《嵌入式系统设计》期末考试复习重点课件
《基于STM32的嵌入式系统原理设计》期末复习学生用
《嵌入式系统原理设计》期末复习1.嵌入式操作系统的特点：内核精简、专用性强、高时效性2.0X17&0X11的运算结果0X113.ARM内核是：功耗低、性价比高、代码密度高4.嵌入式系统系统：内核小、专用性强、系统精简5.Contex-m3处理器代码执行方式是特权方式6.STM32F107V采用4位来编辑中断的优先级7.中断屏蔽控制器能屏蔽除了NMI外所有异常和中断8.嵌入式微控制器（MCU）特点：单片化、体积小、功耗低、可靠性高、外设资源丰富适合于控制。
9.中断向量是指中断处理程序入口地址10.采用中断方式的优点是可实时响应突发事件11.串行数据传输没有哪种通信模式：单工、半双工、全双工12.嵌入式系统最常用的数据传送方式是中断13.嵌入式系统的开发采用交叉开发方式，开发平台一般是通用计算机。
14.嵌入式系统基本要求：不能崩溃，并能自愈。
尽量减少安全漏洞和不可靠隐患。
15.哈弗结构是一种将程序指令储存和数据储存分开的存储器结构。
16.UART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。
该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。
17.NMI中断是不可屏蔽中断，通常用于故障处理。
18.常用中断源有定时中断、串口中断、I2C中断、外部中断。
19.异步传输是指一次传输一个5~8位的字符数据。
每个字符用一个起始位引导，用一个停止位结束。
20.奇校验规定：一个字节中1的个数必须是奇数。
若非奇数，则在校验位置1。
21.数据的收发常采用查询和中断两种方式进行。
22.I2C总线是Philips公司开发的一种简单、双向、二线制、同步串行总线。
23.I2C的启停:起始条件：SCL为高电平，SDA从高电平向低电平切换停止条件：SCL为高电平，SDA从低电平向高电平切换24.STM32芯片采用Cortex-M3的内核。
25.STM GPIO引脚分为5组16位I/O口，均以P开头。
26.NRST复位引脚，低电平有效27.Cortex-M3是32位内核，存储采用哈弗结构。
嵌入式系统课程总结和期末考试复习课件
2020/2/26
大端格式(big-endian)：字数据的高字节存储在低地址中， 而字数据的低字节则存放在高地址中。
状态切换方法
ARM指令集和Thumb指令集均有切换处理器状态 的指令，并可在两种工作状态之间切换，
在开始执行代码时，应该处于ARM状态。
•两种状态的切换 程序执行过程中，通过执行带状态切换的分支指令
BX，随时在两种工作状态之间进行切换。并且处理器 工作状态的转变，并不影响处理器的工作模式和相应 寄存器中的内容。
单片机属于嵌入式系统，故嵌入式系统的历史已经 有几十年。
单片机与嵌入式系统有区别，只有嵌入式系统的部 分结构和部分功能：
1）单片机数据处理能力有限、处理速度有限，不 能够用于所有的嵌入式系统
2）单片机不使用操作系统 3）单片机无网络功能
2微处理器（MPU）
◆ 嵌入式微处理器（Micro Processor Unit)是由 通用计算机中的CPU演变而来的，80386－80387
Chip)
5 可编程片上系统（SOPC）(System On Programmable
Chip)
1.微控制器（MCU）：
◆ 嵌入式微控制器的典型代表是单片机这种8位的处 理器，目前仍然有广泛的应用。 ◆ 单片机芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、总线 逻辑、定时/计数器、I/O、串行口、EEPROM 等 各种必要功能和外设。
2020/2/26
第四阶段 以基于网络操作为标志的嵌入式系统，这是一个正在
迅速发展的阶段。
2020/2/26
1.3 嵌入式处理器
嵌入式系统的核心部件是嵌入式处理器，据不完全统 计，全世界大约有1000多种嵌入式处理器，流行的体系 结构有30多个系列。如MCS-51、PIC、AVR、ARM、 DSP等，其中MCS-51占了多半，生产厂家20多个， 350多种衍生产品，仅Philips就有近百种。处理速度从 0.1MIPS到2000MIPS，寻址空间从64KB到4GB。
嵌入式系统期末复习
第一章嵌入式系统概述1.写出下列英文缩写的英文原文及中文含义。
RAM 随机存储器DRAM动态随机存储器ROM只读存储器PROM可编程只读存储器EPROM可插除可编程只读存储器FLASH多媒体存储RTOS 实时操作系统SOPC 片上可编程系统IP IP盒OS 操作系统BSP 板级支持包ICE 硬件调试器EEPROM 电可插除可编程只读存储器API应用程序接口RISC精简指令集计算机SPI 串行万维指令MMU 存储管理单元UART 异步接受发送装置ARM 先进RISC存储器SWI软件终端指令FIQ 快速终端请求CAN CAN总线DMA直接内存存取FPGA可编程们阵列GPIO2.什么是嵌入式系统？与通用计算机相比，它有哪些特点？其应用范围包括哪些？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。
