《嵌入式系统基础教程》第07讲_第4章ARM存储器组织和异常中断_习题3 51页
嵌入式系统开发第四章课后作业答案
第四章LPC2000系列ARM硬件结构1、基础知识（8）、FIQ、IRQ有什么不同？向量IRQ和非向量IRQ有什么不同？答：FIQ是快速中断，具有最高优先级，中断处理转入FIQ模式；IRQ是普通中断，优先级低于FIQ，中断处理转入IRQ模式。
向量IRQ支持16个向量IRQ中断，16个优先级，能为每个中断源设置服务程序地址；非向量IRQ支持一个非向量IRQ中断，所有中断都共用一个相同的服务程序入口地址。
（9）、在使能,禁止FIQ和IIRQ时,为什么操作SPSR寄存器而不操作CPSR寄存器？答：在用户模式下，无法修改CPSR，只有在特权模式下修改SPSR后，通过退出特权模式，然后恢复SPSR到CPSR，才能修改CPSR。
（11）、向量中断能嵌套吗？请结合ARM体系结构进行阐述。
答：ARM的中断管理体系和51系列微控制器的中断管理体系不太一样。
ARM的中断不会自动嵌套，实现ARM微控制器的中断嵌套比较烦琐，不提倡中断嵌套。
但不排除需要嵌套的应用，因而在启动代码中，有对中断嵌套的处理。
中断嵌套的原则：低优先级的中断嵌套高优先级的中断可嵌套中断服务程序编写方法：1、保存当前中断使能寄存器VICIntEnable的值；2、禁止当前中断和低优先级中断；3、清除中断逻辑，使VIC能够响应更高优先级的中断；4、中断处理服务程序；5、恢复保存的中断使能寄存器的值。
（19）LPC2000系列ARM7微控制器具有哪两种低耗模式？如何降低系统的功耗？答： 2 个低功耗模式：空闲和掉电；降低功耗方法：设定极低功耗定时器每一秒钟触发CPU一次->CPU进入掉电状态->一秒钟后定时器触发CPU进入工作模式，写液晶显示器显示字符（走秒）->CPU进入掉电模式->一秒钟后定时器再次出发CPU进入工作模式。
ARM嵌入式学习教程第07讲
编I函数
µC/OS-Ⅱ(其它内核也一样)要求用户提供定时中断 来实现延时与超时控制等功能。这个定时中断叫 做时钟节拍，时钟节拍由OS_TICKS_PER_SEC 宏定义设定。时钟节拍的实际频率是由用户的应 用程序决定的。时钟节拍的频率越高，系统的负 荷就越重。 注意在具体设定是要考虑到处理器的 实际情况，太低可能造成定时器溢出，太高系统 负荷太重。
嵌入式人才培养工程
ARM嵌入式系统设计与 项目开发
第七讲 uC/OS-II多任务调度和通信 主要内容
uC/OS-II多任务程序的编写 uC/OS-II任务之间通信手段的介绍 uC/OS-II多任务间通信程序的编写
uC/OS可以管理64个任务，但目前的版本系统占用了两个任 务，还保留了其他六个任务，故用户可以使用56个任务。每 个任务必须赋予一定的优先级，优先级数越高，优先级越 低，所以0级优先级的任务有最高的优先级。通过在 OS_CFG.H文件中定义宏OS_LOWEST_PRIO可以决定系统 的任务的个数。系统目前占用的两个任务为空闲任务IDLE TASK和统计任务STAT TASK。当没有其他任务进入就绪状 态时空闲任务投入运行，空闲任务什么也不做，只是简单的 将计数器加1，这个计数器可以用来统计CPU的利用率。
uC/OS下每个任务可以有如下五种状态：
休眠态(dormant)：指任务驻留在程序空间中，还没有交给内 核管理。把任务交给内核是通过调用OSTaskCreate( )或 OSTaskCreatExt( )实现的。 就绪(Ready)：当任务一旦建立，这个任务就处于就绪态准备 运行。任务可以动态的被另一个程序建立，也可以在系统运 行开始之前建立。通过调用OSTaskDel( )使任务返回到休眠 态。就绪态的任务都放在就绪列表中。在任务调度时，指针 OSTCBHighRdy指向优先级最高的就绪任务，也就是立刻 就要运行的任务。
ARM嵌入式系统基础教程试题及答案
《ARM嵌入式系统基础教程》试题及答案一、选择题1、以下说法不正确的是（B ）。
A、任务可以有类型说明B、任务可以返回一个数值C、任务可以有形参变量D、任务是一个无限循环2下列描述不属于RISC计算机的特点的是（C）。
A.流水线每周期前进一步。
B．更多通用寄存器。
C．指令长度不固定，执行需要多个周期。
D．独立的Load和Store指令完成数据在寄存器和外部存储器之间的传输。
3 存储一个32位数0x2168465到2000H～2003H四个字节单元中，若以大端模式存储，则2000H存储单元的内容为（D）。
A、0x21B、0x68C、0x65D、0x024 μCOS-II中对关键代码段由于希望在执行的过程中不被中断干扰，通常采用关中断的方式，以下X86汇编代码正确而且不会改变关中断之前的中断开关状态的是（D）A.先CLI、执行关键代码、再STIB. 先STI、执行关键代码、再CLIC. 先POPF、CLI、执行关键代码、再PUSHFD. 先PUSHF、CLI、执行关键代码、再POPF。
5 RS232-C串口通信中，表示逻辑1的电平是（D ）。
A、0vB、3.3vC、＋5v～＋15vD、－5v～－15v6 ARM汇编语句“ADD R0, R2, R3, LSL#1”的作用是（A）。
