嵌入式系统原理与应用复习知识点总结
嵌入式复习资料精
第一章嵌入式系统基础知识1.嵌入式系统基础知识计算机系统的两个发展分支通用计算机与嵌入式计算机嵌入式系统的一般定义、IEEE定义一般定义:以应用为中心、以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。
是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统。
(技术角度)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。
(系统角度)广义定义:任何一个非计算机的计算系统。
IEEE (国际电气和电子工程师协会)定义:嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作的机器、设备或装置”。
嵌入式系统4个组成部分嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、用户应用程序嵌入式系统的三个基本要素嵌入性、专用性、计算机系统嵌入式系统的软硬件特点硬件方面:稳定性、低功耗、体积受限、看门狗电路、成本低、系统资源少软件方面:实时性、可裁剪性、精简性、人机界面要求不高嵌入式系统的硬件架构以嵌入式处理器为中心,配置存储器、I/0设备、通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。
嵌入式系统的硬件核心嵌入式微处理器嵌入式处理器的种类嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP、嵌入式SOCS0CSOC是指在单芯片上集成数字信号处理器、微控制器、存储器、数据转换器、接口电路等电路模块,可以直接实现信号采集、转换、存储、处理等功能。
2.嵌入式系统硬件嵌入式微处理器的体系结构冯诺依曼结构:单一的程序和数据总线。
哈佛结构:独立的程序和数据总线。
RISC(精简指令集计算机)的概念及思想精华1979年,美国加州伯克利分校提出了RISC的概念,基本思想是尽量简化计算机指令功能,只保留那些功能简单,能在一个节拍内执行完成的指令,而把较复杂的功能用一段子程序实现。
RISC思想的精华就是通过简化计算机指令功能、简化计算机指令格式,使指令的平均执行周期减少,同时大量使用通用寄存器来提高计算机的工作主频,提高程序的速度。
嵌入式知识点复习
1、嵌入式系统是以应用中心,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、Boot loader主要功能是:系统初始化、加载和运行内核程序。
3、微处理器有两种总线架构,使用数据和指令使用同一接口的是冯诺伊曼,分开的指令和数据接口、取指和数据访问可以并行进行的是哈弗结构。
4、ARM微处理器有_七_种工作模式,它们分为___非特权模式__、__特权模式两类。
其中用户模式属于____非特权模式___。
5、ARM处理器中CPSR和SPSR的中文名称分别为:程序状态寄存器和程序状态保存寄存器。
3、下面指令执行后,改变R1寄存器内容的指令是 D 。
A.TST R1,#2B.ORR R1,R1,R1C.CMP R1,#2D.EOR R1,R1,R14、在ARM处理器中, A 寄存器包括全局的中断禁止位,控制中断禁止位就可以打开或者关闭中断。
A.CPSR B.SPSR C.PC D.IR6、在下列ARM处理器的各种模式中, D 模式有自己独立的R8-R14寄存器。
A.系统模式(System) B.终止模式(Abort)C.中断模式(IRQ) D.快中断模式(FIQ)5.Boot Loader在嵌入式系统中主要起什么作用?完成哪些主要的工作?(7分)答:Boot Loader是系统加电后、操作系统内核或用户应用程序运行之前,首先必须运行的一段程序代码。
通过这段程序,为最终调用操作系统内核、运行用户应用程序准备好正确的环境。
作用就是系统初始化,分配内存,将应用代码从FLASH中导入内存,最后将运行指针指向这段代码,把控制权交给应用程序。
知识点复习1、嵌入式系统的定义,嵌入式系统的体系结构,嵌入式系统的组成,嵌入式系统的特点。
