embedded嵌入式系統(tǒng)知識點

1、1、CMD：即連接器命令文件。輸入指明輸出，描述了硬件資源中的存儲資源以及代碼、變量、常量等與存儲空間的對應(yīng)關(guān)系。根據(jù)目標系統(tǒng)寄存器的配置，以及用戶自定義的程序和數(shù)據(jù)的存放地址，由匯編器產(chǎn)生的浮動地址目標文件，生成絕對地址可執(zhí)行文件。2、CMD文件的用途：描述配置： -o 編譯后的輸出文件； -l 副文件； -stack 棧的大??； -heap 堆的大小描述內(nèi)存空間的分布情況 開始于結(jié)束的位置內(nèi)容空間的分配：內(nèi)容與存儲空間對應(yīng)。內(nèi)容包括代碼、變量、常量、矢量、far4、RTS6000.lib，即實時運行庫文件，保證能夠有C語言的實時運行支撐環(huán)境5、進行性能分析測試的目的：檢驗程序是否能達到實時

2、必要需求關(guān)注點：空間復(fù)雜度：代碼的尺寸（size）時間復(fù)雜度：調(diào)用次數(shù)、周期（單次運行時間）6、DMA：即直接存儲器訪問。其功能是在CPU不介入下實現(xiàn)存儲器映象兩個區(qū)域之間數(shù)據(jù)的傳輸。實現(xiàn)過程：確定使用的通道對選定通道的寄存器進行設(shè)置：主控寄存器、源/目的地址寄存器、計數(shù)寄存器l 主控寄存器只能設(shè)置(star)啟動或停止，可查詢(status)狀態(tài)（是否中斷或結(jié)束）7、線性匯編改寫的格式 1）定義函數(shù)名稱、實現(xiàn)參數(shù)傳遞。2）為暫時存放臨時數(shù)據(jù)的寄存器定名，由.reg ( register)完成。3）數(shù)據(jù)初始化。4）處理程序的循環(huán)體部分。首先定義一個標號作為循環(huán)返回的標志；之后，將循環(huán)變量vpt

3、r(即count)減一；利用C6x指令的條件執(zhí)行功能通過對vptr是否為零的判斷條件執(zhí)行跳轉(zhuǎn)指令。最后，.return實現(xiàn)數(shù)據(jù)的返回。 5） 一切工作完成后，使用.endproc作為函數(shù)結(jié)束的標志。l 記住變量所是的寄存器(.reg)8、完整的匯編程序包括：數(shù)據(jù)初始化、子程序、復(fù)位程序、連接器命令文件9、C程序的優(yōu)化用到的方法：循環(huán)展開、內(nèi)聯(lián)函數(shù)、字訪問（強制類型轉(zhuǎn)換）1、嵌入式系統(tǒng)：以應(yīng)用為中心、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪,應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗和應(yīng)用環(huán)境有特殊要求的專用計算機系統(tǒng)。是將應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)和計算機硬件集成在一起的系統(tǒng)。2、嵌入式系統(tǒng)的核心-嵌入式微處理

4、器3、嵌入式系統(tǒng)特點：功耗限制、低成本、多速率、環(huán)境相關(guān)性、系統(tǒng)內(nèi)核小、專用性強、不可壟斷性、產(chǎn)品相對穩(wěn)定性、實時性4、實時性的本質(zhì)：任務(wù)處理所花費時間的可預(yù)測性，即任務(wù)需要在規(guī)定的時限內(nèi)完成。硬實時&軟實時：“軟”意味著如果沒有滿足指定的時間約束并不會導(dǎo)致災(zāi)難性的后果，而對于硬實時系統(tǒng)來說卻是災(zāi)難性的。 5、軟實時和硬實時之間的區(qū)別：通常與系統(tǒng)的時間精度有關(guān)，軟實時任務(wù)的調(diào)度精度必須大于千分之一秒，而硬實時任務(wù)為微秒級。6、嵌入式系統(tǒng)組成：軟件子系統(tǒng)【應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)（協(xié)議棧）】硬件子系統(tǒng)【處理器、外圍設(shè)備（存儲器、輸入接口、輸出接口）】7、最小硬件系統(tǒng)：嵌入式控制器時鐘系統(tǒng)、供電

5、系統(tǒng)(電源)、存儲器系統(tǒng)(可選)、復(fù)位及其配置系統(tǒng)、調(diào)試測試接口(可選)8、嵌入式處理器分類：微處理器(Microprocessor Unit, MPU) 、微控制器(Microcontroller Unit, MCU) 嵌入式DSP (Embedded Digital Signal Processor, EDSP) 、片上系統(tǒng)(System On Chip,SOC)9、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計主要步驟：需求分析、規(guī)格說明、結(jié)構(gòu)設(shè)計、構(gòu)件設(shè)計、調(diào)試與集成10、CISC:復(fù)雜指令集（尋址方式復(fù)雜）RISC：精簡指令集（Load/Store結(jié)構(gòu)）具有大量的指令和尋址方式，指令長度可變只包含最有用的指令，指令

