嵌入式系统复习南京邮电大学期末复习答案提纲.pdf

1. 嵌入式系统定义 p1 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，适应应用系统对功 能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。 2. 嵌入式系统的组成结构，层次关系层次关系 p4、板级支持包板级支持包 p6 嵌入式嵌入式 微处理器微处理器 SDRAMSDRAM ROMROM I/OI/O A/DA/D D/AD/A 人机交互接口人机交互接口 通用接口通用接口 实时操作系统(实时操作系统(RTOS)RTOS) 图形用户图形用户 接口接口 BSP/HAL 硬件抽象层/板极支持包BSP/HAL 硬件抽象层/板极支持包 任务管理任务管理文件系统文件系统 应用程序应用程序 嵌入式计算机系统嵌入式计算机系统 硬件层硬件层 软件层软件层 中间层中间层 功能层功能层 1 硬件层 硬件层由嵌入式微处理器、 存储系统、 通信模块、 人机接口、 其它 I/O 接口 （A/D、 D/A、通用 I/O 等）以及电源等组成。 嵌入式系统的硬件层以嵌入式微处理器为核心。 2 中间层 硬件层与软件层之间为中间层， 它把系统软件与底层硬件部分隔离， 使得系统 的底层设备驱动程序与硬件无关。中间层一般包括： 硬件抽象层（Hardware Abstract Layer，HAL） 板级支持包（Board Support Package，BSP） 3 软件层 实时操作系统（Real Time Operating System， ） 文件系统 图形用户接口（Graphical User Interfaces， GUI） 网络系统 通用组件模块 RTOS 是嵌入式应用软件的基础和开发平台。 4 功能层 功能层由基于 RTOS 开发的应用程序组成， 用来完成实际所需的应用功能。 功 能层是面向被控对象和用户的，当需要用户操作时往往需要提供一个友好的人机界 面。 3. 嵌入式处理器的分类，有哪些典型的嵌入式处理器 p8 嵌入式处理器的分类：嵌入式微控制器（MCU） ，嵌入式微处理器（MPU） ，嵌入式 DSP 处理器，SoC 片上系统。 1. 嵌入式微控制器(MicroController) 嵌入式微控制器又称单片机，就是将整个计算机系统集成到一块芯片中。 嵌入式微控制器将 CPU、存储器（少量的 RAM、ROM 或两者都有）和其他 外设封装在同一片集成电路里，因为其片上外设资源一般比较丰富，适合于控制， 因此称为微控制器。 与嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而 使功耗和成本降低、可靠性提高。 由于微控制器低廉的价格、优良的功能，所以拥有的品种和数量最多，是目前 嵌入式系统工业的主流。 2. 嵌入式微处理器(MicroProcessorUnit) 嵌入式微处理器是由通用计算机中的 CPU 演变而来的。 与通用计算机处理器不同， 在实际应用中， 嵌入式系统将微处理器装配在专门 设计的电路板上，只保留与嵌入式应用紧密相关的功能硬件，以满足嵌入式系统体 积小、功耗低的特殊要求。 与工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低和可靠 性高的优点。 3. 嵌入式 DSP (Digital Signal Processor ) 嵌入式 DSP 是专门用于信号处理的嵌入式芯片。 DSP处理器在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计， 使其适合于执行DSP 算法， 因而能够对离散时间信号进行极快的处理计算， 提高了编译效率和执行速度 。 在数字滤波、FFT、频谱分析等方面，嵌入式 DSP 获得了大规模的应用。 嵌入式 DSP 处理器主要有两方面的应用：一方面，嵌入式 DSP 处理器经过单 片化设计，通过在片上增加丰富的外设使之成为具有高性能 DSP 功能的片上系统； 另一方面，在微处理器、微控制器或片上系统中增加 DSP 协处理器来实现 DSP 运 算。 4. 