昆明理工大学 嵌入式技术及应用 复习提纲
嵌入式期末复习提纲(包含复习资料)
考试题型：•1、判断题 10分•2、填空题 20分•3、选择题 20分•4、简答题 30分（5个）•5、应用题 20分（3个）•6、名字解释复习资料：•书本•课件，平时课堂例题。
•平时作业和练习•考试范围：1-5章•其他说明：•课后习题是重点。
•简答题来源于前5章，每章一个。
每章重点：第一章：1.什么是嵌入式系统？试简单列举一些生活中常见的嵌入式系统的实例。
嵌入式系统是用于检测、控制、辅助、操作机械设备的装置。
以应用为中心，一计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。
2.嵌入式系统具有哪些特点？3.嵌入式系统由哪些部分组成？简单说明各部分的功能和作用。
4.嵌入式系统是怎样分类的？5.嵌入式系统的定义。
嵌入式系统是用于检测、控制、辅助、操作机械设备的装置。
以应用为中心，一计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。
6.什么是交叉编译，试说明交叉编译的实现过程。
7．嵌入式系统有哪些应用领域。
嵌入式系统技术具有非常广阔的应用前景，其应用领域可以包括：１．工业控制：基于嵌入式芯片的工业自动化设备将获得长足的发展，目前已经有大量的8、16、32 位嵌入式微控制器在应用中，网络化是提高生产效率和产品质量、减少人力资源主要途径，如工业过程控制、数字机床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工系统。
就传统的工业控制产品而言，低端型采用的往往是８位单片机。
但是随着技术的发展，32位、64位的处理器逐渐成为工业控制设备的核心，在未来几年内必将获得长足的发展。
２．交通管理：在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面，嵌入式系统技术已经获得了广泛的应用，内嵌模块，模块的移动定位终端已经在各种运输行业获得了成功的使用。
目前设备已经从尖端产品进入了普通百姓的家庭，只需要几千元，就可以随时随地找到你的位置。
嵌入式复习大纲word资料52页
嵌入式系统复习题第一章嵌入式系统历史与现代特征1.什么是嵌入式系统？答：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、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：1）是专用的计算机系统，用于特定的任务；2）资源较少，可以裁减；3）功耗低，体积小，集成度高，成本低；4）使用实时操作系统；5）可靠性要求更高，具有系统测试和可靠性评估体系；6）运行环境差异大；7）大部分程序固化在ROM中；8）较长的生命周期；9）嵌入式微处理器通常包含专用调试电路。
2.嵌入式系统的特点有哪些？嵌入式系统与通用计算机系统的异同是什么？3.嵌入式系统的主要应用领域有哪些？4.从硬件组成来看，一般的嵌入式系统由哪几部分组成？画出简图。
5.按实时性来分，嵌入式系统可以分为几类？他们的特点是什么？6.按软件结构来分，嵌入式系统可以分为哪几类？它们的优缺点是什么？分别适用于哪些系统？1）轮询系统2）前后台系统3）单处理器多任务系统4）多处理器多任务系统7.指令系统（指令集：RISC/CISC/VLISC）的特性与分类及各指令系统的特点。
8.影响嵌入式软件可靠性的主要因素有哪些？如何保证嵌入式软件的可靠性？嵌入式硬件的可靠性嵌入式软件的可靠性（软件规模、软件内部结构、软件运行环境）9.前后台系统的组成和运行模式如何？需要考虑的主要因素有哪些？主要性能指标是什么？10.嵌入式系统开发的基本流程包括哪些？答：1）系统定义与需求分析；2）系统设计方案的初步确立；3）初步设计方案性价比评估与方案评审论证；4）完善初步方案、初步方案实施；5）软硬件集成测试；6）系统功能性能测试及可靠性测试。
答：嵌入式系统开发流程一般可分为4个阶段：需求分析阶段、硬件开发阶段、软件开发阶段和程序固化阶段。
11.嵌入式系统的发展历程可以分为哪几个阶段？发展趋势如何？12.嵌入式系统的危机与发展特征。
13.影响系统响应时间的主要因素有哪些？“中断响应+任务执行”：（1）任务调度算法；（2）任务执行时间；（3）事件发生频率；（4）任务数量；（5）中断响应时间；（6）任务响应时间；（7）资源共享；（8）任务间的通信。
昆明理工大学 嵌入式技术及应用 考条
第一章⏹嵌入式系统的定义以应用为中心、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、功耗等严格要求的专用计算机系统。
它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用软件等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。
⏹嵌入式系统的基本特点(1)通常是面向特定应用的；(2)空间和各种资源相对不足，必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余；(3)产品升级换代和具体产品同步，具有较长的生命周期；(4)软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身；(5)不具备自举开发能力，必须有一套开发工具和环境才能进行开发；(6)是知识集成系统，不可垄断⏹嵌入式系统的分类答：根据嵌入式系统的复杂程度分4类：(1)单个微处理器；(2)嵌入式处理器可扩展的系统；(3)复杂的嵌入式系统；(4)在制造或过程中使用的计算机系统。