定义:以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可以剪裁,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、重量、功耗严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统原理与设计知识点整理
第一章嵌入式处理器1嵌入式系统的概念组成:定义:以应用为主,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,满足系统对功能、性能、可靠性、体积和功耗有严格要求的计算机系统。
组成:硬件:处理器、存储器、I / O设备、传感器软件:①系统软件,②应用软件。
2.嵌入式处理器分类特点:分类:①MPU〔Micro Processor Unit〕微处理器。
一块芯片,没有集成外设接口。
部主要由运算器,控制器,寄存器组成。
②MCU〔Micro Controller Unit〕微控制器〔单片机〕。
一块芯片集成整个计算机系统。
③EDSP〔Embled Digital Signal Processor〕数字信号处理器。
运算速度快,擅长于大量重复数据处理④SOC〔System On Chip〕偏上系统。
一块芯片,部集成了MPU和某一应用常用的功能模块3.嵌入式处理器与通用计算机处理器的区别:①嵌入式处理器种类繁多,功能多样②嵌入式处理器能力相对较弱,功耗低③嵌入式系统提供灵活的地址空间寻址能力④嵌入式系统集成了外设接口4.①哈佛体系结构:指令和数据分开存储————————〔嵌入式存储结构〕特征:在同一机器周期指令和数据同时传输②·诺依曼体系结构:指令和数据共用一个存储器——〔通用式存数结构〕数据存储结构〔多字节〕:大端方式:低地址存高位;小端方式:高地址存高位6.ARM指令集命名:V1~V8 〔ARMV表示的是指令集〕7.ARM核命名:.命名规则:ARM{x}{y}{z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{S}{x}——系列〔版本〕{y}——当数值为"2"时,表示MMU〔存管理单元〕{z}——当数值为"0"时,表示缓存Cache{T}——支持16位Thumb指令集{D}——支持片上Debug〔调试〕{M}——嵌硬件乘法器{I}——嵌ICE〔在线仿真器〕——支持片上断点及调试点{E}——支持DSP指令{J}——支持Jazzle技术{F}——支持硬件浮点{S}——可综合版本8. JTAG调试接口的概念及作用:①概念:〔Joint Test Action Group〕联合测试行动小组→检测PCB和IC芯片标准。
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。
嵌入式系统相关知识点总结
嵌入式系统相关知识点总结第一篇:嵌入式系统相关知识点总结嵌入式系统的定义及特点定义:嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础,软、硬件可裁剪,适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特殊要求的专用计算机系统。
特点:(1)嵌入式系统是面向特定应用的。
嵌入式系统中的CPU 是专门为特定应用设计的,具有低功耗、体积小、集成度高等特点,能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于整个系统设计趋于小型化。
(2)嵌入式系统涉及先进的计算机技术、半导体技术、电子技术、通信和软件等各个行业。
是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
(3)嵌入式系统的硬件和软件都必须具备高度可定制性。
(4)嵌入式系统的生命周期相当长。
嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,其升级换代也是和具体产品同步进行的。
(5)嵌入式系统本身并不具备在其上进行进一步开发的能力。
在设计完成以后,用户如果需要修改其中的程序功能,必须借助于一套专门的开发工具和环境。
(6)为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机中,而不是存贮于磁盘等载体中。