A.R0 = R2 + (R3 << 1)B. R0 =( R2<< 1) + R3C. R3= R0+ (R2 << 1)D. (R3 << 1)= R0+ R27 IRQ中断的入口地址是（C）。
FIQ的入口地址为0x0000001CA、0x00000000B、0x00000008C、0x00000018D、0x000000148 S3C2420X I/O口常用的控制器是（D）。
A.端口控制寄存器（GPACON-GPHCON）。
B.端口数据寄存器（GPADAT-GPHDA T）。
《嵌入式系统基础教程》第07讲第4章ARM存储器组织和异常中断习题
区域属性
l 有关区域的属性如下：
l 区域可以相互重叠 l 每一个区域有一个优先级，该优先级与分配给区域
的权限无关 l 当区域重叠时，具有最高优先权的区域的属性可以
参看ARM1136的方框图
2008年6月21日
《嵌入式系统基础教程》第07讲第4 章ARM存储器组织和异常中断习题
ARM966E-S核的TCM地址映射
2008年6月21日
《嵌入式系统基础教程》第07讲第4 章ARM存储器组织和异常中断习题
ARM966E-S的TCM别名地址空间
l 物理存储块可以 通过TCM接口映 射在片内的TCM 存储区
l 对于不需要PU的嵌入式系统而言，PU简化了硬件和 软件，主要表现在不使用转换表，这样免去了硬件遍 历转换表和软件建立与维护转换表。
2008年6月21日
《嵌入式系统基础教程》第07讲第4 章ARM存储器组织和异常中断习题
保护单元的工作原理和作用
l ARM核的PU使用区域（region）来管理系统保护。 区域是一个存储空间相关联的一组属性，处理器 核将这些属性保存在协处理器CP15的一些寄存器 里，并用0-7的号码标识每一个区域（它也是一个 具有特定属性的逻辑存储空间）。
ARM966E-S的TCM特点接口（续2）
The ARM966E-S processor contains a TCM controller that:
◇ schedules requests to the TCM interface ◇ handshakes with the ARM966E-S memory system
l 区域的存储边界通过两个属性进行配置：起始地 址和大小。
l 区域的大小可以是4KB~4MB的任何2的乘幂。
第四章ARM存储与异常中断处理[1]
![第四章ARM存储与异常中断处理[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/9565188d3968011ca2009116.png)
权限无关 – 当区域重叠时，具有最高优先权的区域的属性可以覆
盖其他区域的属性，优先权仅作用于重叠部分的地址 。
– 区域的起始地址必须是其大小的倍数。 – 区域的大小是2的乘幂，2的12次方到32次方。
2008年6月21日
第四章ARM存储与异常中断处理[1]
访问受保护区域时产生的异常
• 访问所定义区域外的存储器将产生异常。 • 如果是内核预取指令，则PU产生一个预取指令中
止异常。 • 如果是存储器数据请求，则PU产生数据中止异常
。
2008年6月21日
第四章ARM存储与异常中断处理[1]
带PU的ARM核概要
• 以下给出了四种带PU的ARM核概要属性
ARM核
• 如果请求符合区域访问标准，则PU允许内核读/ 写主存；如果存储器请求导致存储器访问违例， 则PU产生一个异常信号。
• 异常信号被传到处理器核，处理器核判断是出异 常是预取指令中止还是数据中止，然后跳转到对 应的异常处理例程。
2008年6月21日
第四章ARM存储与异常中断处理[1]
区域属性
• 有关区域的属性如下：
2008年6月21日
第四章ARM存储与异常中断处理[1]
Cortex-R4F方框图—含TCM接 口
• 注意图的右 侧含有一个 TCM仲裁和 接口模块
2008年6月21日
第四章ARM存储与异常中断处理[1]
ARM1136的TCM支持DMA传 输
• 参看ARM1136的方框图
2008年6月21日
第四章ARM存储与异常中断处理[1]
• 参看下图，抽象成一个呈金字塔型的存储结构 • 注重研究第2层
ARM嵌入式系统基础教程-第二版-不完整答案
第一周作业1写出下列英文简称对应的中文含义答MMR 存取DSP的寄存器PDA 个人数字助理DSP 嵌入式数字信号处理器EMPU 嵌入式微处理器MCU 微控制器SoC 片上系统RTOS 实时操作系统ISR中断服务子程序2 什么是嵌入式系统，有什么特点？答嵌入式系统：嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统特点：嵌入性，内含计算机,专用性4 IEEE的实时UNIX分委会认为实时操作系统应具备哪些特点？答1,异步的事件响应2，切换时间和中断延时时间确定3，优先级中断和调度4，抢占式调度5，内存锁定6连续文件7同步5 前后台系统的概念答对于基于芯片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6 非占先式内核和占先式内核工作时有何不同答1非占先式内核要求每个任务自我放弃CPU的所有权，非占先式调度法耶称作合作型多任务，每个任务彼此合作共享一个CPU，异步事件还是由中断服务来处理,中断服务也可以使一个高优先级的任务由挂起状态变为就绪状态.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,高优先级的任务才能获得CPU的使用权。