6、長度固定8/2原則：80%的程序只使用20%的指令確保數(shù)據(jù)通道快速執(zhí)行每一條指令大多數(shù)程序只使用少量的指令就能夠運行使CPU硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計變得更為簡單11、馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)：須有存儲器、控制器、運算器、輸入輸出設(shè)備。指令和數(shù)據(jù)共享同一總線。哈佛體系結(jié)構(gòu)：指令與數(shù)據(jù)，占用總線分開12、C62XX數(shù)據(jù)通路：2個通用寄存器組（A和B），各15個寄存器；8個功能單元（.L1,.L2,.S1,.S2,.M1,.M2,.D1,和D2）；2個存儲器讀取通路（LD1和LD2）；2個存儲器存儲通路（ST1和ST2）；2個寄存器組交叉通路（1X和2X）；2個數(shù)據(jù)尋址通路(DA1和DA2)；13、寄存器的

7、功能單元：分為A、B兩組（共8個）.L 算術(shù)運算； .S 邏輯運算；.M 乘法；.D 地址產(chǎn)生+數(shù)據(jù)運算14、并行操作：一個取指包8條32bit指令（18個執(zhí)行包）；執(zhí)行包中的每一條指令使用的功能單元必須各不相同 影響并行的因素：資源沖突、延遲間隙15、C6201芯片共多少個片外存儲空間？ 4個C6201芯片的片外存儲空間的大??？ 52MMAP0模式下SDRAM是否可以接入C6201芯片的片外存儲空間CE2中？ 可以。16、在嵌入式系統(tǒng)中，程序的存放由用戶自己指定，實際分配過程是由連接器完成的。17、流水線：任何指令的處理皆可分成幾個子操作，每個子操作由不同單元來完成。對每個單元來說，每隔一個

8、時鐘周期可進入一條新指令，因而在同一時間內(nèi)，在不同單元中可處理多條指令，這種工作方式稱為“流水線”工作方式。18、取指包：取8條指令，8條指令組成一個取指包（FP），取指包中的8條指令同時順序通過PG，PS，PW，PR四個節(jié)拍。執(zhí)行包：在流水線的DP節(jié)拍中，取指包指令根據(jù)并行性分成各執(zhí)行包，執(zhí)行包由1至8條并行指令組成。在DP節(jié)拍期間一個執(zhí)行包的指令分別分配到相應(yīng)的功能單元。延遲間隙：指一條指令在第一個執(zhí)行節(jié)拍E1后占用的CPU周期數(shù)。具有延遲間隙的指令，在最后一個延遲間隙之前，其結(jié)果不能被使用。如乘法指令有一個延遲間隙，這意味著這條乘法指令的結(jié)果可被隔一個CPU周期的下一條指令使用。19、多

9、功能緩沖串口(McBSP ) 串口，三個通道，可分多個，可緩沖，（2發(fā)送3接收）特點： 收/發(fā)獨立、全雙工、雙緩沖數(shù)據(jù)通信，允許連續(xù)的數(shù)據(jù)流 可以接標準的編/解碼器、模擬接口芯片 支持多種協(xié)議下的接口傳輸：T1/E1、MVIP、ST-BUS、IOM-2、AC97、IIS、SPI 支持多通道操作（128） 內(nèi)置u-律（美日）和A-律（歐）壓擴硬件：G.711協(xié)議PCM編碼方式的一部分。 內(nèi)部傳輸時鐘和幀同步信號可編程程度高 數(shù)據(jù)字長可以是8/12/16/20/24/32bit20、數(shù)據(jù)通道：完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，DX負責(zé)發(fā)送，DR負責(zé)接收。21、傳輸緩沖收發(fā)(收多發(fā)少)：接收操作采取三級緩沖方式

10、：接收移位寄存器RSR、接收緩沖寄存器RBR、數(shù)據(jù)接收寄存器DRR發(fā)送操作采取兩級緩沖方式：數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器DXR、發(fā)送移位寄存器XSR22、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器IDRAM1）總?cè)萘?4k bytes（甚至512k bytes）；2）單周期雙存取3）CPU與DMC間為2*64-bit數(shù)據(jù)總線；4）DMC與IDRAM間4*16-bit數(shù)據(jù)總線23、中斷：為使DSP具有對外界異步事件的處理能力而設(shè)置。處理器需要怎樣做支持中斷：1）保存當(dāng)前處理現(xiàn)場；2）完成中斷任務(wù)；3）恢復(fù)各寄存器和現(xiàn)場；4）返回繼續(xù)執(zhí)行被暫時中斷的程序24、編譯、匯編和連接>.out文件優(yōu)化器選項：-o0 優(yōu)化寄存器使用；-o1

