2015年本科期末考试《嵌入式系统原理及应用》最终版整理复习要点

嵌入式复习大纲第一章1、 嵌入式系统定义及概念： 嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁减、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统2、 嵌入式系统的特点：（3个）1) 嵌入式系统通常是面向特定应用的；2) 嵌入式系统功耗低、体积小、集成度高、成本低；3) 嵌入式系统具有较长的生命周期；4) 嵌入式系统具有固化的代码；3、 嵌入式处理器的分类：1) 嵌入式微处理器（EMPU）；2) 嵌入式微控制器（EMCU）；3) 嵌入式DSP处理器（EDSP）；4) 嵌入式片上系统（ESoC）。4、 嵌入式系统的组成： 由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。 （1）硬件层中包含嵌入式微处理器、存储器（SDRAM、ROM、Flash等）、通用设备接口和I/O接口（A/D、D/A、I/O等） （2）硬件层与软件层之间为中间层，也称为硬件抽象层，该层一般包含相关底层硬件的初始化、数据的输入/输出操作和硬件设备的配置功能。BSP具有以下两个特点。 （3）系统软件层由实时多任务操作系统、文件系统、图形用户接口、网络系统及通用组件模块组成。5、 嵌入式操作系统： 嵌入式实时操作系统C/OS-II、嵌入式Linux、Windows Embedded、VxWorks、pSOS、等，以及应用在智能手机和平板电脑的Android、iOS等6、嵌入式系统的设计方法：（需交叉编译和调试环境）（1）系统定义与需求分析 （2）系统设计方案的初步确立 （3）初步设计方案性价比评估与方案评审论证 （4）完善初步方案、初步方案实施 （5）软硬件集成测试 （6）系统功能性能测试及可靠性测试 第二章1、 ARM的CISC、RISC ARM7ARM9（1）CISC特点：复杂指令、各种类型的内存寻址方式、微程序结构、效率高（2）RISC特点：固定指令长度、指令流水线处理、简化内存管理、硬件接线式控制、 单周期执行、复杂度存于编译程序内（3） 冯诺依曼结构：输入输出设备、运算器、控制器、存储器 主要贡献：提出并实现了“存储程序”的概念2、 ARM7：采用3级流水线结构，采用冯诺依曼结构（程序存储与数据存储统一编址） ARM9：采用5流水线结构，采用哈弗体系结构（程序存储器与数据存储器分开独立编 址） ARM10：采用6流水线结构，采用哈弗体系结构 ARM11：采用8流水线结构，采用哈弗体系结构3、 ARM体系结构的技术特征：（1）单调周期操作 （2）采用加载/存储指令结构 （执行速度快）（3）固定32位指令 （结构简单、效率高）（4）地址指令格式 （三地址指令格式，优化代码）（5）指令流水线技术 （提高执行效率）4、ARM的三种工作状态，如何标记？ （1）ARM状态：32位，ARM状态下执行字对准的32位ARM指令； （2） Thumb状态：16位，Thumb状态下执行半字对准的16位Thumb指令。在Thumb-2 状态下，内核兼有16位和32位指令 （3）调试状态：停机调试时，*cortex-M3只有Thumb-2状态和调试状态 处理器的当前状态寄存器CPSR的T位可标志出两种状态。当T位为0时是ARM状态，为1时是Thumb状态。5、 ARM 7 种功能模式： （1）用户模式：正常用户模式，程序正常执行模式。（2）FIQ模式：处理快速中断，支持高速数据传送或通道处理。（3）IRQ模式：处理普通中断。（4）SVC模式：操作系统保护模式，处理软件中断。（5）中止模式：处理存储器故障，实现虚拟存储器和存储器保护。（6）未定义模式：处理未定义的指令陷阱，支持硬件协处理器的软件仿真。（7）系统模式：运行特权操作系统任务。6、ARM共有37个寄存器，包括31个通用寄存器（含PC）和6个状态寄存器7、7 个异常中断： （1）复位异常reset。（2）数据访问中止异常DABT（3）快速中断异常 FIQ（4）外部中断异常 IRQ（5）指令预取中止异常 FABT（6、7）软件中断异常SWI 和未定义的指令异常8、ARM对异常中断的响应过程： （1）保存处理器当前状态、中断屏蔽位以及各条件标志位； （2）设置当前程序状态寄存器CPSR中的相应位； （3）将寄存器lr_mode设置成返回地址；（4）将程序计数器值PC，设置成该异常中断的中断向量地址，跳转到相应异常中断处 执行。