嵌入式片上系统 (System on Chip ) 片上系统 SoC 是 20 世纪 90 年代后出现的一种新的嵌入式集成器件。 在嵌入式系统设计从 “集成电路”级设计不断转向“集成系统”级设计过程 中，提出了 SoC 的概念。 Soc 追求产品系统的最大包容，已成为提高移动通信、网络、信息家电、高速 计算、多媒体应用以及军用电子系统性能的核心器件。 SoC 不是把系统所需要的所有集成电路简单地二次集成到一个芯片上， 而是从 整个系统的性能要求出发，把各层次电路器件紧密结合起来，并通过系统的软硬件 协同设计，在单个芯片上实现整个系统的功能。 SoC 最大的特点就是成功实现了软硬件无缝结合， 直接在处理器片内嵌入操作系统 的代码模块，满足了单片系统所要求的高密度、高速度、高性能、小体积、低电压 和低功耗等指标。 4. ARM 处理器模式 p27、内核版本（T、D、M、I 的含义） p21、内核体系架构 p24、工 作状态、寄存器组织寄存器组织 p27、CPSR p29、SPSR p29、程序状态寄存器格式 p29、程序计 数器 1） ARM 微处理器支持 7 种运行模式。 用户模式（usr） ：ARM 处理器正常的程序执行状态。 快速中断模式（fiq） ：用于高速数据传输或通道处理。 外部中断模式（irq） ：用于通用的中断处理。 管理模式（svc） ：操作系统使用的保护模式。 数据访问终止模式（abt） ：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存 储及存储保护。 系统模式（sys） ：运行具有特权的操作系统任务。 未定义指令中止模式（und） ：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬 件协处理器的软件仿真。 2） 内核版本（T、D、M、I 的含义）: T支持 16 位的 Thumb 指令集。 D支持 JTAG 片上调试。 M支持用 于长乘法操作（64 位结果）的 ARM 指令，包含快速乘法器。 I带有嵌入式追踪 宏单元 ETM（Embedded Trace Macro） ，用来设置断点和观察点的调试硬件。 3） 内核体系架构 复杂指令集 CISC 和精简指令集 RISC 普林斯顿结构和哈佛结构 4） 工作状态： ARM 状态（32 位，执行字对齐的 32 位 ARM 指令） ：当操作数寄存器的状态 位【0】为 0 时，执行 BX 指令进入此状态，当 ARM 处理器进行异常处理时， 如果把 PC 指针放入异常模式链接寄存器中，则程序从异常向量地址开始执行，也 可以使处理器进入 ARM 状态。 Thumb 状态（16 位，执行半字对齐的 16 位 Thumb 指令） ：当操作数寄存器的 状态位【0】为 1 时，执行 BX 指令进入此状态，如果 ARM 处理器在 Thumb 状态进入异常，则异常处理返 回时，自动切换到此模式。 5） 寄存器组织：寄存器组织： 共有 37 个寄存器：31 个通用寄存器 6 个状态寄存器： r0r15：可以直接访问（可见） r0r14：是通用寄存器 R13：堆栈指针（sp）每种处理模式都有单独的堆栈 R1：链接寄存器（lr） 程序计数器 PC（r15） CPSR：当前程序状态寄存器，包括代码标志和当前模式 个 SPSRs：程序状态保存寄存器，异常发生时保存 CPSR 状态 不分组寄存器 r0r7： 不分组意味着在所有处理器模式下，r0r7 都可被同样访问，没有体系结构所 隐含的特殊用途。 分组寄存器 r8r14： 分组意味着 r8r14 的访问与当前处理器的模式相关。 如果要访问 r8r14，而不依赖于当前处理器的模式，就必须使用规定的寄存 器名称。 名称的形式为：r8_r14_ r8r12 各有两组物理寄存器：一组为 FIQ 模式，另一组为 FIQ 以外的模式。 寄存器 r8r12 没有指定特殊用途，而使用 r8_fiqr12_fiq 则允许快速中断。 寄存器 r13 和 r14 的用途比较特殊： r13 通常用作堆栈指针 SP，被初始化成指向异常模式分配的堆栈。 r14 通常用作子程序链接寄存器 LR。 程序计数器 r15： 寄存器 r15 通常被用作程序计数器 PC。 