2对于占先式内核，最高优先级的任务一旦就绪，总能得到CPU的控制权。
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，那个高优先级的任务立刻得到了CPU的控制权。
7名词解释资源：程序运行时可使用的软，硬件环境。
共享资源：可以被一个以上任务使用的资源代码临界区：指处理时不可分割的代码，运行这些代码不允许被打断任务：一个任务也称为一个线程，是一个简单的程序内核:多任务系统中，内核负责管理各个任务，或者说每个任务分配CPU时间，并且负责任务之间的通信调度:调度是内核的主要职责之一，调度就是决定该轮到哪个任务运行了。
第二章作业1 ARM内核采用什么体系结构?ARM体系结构有什么特性？答ARM内核采用精简指令集计算机(RISC）体系结构。
《嵌入式系统基础教程》第08讲_第4章ARM片上总线和ARM7TDMI核 85页
2008年6月28日
南京大学计算机系
15
嵌入式ICE-RT逻辑
为ARM7TDMI核提供了集成的在片调试支持 可用来设臵断点或观察点出现的条件 嵌入式ICE-RT逻辑包含调试通信通道 DCC，Debug Communications Channel DCC用于在目标和宿主调试器之间传送信息 嵌入式ICE-RT逻辑通过JTAG(Joint Test Action Group)测试访问口进行控制
2008年6月28日
南京大学计算机系
4
AHB、ASB和APB
AMBA规范定义了3种总线： AHB(Advanced High-performance Bus) 用于连接高性能系统模块。它支持突发(burst)数据传 送方式及单个数据传送方式，所有时序都以单一时 钟的沿为基准。 ASB(Advanced System Bus) 用于连接高性能系统模块，它支持突发数据传送模 式。 APB(Advance Peripheral Bus) 为低性能的外围部件提供较简单的接口。
2008年6月28日
南京大学计算机系
18
Thumb指令集
Thumb指令集是通常使用的32位ARM指令集的子集。 每条Thumb指令是16位长，有相应的对于处理器模型有相同效 果的32位ARM指令。 Thumb指令在标准的ARM寄存器配臵下进行操作，在ARM和 Thumb状态之间具有出色的互操作性。 执行时，16位Thumb指令透明地实时解压缩成32位ARM指令， 且没有性能损失。 Thumb具有32位核的所有优点： 32位寻址空间； 32位寄存器； 32位移位器和算术逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit)； 32位存储器传送。
ARM的异常和中断
指令预取中止 0x0000000c 数据访问中止 0x00000010 外部中断 快速中断 0x00000018 0x0000001c
ARM技术及应用
第二章 ARM技术概述
2.7.3 ARM的异常中断向量表 异常中断向量表的大小为32字节； 每个异常中断向量占4个字节，存放一个跳转指令 或向PC寄存器中赋值的数据访问指令； 异常中断响应时，程序计数器PC会指向相应的异常 中断向量，执行跳转指令跳转至相应的异常中断服务 程序中继续执行。
Uboot：免费开源的BootLoader，支持多种处理器 本例Uboot版本： 1.3.2 本例代码：/uboot-1.3.2/cpu/arm920t目录下的start.S ，是系统在Uboot引导下执行的第一段代 Uboot 码。
ARM技术及应用
第二章 ARM技术概述
代码片段分析：
.globl _start _start: b start_code ldr pc, _undefined_instruction ……………….. ldr pc, _irq ldr pc, _fiq _undefined_instruction: .word undefined_instruction ……………………….. __irq: .word irq _fiq: .word fiq
ARM技术及应用
第二章 ARM技术概述
2.7.4 ARM的异常中断响应过程
图2.7.3 异常中断响应过程
ARM技术及应用
第二章 ARM技术概述
2.7.5 ARM的异常中断的返回 复位异常处理程序执行完毕后，不用返回。
图2.7.4 异常中断的返回
ARM技术及应用
嵌入式系统的异常和中断
大多数嵌入式处理器体系结构提供异常和中断机制，允许处理器中断正常的执行路径。
这个中断可能有应用软件有意的触发，或者由一个错误的、不寻常的条件或某些非计划的外部事件触发。
许多实时操作系统提供处理异常和中断的封装器功能，以便保护嵌入式系统开发者避开低层的细节。
这种应用编程层允许程序员把精力集中在必须处理的高层异常处理上，而不是在处理那些冗长的序言和结束语的系统层次上。
然而，当程序员从一个嵌入式应用程序员过渡到一个嵌入式系统程序员的时候，这种隔离可能产生误会并且变成一种障碍。