按应用来分类分4类：(1)信息家电类；(2)移动终端类；(3)汽车电子类；(4)工业控制类。
⏹嵌入式系统的组成1.硬件：嵌入式核心芯片；存储器（ROM，RAM，Flash）；连接各种外设I/O端口。
2.软件：嵌入式操作系统（实时操作系统）；应用程序（控制系统的运作和行为）3.开发工具和开发系统。
⏹举例说明嵌入式微处理器有哪几类(1)嵌入式微处理器MPU。
是通用计算机中的CPU演变来的。
32位以上处理器，高性能，价高。
Am 186/88，386EX，SC-400，POWER PC，68000，MIPS，ARM等。
(2)嵌入式微处理器MCU。
典型代表是单片机。
单片化，体积小，功耗和成本低，可靠性高。
80C51，P51XA，MCS-251，MCS-96/196/296，C166/167，MC68HC05/11/12/16。
(3)嵌入式DSP处理器。
对系统结构和指令进行特殊设计，适合于执行DSP算法，编译效率较高，执行速度较快。
在数字滤波、FFT、频谱分析等各种仪器及智能化产品上得到大规模的应用。
嵌入式复习提纲
嵌入式复习提纲程序题（1分析 2设计）分析题对RTC内部寄存器读取操作 void rtcread(void) {INT8U Y,MO,D,W,H,MI,S; //**使能RTC读写操作rRTCCON=(INT8U)(rRTCCON|0x01) //**读取日期和时间 Y=rBCDYEAR;MO=rBCDMON; D=rBCDDAY; W=rBCDDATE; H=rBCDHOUR; MI=rBCDMI;S=rBCDSEC;//**关闭RTC读写操作rRTCCON=(INT8U)(rRTCCON&0xfe)//**将合并BCD码转换为十进制，放到对应的变量中year=(Y&0x0f)+(Y&0xf0)/16*10+2000; month=(MO&0x0f)+(MO&0x10)/16*10;day=(D&0x0f)+(D&0x30)/16*10; wkday=W&0x07;hour=(H&0x0f)+(H&0x30)/16*10; minute=(MI&0x0f)+(MI&0x70)/16*10; second=(S&0x0f)+(S&0x70)/16*10; }设计题用ARM指令编程实现64位数0xEE000000FF和0x9876543210的加法，想加的结果保存在起始地址为0x40001000的存储空间里，采用小端存储模式。
AREAex1,CODE,READONLY ENTRYstart MOV R0,#000000FF;低32位 MOV R1,#000000EE;高32位 LDRR2,#76543210;低32位 LDR R3,#00000098;高32位 ADDS R4,R0,R2 ADCS R5,R1,R3 LDR R6,#40001000STM R6!,{R4,R5}；小端存储 STOP MOV R0,#0x18 LDR R1,=0x20026 SWI 0XAB END若需要利用S3C2410芯片Timer部件中的Timer2通道产生一个周期约为1000ms的脉冲信号，系统的PLCK=66MHz,写出初始化程序。
嵌入式复习提纲
第一章嵌入式系统的3个基本要素硬件的组成是什么软件的组成是什么分辨出哪些是处理器，哪些是核Bootloader主要是用来干嘛的（作用），它的操作模式，在Arm下采用哪种，它的目录里哪些是和硬件密切相关的P15（书本）第二章Arm9采用哪种体系结构、采用几级流水线，完成一条指令要多长时间嵌入式出来器的分类有哪些常用的嵌入式处理器有哪些Arm9属于哪种版本Arm体系结构的命名规则第三章Arm处理器的工作状态，怎样切换Arm处理器的工作模式寄存器组织，并记得R13、R14、R15是干什么用的？Arm处理器的异常Arm处理器的存储器的格式CPSR（记得第八位）和SPSR 怎样从异常返回记住特殊的Arm指令记住Arm和Thumb之间的状态切换CODE16表示工作在Thumb状态，CODE32表示工作在Arm状态第五章GPIO这章要么考编程，要么就是读懂程序，解释每句话的意思第六章ARM 异常响应和处理程序返回中断初始化的意思（编程或读程序）第七章寄存器的设置第八章看门狗定时器第十二章嵌入式操作系统和通用嵌入式操作系统的区别软实时操作系统和硬实时操作系统的区别十三章Linux内核内核初始化分三个阶段，每个阶段是干什么的怎样进入配置界面，配置完了要干什么内核系统结构内核编译的步骤（3）和（5）十三章嵌入式开发环境的搭建开发环境搭建的主要步骤分析代码的意思根文件系统最少根文件系统的必备是什么最少的内容是什么Linux和windows的不同添加动态库（会判断四种类型的文件）Busybox初始化的意思温馨提示：看书上的前五章和上传的课件（总结得比较乱，不过我是按照老师说的弄出来的。
如果有什么问题的话，请多多包涵）。
(完整word版)本科期末考试嵌入式系统原理及应用最终版整理复习要点(word文档良心出品)
嵌入式复习大纲第一章1、嵌入式系统定义及概念：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、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：（3个）1)嵌入式系统通常是面向特定应用的；2)嵌入式系统功耗低、体积小、集成度高、成本低；3)嵌入式系统具有较长的生命周期；4)嵌入式系统具有固化的代码；3、嵌入式处理器的分类：1)嵌入式微处理器（EMPU）；2)嵌入式微控制器（EMCU）；3)嵌入式DSP处理器（EDSP）；4)嵌入式片上系统（ESoC）。