在 ARM 状态下，PC 的值保存在位31：2，而位1：0为 0；在 Thumb 状态 下，PC 的值保存在位31：1，而位0为 0。 6） CPSR 寄 存 器 R16 用 作 当 前 程 序 状 态 寄 存 器（Current Program Status Register，CPSR） ，可在任何运行模式下被访问，它包括条件标志 位、中断禁止 位、当前处理器模式标志位，以及其他一些相关的控制和状态位。 7） SPSR 每一种运行模式下又都有一个专用的物理状态寄存器， 称为备份的程序状态寄 存器 （Saved Program Status Register， SPSR） ， 当异常发生时， SPSR 用于保存 CPSR 的当前值，当异常退出时则由 SPSR 来恢复 CPSR。 8） 程序状态寄存器格式： M 0 M 1 M 2 M 3 M 4 TFINZCVQDNM(RAZ) 8 7 6 5 4 3 2 1 0 31 30 29 28 27 26 9） 程序计数器 寄存器 r15 通常被用作程序计数器 PC。 在 ARM 状态下，PC 的值保存在位31：2，而位1：0为 0；在 Thumb 状态 下，PC 的值保存在位31：1，而位0为 0。 5. 异常的处理 p31 处理流程： 当一个异常出现以后，ARM 微处理器会执行以下几步操作。 将下一条指令的地址存入相应连接寄存器 LR，以便程序在处理异常返回时 能从正确的位置重新开始执 行。若异常是从 ARM 状态进入，LR 寄存器中 保存的是下一条指令的地址（当前 PC4 或 PC8，与异常的 类型有关） ； 若异常是从 Thumb 状态进入，则在 LR 寄存器中保存当前 PC 的偏移量， 这样，异常处理程序就 不需要确定异常是从何种状态进入的。例如，在软件 中断异常 SWI， 指令 MOV PC， R14_svc 总是返回到下一 条指令， 不管 SWI 是在 ARM 状态执行，还是在 Thumb 状态执行。 将 CPSR 复制到相应的 SPSR 中。 根据异常类型，强制设置 CPSR 的运行模式位。 强制 PC 从相关的异常向量地址取下一条指令执行，从而跳转到相应的异常 处理程序处。还可以设置中断禁止位，以禁止中断发生。如果异常发生时， 处理器处于 Thumb 状态，则当异常向量地址加载入 PC 时，处理器自动切 换到 ARM 状态。 ARM 微处理器对异常的响应过程用伪码描述如下： R14_ = Return Link SPSR_ = CPSR CPSR4:0 = Exception Mode Number CPSR5 = 0 ;当运行于 ARM 工作状态时 If = Reset or FIQ then ;当响应 FIQ 异常时，禁止新的 FIQ 异常 CPSR6 = 1 CPSR7 = 1 PC = Exception Vector Address 异常处理完毕之后，ARM 微处理器会执行以下几步操作从异常返回： 将连接寄存器 LR 的值减去相应的偏移量后送到 PC 中； 将 SPSR 复制回 CPSR 中； 若在进入异常处理时设置了中断禁止位，要在此清除。 进入异常的操作： 在相应的链接寄存器 LR (r14)中保存下一条指令的地址 将 CPSR 复制到相应的 SPSR 中 强制使 CPSR 模式位设置成对应异常类型的值 强制使程序计数器指向相应异常向量，取下一条指令 异常返回： 将连接寄存器 LR 的值减去相应的偏移量后送到 PC 中。 将 SPSR 复制回 CPSR 中。 若在进入异常处理时设置了中断禁止位，要在此清除。 应用程序总是从复位异常处开始执行程序，因此复位异常处理程序不需要返回。 优先级按照从高到低的顺序排列如下： 复位 数据异常中止 FIQ IRQ 预取指异常中止 SWI、未定义指令（这两种异常的指令编码互斥，不可能同时发生） 6. ARM 和和 THUMB 两种指令集的基本概念两种指令集的基本概念 p34 p48、指令寻址方式 p36-38、大端小端、 RISC 的特点的特点 p24,哈佛和普林斯顿结构 p24 ARM 和和 THUMB 两种指令集的基本概念两种指令集的基本概念： ARM 内核属 RISC 结构，指令长度固定，指令格式的种类少，寻址方式简单. ARM 处理器内部的指令译码采用硬布线逻辑，不使用微程序控制，大部分指令可 在一个时钟周期内完成。 