特点也可答:1.系统内核小。
2.专用性强。
3.系统精简。
4.高实时性的系统软件(OS)是嵌入式软件的基本要求。
5.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。
6.嵌入式系统开发需要开发工具和环境。
7.嵌入式系统与具体应用有机结合在一起,升级换代也是同步进行,所以具有较长的生命周期。
8.为了提高运行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片中。
操作系统在嵌入式系统中所起的作用(四个)嵌入式操作系统(嵌入式linux学习)的功能嵌入式操作系统除具备了一般操作系统(嵌入式linux系统)最基本的功能,如任务调度、同步机制、中断处理、文件处理等外,还有以下两个方面的功能:1.构成一个易于编程的虚拟机平台嵌入式操作系统构成一个虚拟机平台,EOS把底层的硬件细节封装起来,为运行在它上面的软件(如中间件软件和各种应用软件)提供了一个抽象的编程接口。
嵌入式系统及应用总结
嵌入式系统及应用总结嵌入式系统是一种专门设计和定制的计算机系统,主要用于控制、监测和管理各种设备和系统。
它通常包含一个或多个专用的硬件和软件组件,用于实现特定的功能和任务。
嵌入式系统广泛应用于电子设备、汽车、工业自动化、医疗器械等各个领域。
本文将对嵌入式系统及应用进行总结。
首先,嵌入式系统具有以下几个特点。
1.实时性:嵌入式系统通常需要在严格的时间要求下完成特定的任务。
例如,汽车的刹车系统需要在几毫秒内响应驾驶员的指令,以确保安全性。
2.低功耗:嵌入式系统通常使用电池或其他节能设备作为能源供应。
因此,功耗成为设计和开发过程中的一个重要考虑因素。
3.硬件限制:嵌入式系统通常具有较小的存储和处理能力,并且往往需要适应兼容不同的硬件平台和设备。
4.可靠性:嵌入式系统通常用于关键任务和设备,如航空航天、医疗器械等。
因此,系统的可靠性对于确保任务的顺利完成至关重要。
嵌入式系统具有广泛的应用领域。
以下是一些常见的嵌入式系统应用举例:1.消费电子:智能手机、平板电脑和智能电视等消费电子产品都使用了嵌入式系统。
这些嵌入式系统能够提供多功能和交互性。
2.汽车电子:现代汽车包含了大量的嵌入式系统,用于控制和监测车辆的各个方面。
例如,引擎控制单元(ECU)用于监测和调整引擎性能,而车载娱乐系统则提供丰富的娱乐功能。
3.工业自动化:嵌入式系统在工业自动化中发挥着重要的作用。
它们用于控制生产线、机器人和其他自动化设备,以提高生产效率和质量。
4.医疗器械:医疗器械也广泛使用了嵌入式系统,用于诊断和治疗疾病。
例如,心脏起搏器用于监测和调节心脏的跳动,血糖仪用于监测糖尿病患者的血糖水平等。
5.军事和航空航天:嵌入式系统在军事和航空航天领域中的应用也非常重要。
例如,导弹系统、飞行控制系统和卫星通信系统都使用了嵌入式系统。
嵌入式系统的开发过程通常包括以下几个关键步骤:1.需求分析:确定系统的功能和性能要求,并了解各种硬件和软件资源的可用性。
嵌入式技术的原理及应用pdf
嵌入式技术的原理及应用一、嵌入式技术简介•嵌入式技术是指将计算机科学和信息技术应用于各种电子设备中的技术。
•嵌入式系统是由硬件和软件组成的,具有特定功能,且专门为特定应用领域设计的计算机系统。
二、嵌入式技术的原理嵌入式技术的原理基于以下几个方面:1. 处理器架构•嵌入式系统使用的处理器通常是精简指令集(RISC)架构的。
•RISC处理器由简单指令集和少量的寄存器组成,可以提高系统执行效率。
2. 实时操作系统(RTOS)•嵌入式系统需要实时性能,因此使用实时操作系统(RTOS)进行任务调度和管理。
•RTOS可以确保关键任务能够按时完成。
3. 设备驱动程序•嵌入式系统需要与各种硬件设备进行通信和控制。
•设备驱动程序是连接嵌入式系统和硬件设备的接口,负责管理设备的输入和输出。
4. 低功耗设计•嵌入式系统通常要求在有限的能源资源下工作。
•通过优化电源管理、减少功耗和使用低功耗元件,可以延长嵌入式系统的电池寿命。
三、嵌入式技术的应用嵌入式技术在各个领域都有广泛的应用,以下是几个常见的应用领域:1. 汽车行业•嵌入式技术在汽车行业中被广泛应用,包括车载娱乐系统、车载导航系统、智能驾驶辅助系统等。