特点：软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求应用范围：常用在系统实时高效性，软件固态化以及应用的专用性等方面。
3.嵌入式系统的组成结构包括哪几个部分？嵌入式系统主要包括硬件和软件两个部分。
具体包括：应用层，OS层，BSP（板级支持包），和硬件层。
4.简述嵌入式系统的硬件组成，并解释什么是嵌入式微处理器，嵌入式微控制器，DSP和SOC/SOPC。
以嵌入式微处理器为中心，配置存储器。
I/O设备，通讯模块以及电源等。
嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。
5.简述IP盒的基本概念，它和SOC的关系是什么？6.简述嵌入式系统软件的组成和功能？组成：应用层，OS层，BSP层第二章ARM微处理器及其开发应用1.比较CISC体系结构和RISC体系结构的特点，ARM为何采用RISC结构？CISC指令集设计的主要趋势是增加指令集的复杂度。
RISC的中心思想是精简指令集的复杂度，精简指令的硬件设计，硬件只执行很贱的那部分指令，大部分指令有简单指令完成。
嵌入式系统原理及设计复习要点考试
一、二、三、四、知识点：填空题（每空选择题（每题1 分，共15 分）2 分，共20 分）简答题（5 小题，共35 分）综合应用题（ 2 题，共30 分）第1章嵌入式系统概述嵌入式系统的分类：四类1. P5嵌入式微处理器、微控制器、dsp 处理器、片上系统嵌入式操作系统基本概念：前后台系统、内核、占先式内核、非占先式内核、中断P7-102.前后台系统：对基于芯片的开发来说，后台系统或超循环系统。
应用程序一般是一个无限的循环，可称为前内核：多任务系统中，内核负责管理各个任务，或者说为每个任务分配CPU时间，并且负责任务之间的通信。
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，个任务，由实时内核来管理它们。
是因为实时内核允许将应用分成若干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。
非占先式内核：非占先式内核要求每个任务自动放弃调度法也称作合作型多任务，各个任务彼此合作共享一个务来处理。
中断服务可以使一个高优先级的任务由挂起状态CPU 的所有权。
非占先式CPU。
异步事件还是由中断服(mount) 变为就绪状态。
但中断服务以后控制权还是回到原来被中断了的那个任务，直到该任务主动放弃CPU 的使用权时，那个高优先级的任务才能获得CPU的使用权。
占先式内核：一旦就绪，总能得到当系统响应时间很重要时，要使用占先式内核。
最高优先级的任务CPU 的控制权。
当一个运行着的任务使一个比它优先级高的任务进入了就绪状态，当前任务的CPU 使用权就被剥夺了，或者说被挂起了，那个高优先级的任务立刻得到了CPU 的控制权。
如果是中断服务子程序使一个高优先级的任务进入就绪态，中断完成时，中断了的任务被挂起，优先级高的那个任务开始运行。
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，称为中断服务子程序（ISR）。
嵌入式系统期末复习.pptx
• 任务会在不同的状态之间进行转换，即 任务状态的变迁
运行态
需要 资源
获得CPU 就绪态
被高优先级 任务抢占或
超时
获得资源
等待态
任务状态变迁
任务切换 时机
退出
任务切换
中断、自陷 运行任务因缺乏资源而被 阻塞 时间片轮转调度时
高优先级任务处于就绪时
第三节
任务调度
• 引入线程的概念后，可把进程和线程的 使用分为以下几种模型：
– 单进程/单线程模型（如MS-DOS）：整个系统只有 一个进程、一个线程
– 单进程/多线程模型：在单进程/多线程模型中，整 个系统有一个进程、多个线程
– 多进程/单线程模型（如传统的UNIX）：在多进程/ 单线程模型中，整个系统有多个进程，每个进程只 有一个线程
– 并行性：
• 系统中同时存在多个任务，这些任务在宏观上是同时运行的。
– 异步独立性：
• 每个任务各自按相互独立的不可预知的速度运行，走走停停。
多任务运行情况
任务的内容
• 任务主要包含以下内容：
– 代码：一段可执行的程序 – 数据：程序所需要的相关数据（变量、工作空
间、缓冲区等） – 堆栈 – 程序执行的上下文环境
任务状态与变迁
• 任务拥有的资源情况是不断变化的，导致 任务状态也表现出不断变化的特性。
• 不同的实时内核实现方式对任务状态的定 义不尽相同，但是都可以概括为三种基本 的状态：
– 等待（waiting）：任务在等待某个事件的发生； – 就绪（ready）： 任务等待获得处理器资源； – 执行（running）：任务获得处理器资源，所包
• RTOS
– 调度的实时性 – 响应时间可确定性 – 高可靠性
嵌入式系统设计期末复习资料
嵌⼊式系统设计期末复习资料1.嵌⼊式系统概念。
答：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。
