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2011年秋季 0903201班嵌入式系统课程复习材料整理人：董恩焕Chapter 11、 嵌入式系统的定义，嵌入式系统的体系结构，嵌入式系统的组成，嵌入式系统的特点。嵌入式系统定义嵌入式系统的简单定义嵌入式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。可以认为凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统。嵌入式系统狭义定义使用嵌入式微处理器构成独立系统，具有自己的操作系统并且具有某些特定功能的系统微处理器专指32位以上的微处理器。嵌入式系统的定义IEEE（电气和电子工程师协会）的定义 Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants（用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置） 一般性定义以应用为中心，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、重量、功耗严格要求的专用计算机系统。简而言之，是含有处理器的专用软硬件系统具有自主的信息处理能力（信息装备） 。嵌入式系统的体系结构硬件层嵌入式处理器嵌入式微处理器、微控制器、数字信号处理器 SoC(System on Chip)FPGA、ASIC存储器系统ROM、FLASH、E2PROM、SRAM、SDRAM等中断控制器、DMAC、定时器/计数器UART、USB控制器、LCD控制器其它I/O接口CAN、Zigbee、蓝牙、ECC、3DES等等 中间层（BSP）板级支持包（Board Support Package） 系统软件与底层硬件隔离相关硬件的初始化数据的输入输出操作硬件设备的配置功能特点硬件相关性操作系统相关性操作系统层嵌入式操作系统（EOS）标准内核（API）封装资源时钟、定时器、中断、DMA、I/O简化软件设计、提高软件系统可靠性文件子系统图形子系统网络子系统其它通用模块CAN、蓝牙、Zigbee、Modbus、LIN协议栈应用层与应用密切相关面向目标和用户完成特定的功能例如CISCO的路由器；华为、中兴的以太网交换机；恒基伟业的商务通PDA；摩托罗拉的手机；美国宇航局的火星探测器；Sony的机器狗AIBO。嵌入式系统组成嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统（可选），以及用户的应用软件系统等四个部分组成 。嵌入式系统的特点嵌入专用 嵌入式处理器与通用处理器的最大不同就是嵌入式处理器嵌入在针对特定应用设计的系统中综合性强嵌入式系统是将计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。是一个技术密集、资金密集、知识高度分散、不断创新的知识集成系统设计高效可裁剪嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余 程序固化软件一般都固化在存储器芯片或处理器本身中，这样提高了系统的执行速度和可靠性需要独立的开发系统嵌入式系统本身不具备自举开发能力，必须有一套开发工具和环境才能进行开发生命周期长嵌入式系统和具体应用结合在一起，其升级换代一般与具体产品同步进行，因此具有较长的生命周期可靠性高、成本低、资源受限、功耗低等等 2、 嵌入式处理器的结构：哈佛结构Vs冯诺依曼结构。冯诺依曼结构（普林斯顿结构）指令存储器与数据存储器一体化设计；指令地址与数据地址统一编码；高速运算时，储存传输通道有瓶颈；主要案例：intel的8086系列、ARM7、MIPS 哈佛结构指令存储器与数据存储器一体化设计；存储地址独立编址、独立访问；四总线制提高吞吐率：程序的地址总线、数据总线，数据的地址总线、数据总线；取指与执行能并发；主要案例：摩托的MC68K、zilog的Z8、atmel的AVR、ARM的ARM9、10(XSCALE 255)、11(2007)、Cortex(2007)3、 信息存储中的大端模式，小端模式。ARM处理器支持哪种模式？