•这些嵌入式系统可以提高驾驶安全性、提供更好的驾驶体验。
2. 智能家居•嵌入式技术也用于智能家居系统,例如智能灯光控制、智能家电控制、智能安防系统等。
•这些系统可以提供更便捷、智能的生活方式。
3. 医疗行业•嵌入式技术在医疗设备中发挥重要作用,如心脏监测仪、血压计、呼吸机等。
•这些设备可以实时监测身体健康状态,提供及时的医疗服务。
4. 工业自动化•嵌入式技术广泛应用于工业自动化领域,如机器人控制系统、自动化生产线等。
•这些系统可以提高生产效率、降低人力成本。
5. 无人机•嵌入式技术在无人机领域的应用越来越广泛,如航迹规划、飞控系统等。
•这些系统可以实现无人机的智能飞行和自主控制。
四、总结嵌入式技术是一种将计算机科学和信息技术应用于各种电子设备中的技术。
计算机硬件嵌入式系统复习
计算机硬件嵌入式系统复习在计算机科学领域中,硬件嵌入式系统是指将计算机中的硬件与软件紧密集成在一起的系统。
这种嵌入式系统通常是专门用来执行特定任务的,如控制家用电器、操作工业自动化流程或驾驶汽车等。
为了复习计算机硬件嵌入式系统的知识,我们将在本文中探讨几个关键点,包括嵌入式系统的基本概念、硬件组成和应用案例。
一、嵌入式系统的基本概念嵌入式系统是一种可以独立工作的计算机系统,它通常包含一个或多个微处理器、存储器、输入/输出设备和各种外围设备。
与通用计算机相比,嵌入式系统更加紧凑、功耗更低,并且能够满足特定的实时需求。
嵌入式系统的软件是专门为其开发的,通常以固件或操作系统的形式存在。
二、硬件组成1. 微处理器:微处理器是嵌入式系统的核心,负责执行指令和控制系统的运行。
常见的微处理器包括ARM、MIPS和x86等。
2. 存储器:嵌入式系统通常包括两种类型的存储器:闪存和随机访问存储器(RAM)。
闪存用于存储程序和数据,而RAM用于临时存储数据。
3. 输入/输出设备:嵌入式系统的输入/输出设备多种多样,如键盘、鼠标、触摸屏、摄像头等。
这些设备使得用户能够与嵌入式系统进行交互。
4. 外围设备:嵌入式系统还可以与各种外围设备进行通信,如传感器、执行器和通信模块等。
这些设备允许嵌入式系统感知和响应其所控制的环境。
三、应用案例1. 智能家居系统:智能家居系统是运用嵌入式系统技术来实现家居自动化的一种应用。
通过嵌入式系统,用户可以实现对家居设备的远程控制和监控,如智能照明系统、智能电视和智能安防系统等。
2. 工业自动化:在工业领域中,嵌入式系统广泛应用于自动化生产线和工艺控制系统中。
它们能够高效地执行复杂的控制算法,并实时监测和调整工业过程中的参数。
3. 汽车电子系统:现代汽车中嵌入式系统的应用非常广泛。
从发动机控制单元到车载娱乐系统,嵌入式系统负责监测和控制各个方面的汽车性能。
4. 医疗设备:医疗设备中的嵌入式系统可以帮助医生进行准确的诊断和治疗。
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)
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。
嵌入式系统原理及应用技术
1.嵌入式系统的定义:一般都认为嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为根底,并且软硬件可裁剪,可满足应用系统对功能、可靠性、本钱、体积和功能有严格要求的专用计算机系统。
2.嵌入式系统的特征:〔1〕通常是面向特定应用的。
具有功耗低、体积小和集成度高等特点。
〔2〕硬件和软件都必须高效率地设计,量体裁衣,力争在同样的硅片面积上实现更高的性能,这样才能满足功能、可靠性和功耗的苛刻要求。
〔3〕实时系统操作支持。
〔4〕嵌入式系统与具体应用有机结合在一起,升级换代也同步进展。
〔5〕为了提高运行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般固化在存储器芯片中。
3.ARM嵌入式微系统的应用:工业控制、网络系统、成像和平安产品、无线通信、消费类电子产品。
4.ARM嵌入式微处理器的特点:〔1〕体积小、低功耗、低本钱、高性能。
〔2〕支持Thumb〔16位〕/ARM〔32位〕双指令集,兼容8位/16位器件。
〔3〕使用单周期指令,指令简洁规整。
〔4〕大量使用存放器,大多数数据都在存放器中完成,只有加载/存储指令可以存储器,以提高指令的执行效率。