一、什么是异常和中断一个异常是指任何打断处理器正常执行，并且迫使处理器进入一个由有特权的特殊指令执行的事件。
异常可以分为两类：同步异常和异步异常。
由内部事件（像处理器指令运行产生的事件）引起的异常称为同步异常。
同步异常的例子包括下列各项：1.在某些处理器体系结构中，对于确定的数据尺寸必须从内存的偶数地址进行读和写操作。
从一个奇数内存地址的读或写操作将引起存储器存取一个错误事件并引起一个异常（称为校准异常）。
2.造成被零除的算术运算引发一个异常。
由外部事件（与处理器指令执行不相关的事件）引发的异常，称为异步异常。
一般，这些外部事件与硬件信号相关。
这些硬件信号典型的来源于外部硬件装置。
异步异常的例子包括下列各项：1.按下嵌入式板上的复位按钮，触发一个异步的异常（称为系统复位异常）。
2.另外一个外部设备的例子是，通信处理器模块已经成为许多嵌入式设计的一个完整部分，当它接收数据包时引发异步异常。
一个中断，有时称为一个外部中断，是一个由外部硬件装置产生的事件引起的异步异常。
中断是异常的一类。
中断区别于其它类型的异常，或更精确地说，同步异常区别于异步异常的地方是事件的来源。
同步异常事件是由于执行某些指令而从处理器内部产生的。
而异步异常事件的来源是外部硬件装置。
异常和中断是大多数嵌入式系统中必须存在的精灵。
这个设施是处理器体系结构特定的；如果误用，将成为混乱的设计源。
ARM嵌入式系统基础教程第四章PPT
;R2～R7、R12中(R1自动加1)
R1!,{R2-R4,R6}
周立功单片机
4.1 ARM处理器寻址方式
• 寻址方式分类——堆栈寻址
堆栈是一个按特定顺序进行存取的存储区，操 作顺序为“后进先出” 。堆栈寻址是隐含的，它使 用一个专门的寄存器(堆栈指针)指向一块存储区域 (堆栈)，指针所指向的存储单元即是堆栈的栈顶。 存储器堆栈可分为两种：
#immed_8r——常数表达式
该常数必须对应8位位图，即一个8位的常数通过 循环右移偶数位得到。
循环右移10位 00000000000000000000000000010010 0x00 0x00 0x00 0x12 8位常数
00000100100000000000000000000000 0x04 0x80 0x00 0x00
4.1 ARM处理器寻址方式
• 寻址方式分类——堆栈寻址
堆栈指针指向最后压入的堆栈的有效数据项， 称为满堆栈；堆栈指针指向下一个待压入数据的空 位臵，称为空堆栈。
压栈 SP栈顶 SP栈顶 0x12345678 0x12345678 压栈 0x12345678
SP栈顶 SP栈顶
满堆栈
栈底 栈底
3.寄存器移位寻址；
5.基址寻址； 7.堆栈寻址； 9.相对寻址。
4.寄存器间接寻址；
嵌入式系统基础第7章-中断和异常PPT课件
ARM中断（异常）的各个向量在向量表 中的分配如下：
29
处理器在响应中断（异常后），可以 通过两次跳转转移到中断（异常）服务程 序。两次跳转的示意图如下：
30
2、中断（异常）向量表的保留项
在实际应用系统中，常常会需要多个 中断（异常）向量表，这时就需要利用这 个保留项中数据来对这多个向量表进行区 别。
一种中断处理硬件系统示意图如下：
21
22
处理器在响应中断源2的中断时，其程 序流程如下：
23
7.1.6 中断的处理过程 1、处理器响应中断的条件
处理器响应中断的条件主要有以下几 个： （1）处理器程序状态寄存器的中断屏蔽 标志处于非屏蔽状态。 （2）没有更高级的中断中断请求正在响应 或正在发出、挂起。
7.1.2 中断请求信号的屏蔽
6பைடு நூலகம்
处理器中用来屏蔽中断的积存器和开 关如下：
7
1、可屏蔽中断 人们把带有开关，能阻止中断请求的
中断输入端叫做可屏蔽中断信号输入端。 这类中断叫可屏蔽中断。
2、非屏蔽中断 人们把不带开关，不能阻止中断请求
的中断输入端叫做非屏蔽中断信号输入端。 这类中断叫屏蔽中断。
8
为了对处理器可以接收中断源的数目 进行扩充及对中断进行必要的管理，在中 断源和处理器之间还配有如下图所示的中 断控制器。
12
软件查询法的中断服务程序的流程如下：
13
14
2、中断嵌套
15
7.1.4 中断服务程序 用来处理中断事件的程序叫做中断服
务程序。 中断服务程序的一般结构如下所示：
16
17
中断服务程序与普通子程序的重要差 别在于：
中断服务程序要对中断嵌套进行必要 的管理。既中断服务程序要根据需要，对 程序状态寄存器中的中断允许标志进行相 应的设置。 7.1.5 中断向量和中断向量表
ARM嵌入式系统基础教程习题答案 周立功
ARM嵌入式系统基础教程习题答案周立功arm嵌入式系统基础教程习题答案--周立功第一章思考与练习1、列举3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。
请问:红绿灯掌控,数字空调,机顶盒2、什么叫做嵌入式系统嵌入式系统：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。
3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？嵌入式处理器就是为顺利完成特定的应用领域而设计的特定目的的处理器。