大端存储big-endian 低地址中存放的是字数据的高字节；IBM、motolora、Sun 小端存储little-endian低地址中存放的是字数据的低字节；Intel的x86Bi-endian 都支持；ARM、MIPS、PPC 4、 嵌入式处理器的分类及性能特点。嵌入式微控制器嵌入式微处理器的基础就是通用CPU为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器在功能上和通用微处理器基本一样，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性、功耗等方面做了各种增强嵌入式计算机嵌入式微处理器+芯片组（总线仲裁器+中断控制器+DMA控制器+存储控制器+I/O接口）+外接存储器 嵌入式微处理器一般与存储器、接口电路等安装在一块电路板上，称为单板机，如PC/104、Biscuit板等典型芯片（32、64位）386EX、486EX、奔腾、PowerPC、68k、ARM性能：1002000MIPS ；存储器：SDRAM-2256MB，Flash-1128MB ；一般有操作系统：Vxworks、WINCE(2MB)、uCLinux(300KB)，Embedded Linux 嵌入式微处理器微控制器又称单片机顾名思义，就是将整个计算机集成到一块芯片中 低档微控制器CPU；存储控制器+片内存储器（ROM/E2PROM/Flash、SRAM） ；中断控制器、定时/计数器、WatchDog、GPIO、UART、PWM、A/D、D/A等典型芯片8051系列（8位）、MSP430（16位）性能：1100MIPS ；存储器：SRAM-256B/2128KB,Flash-8KB/64/512KB ；一般无操作系统或者简单操作系统：uC/OS-II(几KB十几KB)、FreeRTOS(几KB)、RTX (几KB) 高档微控制器CPU+总线仲裁器+ DMA控制器+中断控制器+I/O接口+存储控制器+外接存储器/少量片内存储器（Flash、SRAM、SDRAM）典型芯片（32位）ARM、MIPS 、Power PC、68k 与嵌入式微处理器比较微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高，但性能有所降低 目前微控制器是嵌入式系统工业中的主流，在嵌入式系统占有约70的市场份额 性能：1001000MIPS ；存储器：SDRAM-4/8/16/32/64MB, Flash-2/4MB ；一般有操作系统：Vxworks、uCOSII、WINCE、uCLinux 嵌入式DSP处理器特殊设计高效乘累加运算、超标量操作、指令流水线；高效数据存取、硬件重复循环；确定性操作（程序执行时间可预测）应用场合数字滤波、FFT、频谱分析等方面代表性的产品TI的TMS320系列；ADI的21xx系列；Motorola的DSP56000系列嵌入式片上系统 将很多功能模块集成到单个芯片上各种通用处理器内核作为SOC设计公司的标准库，用VHDL等语言描述除个别无法集成外，嵌入式系统的大部分集成到一或几片芯片中优点可利用降低片内工作电压，减少功耗减少芯片对外引脚数，使系统板简洁，减小体积减少原来芯片间的信号传递，提高了处理速度；减少了信号传递过程中可能造成的干扰，提高了可靠性软硬件无缝结合，可直接在片内嵌入操作系统代码模块 5、 常见的嵌入式操作系统。哪种应用最广泛？嵌入式Linux嵌入式Linux(Embedded Linux)是指对Linux经过小型化裁剪后，固化在容量只有几百K字节或几兆字节的存储器芯片或单片机中，应用于特定嵌入式场合的专用Linux操作系统 主要有RTLinux和uCLinux两个版本。uClinux内核不关心实时性问题，可用于各种手持设备等场合，RTLinux适合处理实时任务，可用于工业控制等场合 Linux是开放源码的，并具有内核小、功能强大、运行稳定、系统健壮、效率高、易于定制剪裁等优点，在价格上极具竞争力 Windows CE嵌入式Windows CE是微软开发的一个开放的、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，它是精简的Windows 95。Windows CE的图形用户界面相当出色。Win CE具有模块化、结构化和基于Win32应用程序接口以及与处理器无关等特点。