〔5〕寻址方式简单灵活,执行效率高。
〔6〕固定长度的指令格式。
5.嵌入式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、用户软件构成。
2.哈佛体系构造的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间。
3.嵌入式处理器主要有四种嵌入式微处理器〔EMPU〕、嵌入式微控制器〔MCU〕、嵌入式数字信号处理器〔DSP〕、嵌入式片上系统〔SoC)4.ARM7采用3级流水线构造,采用·诺依曼体系构造;ARM9采用5级流水线构造,采用哈佛体系构造。
5.ARM处理器共有37个32bit存放器,包括31个通用存放器和6个状态存放器。
6.ARM体系构造可以用2种方法存储字数据,即大端格式和小端格式。
7.ARM处理器既支持32位的ARM指令集又支持16位的THCMB指令集。
8.ARM处理器有7种工作模式,他们分为两大类特权模式、非特权模式。
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。
嵌入式原理期末总结
嵌入式原理期末总结一、概述嵌入式系统是一种集成了硬件和软件的特定功能的计算机系统。
它主要应用于各种各样的设备和系统中,如智能手机、汽车、家用电器等。
嵌入式系统的设计和开发需要掌握一些基本的原理和技术。
本文将对嵌入式系统的原理进行总结和分析。
二、嵌入式系统的硬件原理1. 计算机体系结构嵌入式系统的计算机体系结构主要分为单核和多核两种。
单核系统适用于对实时性要求不高的应用,而多核系统则适用于对实时性要求较高的应用。
嵌入式系统的核心要素是CPU,它控制和处理系统的各种任务和数据。
2. 存储与存取嵌入式系统中的存储器主要包括RAM和ROM。
RAM用于存储程序和数据,ROM用于存储只读数据和程序。
存储器的访问速度会影响系统的运行效率,因此在设计和选择存储器时需要注意速度和容量的平衡。
3. 输入与输出嵌入式系统的输入和输出设备有很多种类,如键盘、触摸屏、显示器、声音设备等。
这些设备的选择和设计需要考虑到系统的功能和性能要求,并与CPU和存储器进行适当的接口。
输入和输出设备的驱动程序也是系统设计的重要组成部分。
三、嵌入式系统的软件原理1. 嵌入式操作系统不同于传统的桌面操作系统,嵌入式系统需要专门的操作系统来满足其对实时性、可靠性和资源消耗的要求。
常见的嵌入式操作系统有实时操作系统(RTOS)和嵌入式Linux等。
嵌入式操作系统的选择和配置对整个系统的性能和稳定性有着重要影响。
2. 设备驱动程序设备驱动程序是嵌入式系统中的关键组成部分,它负责与硬件设备进行交互。
设备驱动程序需要与操作系统紧密配合,与硬件之间进行适当的接口。
设计和实现设备驱动程序需要深入理解硬件特性和操作系统的工作原理。
3. 应用程序开发在嵌入式系统中,应用程序是实现系统功能的核心。
应用程序的开发需要根据具体需求选择适当的开发语言和工具,并遵循软件工程的规范。
应用程序开发过程中需要考虑内存管理、任务调度、数据传输等问题,以确保系统的稳定和高效运行。
嵌入式系统原理与应用-基于Cortex-A9微处理器和linux操作系统-部分复习题+答案
1. 相对寻址以程序计数器PC的当前值为基地址,指令中的地址标号作为偏移量,将两者(相加)之后得到的操作数作为有效地址。
2. ARM微处理器支持数据交换指令,这些指令用于在存储器和(寄存器)之间交换数据。
3. ARM微处理器支持的异常指令有SWI指令和(BKPT)指令。
4. 由于ARM硬件体系的一致性,因此嵌入式系统设计工作大部分都集中在(软件)设计上。
5.嵌入式操作系统具有操作系统的最基本的功能?(任务管理)、内存管理、设备管理、文件管理和操作系统接口。
6.通用寄存器(General-Purpose-Register )可以分为三类:未分组寄存器R0-R7,分组寄存器R8-R14,程序计数器PC。
7. SMC为静态内存区,通常用于(映射)外部总线上设备,如网卡等,该区域被分为4个Bank,每个16M。
8. 在主机上编译Linux内核,通过Bootloader烧入(内核)或直接启动。
9. 通常情况下makefile文件的第一个目标为最终目标,(其他目标)和最终目标存在依赖关系。