2.⾮占先式内核与占先式内核答：⾮占先式内核：要求每个任务⾃我放弃CPU 的所有权。
⾮占先式调度法也称作合作型多任务，各个任务彼此合作共享⼀个CPU。
占先式内核：最⾼优先级的任务⼀旦就绪，总能得到CPU的控制权。
3. 常见的嵌⼊式操作系统答：1.嵌⼊式Linux，2.Win CE，3.VxWorks， 4.µC/OS-II4. ARM体系结构的特点答：1. 每条数据处理指令可同时包含算术逻辑单元（ALU）的运算和移位处理，实现ALU 和移位器的最⼤利⽤；2. 使⽤地址⾃增和⾃减的寻址⽅式优化程序循环；3. 装载/保存指令对数据的批量传输，实现最⼤数据吞吐量;4. ⼤多数指令的条件执⾏，实现最快速的代码执⾏。
5. ARM流⽔线答：分为3级流⽔线，1. 取指（从寄存器装载⼀条指令），2. 译码（识别将要被执⾏的指令），3. 执⾏（处理指令并将结果写回寄存器）7. ARM处理器的状态答：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。
8. CSPR与SPSR答：寄存器CPSR为当前程序状态寄存器，在异常模式中，另外⼀个寄存器“程序状态保存寄存器（SPSR）”可以被访问。
每种异常都有⾃⼰的SPSR，在进⼊异常时它保存CPSR 的当前值，异常退出时可通过它恢复CPSR。
9. IRQ与FIQ答：2个中断禁⽌位(IRQ禁⽌与FIQ禁⽌)，中断禁⽌控制位I和F当控制位I置位时，IRQ中断被禁⽌；当控制位F置位时，FIQ中断被禁⽌。
嵌入式期末复习资料（4）
嵌入式期末复习资料（4）一、嵌入式系统的基本定义，特点，嵌入式系统硬件和软件的组成。
嵌入式系统的开发流程和开发方法。
定义：嵌入式系统是指融合了计算机软硬件技术、通信技术和微电子技术，它是将计算机直接嵌入到应用系统中，利用计算机的高速处理能力以实现某些特定的功能的系统。
国内定义：以应用为中心、以计算机技术和通讯技术为基础、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。
特征：1、系统精简：可用资源有限，其硬件和软件系统必须高率、量体裁衣。
通常的原则：满足功能，尽可能精简。
2、专用性强：硬件和软件系统结合非常紧密。
产品具有较长的生命周期。
3、高可靠性：高可靠性是嵌入式应用的基本要求。
大多数应用要求较强的实时性4、专用开发工具和环境：嵌入式系统本身不具备自举开发能力，必须有一套专用开发工具和环境。
硬件组成：嵌入式处理器、存储器、I/O设备、通信模块以及电源等必要辅助接口软件组成：设备驱动层、实时操作系统、中间件层、实际应用程序层。
….(P1)嵌入式系统开发流程：确定产品需求——选择开发方案（选择主要芯片，确定编程语言，选择开发环境，RTOS的使用，测试工具与其他辅助设备）——设计与调试——测试——产品。
开发方法：1、嵌入式开发和调试工作通常要通过高性能的宿主机完成。
2、嵌入式应用软件通过交叉编译器，完成交叉编译和连接后下载到目标机。
a、宿主机：进行嵌入式软件开发的主机b、目标机：将要开发的目标板嵌入式系统的调试有四种基本方法：模拟调试、全仿真调试、BDM/JTAG调试软件调试二、嵌入式操作系统的种类，Windows和Linux的区别，Linux 主要组成部分。
常用Linux指令。
嵌入式操作系统的种类：1、通常按体系的分类：a、Windows兼容系列：Windows CE/NT/XPb、Linux类：嵌入式Linux, uCLinux, RTLinuxc、通信领域嵌入式操作系统：VxWorks 、VRTX 、QNS 、pSOSd、单片机类：iRMX 、CMX 、uC/OSe、面向Internet类：Palm OS 、Visor 、Hopen等2、按实时/非实时分类：实时操作系统：VxWorks 、RTLinux弱实时操作系统：Windows CE/NT/XP非实时操作系统: Linux 、uClinux3、按商用和免费分类：免费型：Linux uC/OS商用型：VxWorks 、Windows CE 、Palm OS、pSOS、OS-9Linux与Windows的区别：1、Linux的应用目标是网络2、可选的GUI：用户可以只运行GUI，或者在需要时使用图形窗口运行GUI 3、文件名扩展：Linux不使用文件名扩展来识别文件的类型4、重新引导：一旦开始运行，它将保持运行状态，直到受到外来因素的影响，比如硬件故障。
嵌入式系统原理_总复习_复习课件_
n ARM程序设计基础
n 1、ARM完整汇编程序的结构，常用汇编语 句的作用
n 2、ARM与C的混合编程：
n
（1）C语言中内嵌汇编的方法
n
（2）C和ARM汇编语言之间的相互调
用方法
n 3、Startup.S分析：作用，如何跳转到C语 言
9
CHAPTER
4 嵌入式系统 的存储系统
10
主要内容
3.1 存储器组织及接口方式：RAM、ROM 3.2 各类存储器的特点：SRAM、DRAM、Flash 3.3 虚拟存储的基本原理 如何设计给定系统的存储器：如手持设备
设
驱动程序设计
计 软件详细设计
应用程序设计与调试