Win CE不仅继承了传统的Windows图形界面，并且在Win CE平台上可以使用Windows 95/98上的编程工具（如Visual Basic、Visual C+等）、使绝大多数的应用软件只需简单的修改和移植就可以在Windows CE平台上继续使用。 VxWorks VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS） VxWorks实时操作系统由400多个相对独立、短小精悍的目标模块组成，用户可根据需要选择、裁剪和配置，核心甚至可以微缩到8 KBVxWorks具有简明易懂的用户接口，提供基于优先级的任务调度、任务间同步与通信、中断处理、定时器和内存管理等功能，内建符合POSIX(可移植操作系统接口)规范的内存管理，以及多处理器控制程序 VxWorks具有很高的可靠性、实时性和可裁减性，支持多种处理器，被广泛应用在通信、军事、航空、航天等对实时性要求极高的领域中，在美国的 F-16、FA-18 战斗机、B-2 隐形轰炸机和爱国者导弹、火星探测器上也使用到了VxWorks VxWorks在目前嵌入式系统领域中应用广泛，市场占有率较高 其他嵌入式操作系统uc/OSuc/OS是一个源代码公开、免费的嵌入式操作系统COS-II是在C-OS的基础上发展起来的，是美国嵌入式系统专家Jean JLabrosse用C语言编写的一个结构小巧、抢占式的多任务实时内核COS-II是一个高实时性的多任务系统内核， 能管理64个任务，并提供任务调度与管理、内存管理、任务间同步与通信、时间管理和中断服务等功能，具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点应用面覆盖了诸多领域，如照相机、网络设备、医疗器械、音响设备、高速公路电话系统、自动提款机等，并于2000年得到美国航空管理局（FAA）的认证，可以用于飞行器中PalmOSPalm OS是Palm Computing公司为其掌上电脑产品开发的嵌入式操作系统，Palm OS在PDA市场上占有很大的市场份额，目前主要与WinCE（Pocket PC）进行激烈竞争2009年2月11日 Palm已经停止开发Palm OSQNX加拿大QNX公司的产品。内核只有8K字节，QNX是一个实时的、可扩充的嵌入式操作系统，遵循POSIX（可移植操作系统接口）相关标准，QNX具有强大的图形界面功能应用于机顶盒、手持设备（手掌电脑、手机）、GPS设备等，在工业控制领域也有比较广泛的应用 应用最广泛的是VxWorks6、 嵌入式系统性能评价有何特点。流行的测试基准有哪些。含义 是指为了一定的目的，按照一定的步骤，选用一定的度量项目，通过建模和试验，对嵌入式系统的性能进行测试并对测试结果作出解释的技术 嵌入式系统性能评价没有统一的规范不同的目的、不同的人员、采用不同的度量项目和测试方法，对测试结果会作出不同的解释测量基准MIPS测试基准有局限性 Dhrystone测试基准计量单位为每秒计算多少次Dhrystone在VAX-11/780机器上的测试结果1757 Dhrystones/s定义为1 Dhrystone MIPS(百万条指令每秒) EEMBC测试向量Embedded Microprocessor Benchmark Consortium)非赢利性的机构，业界统一标准Chapter 21、 嵌入式系统设计方法，嵌入式系统设计特点。嵌入式系统的传统设计方法特点：软硬件设计独立进行优点：简单易行、分工明确缺点：排错困难，出现问题互相推诿解决方案无法进行全系统优化设计（降低成本）在满足相关性能指标的情况下，成本最低；最优软硬件划分嵌入式系统的系统级设计方法系统级设计是一种高层次的设计方法，设计人员针对设计目标进行系统功能描述，定义系统的行为特性，进行软硬件划分，生成系统级的规格描述软硬件协同设计主要设计步骤：需求分析；软硬件协同设计（Co-design）；软硬件实现；软硬件协同测试（Co-test）；软硬件协同验证（Co-verification）特点软硬件统一描述：有限状态机（FSM）；统一化的规格语言SystemC、新的统一描述语言；基于图形的表示工具UML 优点：软硬件统一描述；有利于优化设计；重点关注算法，而非实现缺点：不成熟，缺乏有效的统一描述工具；现有工具实现效率不高；有待于高效率的综合工具设计重用技术 