10. Linux 内核引导时,从文件( /etc/fstab )中读取要加载的文件系统。
11. 进程是系统分配资源的最小单位,线程是系统调度的最小单位。
线程是进程中的某一个能独立运行的(基本单位)。
12.每个设备文件名由主设备号和从设备号描述。
第二块IDE 硬盘的设备名为hdb,它上面的第三个主分区对应的文件名是( hdb3 )。
13. Uboot移植是指根据目标机的处理器以及具体外部电路,选择Uboot提供的一个合适的参考源程序,然后在此基础上进行修改,最后编译出(适用于目标机的引导程序)的过程。
14. Make工具能够根据文件的( 时间戳)自动发现更新过的文件,从而减少编译工作量。
15. 驱动程序的编译有3种方式,即:编译入内核、(编译为模块)、根据变量编译。
16.struct tm *gmtime(const time_t *timep)函数功能是将( 给定的时间值)转化为格林威治标准时间,并将数据保存在tm结构中。
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。
嵌入式知识点总结
嵌入式知识点总结第一篇:嵌入式知识点总结1、嵌入式系统的特点:(1).嵌入式系统的个性化很强,软件系统和硬件在不同的应用中均有差异; (2).由通用计算机系统发展而来,根据应用对软硬件进行裁剪;(3).高的可靠性,强的实用性;(4).高的耗电量直接影响系统的成本及电源寿命;2、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,采用可剪裁硬件,适用于对功能,可靠性,成本,体积,功耗等有严格要求的专用计算机系统。
3、采用RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特点: (1).体积小、功耗低、成本低、性能高;(2).支持Thumb(16位)/ARM(3位)双指令集,能很好地兼容8位/16位器件;(3).大量使用寄存器,指令执行速度快;(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; (6).采用固定长度的指令格式;4、嵌入式系统开发流程:选择嵌入式处理器(硬件平台)---选择嵌入式操作系统(软件平台)-----开发嵌入式应用软件-----测试通过---(是)---系统测试-----开发结束5、嵌入式系统软件设计流程:代码编程(C/汇编源程序)-----交叉编译(OBJ文件)-----交叉函数库----交叉链接(系统映像文件)---(重定向与下载)---目标板----调试;6、ARM9E处理器有独立的指令缓存(ICACHE)和数据缓存(DCACHE);7、ARM9系列处理器共有37个寄存器,其中31个属于通用寄存器,6个为ARM处理器;8、ARM总共有7种不同的处理器模式,分别是:用户模式,快速中断模式,外部中断模式,管理模式,数据访问中止模式,未定义指令中止模式,系统模式9、R13一般作为栈指针SP;R14被称为连接寄存器LR,作用:一是在通过BL或者BLX指令调用子程序时存放当前子程序的返回地址;二是在发生异常时用来保存该模式基于PC的返回地址;R15是程序计数器PC,用来保存处理器取值的地址;10、流水线技术的工作原理:ARM7采用的是3级流水线:FETCH/DECODE/EXECUTE. 此时在EXECUTE阶段要完成大量的工作,包括寄存器和存储器的读写操作、移位操作、ALU操作等,这导致在执行阶段往往需要多个时钟周期,从而成为系统性能的瓶颈。
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
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。
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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(SOSE),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(In tel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、A RM{X}{Y}{Z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{S} —系列号,y—内部存储管理和保护单元,Z—含有高速缓存。