嵌入式微处理器(embeddedmicroprocessorunit,empu)嵌入式微控制器(microcontrollerunit,mcu)嵌入式dsp处理器(embeddeddigitalsignalprocessor,edsp)嵌入式片上系统(systemonchip)4、什么就是嵌入式操作系统？为何必须采用嵌入式操作系统？是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。
其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。
再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了32位cpu的多任务潜力。
第二章1、嵌入式系统项目研发的生命周期分后哪几个阶段？各自的具体任务就是什么？项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4个阶段。
识别需求阶段的主要任务是确认需求，分析投资收益比，研究项目的可行性，分析厂商所应具备的条件。
明确提出解决方案阶段由各厂商向客户递交标书、了解解决方案。
执行项目阶段细化目标，制定工作计划，协调人力和其他资源；定期监控进展，分析项目偏差，采取必要措施以实现目标。
完结项目阶段主要包含转交工作成果，协助客户同时实现商务目标；系统更替给保护人员；还清各种款项。
2、为何要进行风险分析？嵌入式项目主要有哪些方面的风险？在一个项目中，存有许多的因素可以影响至项目展开，因此在项目展开的初期，在客户和研发团队都还未资金投入大量资源之前，风险的评估可以用以预估项目展开可能会遭遇的难题。
ARM嵌入式系统基础教程课后习题答案及练习题__周立功
ARM嵌入式系统基础教程课后习题答案及练习题__周立功一思考与练习1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。
答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒2、什么叫嵌入式系统嵌入式系统：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。
3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？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。
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 Digital Signal Processor, EDSP) 嵌入式片上系统(System On Chip)4、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。
其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。
再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了32 位CPU 的多任务潜力。
第二章1、ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么？64 位乘法指令（带M 后缀的）、支持片上调试（带D 后缀的）、高密度16 位的Thumb 指令机扩展（带T 后缀的）和EmbededICE 观察点硬件（带I 后缀的）2、ARM7TDMI采用几级流水线？使用何种存储器编址方式？三级流水线（取指译码执行）；使用了冯·诺依曼（Von Neumann ）结构，指令和数据共用一条32 位总线。
3、ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别？处理器模式指的是处理器在执行程序时在不同时刻所处的不同状态，处理器状态指的是处理器当前所执行的指令集。
4、分别列举ARM的处理器模式和状态。
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Thumb 指令模式：用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、未定义模式和系统模式。
嵌入式 中断管理.ppt
向量中断
中断硬件设备的硬件中断线（也称为中断请求
IRQ）被中断控制器汇集成中断向量（ interrupt vector）；
每个中断向量对应一个中断服务程序，用来存
放中断服务程序的入口地址或是中断服务程序 的第一条指令。
系统中通常包含多个中断向量，存放这些中断
A
内核中断服务程 内核中断服务程 序入口函数(5) 序出口函数(7)
中断服务 程序
中断延迟
中断响应
用户中断服务子程序代码 (6)
内核中断服务程 序出口函数(10)
CPU上下文恢复(11)
中断返回
B
(12) 任务
中断恢复 任务响应
抢占式调度内核的中断时序图
时间指标
①中断延迟时间 是指从中断发生到系统获知中断，并且开始执行
嵌入式实时操作系统 及应用开发
第七章 中断管理
中断
中断：由于某种事件的发生而导致程序流程 的改变。产生中断的事件称为中断源。