基于IP核的模块级重用：IP核的设计和IP核的使用；IP核的设计目标是实现即插即用；IP核的设计除了需要考虑具体功能之外，还要考虑可重用、可测性及测试的可重用性基于平台的系统级重用：基于平台的设计重用是近几年提出的设计重用方法；基于IP核设计重用技术的扩展，强调系统级重用；要求提供面向特定应用领域的设计模板，设计者通过对设计模板进行适当的修改来构造符合性能要求的SoC系统 嵌入式系统设计的特点（与通用系统设计相比）嵌入式系统通常是面向特定应用的系统；软/硬件协同并行开发；需要交叉开发环境；可利用的系统资源相对较少；实时嵌入式操作系统的多样性；程序需要固化到硬件系统中；嵌入式软件开发难度较大2、 嵌入式硬件设计需要考虑哪些方面，处理器选择时需要考虑哪些方面。嵌入式硬件设计考虑方面体系结构设计描述系统如何实现所述的功能和非功能需求，包括对硬件、软件的功能划分以及系统的软硬件选型等；体系结构描述说明需要什么样的构件；一个好的体系结构是设计成功与否的关键硬件选择硬件布局针对不同硬件模块、硬件模块与处理器之间的连接关系对硬件位置进行调整嵌入式处理器的选择原则CPU Core选择应用领域：用户需求性能：浮点处理、MAC单元 工具链：完善友好的工具链 开发的难易程度：在系统编程、在系统调试 处理器I/O接口选择总线的需求；GPIO的需求 ；有没有基本通信接口UART 、I2C、SPI ；是否需要USB总线；是否需要CAN总线；是否需要Ethernet总线；是否需要A/D、D/A；是否需要LCD控制器；是否需要Zigbee、蓝牙等处理器存储系统选择MMU ；寻址空间（容量）【程序存储器、数据存储器、特殊寄存器】；片上Flash、SRAM、E2PROM；是否支持SDRAM市场因素的影响价格；是否容易购买；技术支持与售后服务 3、 什么是交叉编译，为什么需要交叉编译。来源于百度百科交叉编译呢，简单地说，就是在一个平台上生成另一个平台上的可执行代码。这里需要注意的是所谓 平台，实际上包含两个概念：体系结构（Architecture）、操作系统（Operating System）。同一个体系结构可以运行不同的操作系统；同样，同一个操作系统也可以在不同的体系结构上运行。举例来说，我们常说的x86 Linux平台实际上是Intel x86体系结构和Linux for x86操作系统的统称；而x86 WinNT平台实际上是Intel x86体系结构和Windows NT for x86操作系统的简称。交叉编译这个概念的出现和流行是和嵌入式系统的广泛发展同步的。我们常用的计算机软件，都需要通过编译的方式，把使用高级计算机语言编写的代码（比如C代码）编译（compile）成计算机可以识别和执行的二进制代码。比如，我们在Windows平台上，可使用Visual C+开发环境，编写程序并编译成可执行程序。这种方式下，我们使用PC平台上的Windows工具开发针对Windows本身的可执行程序，这种编译过程称为native compilation，中文可理解为本机编译。然而，在进行嵌入式系统的开发时，运行程序的目标平台通常具有有限的存储空间和运算能力，比如常见的 ARM 平台，其一般的静态存储空间大概是16到32MB，而CPU的主频大概在100MHz到500MHz之间。这种情况下，在ARM平台上进行本机编译就不太可能了，这是因为一般的编译工具链（compilation tool chain）需要很大的存储空间，并需要很强的CPU运算能力。为了解决这个问题，交叉编译工具就应运而生了。通过交叉编译工具，我们就可以在CPU能力很强、存储空间足够的主机平台上（比如PC上）编译出针对其他平台的可执行程序。4、 解释jtag。JTAG仿真调试方式属于嵌入式系统硬件调试与测试技术。JTAG，Joint Test Action Group，联合测试行动小组一种国际标准测试协议（IEEE 1149.1兼容）；主要用于芯片内部测试JTAG仿真器 ARM处理器内含Embedded ICE 宏单元，并留有JTAG调试接口，支持在线仿真；无需目标存储器，不占用目标系统的端口使用集成开发环境配合JTAG仿真器是目前最常用的一种调试方式。5、 嵌入式系统软件调试方法有哪几种。插桩调试法（Stub）；直接调试法；ROM仿真器法；模拟器法Chapter 31、 ARM处理器特点。