9、 大端模式：32位的高字节存放在低地址中，低字节存放在高地址中10、 小端模式（系统复位默认）：32位的高字节存放在高地址中，低字节存放在低地址中。11、 简述ARM7的内部寄存器R13、R14、R15的主要功能和作用： R13、R14、R15都可以被ARM处理器当作通用寄存器和寻址访问；但在ARM处理器系统中R13也用作堆栈指针，R14用作链接寄存器，R15用作取指指针寄存器。第三章1、 ARM指令的寻址方式：1) 立即数寻址：在立即数寻址方式下，操作数本身直接在指令中给出，去除指令也就获得了操作数，这个操作数也称为立即数。2) 寄存器寻址：在寄存器寻址方式下，寄存器的值即为操作数。ARM指令普遍采用这种寻址方式，由于直接和寄存器交换数据，其执行效率较高。3) 寄存器移位寻址：寄存器移位寻址的操作数由寄存器的数值进行相应移位而得到；移位的方式在指令中以助记符的形式给出，而移位的位数可用立即数或寄存器寻址方式表示。4) 寄存器间接寻址：寄存器中的值为操作数的物理地址，这样的寻址方式称为寄存器间接寻址。实际的操作数存放在存储器中，其地址由寄存器给出。5) 基址变址寻址：将寄存器（称为基址寄存器）的值与指令中给出的偏移地址量相加，所得的结果作为操作数的物理地址，这样的寻址方式称为基址变址寻址。6) 相对寻址：相对寻址同基址变址寻址相似，区别只是将程序计数器PC作为基址寄存器，指令中的标记作为地址偏移量。7) 多寄存器寻址：在多寄存器寻址方式中，一条指令可实现一组寄存器值的传送。连续的寄存器间用“-”连接，否则用“,”分隔。8) 块复制寻址：块复制寻址可实现连续地址数据从存储器的某一位置复制到另一位置。9) 堆栈寻址：堆栈寻址用于数据栈与寄存器组之间批量数据传输。堆栈是一种后进先出的数据结构，数据写入和读出内存的顺序不同，适用堆栈寻址可以很好地解决这个问题。第四章1、 嵌入式系统中常用的C语言语句：P121第六章1、 嵌入式的最小系统：2、 UART串行通信的过程：第七章1、 叙述嵌入式系统BootLoader概念、功能和两个阶段（即：stage1和stage2）的启动步骤：（1） 概念：Boot Loader 是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。（2） 功能：通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从 而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内 核准备好正确的环境。（3两个阶段：stage1通常包括以下步骤： 硬件设备初始化 为加载BootLoader的stage2准备RAM空间 拷贝BootLoader的stage2到RAM空间中 设置好堆栈 跳转到stage2的C入口点stage2通常包括以下步骤： 初始化本阶段要使用到的硬件设备 检测系统内存映射(memorymap) 将kernel映像和根文件系统映像从flash上读到RAM空间中 为内核设置启动参数l 调用内核2、S3C44B0X中具有哪几个定时器？分别有哪些功能特性？ 6个16位定时器：都可以工作在中断或DMA模式。 定时器0、1、2、3、4有PWM功能，定时器5只是一个内部定时 器而无输出引脚。 PWM定时器特性为： 6个基于DMA或中断操作的16位定时器 3个8位预分频器，2个5位除法器和1个4位除法器。 输出波形可编程的功率控制器（PWM） 自动重装或短脉冲模式（One-shot Pulse Mode） 死区发生器 1个看门狗定时器，看门狗定时器具有以下特性： 带中断请求的普通间隔定时器模式 当定时器计数值达到0时，内部复位信号被激活128MCLK周期3、S3C44B0X中功耗管理的5种模式是什么? S3C44B0X中功耗管理的5种模式： 正常模式：正常运行模式； 低速模式：不加PLL 的低时钟频率模式； 空闲模式：只停止CPU 的时钟； 停止模式：停止所有的时钟； LCD的SL空闲模式：SL 空闲模式的进入将导致 LCD 控制器 开始工作。此时，CPU和除LCD控制器 外的所有外设都停止工作。4、写出S3C44B0X的UART1的初始化设置程序代码。 UART初始化程序：static int whichUart=0;void Uart_Init(int mclk,int baud)int i; If(mclk=0) mclk=MCLK; rUFCON1=0x0