嵌入式系统知识点（综合考点）.doc

第一章 嵌入式系统概述 1 嵌入式系统的定义及特点 定义：嵌入式系统源于微型计算机，是嵌入到对象体系中，实现嵌入对象智能化的计算机。可以将嵌入式系统定义成“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。 P11 2 常见的嵌入式实时操作系统 （1）μClinux 含义：微控制领域中的Linux系统。 （2）Windows CE 含义：微软公司开发的一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作。 （3）VxWorks 含义：一种嵌入式实时操作系统，是嵌入式开发环境的关键组成部分。 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：机顶盒、红绿灯控制、数字空调。 2、什么叫嵌入式系统？ 答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件、硬件可裁减，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？嵌入式处理分别为哪几类？ 答：嵌入式处理器为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。 嵌入式处理器分为嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统。 4:、什么是嵌入式操作系统？为何要用嵌入式操作系统？ 操作系统负责计算机系统中全部软硬资源的分配回收、控制与协调等开发的活动；操作系统提供了用户接口，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。 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ARM7体系结构 1 RISC结构特性：ARM内核采用精简指令集计算机体系结构，是一款小门数的计算机 2 ARM公司开发了一系列ARM处理器，应用较多的是ARM7系列，ARM9系列，ARM10系列，ARM11系列，还有针对低端8位MCU市场推出的Cortex系列，其具有32位CPU的性能，8位MCU的价格。 3 ARM7TDMI中 T：高密度16位Thumb指令集扩展 D：支持片上调试 M：64位乘法指令 I:Embedded ICE硬件仿真功能模块 4 ARM处理器使用了冯·诺依曼结构，指令和数据共用一条32位总线。因此只有装载，存储和交换指令可以对存储器中的数据进行访问。 5 ARM处理器直接支持8位字节、16位半或者32位字的数据类型。 了解： 方式 半字对齐 字对齐 地址 省略号 0x4002 0x4004 0x4006 0x4008 省略号 省略号 0x4004 0x4008 0x400C 0x4010 省略号 特征 Bit0=0 其他位为任意值 Bit1=0,bit0=0 其他位为任意值 表2.1 ARM指令的长度是一个字，Thumb指令的长度是半字。 6 3级流水线的3个阶段： （1）取指 从存储器装载一条指令 （2）译码 识别将要被执行的指令（前一条指令） （3）执行 处理指令并将结果写回寄存器（再之前一条指令） 7 ARM处理器的2种操作状态分别为： （1）ARM状态： 32位 处理器执行字方式的ARM指令，处理器在系统上电时默认为ARM状态。 （2）Thumb状态：16位 处理器执行半字方式的Thumb指令 8 ARM处理器内部共有37个用户可访问的32位寄存器，期中有6个32位宽的状态集训期目前只使用了其中12位。 9 P26 表2.2 ARM处理器模式 P27 ARM内部寄存器 10 P28 表2.3了解各模式下的寄存器 11 需要记得：堆栈指针R13（SP） 链接寄存器R14（LR） 程序计数器R15（PC）指到哪儿，执行到哪儿 12 CPSR与SPSR状态寄存器相互之间的关系： （a）当一个特定的异常中断发生时，讲CPSR的当前值保存到相应异常模式下的SPSR，然后设置CPSR为相应的异常模式 （b）从异常中断程序退出返回时，可通过保存在SPSR中的值来恢复CPSR 13 中断禁止标志位：I和F都是中断禁止为标志，用来使能或者禁止ARM的2种外部中断源，具体设置如下： （1）当I置位（置1）时，IRQ中断被禁止，否则（I置0）IRQ中断使能 （2）当F置位（置1）时，FIQ中断被禁止，否则（I置0）FIQ中断使能 14控制位T反映了正在操作的状态： （1）当控制位T置位（置1）时，处理器正在Thumb状态下运行。 （2）当控制位T清零（置0）时，处理器正在ARM状态下运行。 15 模式控制位：M4，M3，M2.M1和M0(即M[4:0]) 16 记0x0000 0000 是复位异常向量地址 17 异