④
系统集成与测试
19
n 掌握各阶段应该完成那些任务，做到什么程 度。
n 能针对某个设计要求，进行需求分析（的方 法）、概要设计（总体设计，硬件系统、软 件系统）、详细设计。
20
4
主要内容
一、嵌入式系统的概念 3、嵌入式系统的组成结构：4层 4、嵌入式系统的分类：按实时性分；按嵌入式软件结构分
二、发展趋势（了解）
5
CHAPTER
3 嵌入式 处理器
6
主要内容
一、嵌入式处理器概述：基本架构、体系结构及分类 二、ARM处理器体系结构 1、ARM处理器系列及ARM7与ARM9的主要特点 2、RISC体系结构 3、ARM的总线：AHB，APB 4、工作状态：ARM状态和Thumb状态 5、ARM处理器工作模式：7种 6、寄存器结构：37个寄存器（31+6） 7、存储系统：地址空间，大小端格式
嵌入式系统原理 总复习
2017年 青岛科技大学信息学院
课程主要内容
《微处理器与嵌入式系统设计》期末复习要点
《微处理器与嵌入式系统设计》期末复习要点程序编写利用定时器TIM2实现LED灯精确1s闪烁一次。
LED灯由PB5端口控制。
（提示：TIM2在APB1总线上，速率为72MHz。
定时时间计算公式：T=（TIM_Period +1）*（TIM_Prescaler +1）/TIMxCLK）time.cvoid TIM2_Int_Init(){TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE); //时钟使能TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = (36000-1); //设置自动重载计数周期值TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =(2000-1); //设置预分频值TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分频因子:fDTS = fCK_INT TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //设置为向上计数方式TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIM2的时间基数单位TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update ,ENABLE); //使能TIM2更新中断/*****配置TIM2中断参数**/NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);// 设置中断优先级分组2NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn; //TIM2中断NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; //抢占优先级0级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //响应优先级3级NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道被使能NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据NVIC_InitStruct中指定的参数初始化外设NVIC寄存器TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); //使能TIM2外设}led.cvoid LED_Init(void){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //使能时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //PB5端口配置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //设置为推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //输出速度为50MHz GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //根据设定参数初始化端口GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); //PB5 输出高电平}main.cu8 i=0;int main(void){delay_init(); //延时函数初始化LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口TIM2_Int_Init();//初始化定时器2while(1);}void TIM2_IRQHandler(void) //TIM2中断服务函数{if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) != RESET) //检查TIM2中断发生与否{i=~i; //变量i取反if(i==0)GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); //PB5 输出高电平elseGPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5); //PB5 输出低电平}TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update); //清除TIM2更新中断标志}《嵌入式系统与设计》复习题一、填空题1．