功耗低、成本低、性能高 支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集Cortex支持Thumb-2（16/32位混合指令系统）指令长度固定（32位/16位）大量使用寄存器，指令执行速度更快寻址方式灵活简单，执行效率高C5000：0.5mW/MHz ARM7TDMI：0.28mW/MHz Cortex-M3：0.19mW/MHz 2、 ARM处理器的各系列情况。ARM7ARM7微处理器系列特点极低的功耗（0.28mW/MHz），适合对功耗要求较高的应用；具有嵌入式ICERT逻辑，调试开发方便；能够提供0.9MIPS/MHz的三级流水线结构；支持的操作系统：uC/OS-II、uCLinux等；性能最高可达130MIPS ARM7系列微处理器的主要应用领域为工业控制、网络和调制解调器；移动电话、消费电子等ARM7系列包括如下几种类型ARM7TDMI、ARM7TDMI-S ；ARM7TMDI是目前使用最广泛的32位嵌入式处理器，属低端ARM处理器核TDMI的基本含义为T：支持16位压缩指令集Thumb ；D：支持片上Debug ；M：内嵌硬件乘法器（Multiplier）I：嵌入式ICE，支持片上断点和调试点ARM9ARM9系列微处理器具有以下特点5级整数流水线，指令执行效率更高；提供1.1MIPS/MHz的加速能力 ；全性能的MMU，支持Windows CE、Embedded Linux等；支持数据Cache和指令Cache ；性能最高可达300MIPS ARM9系列微处理器主要应用无线设备；机顶盒；高端打印机、数字照相机和数字摄像机；汽车电子 ARM9系列微处理器类型ARM920T ；ARM922T ARM9EARM9E系列微处理器的主要特点支持DSP指令集（MAC） ；5级整数流水线，指令执行效率更高；支持VFP9浮点处理协处理器 ；全性能的MMU，支持Windows CE、Embedded Linux等；支持数据Cache和指令Cache ；性能最高可达300MIPS ARM9系列微处理器主要应用工业控制；无线设备和网络设备；数字消费品、图像处理设备、存储设备ARM9E系列微处理器类型 ARM926EJ-S ；ARM946E-S ；ARM966E-S、ARM968E-S ；ARM996HS ARM10EARM10E系列微处理器的主要特点支持DSP指令集（MAC）；6级整数流水线，指令执行效率更高；支持VFP10浮点处理协处理器；全性能的MMU，支持Windows CE、Embedded Linux ；支持数据Cache和指令Cache ；性能最高可达400MIPS ARM10E系列微处理器主要应用手持设备；工业控制；数字消费品、汽车电子 ；图像处理设备ARM10E系列微处理器类型ARM1020E ;ARM1022E ;ARM1026EJ-S ARM11 高性能8级流水;增强的ARMv6体系结构 ;与同等的ARM10相比较，在同样的时钟频率下，性能提高了近50；时钟频率达到500750MHz低功耗 ARM11系列微处理器采用了两种先进的节能方式，使其功耗极低；0.6mW/MHz (0.13m, 1.2V) ARM11系列微处理器主要应用 消费电子、汽车电子 ；数据存储、图像处理设备；网络基础、无线设备ARM11系列微处理器类型 ARM11 MPCore（多核处理器）；ARM1136J(F)-S ；ARM1156T2(F)-S ；ARM1176JZ(F)-S Cortex系列ARM Cortex-A Series高性能应用Applications processors for complex OS and user applications；支持ARM、Thumb和Thumb-2指令集；带MMU，运行Linux、Windows CE等操作系统；TI OMAP35xx，ST（意法半导体） ARM Cortex-R Series实时性应用Embedded processors for real-time systems；支持ARM、Thumb和Thumb-2指令集；不带MMU，运行Vxworks等实时操作系统 ARM Cortex-M Series低成本应用 Embedded processors optimized for cost sensitive applications；Supports the Thumb-2 