CPU响应中断的条件：
至少有一个中断源向CPU发出中断信号； 系统允许中断，且对此中断信号未予屏蔽。
中断服务程序ISR
中断一旦被识别，CPU会保存部分 （或全部）运行上下文（context，即寄存 器的值），然后跳转到专门的子程序去处 理此次事件，称为中断服务子程序(ISR)。
中断接管 程序
虚拟中断向量表 用户中断服务程序
中断向量号0 中断向量号1 中断向量号2 中断向量号3
…… 中断向量号m
用户中断服务程序0 用户中断服务程序1 用户中断服务程序2 用户中断服务程序3
用户中断服务程序m
内存高端 内存低端
嵌入式系统原理及应用 第四章习题
第四章硬件作业习题7、编写一程序，用查询的方式，对S3C2410X的A/D转换器的第0通道连续进行100次A/D转换，然后将其结果求平均值。
注意：A/D转换器有独立的模拟信号输入引脚AIN0---AIN9。
解：（1）计算预分频值由于A/D转换器的最高输入时钟为2.5MHz，取为1MHz,则预分频值+1 = 50M/1M = 50所以预分频值 = 49（2）程序如下：#define rADCCON (*(volatile unsigned *)0x58000000)#define rADCDAT0 (*(volatile unsigned *)0x5800000c)#define pref 49#define ch 0int adc(int chan){rADCCON=(1<<14)|(pref<<6)|(ch<<3)|1; //设置预分频、通道、启动转换while(rADCCON&0x8000==0); //查询转换是否结束return rADCDAT0&0x3ff; //读取并返回转换结果}void main(){int adc_data=0, i;for(i=0;i<100;i++)adc_data+=adc(ch);adc_data=adc_data/100;printf("adc average is: %d\n"，adc_data);}9、S3C2410X的中断控制器的工作过程是怎样的？对于IRQ，整个中断过程是怎样的（中断控制器处理，向CPU请求，转到中断入口，转去获得中断服务程序的首地址，执行中断服务程序）？答：S3C2410X中断控制器有56个中断源，对外提供24个外中断输入引脚，内部所有设备都有中断请求信号，例如DMA控制器、UART、IIC等等。
S3C2410X的ARM920T内核有两个中断，IRQ中断和快速中断FIQ。
ARM嵌入式C编程标准教程第四章S3C2410的中断系统
2014年福建厦门中考满分作文:老巷的距离老巷的距离黄昏，岁月的老巷。
多少人在这寻找散落的过往。
年代更替，一定有些什么被我遗忘。
否则夕阳的剪影不会那么让人神伤。
深巷内，金属碰击发出最原始的音，踏着饱经风霜的青石板，来到面前--叮……叮叮……叮小时候，住在巷尾，一听见买麦芽糖独特的吆喝声，就再也坐不住了，满脑子尽是卖糖的老人和他的麦芽糖。
老人话不对，也不常吆喝。
穿着靛青的衣，瘦小，皮肤黝黑，像从旧画里走出来的人。
他的糖担绝对是幅旧画：担两头各有一方正的木箱，箱里装的正是麦芽糖。
老人手持一柄铁锤和一长方弧形刀片--或许因饱受糖浆浸渍，铁质部分散发着白色光感。
挑糖担的老人走街串巷，边走边敲，诱惑着我们，带给我们幸福与快乐。
只要听见那独特的吆喝孩子们立即飞奔到家，拿出早已备下的破烂出来。
这是老人身后便多了一条长长的尾巴，打闹着来到巷口。
坐在凤凰木下换那甜腻的糖块。
我跑得慢，也笨拙，常常在长满青苔的石板上滑倒，惹得一身泥浆，竟也未哭，咬着牙，向巷口奔去。
真正108块砖，对于常往来于巷口与巷尾的我早已了然于心。
可每当我气吁吁从尾跑到头，孩子们早早就散去，留下的只有树下的老人和与夕阳一样火红的凤凰花。
刚才奔跑摔倒的疼似涌上心头，我低声啜泣着。
休息的老人，看着满身泥巴的我，神秘兮兮地招手叫唤我来，我跑去，掌心一打开，里面是一小方用红布裹着的麦芽糖，躺在几乎裂成地图的手掌里。
在夕阳下，折射出耀眼的金黄。
伸出舌头，小心舔，那是掌心的甜，是一丝一缕的填满心的。
一条老巷，一个老人，一块方糖。
已是黄昏，晚归的燕子在天边划过一抹精灵般的呢喃，很快就是万家灯火了。
金属碰击发出的最原始的声音，也许它踏过的不仅仅是一百零八块青石板--叮……叮叮……叮22014年福建厦门中考满分作文:今天与明天的距离今天与明天的距离我们命定的目标与道路不是受苦也不是享乐，而是行动在每一个明天都要比今天更前进一步--胡费罗当蜘蛛网无情地查封了你的炉台，灰烬的余烟叹息着末日的悲哀，你是否痛恨如今。
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2008年6月21日
片上存储器用作紧耦合存储器
紧耦合存储器的英文原文如下： Tightly Coupled Memory，TCM 弥补Cache访问的不确定性而增加的片上存储器。 除了片上紧耦合存储器外，还有紧耦合存储器接 口，它能够提供低延时的外存储器访问。 有的处理器含有分立的指令TCM和数据TCM。 TCM包含在存储器地址映射空间中，可以作为快 速存储器来访问。除了不得包含读敏感地址之外， 对TCM接口上连接的存储器类型没有其他限制。 TCM使用物理地址，对TCM的写访问受到MMU 内部保护信息的控制。