ARM这个缩写包含三种含义:一是指（）；二是指（）；三是指（）。
嵌入式系统复习终极版word精品文档10页
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。
嵌入式系统复习资料课件
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六. 嵌入式设备驱动
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6.1 Linux下设备驱动程序简介
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6.2 Linux设备的分类
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7.6 GTK+的基本概念
• 信号、事件和对象 • 构件 • 容器 • 消息及回调函数的概念
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• 硬件和软件的选择包括：
• 处理器(如51、ARM) • 硬件部件(如运放、短信模块) • 操作系统(如uC/OS-II、WinCE) • 编程语言(如汇编、C) • 软件开发工具(Keil、ADS) • 硬件调试工具(如Wiggler下载线、ULink) • 软件组件(如LWIP、JFFS)
• 7.Makefile文件、MAKE工具 • 8.Makefile基本规则 • 9.宏和标签
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提纲
• 1. ARM系统结构简介 • 2. ARM-Linux内存管理 • 3. ARM-Linux 的中断响应和处理 • 4. ARM-Linux系统调用 • 5. 系统的启动和初始化 • 6. ARM-Linux进程管理和调度 • 7. Linux的模块机制
• 理解嵌入式系统应用开发流程，理解 交叉编译与交叉链接的概念，掌握远 程调试开发是如FLASH与NORFLASH的功能及区别 • 2. RS232电平转换电路
• 3.边界扫描技术JTAG • 4.嵌入式软件系统基本模型 • 5.Boot Loader 的概念 • 6.宿主机环境建立
• Ext2fs 、JFFS和YAFFS
• ext、 ext2、xia、vfat、minix、msdos、umsdos、 proc、smb、 ncp、iso9660、sysv、hpfs、affs、ufs、vfs等
嵌入式系统设计复习
嵌入式系统设计复习第一章嵌入式系统概述提纲：1、掌握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、体积、功耗、实时性严格要求的专用计算机系统。
2、了解嵌入式系统的一般组成硬件：CPU、Memory、I/O软件：RTOS、文件系统、GUI和应用软件等知识点：1、嵌入式系统的定义与特点以应用为中心，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、实时性严格要求的专用计算机系统。
2、RISC指令系统的特点优点：缩小内核体积，降低功耗缺点：复杂功能的实现效率低3、嵌入式系统由硬件与软件组成，其中软件的组成RTOS、文件系统、GUI和应用软件4、嵌入式系统的运行可靠性指标平均无故障时间5、嵌入式操作系统的种类，最方便移植的操作系统Linux、VxWorks、WinCE、Palm、μC/OS-II、eCos.最方便移植的是Linux。
6、根据嵌入式系统使用的微处理器，嵌入式系统的分类嵌入式微控制器、嵌入式微处理器、嵌入式DSP处理器以及片上系统。
7、实时嵌入式操作系统RTOS的特点一、时间约束性实时系统的任务具有一定的时间约束（截止时间）。
根据截止时间，实时系统的实时性分为“硬实时”和“软实时”。
硬实时是指应用的时间需求能够得到完全满足，否则就造成重大安全事故，甚至造成重大的生命财产损失和生态破坏，如在航空航天、军事、核工业等一些关键领域中的应用。
软实时是指某些应用虽然提出时间需求，但实时任务偶尔违反这种需求对系统运行及环境不会造成严重影响，如监控系统等和信息采集系统等。
二、可预测性可预测性是指系统能够对实时任务的执行时间进行判断，确定是否能够满足任务的时限要求。