ARM 处理器的指令集是加载/存储型的，指令集仅能处理寄存器中的数据，且处理 结果都要放回寄存器中。 为兼容数据总线宽度为 16 位的应用系统， ARM 体系结构除了支持执行效率很高的 32 位 ARM 指令集以外，同时支持 16 位的 Thumb 指令集。Thumb 指令集是 ARM 指令 集的一个子集，是针对代码密度问题而提出的，它具有 16 位的代码宽度。与等价的 32 位代码相比较，Thumb 指令集在保留 32 位代码优势的同时，大大的节省了系统的存储 空间。Thumb 不是一个完整的体系结构，不能指望处理器只执行 Thumb 指令集而不支 持 ARM 指令集。 指令寻址方式： 1）立即寻址：也叫立即数寻址，操作数本身就在指令中给出，只要取出指令也就 取到了操作数。这个操作数被称为立即数，对应的寻址方式也就叫做立即寻址。例如， 以下指令： ADD R0,R0,#1 ;R3R0+1 立即数的表示以“#”为前缀，十六进制的立即数在“#”后面加“R0R1R2 写操作数的顺序为： 第 1 个寄存器 R0 为结果寄存器， 第 2 个寄存器 R1 为第 1 操作数寄存器，第 3 个寄存器 R2 为第 2 操作数寄存器。 3）寄存器间接寻址：寄存器间接寻址就是以寄存器中的值作为操作数的地址，而 操作数本身存放在存储器中。例如，以下指令： LDR R0,R1;R0R1 STR R0,R1;R1R0 第 1 条指令将以 R1 的值为地址的存储器中的数据传送到 R0 中。 第 2 条指令将 R0 的值传送到以 R1 的值为地址的存储器中。 4）基址变址寻址：基址变址寻址就是将寄存器（该寄存器一般称作基址寄存器） 的内容与指令中给出的地址偏移量相加，从而得到一个操作数的有效地址。变址寻址方 式常用于访问某基地址附近的地址单元。包括基址加偏移量寻址和基址加索引寻址，可 以将寄存器间接寻址看做是位移量为 0 的基址加偏移量寻址。 前索引寻址举例：LDR R0,R1,4;R0R14 后索引寻址举例：LDR R0,R1 ,4;R0R1;R1R14 带自动索引的前索引寻址举例：LDR R0,R1,4！;R0R14;R1R14 基址加索引寻址举例： LDR R0,R1,R2 ;R0R1R2 5）多寄存器寻址：多寄存器寻址是指一次可以传送多个寄存器的值，允许一条指 令可以传送 16 个寄存器的任何子集。 例如，以下指令： LDMIA R0,R1,R2,R3,R4 ;R1R0 ;R2R04;R3R08;R4R012 多寄存器指令的后缀含义如下： I：Increment D：Decrement A：After B：Before 该指令的后缀 IA 表示在每次执行完加载/存储操作后，R0 按字长度增加，因此， 指令可将连续存储单元的值传送到 R1R4。 多个连续的寄存器可以用“-”符号连接；不连续的寄存器用“,”分隔书写，如上 例可写成： LDMIA R0,R1-R4LDMIA R0,R1-R3,R4 6）寄存器移位寻址：移位操作包括如下 5 种类型。 LSL：逻辑左移（Logical Shift Left） 。寄存器中字的低端空出的位补 0。 LSR：逻辑右移（Logical Shift Right） 。寄存器中字的高端空出的位补 0。 ASR：算术右移（Arithmetic Shift Right） 。算术移位的对象是带符号数。在移位过 程中必须保持操作数的符号不变。若源操作数为正数，则字的高端空出的位补 0；若源 操作数为负数，则字的高端空出的位补 1。 ROR：循环右移（ROtate Right） 。从字的最低端移出的位填入字的高端空出的位。 RRX： 扩展为 1 的循环右移 （Rotate Right eXtended by 1 place） 。 操作数右移 1 位， 空位（位31）用原 C 标志填充。 7）相对寻址：与基址变址寻址方式相类似，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操作数的有效地址。