《嵌入式系统原理与开发》
2008年春季
第7讲 南京大学计算机系 俞建新主讲
第4章ARM体系结构
本章主要介绍以下内容：
ARM体系结构版本 ARM处理器系列 ARM流水线 ARM工作模式和工作状态 ARM寄存器组织 ARM存储器组织 ARM的异常中断 AMBA和ARM7TDMI
紧耦 合存 储器 TCM 附加处理器
南京大学计算机系
Flash ROM
2008年6月21日
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片内的TCM存储器
ARM926EJ-S核心内置32KB指令缓存、16KB 数字缓存和8KB数据-TCM（紧密耦合内存） 和8KB指令-TCM（紧密耦合内存）；
2008年6月21日
南京大学计算机系
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Cortex-R4F方框图—含TCM接口
南京大学计算机系 17
2008年6月21日
TCM的使能操作
通过二种方式进行TCM的使能操作
使用处理器芯片的INITRAM引脚 使用 CP15的c1控制寄存器
2008年6月21日
南京大学计算机系
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S3C44B0X和S3C4510B的三种片 上存储器的配置用法
S3C44B0X和S3C4510B都有8KB的片上存储器 它们有三种配置用法 8KB的SRAM 8KB的Cache 4KB的SRAM加上4KB的Cache 较多采用片内RAM配置而非片内Cache配置。
2008年6月21日
南京大学计算机系
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4.6.6 保护单元
保护单元
PU，Protection Unit 也称为：MPU，Memory Protection Unit 为了消除术语的二义性，我们统一使用术语PU 保护单元提供了一个相当简单的替代MMU的方法来 管理存储器。 对于不需要PU的嵌入式系统而言，PU简化了硬件和 软件，主要表现在不使用转换表，这样免去了硬件遍 历转换表和软件建立与维护转换表。
2008年6月21日 南京大学计算机系 16
AT91SAM9261处理器的TCM
AT91SAM9261的独立指令和数据缓存能支持 WinCE 和 Linux操作系统。 而其基于TCM 构架的SRAM区块则是“确定 过程式”实时操作系统的理想安排。 另一方面，160K字节的片上SRAM可划分成多 个16K字节的区块，作为“指令TCM”、“数 据TCM”或片上外设的缓冲，从而让编程人员 灵活地优化系统的性能和功耗。
2008年6月21日
南京大学计算机系
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4.6.4 协处理器CP15
CP15即所谓的系统控制协处理器
System Control Coprocessor 在基于ARM的嵌入式系统中，诸如MMU、Cache配置、 紧耦合处理器、写缓存配置之类的存储系统管理工作由 协处理器CP15完成。 编号为CP0~CP15。 实际运用中写为C0~C15。
区域 指令区域和数据区 数目 域是否分离
8 16 否 是
注意图的右 侧含有一个 TCM仲裁 和接口模块
2008年6月21日
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ARM1136的TCM支持DMA传输
参看ARM1136的方框图
Interrupt Vector Port Prefetch Unit ARM11 Core VFP Coprocessor Interface LSU w/3-entry buffer
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TCM在ARMv6处理器核的位置
ARMv6处理器包括：ARM1136J-S、ARM1156T2
物理地址 虚拟 地址 地址变换
ARM 核 R15
CP15 配置 控制
L2 Cache DRAM L1 Cache SRAM
指令预取 Load R1 R0 Store
南京大学计算机系 27
2008年6月21日
访问受保护区域时产生的异常
访问所定义区域外的存储器将产生异常。 如果是内核预取指令，则PU产生一个预取指 令中止异常。 如果是存储器数据请求，则PU产生数据中止 异常。
2008年6月21日
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带PU的ARM核概要
以下给出了四种带PU的概要属性
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ARM966E-S的TCM别名地址空间
物理存储块可以 通过TCM接口映 射在片内的TCM 存储区
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ARM966E-S的TCM特点