由于实时系统对时间约束要求的严格性，使可预测性称为实时系统的一项重要性能要求。
除了要求硬件延迟的可预测性以外，还要求软件系统的可预测性，包括应用程序的响应时间是可预测的，即在有限的时间内完成必须的工作；以及操作系统的可预测性，即实时原语、调度函数等运行开销应是有界的，以保证应用程序执行时间的有界性。
嵌入式期末考试复习资料
嵌⼊式期末考试复习资料1、ARM微处理器有 7种⼯作模式，它们分为两类⾮特权模式、特权模式。
其中⽤户模式属于⾮特权模式2、ARM⽀持两个指令集， ARM核因运⾏的指令集不同，分别有两个状态ARM 、 Thumb ，状态寄存器CPSR的 T 位反映了处理器运⾏不同指令的当前状态3、ARM核有多个寄存器，其中⼤部分⽤于通⽤寄存器，有⼩部分作为专⽤寄存器，R15 寄存器⽤于存储PC，R13通常⽤来存储 SPARM处理器有两种总线架构，数据和指令使⽤同⼀接⼝的是冯诺依曼，数据和指令分开使⽤不同接⼝的是哈佛结4、ARM微处理器复位后，PC的地址通常是0x0 ，初始的⼯作模式是Supervisor 。
5、ARM微处理器⽀持虚拟内存，它是通过系统控制协处理器 CP15 和MMU（存储管理部件）来进⾏虚拟内存的存储和管理。
当系统发⽣数据异常和指令领取异常时，异常处理程序透过嵌⼊式操作系统的内存管理机制，通过MMU交换物理内存和虚拟内存的页⾯，以保证程序正常执⾏。
6、编译链接代码时，有两种存储代码和数据的字节顺序，⼀种是⼩端对齐，另⼀种是打断对齐7、构建嵌⼊式系统开发环境的⼯具链有多种，其中开放源码的⼯具链是 GNU⼯具链，ARM公司提供的⼯具链是 ADS⼯具链8、计算机有CISC和RISC两种类型，以ARM微处理器为核⼼的计算机属于RISC 类型，其指令长度是定长的嵌⼊式系统的设计可以分成三个阶段：分析、和⽬前使⽤的嵌⼊式操作系统主要有、、、和等。
9、XScale微处理器使⽤的是ARM公司版内核和指令集。
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，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10、ARM微处理器有种⼯作模式，它们分为两类：特权模式，和。
其中⽤户模式属于11、ARM核有两个指令集，分别是、初始的⼯作模式是12、在ARM体系构架中对复杂的内存管理是通过系统控制协处理器和MMU （存储管理部件）来进⾏的。
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❖ 嵌入式实时系统除具有嵌入式系统的基本特征外， 还具实时性和可靠性的重要特点。
❖ 微处理器的时钟频率比内存速度提高快得多， 高速缓存可以提高内存的平均性能。
学习交流PPT
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❖ 微处理器是整个系统的核心，通常由3大部分组成： 控制单元、算术逻辑单元和寄存器组。
问题3. PowerPC架构嵌入式微处理器的 主要特点
❖ 独特的分支出来单元可以让指令预期效率大大提 高
❖ 超标量的设计 ❖ 可处理“字节非对齐”的数据存储
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问题4.嵌入式系统设计应用
❖ 嵌入式系统一般定义：以应用为中心、以计算机 技术为基础，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。
嵌入式系统设计
参考课件
学习交流PPT
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问题1. 嵌入式系统介绍
• 嵌入式系统硬件的核心是嵌入式微处理器
• 嵌入式处理器指令的执行周期包括取指令、指 令译码、执行指令、存储
• 嵌入式发展的四个阶段：
• 第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统，同时具有 与监测、伺服、指示设备相配合的功能。
• 第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式 系统。
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3.中断延迟
• 中断延迟：中断延迟是指中断发生到开始执行 中断处理程序的这一段时间。
4. 实时执行体
❖ 实时执行体：实时执行程序包括一套支持实 时系统所必需的机制，如多任务支持、CPU 调度、通信和存储分配等。在嵌入式应用中， 这一套机制被称为实时操作系统或实时执行 体或实时内核。VxWorks就是一个实时执行 体，编程人员根据实时执行体基础构造自己 的应用。
ICE • 运行于宿主机的交叉编译器和链接器、以及开发工具链或
软件开发环境嵌入式操作系统
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问题10. Qtopia Core的底层图形接口是什么？ 它的驱动程序的实现分为哪两个方面？