4、嵌入式系统的组成：由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。
（1）硬件层中包含嵌入式微处理器、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）硬件层与软件层之间为中间层，也称为硬件抽象层，该层一般包含相关底层硬件的初始化、数据的输入/输出操作和硬件设备的配置功能。
BSP具有以下两个特点。
（3）系统软件层由实时多任务操作系统、、文件系统、图形用户接口、网络系统及通用组件模块组成。
5、嵌入式操作系统：嵌入式实时操作系统µC/OS-II、嵌入式Linux、Windows Embedded、VxWorks、pSOS、等，以及应用在智能手机和平板电脑的Android、iOS等6、嵌入式系统的设计方法：（需交叉编译和调试环境）（1）系统定义与需求分析（2）系统设计方案的初步确立（3）初步设计方案性价比评估与方案评审论证（4）完善初步方案、初步方案实施（5）软硬件集成测试（6）系统功能性能测试及可靠性测试第二章1、ARM的CISC、RISC ARM7~ARM9（1）CISC特点：复杂指令、各种类型的内存寻址方式、微程序结构、效率高（2）RISC特点：固定指令长度、指令流水线处理、简化内存管理、硬件接线式控制、单周期执行、复杂度存于编译程序内（3）冯诺依曼结构：输入输出设备、运算器、控制器、存储器主要贡献：提出并实现了“存储程序”的概念2、ARM7：采用3级流水线结构，采用冯诺依曼结构（程序存储与数据存储统一编址）ARM9：采用5流水线结构，采用哈弗体系结构（程序存储器与数据存储器分开独立编址）ARM10：采用6流水线结构，采用哈弗体系结构ARM11：采用8流水线结构，采用哈弗体系结构3、ARM体系结构的技术特征：（1）单调周期操作（2）采用加载/存储指令结构（执行速度快）（3）固定32位指令（结构简单、效率高）（4）地址指令格式（三地址指令格式，优化代码）（5）指令流水线技术（提高执行效率）4、ARM的三种工作状态，如何标记？（1）ARM状态：32位，ARM状态下执行字对准的32位ARM指令；（2）Thumb状态：16位，Thumb状态下执行半字对准的16位Thumb指令。
嵌入式系统原理及应用复习知识点总结
第一章1、嵌入式系统的应用范围：军事国防、消费电子、信息家电、网络通信、工业控制。
2、嵌入式系统定义：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件与硬件可裁剪，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。
（嵌入式的三要素：嵌入型、专用性与计算机系统）。
3、嵌入式系统的特点：1)专用性强；2）实时约束；3）RTOS；4）高可靠性；5）低功耗；6）专用的开发工具和开发环境；7）系统精简；4、嵌入式系统的组成：（1）处理器：MCU、MPU、DSP、SOC；（2）外围接口及设备：存储器、通信接口、I/O接口、输入输出设备、电源等；（3）嵌入式操作系统：windows CE、UCLinux、Vxworks、UC/OS;（4）应用软件：Bootloader5、嵌入式系统的硬件：嵌入式微处理器（MCU、MPU、DSP、SOC），外围电路，外部设备；嵌入式系统的软件：无操作系统（NOSES），小型操作系统软件（SOSES），大型操作系统软件（LOSES）注：ARM处理器三大部件：ALU、控制器、寄存器。
6、嵌入式处理器特点：（1）实时多任务；（2）结构可扩展；（3）很强的存储区保护功能；（4）低功耗；7、DSP处理器两种工作方式：（1）经过单片机的DSP可单独构成处理器；（2）作为协处理器，具有单片机功能和数字处理功能；第二章1、IP核分类：软核、固核、硬核；2、ARM处理器系列：（1）ARM7系列（三级流水，thumb指令集，ARM7TDMI）;(2)ARM9系列（DSP处理能力，ARM920T）（3）ARM/OE（增强DSP）（4）SecurCone 系列（提供解密安全方案）；（5）StrongARM系列（Zntle产权）；（6）XScale系列（Intel产权）；（7）Cortex系列（A：性能密集型；R：要求实时性；M：要求低成本）3、ARM系列的变量后缀：（1）T：thumb指令集；（2）D：JTAG调试器；（3）快速乘法器；（4）E：增强DSP指令；（5）J：Jave加速器4、ARM{X}{Y}{Z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{S} :x—系列号，y—内部存储管理和保护单元，Z—含有高速缓存。
嵌入式 复习资料
嵌入式复习资料嵌入式复习资料嵌入式系统作为计算机科学与技术领域的一个重要分支，已经在各个领域得到广泛应用。
它是一种特定功能的计算机系统，通常被嵌入到其他设备中，以实现特定的功能或任务。
嵌入式系统的特点是体积小、功耗低、性能高、可靠性强，因此在汽车、医疗设备、家电等领域有着广泛的应用。
为了更好地掌握嵌入式系统的相关知识，我们需要进行系统的复习和学习。
下面将从嵌入式系统的基础知识、硬件设计、软件开发等方面进行介绍和总结。
一、嵌入式系统的基础知识在学习嵌入式系统之前，我们首先需要了解一些基础知识。
嵌入式系统的核心是处理器，常见的处理器有ARM、MIPS、X86等。
此外，还需要了解嵌入式系统的存储器、输入输出设备、总线等基本组成部分。
同时，对于嵌入式系统的操作系统、编程语言、开发工具等也需要有一定的了解。
二、嵌入式系统的硬件设计嵌入式系统的硬件设计是嵌入式系统开发的重要环节。
