件,以支持片上断点和观察点;S:表示可综合的“软”IP核15.在ARM嵌入式处理器系列中有ARM7TDMIMI,ARM9TDMI的CPU核,解释其中“TDMI”的含义。

答:T:支持16位的Thumb指令集; D:支持片上Debug; M:片内嵌有硬件乘法器; I:嵌入式在线仿真ICE。

16.ARM微处理器的两种工作状态:第一种为ARM状态:此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令;第二种为Thumb状态:此时处理器执行16位的、半字对齐的 Thumb 指令;在程序的执行过中,可随时在两种工作状态之间切换17.ARM七种工作模式: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;指令终止模式(abt):当指令预取终止时进入该模式;数据访问终止模式(abt):当数据访问终止时进入该模式,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;注:除了用户模式外,其它模式都是特权模式。

18.ARM异常类型:当正常的程序执行流程发生暂时的停止时,称之为异常。

复位:当处理器的复位电平有效时,产生复位异常,程序跳转到复位异常处理程序处执行;未定义指令:当ARM处理器或协处理器遇到不能处理的指令时,产生未定义指令异常。

可使用该异常机制进行软件仿真;软件中断:该异常由执行SWI 指令产生,可用于用户模式下的程序调用特权操作指令。

可使用该异常机制实现系统功能调用;指令预取中止:若处理器预取指令的地址不存在,或该地址不允许当前指令访问,存储器会向处理器发出中止信号,但当预取的指令被执行时,才会产生指令预取中止异常;数据中止:若处理器数据访问指令的地址不存在,或该地址不允许当前指令访问时,产生数据中止异常;IRQ(外部中断请求):当处理器的外部中断请求引脚有效,且CPSR中的I位为0时,产生IRQ异常。

系统的外设可通过该异常请求中断服务;FIQ(快速中断请求):当处理器的快速中断请求引脚有效,且CPSR中的F位为0时,产生FIQ异常.异常向量表:(地址,异常,进入模式):(0x0000,0000, 复位,管理模式)(0x0000,0004,未定义指令,未定义模式)(0x0000,0008,软件中断,管理模式)(0x0000,000C,中止(预取指令),中止模式)(0x0000,0010,中止(数据),中止模式)(0x0000,0014,保留,保留)(0x0000,0018,IRQ)(0x0000,001C,FIQ,FIQ)异常优先级:1(最高):复位;2:数据中止;3:FIQ;4:IRQ;5:预取指令中止;6(最低):未定义指令,SWI。

19.ARM嵌入式处理器支持7种一场,对于复位(Reset)异常,ARM嵌入式处理器是如何处理的,复位异常向量地址是什么?答:复位异常通常是由系统加电或硬件强制使处理器的复位引脚出现负跳变而产生的,当处理器复位引脚出现负跳变时,当前程序运行程序跳转到复位处理程序处执行,并将复位向量地址是0x0000 0000开始的连续4个字节。

20.ARM微处理器共有37个32bit寄存器,其中R13(SP),LR(R14),R15(PC),R16(CPSR)的有何用途,SPSR有何用途?答:R13是一个32位的通用寄存器,通常用作堆栈指针寄存器; R14是一个32位的通用寄存器,亦称连接寄存器,用于保存子程序的返回地址; R15程序计数器,控制程序的执行顺序; CPSR:是当前程序状态寄存器,用于保存条件码标志,中断标志和运行模式控制位; SPSR:是CPSR的备份寄存器,用于保存CPSR的值。

21. LDR R0, [R1]; 压栈指令:[R1]→R0; STR R0, [R1]; 出栈指令:R0→[R1];LDR R0, [R1, #4]; 前变址寻址:[R1+4]→R0,不影响R1的值LDR R0, [R1,#4]!; 自动变址模式:[R1+4]→R0, R1+4LDR R0, [R1],#4; 后变址模式:[R1]→R0,然后R1+4ARM存储器访问指令:单寄存器存取指令(LDR,STR)(字32位,半字16位,字节8位),多寄存器存取指令(LDM,STM)。

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