以 下程序段完成子程序的调用和返回，跳转指令 BL 采用了相对寻址方式： BL LOOP ;跳转到子程序 LOOP 处执行 LOOP MOV PC,LR ;从子程序返回 8）堆栈寻址：堆栈是一种数据结构，按先进后出（First In Last Out，FILO）的方 式工作，使用一个称为堆栈指针的专用寄存器指示当前的操作位置，堆栈指针总是指向 栈顶。 当堆栈指针指向最后压入堆栈的数据时，称为满堆栈（Full Stack） ，而当堆栈指针 指向下一个将要放入数据的空位置时，称为空堆栈（Empty Stack） 同时， 。当堆栈由低 地址向高地址生成时，称为递增堆栈（Ascending Stack） ，当堆栈由高地址向低地址生成 时，称为递减堆栈（Decending Stack） 。这样就有 4 种类型的堆栈工作方式，ARM 微 处理器支持这 4 种类型的堆栈工作方式。 满递增堆栈（FA） ：堆栈指针指向最后压入的数据，且由低地址向高地址生成。 满递减堆栈（FD） ：堆栈指针指向最后压入的数据，且由高地址向低地址生成。 空递增堆栈（EA） ：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由低地址 向高地址生成。 空递减堆栈（ED） ：堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置，且由高地址 向低地址生成 大端小端： ARM 的体系结构可以用两种方法存储字数据，称之为大端格式和小端格式。 大端格式：在这种格式中，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。 小端格式：与大端存储格式相反，在小段存储格式中，低地址中存放的是字数据的 低字节，高地址存放的是字数据的高字节。 地址地址A A的字的字 地址地址A A的半字的半字地址地址A A+ +2 2的半字的半字 地址地址A A的字节的字节地址地址A A+ +3 3的字节的字节地址地址A A+ +2 2的字节的字节地址地址A A+ +1 1的字节的字节 地址地址A A的字的字 地址地址A A的半字的半字地址地址A A+ +2 2的半字的半字 地址地址A A的字节的字节地址地址A A+ +3 3的字节的字节地址地址A A+ +2 2的字节的字节地址地址A A+ +1 1的字节的字节 大端存储系统大端存储系统 小端存储系统小端存储系统 8 78 716 1516 1524 2324 23 313120 1920 19 12 11 10 9 12 11 10 9 8 8 5 4 3 2 5 4 3 2 1 0 1 0 RISC 的特点的特点： RISC 采用精简指令集，包含了简单、基本的指令，透过这些简单、基本的指令， 就可以组合成复杂指令，二者各有优缺点。嵌入式应用。 哈佛和普林斯顿结构： 哈佛架构 冯 诺依曼(普林斯顿)架构 ARM7 系列基于普林斯顿结构 ARM9 系列之后基本都为哈佛结构。 7. 流水线技术及问题流水线技术及问题（P26 第二段，不能多级同时占用同一硬件） 减少了在每个时钟周期内必须完成的工作量， 进而允许使用较高的时钟频率， 且具 有分开的指令和数据存储器，减少了冲突的发生，每条指令的平均周期数明显减少。 8. 指令（LDR、STR、ADDS、LDMIA 的意思）p51 单一数据传送指令-LDR、STR.： 装载或存储单一字节或字 LDR R0, R1 LDR R0, R1, R2 ; 将存储器地址为 R1+R2 的字数据读入 R0 LDR R0, R1, 8 ; 将存储器地址为 R1+8 的字数据读入 R0 LDR R0, R1, R2, LSL2！ ; 将存储器地址为 R1R24 的数据读入寄存器 R0,并将新地址 R1R24 写入 R1 STR R0, R1, 8 ; 将 R0 中的字数据写入以 R1 为地址的存储器中, 并将新地址 R18 写入 R1 ADDS：加 ADD R0, R1, R2 ; R0 = R1 + R2 ADD R0, R2, R3,LSL#1 ; R0 = R2 + (R3 R2 跳转到 ADD_END ；分支的实现 ADD R0,R0,R1 ；R0R0+R1 ADD R1,R1,#1 ；R1R1+1 B LOOP ；无条件跳转至 LOOP ；循环的实现 ADD_END ；行标定义 B ADD_END ；无条件跳转 ADD_END END ；代码结束 C 语言和汇编的混合编程（如何相互调用） ： #include void do_strcpy(const char *src, char *dest) /字符串拷贝函数 char ch; _ _asm loop: #ifdef _arm /ARM 状态 ldrb ch, src, #1 /读取下一个字符 strb ch, dest, #1 /存储下一个字符 #else /Thumb 状态 ldrb ch, src /读取下一个字符 add src,#1 /源地址+1 strb ch, dest /存储一个字符 add dest,#1 /目的地址+1 #endif cmp ch, #0 /检查文本终点 bne loop /若非终点转移到 loop int main() /主程序 char *s = “my test string!”; /定义源字符串 char d128; /定义目的地址 do_strcpy(s, d); /调用字符串拷贝函数 printf(“old: %srn”, s); /输出源字符串 printf(“new: %srn”, d); /输出目的字符串 return 0; （看书上程序） 11. 硬件系统（P75 第一段的介绍） 嵌入式系统的硬件除了核心部件嵌入式处理器， 还包括存储器系统、 外围接口 部件以及连接各种设备的总线系统。 存储器是嵌入式系统存放数据和程序的功能部件； 外围设备决定了应用于不同领域的嵌入式系统的独特功能。 12. 存储系统的分级结构存储系统的分级结构 、SRAM 和和 DRAM 的对比的对比 存储系统的分级结构存储系统的分级结构： 存储系统分为四级，即寄存器组、高速缓存、内存和外存。它们在存取速度上依次递减， 而在存储容量上逐级递增。 SRAM 和和 DRAM 的对比的对比： 随机存储器（Random Access Memory，RAM）能够随时在任一地址读出或写入内 容。 RAM 的突出优点是读写方便、使用灵活；缺点是不能长期保存信息，一旦停电， 所存信息就会丢失。 对于嵌入式处理器而言，有的嵌入式处理器芯片集成了 DRAM 控制器，这时选择 DRAM 比较好。 一般的， 小规模的嵌入式系统不建议使用分离的 DRAM 控制器DRAM 的方案。 基于 32 位嵌入式处理器的嵌入式系统一般使用 DRAM。 复杂的嵌入式系统可以采用 SRAM 和 DRAM 混合设计的方案。 嵌入式系统的设计在使用 SRAM 和 DRAM 的成本上， 需要仔细核算并与整个系统 的硬件一起进行核算，最终作出选择。 13. USB 构成、传输方式，总线 1）硬件结构：USB 系统采用级联星型拓扑，由三个基本部分组成：主机、集线器、功 能设备。主机包括 USB 总线接口、USB 设备层和功能层三层结构。 2）软件构成：USB 总线接口，USB 系统，USB 客户软件。 3）数据和控制信号在主机和 USB 设备之间的交换存在两种通道：单向和双向。对任 何给定的设备进行设置时，一个通道上的数据传输只能支持下列四种 USB 数据传输方 式中的一种，即同步（isochronous） 控制、 （control） 、中断（interrupt）和批量（bulk） 。 4）USB 总线是基于令牌的总线，类似于令牌环网络。 14. 总线四周期握手协议总线四周期握手协议 ppt,p9 总线握手的作用是控制每个总线周期中数据传送的开始和结束， 从而实现两个设备 间协调和配合，保证数据传送的可靠性。 握手使用两根用来进行握手的电线 enq（表示查询）和 ack（表示应答） 。在握手 期间，使用专用的电线来传输数据。 数据握手线必须以某种方式用信号的电压变化来表明整个总线传输周期的开始和 结束，以及在整个周期内每个子周期的开始和结束。 设备1设备2 查询 应答 结构结构 动作动作 1234时间 设备2 设备1 行为行为 15. 存储器特点，尤其是 flash 在不加电情况下能长期保存信息，同时又能在线进行快速擦除与重写。 从软件的观点来看，Flash 和 EEPROM 的的技术十分类似。 16. 