在硬件设计中，我们需要考虑电路的功耗、稳定性、可靠性等因素。
此外，还需要根据具体的应用场景选择合适的芯片、传感器等硬件组件。
在硬件设计过程中，我们还需要进行电路原理图设计、PCB设计、电路仿真等工作。
三、嵌入式系统的软件开发嵌入式系统的软件开发是嵌入式系统开发的另一个重要环节。
在软件开发中，我们需要选择合适的编程语言和开发工具。
常用的编程语言有C、C++、Python等，常用的开发工具有Keil、IAR、Eclipse等。
在软件开发过程中，我们需要进行程序设计、调试、测试等工作，以确保软件的功能和性能达到要求。
四、嵌入式系统的应用案例嵌入式系统在各个领域都有着广泛的应用。
以汽车领域为例，现代汽车中嵌入了大量的嵌入式系统，用于控制引擎、底盘、安全系统等。
在医疗设备领域，嵌入式系统被用于监测患者的生命体征、控制医疗设备等。
在家电领域，嵌入式系统被用于控制空调、洗衣机、电视等家电产品。
这些应用案例充分展示了嵌入式系统的重要性和广泛性。
总结起来，嵌入式系统作为计算机科学与技术领域的一个重要分支，已经在各个领域得到广泛应用。
嵌入式期末复习提纲
嵌入式期末复习提纲考试题型：•1、判断题 10分•2、填空题 20分•3、选择题 20分•4、简答题 30分（5个）•5、应用题 20分（3个）•6、名字解释复习资料：•书本•PPT课件，平时课堂例题。
•平时作业和练习•考试范围：1-5章•其他说明：•课后习题是重点。
•简答题来源于前5章，每章一个。
每章重点：第一章：1.什么是嵌入式系统？试简单列举一些生活中常见的嵌入式系统的实例。
嵌入式系统是用于检测、控制、辅助、操作机械设备的装置。
以应用为中心，一计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。
2.嵌入式系统具有哪些特点？3.嵌入式系统由哪些部分组成？简单说明各部分的功能和作用。
4.嵌入式系统是怎样分类的？5.嵌入式系统的定义。
嵌入式系统是用于检测、控制、辅助、操作机械设备的装置。
以应用为中心，一计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。
6.什么是交叉编译，试说明交叉编译的实现过程。
7．嵌入式系统有哪些应用领域。
嵌入式系统技术具有非常广阔的应用前景，其应用领域可以包括：１．工业控制：基于嵌入式芯片的工业自动化设备将获得长足的发展，目前已经有大量的8、16、32位嵌入式微控制器在应用中，网络化是提高生产效率和产品质量、减少人力资源主要途径，如工业过程控制、数字机床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工系统。
就传统的工业控制产品而言，低端型采用的往往是８位单片机。
但是随着技术的发展，32位、64位的处理器逐渐成为工业控制设备的核心，在未来几年内必将获得长足的发展。
２．交通管理：在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面，嵌入式系统技术已经获得了广泛的应用，内嵌GPS模块，GSM模块的移动定位终端已经在各种运输行业获得了成功的使用。
目前GPS设备已经从尖端产品进入了普通百姓的家庭，只需要几千元，就可以随时随地找到你的位置。
最新嵌入式系统复习大纲(已整理大部分答案)
嵌入式系统复习大纲第一章嵌入式系统概述1.嵌入式系统的定义答：1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。
5.嵌入式处理器的分类答：1嵌入式微处理器MPU 2嵌入式微控制器MCU 3 嵌入式DSP处理器4嵌入式片上系统SOC 5 嵌入式可编程片上系统SOPC6. 嵌入式操作系统的作用是什么？请举出3种常见的操作系统。
答：用于管理存储器分配、中断处理、任务间通信和定时器响应，以及提供多任务处理等功能。
嵌入式操作系统，大大地提高了嵌入式系统硬件工作效率，并为应用软件开发提供了极大的便利。
3种常见的操作系统：WinCE、Vxworks、uClinux2.在ARM系列中，ARM7， ARM9分别是什么体系结构。
ARM7是冯·诺依曼体系结构 ARM9是哈佛体系结构4. ARM处理器有几种工作状态，各自的特点。
工作状态之间如何进行转换，异常响应时，处理器处于何种状态。
答：ARM有两种工作状态：①ARM状态,此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令。
②Thumb状态，此时处理器执行16位的、半字对齐的Thumb指令.在程序的执行过程中,微处理器可以随时在两种工作状态之间切换,并且不影响处理器运行模式和相应寄存器中的内容。
但ARM微处理器在上电或复位后，应该处于ARM状态。
执行BX跳转指令，将操作数的状态位（位0）设置为1时，可以使处理器从ARM状态切换到Thumb状态。
此外，当处理器处于Thumb状态时发生异（如IRQ、FIQ、Undef、Abort、SWI等），则异常处理返回时，自动切换到Thumb状态。
将操作数的状态位（位0）设置为0时，可以使处理器从Thumb状态切换到ARM状态。
此外，当处理器进行异常处理时,把PC指针放入异常模式链接寄存器中,并从异常向量地址开始执行程序,系统自动ARM状态。
THUMB指令集在功能上只是ARM指令集的一个子集,某些功能只能在ARM状态下执行,如CPSR和协处理器的访问.进行异常响应时,处理器会自动进入ARM状态.即使是一个单纯的THUMB应用系统,必须加一个汇编的交互头程序,因为系统总是自动从ARM开始启动5.ARM体系结构所支持的最大寻址空间为4GB；8.ARM处理器一共有几种中工作模式，分别是？那种模式下，专业寄存器最多。