The ARM966E-S processor supports both instruction and data TCMs. You can use the DTCM and ITCM to store real-time and performance-critical code. The TCMs are instantiated externally to the ARM966E-S macrocell providing for flexibility in the design of the memory subsystem. The system designer can select memory type and optimize the memory subsystem for power or speed.
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南京大学计算机系
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保护单元的工作原理和作用
ARM核的PU使用区域（region）来管理系统保护。 区域是一个存储空间相关联的一组属性，处理器 核将这些属性保存在协处理器CP15的一些寄存器 里，并用0-7的号码标识每一个区域（它也是一个 具有特定属性的逻辑存储空间）。 区域的存储边界通过两个属性进行配置：起始地 址和大小。 区域的大小可以是4KB~4MB的任何2的乘幂。
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南京大学计算机系
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ARM966E-S的TCM接口特点（续1）
The features of the TCM interface include: ◇ independent ITCM and DTCM sizes of 0KB or 1KB-64MB in power-of-two increments ◇ software visibility and programmability of TCM size and enable ◇ boot control for ITCM ◇ data access to the ITCM for literal pool accesses in code ◇ simple SRAM-style interface supporting both reads and writes ◇ variable TCM wait state control for ITCM and DTCM ◇ ability to indicate sequential and nonsequential accesses.
南京大学计算机系 3
4.6.1 数据类型和存储格式
ARM存储器中的数据类型有6种
有符号数
8位（字节）、16位（半字）、32位（字）
无符号数
8位（字节）、16位（半字）、32位（字）
缺省端序设置为小端序
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南京大学计算机系
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4.6.2 ARM的存储体系
参看下图，抽象成一个呈金字塔型的存储结构 注重研究第2层
CP15可以包含16个32位寄存器
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南京大学计算机系
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CP15寄存器的访问
用户只能够在特权模式下使用MRC和MCR指 令来访问CP15寄存器。
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4.6.5 存储器管理单元MMU
ARM的MMU部件的用途：
◇完成虚拟存储空间到物理存储空间的映射。 ◇管理方式：页式虚拟存储器。 ◇页的大小有两种：粗粒度和细粒度。 ◇存储器访问权限的控制。 ◇设置虚拟存储空间的缓冲特性。
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2008年6月21日
区域属性
有关区域的属性如下：
区域可以相互重叠 每一个区域有一个优先级，该优先级与分配给区域 的权限无关 当区域重叠时，具有最高优先权的区域的属性可以 覆盖其他区域的属性，优先权仅作用于重叠部分的 地址。 区域的起始地址必须是其大小的倍数。 区域的大小是2的乘幂，2的12次方到32次方。
寄存器 片内Cache，写缓存，TCM，片内SRAM 板卡级SRAM，DRAM和SDRAM NOR型和NAND型闪速存储器 硬盘驱动器、光盘驱动器 速 度 加 快 容 量 增 大
2008年6月21日
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