instruction set only ；不带MMU，不加载或者加载简单嵌入式操作系统（Accelerated Technology公司的Nucleus PLUS；uC/OS-II、FreeRTOS ）典型芯片TIStellaris LM3Sxxxx系列；NXP LPC1000系列，ATMELSAM3系列SecurCore系列SecurCore系列微处理器专为安全需要而设计具有ARM体系结构的低功耗、高性能的特点；提供了完善的32位RISC技术的安全解决方案SecurCore系列微处理器在系统安全方面的特点带有灵活的保护单元，以确保操作系统和应用数据的安全；采用软处理器内核技术（处理器布局随机化），防止外部对其进行扫描探测；可集成用户自己的安全特性和其他协处理器SecurCore系列微处理器的应用领域电子商务；电子银行；电子政务；网络和认证系统SecurCore系列微处理器包含四种类型SecurCore SC100 ；SecurCore SC110 ；SecurCore SC200 ；SecurCore SC210 3、 ARM处理器的工作模式及模式转换，ARM处理器的工作状态及状态转换，ARM处理器的异常类型及异常相应和返回过程。ARM处理器的工作模式ARM微处理器支持7种工作模式除用户模式以外，其余6种模式称之为特权模式（Privileged Modes）；当处理器运行在用户模式下时，某些被保护的系统资源是不能被访问的；除去用户模式和系统模式以外的5种又称为异常模式（Exception Modes）常用于处理中断或异常，以及需要访问受保护的系统资源等情况User-用户模式（usr）：ARM处理器正常的程序执行状态System-系统模式（sys）：运行具有特权的操作系统任务IRQ-外部中断模式（irq）：用于通用的中断处理FIQ-快速中断模式（fiq）：用于高速数据传输或通道处理Supervisor-管理模式（svc）：操作系统使用的保护模式；复位、软中断调用（SWI） Abort-中止模式(abt) ：当数据或指令预取中止时进入该模式；可用于虚拟存储及存储保护Undefined-未定义指令模式（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工作模式转换工作模式的改变通过软件改变：系统调用 通过外部中断或异常处理改变外部中断：IRQ、FIQ：来自中断控制器异常处理：来自CPU内部ARM处理器的工作状态ARM微处理器的工作状态一般有两种第一种为ARM状态处理器执行32位的ARM指令；ARM指令要求字对齐第二种为Thumb状态处理器执行16位的Thumb指令；Thumb指令要求半字对齐工作状态切换在程序的执行过程中，处理器可以随时在两种工作状态之间切换；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；ARM微处理器在开始执行代码时总是处于ARM状态（也就是复位后进入ARM状态）进入Thumb状态执行BX指令BX：带状态切换的跳转指令;当操作数寄存器的最低位0为1时，可以使微处理器从ARM状态切换到Thumb状态;BX R0;R0的最低位0为1处理器工作在Thumb状态，如果发生异常并进入异常处理子程序，则异常处理完毕返回时，自动从ARM状态切换到Thumb状态进入ARM状态执行BX指令BX：带状态切换的跳转指令;当操作数寄存器的最低位0为0时，可以使微处理器从Thumb状态切换到ARM 状态;BX R0;R0的最低位0为0处理器工作在Thumb状态，如果发生异常并进入异常处理子程序，则进入时处理器自动从Thumb状态切换到ARM状态 ARM处理器的异常类型异常类型具体含义复位当处理器的复位电平有效时，产生复位异常，程序跳转到复位异常处理程序处执行未定义指令当ARM处理器或协处理器遇到不能处理的指令时，产生未定义指令异常。可使用该异常机制进行软件仿真软件中断该异常由执行SWI指令产生，可用于用户模式下的程序调用特权操作指令。可使用该异常机制实现系统功能调用指令预取中止若处理器预取指令的地址不存在，或该地址不允许当前指令访问，存储器会向处理器发出中止信号，但当预取的指令被执行时，才会产生指令预取中止异常数据中止若处理器数据访问的地址不存在，或该地址不允许当前指令访问时，产生数据中止异常IRQ（外部中断请求）当处理器的外部中断请求引脚有效，且CPSR中的I位为0时，产生IRQ异常。