嵌入式系统原理及应用开发技术复习资料
嵌入式系统原理及应用开发技术复习资料1.普适计算在普适计算机的模式下，人们能够在任何时间、任何地点、以任何方式进行信息的获取与处理。
2.嵌入式系统嵌入式系统是以应用为重心，以计算机技术为基础，软硬件可配置，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格约束的专用系统，所用的计算机称为嵌入式计算机。
这类系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及应用程序等四个部分组成3.实时系统实时系统能够在限定的响应时间内提供所需水平服务的计算机系统。
实时系统分为实时控制系统和实时信息处理系统。
衡量系统实时性的三个指标：A、响应时间B、吞吐量：在给定时间内，系统可以处理的时间总数C、生存时间4.嵌入式系统的主要特征①技术密集②专用紧凑③安全可靠④多种多样⑤及时响应⑥成本敏感⑦开发困难⑧不可垄断⑨其他5.嵌入式系统按时实时性划分嵌入式系统基本上可以看成是一个实时系统，但是，按照系统对实时性要求的程度，可以分为硬实时系统和软实时系统两类。
6.嵌入式系统基本结构嵌入式系统有硬件和软件两大部分组成。
嵌入式系统的硬件部分可以分成三部分：处理器核、外围电路和外设与扩展。
嵌入式系统的软件结构分为四个层次：板级支持包、嵌入式实时操作系统、应用编程接口API和嵌入式应用系统。
7.嵌入式系统开发过程：①产品定义②系统总体设计③软硬件设计④软硬件集成与测试⑤产品发布8.嵌入式硬件系统嵌入式硬件系统是以嵌入式微处理器为核心，主要由嵌入式微处理器、总线、存储器、输入/输出接口和外围设备组成。
嵌入式系统的硬件可分为核心微处理器、控制电路以及外设与扩展三大部分。
9.嵌入式微处理器中采用的先进技术：①流水线技术：指一条指令可以分若干个阶段执行，几条指令可以并行执行。
②超标量技术：指在CPU中有一条以上的流水线，并且每个时钟周期内可以完成一条以上指令。
③总线和总线桥：总线用于为处理器与各部件之间的连接，总线桥可用来连接不同速度不同规格的总线。
嵌入式系统复习资料(二)(2024)
引言：嵌入式系统是指具有特定功能的计算机系统，其硬件与软件紧密结合，常用于控制、监测、嵌入和处理不同的设备和系统。
随着技术的发展，嵌入式系统不断得到广泛应用，因此对嵌入式系统的理解和学习变得越来越重要。
本文是嵌入式系统复习资料的第二部分，将重点介绍嵌入式系统的硬件设计、实时操作系统、电源管理、外设接口和通信技术等方面的内容。
概述：本文将对嵌入式系统复习资料的第二部分进行详细阐述。
我们将介绍嵌入式系统的硬件设计，包括处理器选择、芯片架构、开发板和引脚映射等方面的内容。
然后，我们将讨论实时操作系统的基本概念、特性和常见的实时操作系统。
接着，我们将深入探讨电源管理的重要性、功耗优化和电源模式等内容。
接下来，我们将介绍常用的外设接口，如串口、SPI、I2C和GPIO，并讨论它们的应用和配置。
我们将介绍嵌入式系统中常用的通信技术，如UART、CAN和Ethernet，并讨论它们的特性和应用。
正文内容：1.嵌入式系统的硬件设计1.1处理器选择1.2芯片架构1.3开发板选择1.4引脚映射1.5嵌入式系统的性能评估2.实时操作系统2.1实时操作系统的基本概念2.2实时操作系统的特性2.3常见的实时操作系统：FreeRTOS、RTOS、VxWorks等2.4实时任务调度算法2.5多任务与中断处理3.电源管理3.1电源管理的重要性3.2嵌入式系统的功耗优化技术3.3电源管理模式：睡眠、待机和运行模式3.4电池管理3.5嵌入式系统的供电电路设计4.外设接口4.1串口（UART）4.2SPI接口4.3I2C接口4.4GPIO接口4.5外设接口的应用和配置5.通信技术5.1UART通信5.2CAN总线通信5.3Ethernet通信5.5无线通信技术：WiFi、蓝牙和Zigbee总结：本文详细介绍了嵌入式系统复习资料的第二部分内容，包括嵌入式系统的硬件设计、实时操作系统、电源管理、外设接口和通信技术等方面的内容。
通过学习这些知识，我们可以更好地理解和应用嵌入式系统，提高系统的性能和可靠性。
嵌入式复习提纲和重要解答题(根据上课PPT整理)
嵌入式复习提纲和重要解答题根据上课PPT整理1.嵌⼊式系统的概念，发展⽅向，与通⽤计算机的区别。
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”,简单地讲,就是嵌入到对象体中的专用计算机系统。
广义地说: 一个嵌入式系统就是一个具有特定功能或用途的计算机软硬件集合体发展方向：随着网络在人们生活中的地位日益重要，越来越多的应用需要采用支持网络功能的嵌入式系统，所以在嵌入式系统中使用网络操作系统将成为今后的发展趋势。
与通用计算机的区别：1.形式与类型“通”：实实在在的计算机。
按其体系结构、运算速度和规模可分为大型机、中型机、小型机和微机“嵌”：“看不见”的计算机，形式多样，应用领域广泛，按应用进行分类2.组成“通”：通用处理器、标准总线和外设、软硬件相对独立“嵌”：面向特定应用的微处理器，总线和外设一般集成在处理器内部，软硬件紧密结合3.系统资源“通”：系统资源充足，有丰富的编译器、集成开发环境、调试器等“嵌”：系统资源紧缺，没有编译器等相关开发工具4.开发方式“通”：开发平台和运行平台都是通用计算机“嵌”：采用交叉编译方式，开发平台一般是通用计算机，运行平台是嵌入式系统5.二次开发性“通”：应用程序可重新编程“嵌”：一般不能重新编程开发6.发展目标“通”：编程功能电脑，普遍进入社会“嵌”：变为专用电脑，实现“普及计算”2.Bootloader的概念和作⽤。