5、CISC(x86): (1)具有大量的指令和寻址方式(300~500 条);(2)8/2 原则: 80%的程序只用20% 的指令;(3)大多说程序只使用少量指令就能运行;6、处理器核的性能指标:(1 )冯诺依曼vs哈佛;(2)CISCvs RISC (3)流水线结构;(4)超标量执行;(5)高速缓存;7、流水线(所有的ARM 处理器):每个时钟脉冲都接收下一条处理数据的指令,只是不同部分做不同的事情,提高系统处理速度和效率;ARM7 —3 级流水线,PC=LR-;4 ARM9—5 级流水线PC=LR-4*3 ;ARM10—6 级;ARM—8 级;Cortex—8 级;8、4种异常:中断、陷阱、故障、终止;9、ARM处理器的7种工作模式:(1)用户态USR ;(2)快中断FIQ ;(3)中断IRQ ;(4)管理态SVC;(5)终止态ABT ;(6)未定义UND ;(7)系统SYS ;10、 ARM 的两种工作状态:(1)ARM 状态---32 位ARM 指令集,字对齐取指(2)Thumb 状态---16 位Thumb 指令集,半字对齐取指。
11、 ARM 寄存器:37 个寄存器,其中31 个通用寄存器,6 个状态寄存器,寄存器位32 位寄存器。
影子寄存器:是为处理器的不同工作模式配备的专用物理寄存器,在异常模式下,它们将代替用户或者系统模式下使用的部分寄存器。
(1)SP —堆栈指针R13(2)LR—链接寄存器R14(3)PC—程序计数器R15 (当前取指指令地址)状态寄存器:(1)保存ALU 当前操作信息(2)控制允许和禁指中止(3)设置处理器操作模式。
标志位:(1)N—结果为负数,N=1(2)Z—结果为0,Z=1(3)C—加法进位C=1,减法置错位C=0(4)V—带符号溢出,V=1(5)I —1=1禁止IRQ中断(6)F—F=1 禁止FIQ中断(7)T=0 —ARM执行;T=1,Thumb执行。
12、 ARM 存储器数据类型:8 位字节(Java 加速器);16 位字节(Thumb 处理器);32 位字节(ARM 处理器);13. 大端序:高字节—低地址;小端序:高字节—高地址14. ARM的存储体系(1)片内存储器:寄存器,片上cache, FIFO, TCM (可控),片内SRAM(2)片外存储器:主存储器(片外DRAM 、SDRAM ),外部存储器,后备存储器。
1 5.存储管理单元MMU 的作用:(1 )虚拟存储空间到物理存储空间的映射(2)存储器保护功能(3)设置虚拟存储空间的缓冲特性。
16. Cache:cache 是位于主存储器和cpu 之间的一块高速存储器(高速可控)统一cache :冯诺伊曼结构中指令和数据存放在一起,统一编址。
分离cache: 哈佛结构中,指令和数据存放各存储体,分开编址。
逻辑cache:cache 放在处理器内核与MMU 之间。
逻辑cache 在序列地址空间存储数据,处理器可以直接通过逻辑cache 访问数据,而无需通过MMU 。
物理cache:cache 放在MMU 和物理存储器之间。
物理cache 使用物理地址存储数据,当处理器访问存储器时,MMU 必须先把虚拟地址转换为物理地址,cache 才能向内核提供数据。
Cache 地址映射方法:直接映射(电路简单效率低),全相联映射(适合小cache),组想联映射。
17. FCSE 快- 速上下文切换扩展:是硬件电路,加快进程切换速度,减小切换开销2 写缓存区改善了cache 的性能18. FIFO-写缓存区(容量很小):位于处理核与主存之间1当Cpu输出数据时,若总线恰好被占用而无法输出时,那么Cpu 可以把数据写入写缓存区。
当总线上没有比写缓存区优先级更高的掌控者时,写缓存区可以通过总线将数据写入内存2.19. 哈佛结构在ARM 中的具体实现方式:1.程序指令和数据分别存储,分开编址;23.哈佛结构的数据Cache 和指令Cache 是分开的,各有一套地址和数据总线,使取指和取数据同时进行。
20. 筒形移位寄存器;ARM 处理器内部有筒形移位寄存器,可以进行移位操作。
21. 看门狗定时器WDG:引导嵌入式微处理器脱离死锁工作状态。
