嵌入式系统原理及应用教程期末复习
嵌入式系统原理及应用教程期末复习
嵌入式系统原理期末复习
第一章 嵌入式系统概述
1.嵌入式系统的特点。
嵌入性、专用性、计算机系统。
系统内核小。2.专用性强。3.运行环境差异大。4.可靠性要求高。5.系统精简和高实时性操作系统。6.具有固化在非易失性存储器中的代码。7.嵌入式系统开发工作和环境。
2.嵌入式系统的功能。
1.提供强大的网络服务。2.小型化、低成本、低功耗。3.人性化的人机界面。4.完善的开发平台
3.嵌入式的应用。
1.工业过程控制。2.网络通信设备。3.消费电子产品。4.航空航天设备。5.军事电子设备和现代武器
4.HAL,BSP,RTOS,PDA的中文含义。
HAL：硬件抽象层
BSP：板级支持包
RTOS：实时多任务操作系统、实时操作系统
PDA：非实时操作系统
第二章 ARM微处理器
1.ARM微处理器的特点。
1.小体积、低功耗、低成本、高性能；2.支持Thumb(16位)／ARM(32位)双指令集，能很好地兼容８位／１６位器件；3.大量使用寄存器，指令执行速度更快；4.大多数数据操作都在寄存器中完成；5.寻址方式灵活简单，执行效率高；6.指令长度固定。
2.ARM7和ARM9的区别
1.时钟频率的提高，ARM7是冯诺伊曼结构，ARM9是哈弗结构；２.指令周期的改进；３.MMU内存管理单元，ARM９有ＭＭＵ；４.ARM7比ARM9提供了更好的性能——功耗比；５.ARM9能够很好的向后兼容ARM7上的软件。
3.ARM微处理器的结构，两个指令集状态的区别、转换
ARM微处理器的结构
CISC: 随着计算机技术的发展而不断地引入新的复杂的指令集，为支持新增的指令，计算机体系结构会越来越复杂，但，在CISC指令集的各种指令中，其使用频率却相差悬殊；
RISC：精简指令集计算机
１．
采用固定长度的指令格式。
２．
使用单周期指令，便于流水线操作执行。
３．
大量使用寄存器，数据处理指令只对寄存器进行操作，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。
４．
在保证高性能的前提下尽量缩小芯片的面积，并降低功耗。
５．
所有的指令都可根据前面的执行结果决定是否被执行，从而提高指令的执行效率。
６．
可用加载／存储指令批量处理数据，以提高数据的传输效率。
７．
可在一条数据处理指令中
同时完成逻辑
逻辑处理和移位处理。
８．
在循环处理中使用地址的自动增减来提高运行效率。
两个指令集状态的区别
：
ＡＲＭ指令为３２位的长度，Thumb指令为１６位长度；Thumb指令集为ARM指令集的功能子集，与等价的ARM代价相比较，可节省３０％——４０％以上的存储空间，同时具备３２位代码的所有优点。
转换：
进入Thumb状态：当操作数寄存器的状态位（位0）为1时，可以采用执行BX指令的方法，使微处理器从ARM状态切换到Thumb状态。此外，当处理器处于Thumb状态时发生异常（如IRQ、FIQ、Undef、Abort、SWI等），则异常处理返回时，自动切换到Thumb状态。
进入ARM状态：当操作数寄存器的状态位为0时，执行BX指令时可以使微处理器从Thumb状态切换到ARM状态。此外，在处理器进行异常处理时，把PC指针放入异常模式链接寄存器中，并从异常向量地址开始执行程序，也可以使处理器切换到ARM状态。
4.ARM寄存器结构
１．
ＡＲＭ处理器共有３７个寄存器，３１个通用寄存器，包括程序计数器(ＰＣ指针)，均为３２位的寄存器。
２．
６个状态寄存器，用以标识ＣＰＵ的工作状态及程序的状态，均为３２位，目前只使用于其中的一部分。
5.两种存储格式（大端格式、小端格式）
１．
大端格式：字数据的高字节存储在低地址中，地－高
２．
小端格式：低地址中存放的是字数据的低地址。
6.ＭＭＵ的主要功能
１．
将主存地址从虚拟存储空间映射到物理存储空间。
２．
存储器访问权限控制。
３．
设置虚拟存储空间的缓冲特性。
7.处理器的模式（每个模式下的寄存器使用情况）
ＡＲＭ微处理器支持７种运行模式：
１．
用户模式usr：ＡＲＭ处理器正常的程序执行状态。
２．
快速中断模式fiq：用于高速数据传输或通道处理。
３．
外部中断模式irq：用于通用的中断处理。
４．
管理模式svc：操作系统使用的保护模式。
５．
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。
６．
系统模式sys：运行具有特权的操作系统任务。
７．
未定义指令终止模式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的软件仿真。
除用户模式以外，其余的所有６种模式称之为非用户模式或特权模式；
其中除 用户模式 和 系统模式 以外的５种又称为异常模式，常用于处理中断或异常，以及需要访问受保护的系统资源情况。
用户模式usr：
R0-R15、ＣＰＳＲ
快速中断模式fiq：
Ｒ０－Ｒ１５、ＣＰＳＲ、ＳＰＳＲ_irq
外部中断模式irq：
Ｒ０－Ｒ５、ＣＰＳＲ、ＳＰＳＲ_irq
管理模式svc：Ｒ０－Ｒ５、ＣＰＳＲ、ＳＰＳＲ_
svc
数据访问终止模式abt：Ｒ０－Ｒ５、ＣＰＳＲ、ＳＰＳＲ_
abt
系统模式sys：R0-R15、ＣＰＳＲ
未定义指令终止模式und：Ｒ０－Ｒ５、ＣＰＳＲ、ＳＰＳＲ_
und
第三章 ARM9的指令系统
1.ARM处理器的寻址方式(8种)
１．
寄存器寻址；
２．
立即寻址
３．
寄存器间接寻址
４．
变址寻址
５．
寄存器移位寻址
６．
多寄存器寻址
７．
堆栈寻址
８．
相对寻址
2.堆栈四种工作方式
满递增方式、满递减方式、空递增方式、空递减方式
3.条件码的含义
条件码共有16种，每种条件码可用两个字符表示，这两个字符可以添加在指令祝记符的后面和指令同时使用
4.ARM存储器访问指令（ＬＤＲ、ＬＤＲＢ、ＬＤＲＨ、ＳＴＲ、ＳＴＲＢ、ＳＴＲＨ）