系统上电之后，需要一段程序来进行初始化：关闭WATCHDOG、改变系统时钟、初始化存储控制器、将更多的代码复制到内存中等等。
如果它能将操作系统内核(从本地Flash或通过网络)复制到内存中运行，就称这段程序为Bootloader。
作用：初始化硬件设备、建立内存空间映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态，以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境3. ARM处理器的⼯作模式，详细说明每个模式的概念和⽤途。
用户模式(usr)：ARM处理器正常的程序执行状态,大部分任务执行在这种模式。
带答案的嵌入式系统 复习提纲
软件层功能层嵌入式系统复习提纲第一章1， 什么是嵌入式系统？IEEE （国际电气和电子工程师协会）的定义是什么？一般定义是什么？答：嵌入式系统是用来控制或者监视机器、装置、工厂等大规模系统的设备 IEEE （国际电气和电子工程师协会）对嵌入式系统的定义：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。
一般定义 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。
2， 嵌入式系统有哪些重要的特征？答：(1) 系统内核小(2) 专用性强(3) 系统精简(4) 高实时性(5)多任务的操作系统(6)专门的开发工具和环境3， 实时系统的定义是什么？答：实时系统的正确性依赖于运行结果的逻辑正确性和运行结果产生的时间正确性，即实时系统必须在规定的时间范围内正确地响应外部物理过程的变化。
4， 在典型的嵌入式系统组成中，可以分为哪四层？每一层具体是通常包含哪些单元？中间层BSP 有哪些基本功能？答： 硬件层，中间层，软件层，功能层功能包括：嵌入式系统硬件初始化、硬件相关的设备驱动程序。
5. 嵌入式处理器可以分为几大类？每一类代表的器件有哪些？答：嵌入式处理器可以分为以下几大类：嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DS P 处理器、嵌入式片上系统（SOC ）典型代表为：MIPS ，ARM ；单片机；TI 的TMS320C2000/C5000、Siemens 的TriCore ；Philips 的Smart XA 。
第二章1,嵌入式硬件系统的基本结构包含那些部分？（嵌入式微处理器、存储器、和输入输出）嵌入式处理器的三大部分是什么？（控制单元、算术逻辑单元和寄存器）2，什么是冯.诺依曼体系结构？什么是哈佛体系结构？各有哪些代表性的处理器？答：(1)程序存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构；(2)程序存储和数据存储分开的体系结构；(3)冯：英特尔的8086CPU、ARM系列微处理器、MIPS系列；哈：所有的DSP、摩托罗拉的MC68、Z8系列、ARM9、ARM10、ARM11哈佛结5，复杂指令集计算机（cisc）和精简指令集计算机（risc）各有什么特点？26. 在计算机体系结构中，什么是冯氏结构体系、哈氏结构体系？冯·诺伊曼体系结构也叫普林斯顿结构，它的最大特征是什么？哈佛结构，它的最大特征是什么？冯.诺曼结构处理器具有以下几个特点： 1：必须有一个存储器；: 2：必须有一个控制器；: 3：必须有一个运算器，用于完成算术运算和逻辑运算； 4：必须有输入设备和输出设备，用于进行人机通信。
计算机嵌入式复习提纲
嵌入式复习资料第一章1、嵌入式的发展及应用 1）直接编程控制阶段 2）简单操作系统阶段 3）实时操作系统阶段 4）面向网络的嵌入式系统2、嵌入式的定义嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可剪裁，对功能、可靠性、成本、体积、功耗、要求严格的专用计算机系统。
它将操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。
3、基本要求1)嵌入性，2)专用性，3)计算机系统 4基本特征 1)专用性，2)小型化与有限资源，3)系统软硬件协同一体化， 4)软件开发需要交叉开发环境 5、嵌入式系统的组成与体系结构6、嵌入式系统的种类 1) 按实时性能分类① 嵌入式非实系统 ② 嵌入式实时系统 2) 按软件结构分类① 嵌入式单线程系统㈠嵌入式循环轮询系统 ㈡有限状态机 ② 嵌入式事件驱动系统㈠嵌入式前后台系统 ㈡嵌入式多任务系统 ㈢嵌入式多处理器系统7、软实时系统：不要求限定某一任务在一定时间内完成，只要求各任务运行得越快越好；硬件实时系统：对系统响应时间有严格要求，一旦系统响应时间不能满足，就可能会引起系统崩溃或者致命的错误，一般在工业控制中应用较多。
第二章1、嵌入式处理器种类1) 嵌入式微处理器（MPU ）。
2) 嵌入式微控制器（MCU ）。
3) 嵌入式DSP 处理器(DSP)。
4) 嵌入式片上系统（SOC ）。
2、计算机指令集 RISC 架构、CISC 架构3、AMBA总线4、ARM处理器七种模式5、ARM 处理器状态ARM 状态：32位，这种状态下执行的是字方式的ARM 指令；Thumb 状态：16位，这种状态下执行半字方式的ARM 指令。
6、寄存器组织7、R14(LR)寄存器与子程序调用、R14寄存器与异常发生、异常过程处理过程。
8、七种异常模式9、异常优先级10、LH7A404支持两种启动模式 同步ROM 启动 。
