嵌入式系统原理与应用技术

嵌入式系统原理与应用

技术

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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，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，可满足应用系统对功能、可靠性、成本、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，升级换代也同步进行。（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、成像和安全产品、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、低成本、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）大量使用寄存器，大多数数据都在寄存器中完成，只有加载/存储指令可以访问存储器，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、外围硬件设备、、用户软件构成。

2.哈佛体系结构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)

采用3级流水线结构，采用冯·诺依曼体系结构；ARM9采用5级流水线结构，采用哈佛体系结构。

处理器共有37个32bit寄存器，包括31个通用寄存器和6个状态寄存器。

体系结构可以用2种方法存储字数据，即大端格式和小端格式。

处理器既支持32位的ARM指令集又支持16位的THCMB指令集。

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。其中用户模式属于非特权模式。

处理器的两种工作状态是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。

10.嵌入式系统中，堆栈访问有满递增堆栈FA、满递减堆栈

FD、空递增堆栈EA、空递减堆栈ED。

11.计算机硬件架构，按照数据和指令是否分开存放可分为冯·诺依曼体系结构、哈佛体系结构，其中冯·诺依曼体系结构结构又称普林斯顿体系结构。

的含义是精简指令集计算机，而CISC的含义是复杂指令集计算机。

是Advanced Machines的缩写。

核含义是知识产权核。

15.嵌入式系统开发和调试中需要ICE，ICE的含义是在线仿真器。

体系结构中，字的长度32位，半字对齐存储的时候是2字节对齐。

所支持的最大存储器访问空间是232字节 4GB

18．若ARM的存储器格式配置为(Big Endian)格式，则对于地址0x0000001s中存储的数据4567H在地址左低右高的内存空间的存放结果是(4567)若ARM的存储器格式配置(little Endian)格式存放结果是(6745)

1.状态寄存器SPSR的条件码标志位N/Z/C/V在（ 28~31 ）位。

指令“ADD R0,R1,R2”是典型的寄存器寻址。

指令“LDR R1,[R3,＃4]”是典型的基址加变址寻址。

1）寄存器寻址 ADD R0，R1，R2 ；R0←R1＋R2

2）立即寻址（1） ADD R0，R0，＃1 ；R0←R0＋1

（2） ADD R0，R0，＃0x3f ；R0←R0＋0x3f

3）寄存器间接寻址（1）LDR R0，[R1] ;R0←[R1]

（2）STR R0，[R1] ;[R1]←R0

4）基址加偏址寻址（1）LDR R0，[R1，＃4]；R0←[R1＋4]

（2）LDR R0，[R1，＃4]！；R0←[R1＋4]、R1←R1＋4

（3）LDR R0，[R1] ，＃4；R0←[R1]、R1←R1＋4

5）变址寻址 LDR R0，[R1,#4] ; R0←[R1+4]

6）多寄存器寻址 LDMIA R1，{R0，R2，R5} ；R0←[R1],R2←[R1+4],R5←[R1+8]

7）堆栈寻址（1） STMFD SP! {R1-R7,LR}；（2） LDMFD SP! {R1-R7,LR}；

8）块复制寻址（1）LDMIA R0!, {R2-R9}；

（2）、STMIA R1,{R2,R9}；

9）相对寻址 BL

4.堆栈随着存储器地址的增长而向上增长，基址存储器指向存储器有效数据的最高地址或指向第一个要读出的数据位置是（满递增堆栈）。向上生长：向高地址方向生长，称为递增堆栈;向下生长：向低地址方向生长，称为递减堆栈。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要放入的空位置，称为空堆栈。

命令通过（ makefile –f filename）方式指向特定文件作为Make脚本文件。

式）。

7.嵌入式系统中，中断处理过程中采用（中断向量）方法查找到中断处理程序的入口地址。

8.下面多个操作系统是嵌入式操作系统的是（）。

uC/OS II、 RT-thread 、uCLinux 、FreeRTOS 、RTX

Arm-Linux、 VxWorks、 RTEMS 、pSOS Nucleus 、PalmOS 、Windows CE 、Windows XP Embedded 、Windows Vista Embedded、嵌入式Linux 、ECOS 、

QNX 、Lynx 、Symbian 、Android 、Maemo、 Meego