系统的外设可通过该异常请求中断服务FIQ（快速中断请求）当处理器的快速中断请求引脚有效，且CPSR中的F位为0时，产生FIQ异常异常响应当出现异常后，ARM处理器会执行以下操作1 将CPSR复制到相应的SPSR中2 对CPSR进行设置根据异常类型，强制设置CPSR的工作模式位设置中断禁止位，以禁止中断发生如果处理器处于Thumb状态，则切换到ARM状态 3 将下一条指令的地址存入相应链接寄存器LR LR中保存的是下一条指令的地址（当前执行指令地址4或8，与异常类型有关）4 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异常返回异常处理完毕之后，ARM微处理器会执行以下几步操作从异常返回1、将SPSR复制回CPSR中2、将链接寄存器LR的值减去相应偏移量后送到PC中注意复位异常处理程序不需要返回4、 ARM处理器的寄存器组织的用途。实在不明白这是在问什么。5、 ARM处理器的寻址方式。立即寻址 寄存器寻址；寄存器间接寻址；基址寻址；相对寻址；多寄存器寻址；堆栈寻址 6、 ARM处理器的基本指令（课件中举例的）。看课件吧，太多了！Chapter 51、 硬件电路设计原理（几个步骤）。2、 集成电路功耗产生的原因，功耗的种类，低功耗设计有哪些技术。功耗产生的原因集成电路的功耗包括静态功耗和动态功耗两部分静态功耗电路状态没有翻转时产生的功耗静态功耗：Ps = V*I动态功耗电路状态发生翻转时产生的功耗动态功耗：Pd=V2*f*C V为工作电压，f为时钟频率，C为负载电容目前大多数电路采用CMOS工艺，静态功耗很小，可以忽略，起主要作用的是动态功耗，因此降低功耗主要从降低动态功耗入手低功耗设计 硬件低功耗设计：低功耗器件；低功耗电路形式；单电源、低电压供电；电源管理单元设计；降低或动态改变处理器的时钟频率；降低持续工作电流软件低功耗设计：编译低功耗优化技术；硬件软化与软件硬化；减少处理器的工作时间；采用快速算法；通信中尽量提高通信速率；数据采集系统中降低采集速率；显示器静态/动态显示3、 嵌入式系统的中的存储器类型，解释虚拟存储器。在嵌入式系统中所用到的存储器主要有：触发器（Flip-Flops and Latches）、寄存器（Register Files）、静态随机访问存储器（SRAM）、动态随机访问存储器（DRAM）、闪速存储器（FLASH）、磁盘（Magnetic Disk）等 这些存储器的速度，为触发器最快，寄存器次之，SRAM再次，DRAM较慢，然后是FLASH，磁盘最慢价格正好反之，磁盘的每兆字节价格最便宜，触发器最贵虚拟存储器（Virtual Memory）技术是一种通过硬件和软件的综合来扩大用户可用存储空间的技术 ；虚拟存储器主要是为了满足应用程序对高速大容量主存的需求 ；虚拟存储器实现的重定位是由一个地址映象表机构完成 ；虚拟存储器还提供存储共享和保护机制 ；嵌入式系统的VR通常由MMU硬件实现4、 RS232C概述，其机械特性和电气特性，如何实现双机互联。概述RS232C是1969年由EIA公布的标准；定义数据终端设备（DTE）与数据通信设备（DCE）之间的接口特性 数据终端设备DTE Data Terminal Equipment ；数据源和数据到达的目的地数据通信设备DCEData Communication Equipment；MODEM其它外部设备（数据采集系统） 双机互联（ DTE DTE ） RS232C是DTE和DCE之间的通信标准，现在也可用于双机直接互联；无数据通信设备DCENULL MODEM机械特性和电气特性RS232C是接口电路与外设连接的通信标准机械特性：插头、插座、电缆等电气特性：直流、交流、0-1电平等电气特性非归零、双极性编码 负逻辑电平逻辑“1” ：-5V-15V（-12V）；逻辑“0” ：+5V+15V （+12V） ；信号电平与TTL电平不兼容，需要电平转换 （常用MAX3232等）实现双机互联利用硬件握手进行发送和接收数据的工作过程计算机A接收计算机B发送当计算机A准备好，则使DTR有效。计算机B通过采集DSR知道当计算机A准备好接收数据，则可以发送数据当计算机A未准备好，则使DTR无效。计算机B通过采集DSR知道当计算机A未准备好接收数据，则可以停止发送数据计算机B接收计算机A发送当