异常ROM / FLASH 启动。
11、LH7A404 ARM 核心和存储器接口。
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1、嵌入式系统的定义答：“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、功耗等严格要求的专用计算机系统。
它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用软件等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。
2、嵌入式系统的基本特点答：1.通常是面向特定应用的；2.空间和各种资源相对不足，必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余；3.产品升级换代和具体产品同步，具有较长的生命周期；4.软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身；5.不具备自举开发能力，必须有一套开发工具和环境才能进行开发；6.是知识集成系统，不可垄断3、嵌入式系统的分类答：（1）、按复杂程度，分为以下4类：1、单个微处理器。
2、嵌入式处理器。
3、复杂的嵌入式系统。
4.在制造或过程控制中使用的计算机系统。
（2）、按应用来分类，分为以下几类：通信类、信息家电类、移动终端类、汽车电子类、工业控制类4、嵌入式系统的组成答：大致组成如下图所示：应用层应用程序文件系统图形用户接口任务管理软件层os 事实操作系统驱动层硬件抽象层板级支持包设别驱动程序硬件层DA 通用接口AD 嵌入式处理器romIO sdrom人机交互接口嵌入式计算机系统5、从硬件系统来看，嵌入式系统由哪几部分组成？并画出简图（P7-8）硬件：嵌入式核心芯片；存储器（ROM，RAM，Flash）；连接各种外设的I/O端口。
软件：嵌入式操作系统（实时操作系统）；应用程序（控制系统的运作和行为）。
开发工具和开发系统。
外围电路外设电源rom 键盘时钟mpu ram lcd复位flash usb其他6.举例说明嵌入式微处理器有哪几类？（1）嵌入式微处理器MPU。
是通用计算机中的CPU演变来的。
32位以上处理器，高性能，价高。
Am 186/88，386EX，SC-400，POWER PC，68000，MIPS，ARM等。
（2）嵌入式微处理器MCU。
典型代表是单片机。
单片化，体积小，功耗和成本低，可靠性高。
80C51，P51XA，MCS-251，MCS-96/196/296，C166/167，MC68HC05/11/12/16。
（3）嵌入式DSP处理器。
对系统结构和指令进行特殊设计，适合于执行DSP算法，编译效率较高，执行速度较快。
在数字滤波、FFT、频谱分析等各种仪器及智能化产品上得到大规模的应用。
有：TI公司的TMS320C2000/C5000系列；Intel公司的MCS-296；Motorola公司的DSP56000，DSP56100。
（4）嵌入式片上系统SOC（P6）把计算机常用的一些数据采集和控制系统集成在一块芯片上。
实现软硬件无缝结合，系统特别简洁，减少体积和功耗，提高可靠性，提高了设计生产效率。
7、通用计算机与嵌入式系统的对比？通用嵌入式形式和类型看得见，大中小看不见形式多样组成通用处理器，标准总线和外设，软硬件相对独立面向应用，接口集成，软硬件紧密联系开发通用计算机交叉开发，通用开发，嵌入运行应用程序可重新编译一般不能再编程1、哈佛体系结构和冯.诺依曼体系结构有何不同？冯.诺依曼体系结构：将数据和程序都存储在同一个存储器中的计算机成为冯.诺依曼体系结构。
程序计数器PC指向指令地址，CPU从存储器中取出指令，对指令进行译码，执行指令。
哈佛体系结构：为数据和程序提供了各自独立的存储器，PC只指向程序存储器。
两个存储器有不同的端口，提供了较大的存储带宽，使数据适时移动更容易，提高了数字信号处理的性能。
T：持16位缩指令集thumb D：支持片上debug M：内嵌硬件乘法器I：嵌入式ice，支持片上断点和调试点2、CISC和RISC技术（基本定义、特点，比较）（1）、CISC：复杂指令系统计算机特点：增强指令功能，设置一些功能复杂的指令，把一些原来由软件实现的、常用的功能改用硬件的（微程序）指令系统来实现为节省存储空间，强调高代码密度，指令格式不固定，指令可长可短，操作数可多可少寻址方式复杂多样，操作数可来自寄存器，也可来自存储器采用微程序控制，执行每条指令均需完成一个微指令序列５，指令越复杂，CPI越大。
缺点指令使用频度不均衡；大量复杂指令的控制逻辑不规整，不适于VLSI工艺；软硬功能分配；不利于先进指令级并行技术的采用。
（2）、RISC：精简指令系统计算机RISC设计准则：指令集、流水线、寄存器、Load/Store结构特点：大多数指令只需要执行简单和基本的功能，其执行过程在一个机器周期内完成。
只保留加载/存储指令。
操作数由加载/存储指令从存储器取出放寄存器内操作。
芯片逻辑不采用或少采用微码技术，而采用硬布线逻辑。
减少指令数和寻址方式。
指令格式固定，指令译码简化。
优化编译RISC：指令数少，常少于100，指令执行时间短，编码长度固定，一般四个字节，寻址方式不多样，优化编译技术，生成高效的目标代码程序，只能对寄存器进行算术和逻辑操作，load/store体系结构3、ARM处理器的特点：RISC指令集；Load/Store体系结构；固定的32位指令；大多数指令单周期完成；Thumb\DSP\jazeller功能扩展；低功耗；4、流水线技术（三级流水线）、流水线相关问题及解决（1）、三级流水线：Pc+8:fetch取指Pc+4:decode译码Pc:execute执行PS: 使用流水线执行模式，程序计数器PC必须在当前指令之前计数，PC指向的是预取指令，如果直接读取PC值，得到的是“当前指令地址+8”。