看门狗的定义看门狗的定义和原理和原理 正常运行的程序， 每隔一段时间必然运行其中的一部分代码， 如果在用户设定的最 大时间内没有运行其中的某一部分代码，则认为系统出现问题，看门狗电路产生复位信 号，使系统重新开始运行。 17. Bootloader 概念和作用 p265、两种加载模式两种加载模式、特点（依赖硬件） ：BootLoader 是系统加电后首 先运行的一段程序代码，其目的是将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，为调用操作系 统内核准备好正确的环境。对于不使用操作系统的嵌入式系统而言，应用程序的运行同样也 需要依赖这样一个准备良好的软硬件环境. BootLoader 是依赖于目标硬件实现的，可以从两个方面来理解：每种嵌入式微处理器体系结 构都有不同 BootLoader，BootLoader 还依赖于具体的嵌入式板级硬件设备配置。 概念： BootLoader 是系统加电后首先运行的一段程序代码，其目的是将系统的软硬件环境带到 一个合适的状态，为调用操作系统内核准备好正确的环境。对于不使用操作系统的嵌入式系 统而言，应用程序的运行同样也需要依赖这样一个准备良好的软硬件环境。 作用： 初始化处理器 初始化的必备的硬件 下载系统映像 初始化操作系统 启动已下载的操作系统 两种加载模式：两种加载模式： 下载模式、启动加载模式, 也称为：自举模式、内核启动模式。 特点（依赖硬件） ： BootLoader 是依赖于目标硬件实现的，可以从两个方面来理解：每种嵌入式微处理器体 系结构都有不同 BootLoader，BootLoader 还依赖于具体的嵌入式板级硬件设备配置。 18. 典型的嵌入式操作系统有哪些典型的嵌入式操作系统有哪些 VxWorks、Windows CE、pSOS、QNX、Palm OS、嵌入式 Linux、 C/OS-II、国内 著名的嵌入式实时操作系统 （Delta OS、Hopen OS、HBOS） 、iOS、Andoid 19. 进程的状态及其转换 p205，进程进程调度调度及数据结构（及数据结构（P211） Linux 进程的状态： 用户状态、内核状态、内存中就绪、内存中睡眠、就绪且换出、 睡眠且换出、被抢先、创建状态、僵死状态（zombie） （僵死状态：进程调用 exit 结束， 进程不再存在，但在进程表项中仍有记录， 该记录可由父进程收集） 进程的状态及其转换：书 p207 进程调度进程调度： 非占先式内核： 非占先式内核（non-preemptive kernel）中各个任务彼此合作共享 CPU。 在一个任务的运行过程中， 除了中断， 不能在该任务未运行完时抢占该任务的 CPU 控制权。 非占先式内核的优点包括： 响应中断快， 可以使用不可重入函数， 共享数据方便。 非占先式内核最大的缺陷在于任务响应时间是不确定的。 占先式内核： 当系统响应时间很重要时，须使用占先式内核。 在占先式内核中， 最高优先级的任务一旦就绪， 总能抢占得到 CPU 的使用权。 使用占先式内核的特点是任务级响应时间得到最优化而且是确定的， 中断响应 较快。 但是， 由于任务在运行过程中可能被其他任务抢占， 所以应用程序不应直接使 用不可重入函数。只有对不可重入函数进行加锁保护后才能使用。同样的，对共享 数据的使用也需要采用互斥、信号量等保护机制。 绝大多数商业的实时内核都是占先式内核。 20. 文件系统的概念和类型 是操作系统用于明确磁盘或分区上的文件的方法和数据结构， 即在磁盘上组织文件 的方法。指文件存在的物理空间。在 Linux 系统中，每个分区都是一个文件系统，都 有自己的目录层次结构。 Linux 系统核心可以支持十多种文件系统类型：JFS、ext、ext2、ext3、ISO9660、 XFS、Minx、MSDOS、UMSDOS、VFAT、NTFS、HPFS、NFS、SMB、SysV、PROC、 romfs 等。 类型： 1） ext2,ext3 文件系统 2） 基于 FLASH 的文件系统 （jffs2,yaffs,Cramfs,Romfs） 3)基于 RAM 的文件系统（Ramdisk,ramfs/tmpfs）4）网络文件系统 NFS 21. 设备管理中可安装模块的概念设备管理中可安装模块的概念 可以在系统运行时动态的安装和拆卸的内核模块