1）FrameBuffer 2）一方面是对LCD以及其相关部件的初始化，包括画 面缓冲区的创建和对DMA通道的设置。另一方面是对 画面缓冲区的读写。
4）GUI消息驱动模块：该模块是GUI系统的通信模 块，负责GUI的消息接收和与其他任务的通信以及消 息队列的维护。
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问题9.嵌入式开发环境主要包括哪些组件？
• 嵌入式系统开发需要交叉编译和在线调试的开发环境，主 要包括：
• 宿主机 • 目标机（评估电路板） • 基于JTAG的ICD仿真器、或调试监控软件、或在线仿真器
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问题5. 嵌入式系统设计细节
1.优先级驱动
• 优先级驱动：在一个多任务系统中，正在运行 的任务总是优先级最高的任务。在任何给 定 的时间内，总是把处理器分配给最高优先级的 任务。
2.相对寻址
❖ 相对寻址：以程序计数器PC的当前ห้องสมุดไป่ตู้为基地 址，指令中的地址标量作为偏移量，将两者 相加后得到操作数的有效地址。
❖ 一场出现后处理器强制从异常类型所对应的固定存 储器地址开始执行程序，这些存储器地址称为异常 向量。
❖ 总线定时方式有三种：同步定时、异步定时、半同 步定时。
❖ GCC的编译流程分为4个步骤，分别为：预处理、编 译、汇编、链接。
❖ ARM核有多个寄存器，其中大部分用于通用寄存器， 有小部分作为专用寄存器，R15寄存器用于存储PC， R13通常用来存储SP。
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问题11. 综合例题
例一：写一段 ARM汇编程序：循环累加队列myarray 中的所有元素，直到碰上零值元素，结果放在r4中。 程序框架如下，补充代码完成上述功能。
AREA total, CODE READONLY ENTRY start MOV r4, #0 ADR r0, myarray （在此补充代码）
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❖ 在Windows CE 中可使用CreateThread()函数创建 一个新线程。
❖ 嵌入式系统的开发由于受到系统资源开销的限制， 通常采用交叉开发环境。
❖嵌入式系统的软件通常固态化存储在ROM、 FLASH或NVRAM中。
❖ UpdateDate，顾名思义是用来刷新数据的。语句 UpdateDate(TRUE)刷新控件的值到对应的变量，语 句UpdateDate(FALSE)拷贝变量值到控件显示。
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问题6.目前使用的嵌入式操作系统主要有哪些？请举 出六种较常用的。
Windows CE/Windows Mobile、
VxWork、
Linux、uCos、
Symbian、QNX（任选六）
问题7. 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？
Boot Loader是在嵌入式系统复位启动时，操作系 统内核运行前，执行的一段程序。通过Boot Loader，初始化硬件设备，建立内存和I/O空间映 射图，为最终加载操作系统内核调整好适当的系统 软硬件环境。
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5. 堆栈寻址
• 堆栈寻址：堆栈是一种数据结构，按先进后出 （FILO，First In Last Out）的方式工作，使用 一个称作堆栈指针的专用寄存器指示当前的操 作位置，堆栈指针总是只向栈顶。
6. 重调度过程
❖ 重调度过程：重调度过程是一段系统程序，用 于判定任务优先级和任务的执行状态。一旦任 务的状态发生变化，就会引起切换。
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问题8.嵌入式GUI的实现一般要划分为几个模
块？简述各个模块的功能
1）GUI用户接口模块：为上层应用软件开发人员提 供方便、易用的API接口函数。
2）GUI对象模块：GUI对象模块对窗口环境中的逻 辑对象进行组织管理。
3）GUI基本图形模块：在该模块中实现了对显示 输出设备的操作，如画点、画线、画矩形等基本功 能，还有对字符的解析输出以及对图形的解析输出。
• 第三阶段是实时操作系统的嵌入式系统的嵌入式系统阶段。 • 第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅
速发展的阶段。
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问题2. VxWorks的优势
• 操作系统是WindRiver公司推出的一种32位嵌入式 实时操作系统它的优点是VxWorks源码开源，用户 的开发成本低。