（2）、ARM的流水线设计问题为使处理器获得更高的性能，需考虑如何优化处理器的组织结构，可采用缩短程序执行时间的方法：提高时钟频率fclk和减少每条指令的平均时钟周期数CPI。
（3）、流水线相关问题结构相关：某些指令在流水线中重叠执行时，产生资源冲突，则称该流水线是结构相关。
为了避免结构相关，ARM架构采用了资源重复的方法：a、采用分离式指令Cache和数据Cache。
b、ALU中采用单独加法器来完成地址计算。
数据相关当一条指令需要前面指令的执行结果，而该指令均在流水线中重叠执行时，就可能引起流水线的数据相关。
为解决数据相关，ARM架构采用的解决措施：a、定向（旁路或短路）技术。
b、流水线互锁技术。
控制相关当流水线遇到分支指令和其他改变PC值的指令时，就会发生控制相关。
为解决控制相关，ARM架构采用的解决措施：引入延时分支和尽早计算出分支转移成功时的PC值（分支的目标地址）。
5、超标量执行定义：通过重复设置多套指令执行部件，同时处理并完成多条指令，实现并行操作，来达到提高处理速度的目的。
相关问题解决超标量机的功能部件冲突,数据相关和由于条件转移引起的控制相关问题。
每段代码的执行时间难于计算。
如果代码中有分支指令，超标量处理器在执行的过程中必须动态的检查指令的相关性。
6、存储体系结构及ARM的存储系统（大、小端模式）（1）大容量、高速度、低价格是评价存储器性能的三个主要指标，也是存储体系设计的主要目标。
两级存储三级存储cpucpu cache 辅助软件主存辅助软硬件主存辅存辅存辅助硬件（2）ARM处理器支持以下六种数据类型：位有符号和无符号字节。
位有符号和无符号半字，以2字节的边界对齐。
位有符号和无符号字，以4字节的边界对齐。
（3）大、小端模式大端模式：较高的有效字节存放在较低的存储器地址，较低的有效字节存放在较高的存储器地址。
小端模式：较高的有效字节存放在较高的存储地址，较低的有效字节存放在较低的存储器地址。
7、Cache，MMU（1）高速缓冲存储器(cache)主要作用：减小慢速存储器给处理器内核造成的存储器访问瓶颈问题的影响，提高处理器和主存间的数据传输速度。
（2）分类：统一Cache和独立的数据/程序Cache写通cache和写回cache读操作分配cache和写操作分配cache（3）工作原理在Cache存储系统中，把主存储器和cache都划分成相同大小的块。
主存地址可以由块号M和内存地址N两部分组成；同样，cache的地址也由块号m和块内地址n组成，工作原理如下：Cache的替换算法：轮转法：又称循环替换法；随机替换法（4）MMU在ARM系统中，存储管理单元MMU主要完成工作：虚拟存储空间到物理存储空间的映射。
在ARM中采用了页式虚拟存储管理。
存储器访问权限的控制。
设置虚拟存储空间的缓冲的特性。
系统控制协处理器CP15的寄存器支持这两种机制，见下表。
第三章1、ARM处理器的编程模型（处理器模式、工作状态等）1)、7大处理器工作模式：用户模式（Usr）：正常程序执行的模式。
系统模式（Sys）：用于运行特权级的操作系统任务。
管理模式（SVC）：操作系统的保护模式。
快速中断模式（FIQ）：用于高速数据传输和通道处理。
中断模式（IRQ）：用于通常的中断处理。
中止模式（Abt）：用于虚拟存储器及存储保未定义模式（Und）：用于处理没有定义的指令，可在该模式中用软件来模拟硬件功能。
2）工作状态：ARM状态：处理器执行32位的ARM指令集时，工作在此状态；Thumb状态：处理器执行16位的Thumb指令集时，工作在此状态。
2、ARM寻址方式及寄存器组织ARM处理器总共有37个寄存器：个通用寄存器，1个程序计数器PC不分组寄存器R0～R7分组寄存器R8～R14，其中R13和R14有6组物理寄存器。
R13通常称作堆栈指针（SP）,R14常用作连接寄存器（LR）,R15又称为程序计数器PC.个状态寄存器包含1个CPSR和5个供异常处理程序使用的SPSR。
CPSR——当前程序状态寄存器，任何工作模式下都可以被访问，包含条件标志位和控制位。
SPSR——程序状态备份寄存器，只在异常模式下被访问。
3、异常中断：（1）、发生操作：保存处理器的当前状态、中断屏蔽位以及各条件标志位；将CPSR拷贝到SPSR_<mode> 。
设置当前程序状态寄存器CPSR中相应位；清除CPSR中的Thumb位；修改相应的模式位；关中断（IRQ），如果是FIQ或Reset异常，还要关FIQ位。
映射相应模式寄存器；将寄存器LR_<mode>设置成返回地址；将程序计数器PC设置成该异常的异常向量地址，从而跳转到相应的异常处理程序处执行。
（2）、返回操作：恢复被中断程序的处理器状态。
将SPSR_<mode>复制到CPSR。
将LR_<mode>的内容复制到PC中，返回到发生异常中断的指令的下一条指令处执行。
中断禁止位：I = 1: 禁止IRQF = 1: 禁止FIQT = 0: 处理器处于ARM 状态T = 1: 处理器处于Thumb 状态4、ARM指令集（重点在数据处理指令及LOAD/STORE指令，多寄存器数据传送）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；大多数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。