22. 边界对准:指处理器一次性的或者周期性的读写内存的起始地址。
提高数据传输速度,加快访问速度,简化了编译器设计,优化了程序代码。
23. AMBA总线:AHB-高性能片上总线;APB-先进外围片上总线16.I/O 地址空间编址方法:1)独立编址法(8086 ),需要设置I/O 指令;2)统一编址法(ARM )(3)混合编址第三章19. ARM 的指令集包括六类指令:分支指令,数据处理指令,状态寄存器存取指令,数据存取指令,协处理器指令,异常处理指令。
3. ARM 指令集和Thumb 指令集具有两个共同点,一是他们都有较多的寄存器,可以用于多种用途;而是对存储的访问只能通过Load/store 指令进行。
4. 正交指令集具有如下特征(1)指令集中的绝大多数指令长度相同(2)指令的操作码和操作数寻址字段的长度相对稳定。
(3)在寻址字段中,所有寄存器的寻址都可以替换。
5. ARM 处理器有三个指令集:32 位的ARM 指令集,16 位的Thumb 指令集和8 位的Jazelle 指令集。
6. 多寄存器传送指令的优点:在数据块操作,上下文切换,栈操作方面比单寄存器传送指令效率更高,但缺点是增加了中断延迟。
7. 简述ARM 进入异常时处理器的响应,退出异常时需要执行哪些操作,处理器响应(1)将CPSR 的内容保存到将要执行的异常中断模式的SPSR 中(2)设置当前程序状态寄存器CPSR 中的模式字段位(3 )将异常发生时程序的下一条指令地址保存到新的异常模式的R14 寄存器中(4)强制对程序计数器赋值,使程序从异常所对应的向量地址开始执行中断服务子程序。
退出异常时操作如下:(1)所有修改过的用户寄存器必须从处理程序的保护栈中恢复(2)恢复被中断程序在被中断时刻的CPSR 寄存器(3)返回到发生异常中断的指令位置或者异常中断的下一条指令处执行。
(4)清除CPSR 中的中断禁止标志位。
8. ARM 指令集有何特点(1)ARM 指令集都是32 位的(2)ARM 指令集都采用Load-store 架构(3)所有指令都可以条件执行9. 简述ARM 指令有几种寻址方式寄存器寻址,立即数寻址,寄存器移位寻址,寄存器间接寻址,基址寻址,多寄存器寻址,栈寻址,块拷贝寻址,相对寻址。
17. 处理器进入管理模式(1)保存指令地址(2)SPSR_mode=CPS R2)设置CPSR (模式,中断,状态)(3)R14=PC (保存返回地址)(4)PC=异常入口地址11 . ARM从异常中断返回过程:(1)从SPSR恢复CPSR(2)从LR恢复PC(3)出栈20. 汇编方法:(1 )内嵌汇编(2)汇编和C 变量回访(3)汇编和C 相互调用第四章10. 嵌入式系统常用的半导体存储器:1)ROM: 容量小,只读,非易失——用作BootLoader 载体;2)SRAM :容量较大,储存密度低,读写快;3)DRAM :密度高,读写快,成本低,2ms 刷新一次;4)SDRAM :密度高,容量8~512MB,R/M 与CPU 一致,成本低,——用作外部存储器;5)Flash :大容量,中低密度,集成度高,成本低,速度快——用作外部存储器。
2、存储器的性能指标:易失性、只读性、位容量、速度、功耗、可靠性、价格。
3、Nor Flash 和Nand Flash 的技术特点:共同特点——先擦除Nor Flash :1)32M 以下,可擦写10 万次;2)以“字节”为单位;3)可以做到芯片内执行;4)读取速度快;5)与处理器总线连接Nand Flash :1)32M 以下,可擦写100 万次;2)以“页”为单位;3)不能芯片内执行;4)写速度快;5)I/O 连接方式;4、1八2总线:1 )同步串行总线;2)连接MCU和外设ADC,LED等;3)双向两线结构;4)适合近距离非常性数据通信;5)主从、多主分布通信网络。
SPI 总线:1)同步串行接口;2)连接MCU 和外设;3)4 线;4)主从分布式通信网络;CAN 总线: 1 )串行现场总线;2)应用与汽车电子;3)CAN 控制器集成在SOC内部;20.UART 的主要功能有:(1)可进行传输波特率设定(2)将接收到的串行数据变换为主机内部的并行数据(3)把机内并行数据转换为输出串行数据(4)设定数据传输的帧格式(5)对输入输出的串行数据流进行奇偶校验处理,以及进行数据收发,缓冲处理等。