11、本地優(yōu)化；-o2/-o 全局優(yōu)化；-o3文件級優(yōu)化25、C語言數(shù)據(jù)類型：char（1字節(jié)），short(2字節(jié))，int（4字節(jié)）,long(40位)27、數(shù)據(jù)初始化方法1. 調(diào)試器加載程序(loader)自動完成原理：用.short，.word等匯編指令生成變量及其初始值；連接器為這些變量分配地址調(diào)試器從.out文件中讀取變量初值，通過主機接口，放入目標存儲器中相應(yīng)的變量地址 缺點：只適用于程序開發(fā)階段使用，不適用于嵌入式系統(tǒng)。2. 人工初始化在應(yīng)用程序前插入數(shù)據(jù)初始化程序段MVK MVKH STW 缺點: 每個數(shù)據(jù)的初始化要用三條指令，占用很大程序空間3. 拷貝法： 數(shù)據(jù)從ROM拷貝到RA

12、M所謂拷貝法，就是將變量的初值即初始化數(shù)據(jù)單獨存放在一個初始化數(shù)據(jù)段內(nèi)(ROM)。程序復(fù)位后，一段初始化程序?qū)⒊跏蓟瘮?shù)據(jù)段內(nèi)的變量初值拷貝到相應(yīng)變量地址。這種方法簡省程序存儲空間，也是C程序進行初始化的方法。28、拷貝法使用步驟：1.常量定義；2. 定義變量；3. 變量初始化；4.數(shù)據(jù)段分配：在連接器命令文件內(nèi)做*.cmd 29、程序復(fù)位原因：DMA把應(yīng)用程序從片外ext 1搬移到片內(nèi)程序RAM。需要程序控制在上電后從0地址轉(zhuǎn)移到片內(nèi)應(yīng)用程序。30、定界：數(shù)據(jù)或代碼在存儲器內(nèi)的開始地址有一定要求。常數(shù)定界遵循先大后?。淮a無定界要求；3、存儲器映射 MEMORY /內(nèi)存描述 EPROM： or

13、igin= oh，lengh= 800hIP_RAM：SBSRAM：ID_RAM：SECTIONS /內(nèi)存分配myCode：> EPROMmyDate：> SBSRAMl 命令SECTIONS用于把目標文件中的各個代碼段和數(shù)據(jù)分配到MEMORY定義的存儲器內(nèi)。采用連接器命令文件說明系統(tǒng)存儲器配置和映射，方便程序在不同系統(tǒng)之間移植7、線性匯編改寫的格式 .def _DP /定義函數(shù)名稱_DP .cproc cptr0,cptr1,vptr /實現(xiàn)參數(shù)傳遞 /*為暫時存放臨時數(shù)據(jù)的寄存器定名*/ .reg addr_a,addr_x .reg m,n .reg product,sum/

14、*數(shù)據(jù)初始化*/ MV cptr0,addr_a MV cptr1,addr_x ZERO sum /*處理程序的循環(huán)體部分*/Loop： LDH *addr_a+,m LDH *addr_x+,n MPY m,n,product ADD sum,product,sum SUB vptr,1,vptr vptr B loop .return sum /實現(xiàn)數(shù)據(jù)的返回 .endproc /函數(shù)結(jié)束的標志26、用匯編指令編寫y=mx+b 1）數(shù)據(jù)取入寄存器：m,x,b存儲器>寄存器1a. 初始化數(shù)據(jù)指針：把數(shù)據(jù)地址放入指針寄存器(指令MVK和MVKH)1b. 取數(shù)據(jù): 進行存儲器和寄存器之間

15、的讀寫操作2）乘法；3）加法；4）存儲數(shù)據(jù)：y寄存器>存儲器1a MVK .S1 m, A0MVKH .S1 m, A0; &m>A0MVK .S1 x, A2MVKH .S1 x, A2; &x>A2MVK .S1 b, A4MVKH .S1 b, A4; &b>A41b LDH .D1 *A0, A1 ; 取mLDH .D1 *A2, A3 ; 取xLDH .D1 *A4, A5 ; 取bNOP 431、匯編語言優(yōu)化1) 使用并行指令2) 用有用的指令（取代NOP）填充延遲間隙：前后對比loop：ldh.d1 *A8+,A2| ldh.d2

16、*B9+,B3nop 4mpy.mlx A2,B3,A4nopadd.l1 A4,A6,A6sub.12 B0,1,B0b0 b.s1 loopnop 5loop：ldh.d1 *A8+,A2| ldh.d2 *B9+,B3sub.12 B0,1,B0b0 b.s1 loopnop 2mpy.mlx A2,B3,A4nopadd.l1 A4,A6,A6 LD的nop由4降為2 B的nop由5降為23) 循環(huán)展開4) 字長優(yōu)化（使用LDW/MPYH：使用字訪問半字數(shù)據(jù)）5) 軟件流水a(chǎn)1 a0 A0 LDW.D1 *A5+，A0 Xx1 x0 A1 LDW.D1 *A6+，A1 = A7 A3

17、MPY.M1 A0，A1，A3A1*x1 a0*x0 MPYH.M1 A0，A1，A7 + a1x1+a0X0 A4 ADD.L1 A3,A7,A432、混合語言編程編寫C可調(diào)用的匯編程序A）建立C環(huán)境1)在C程序前聲明線性匯編函數(shù)2)調(diào)用匯編函數(shù)Parent.CInt child(int,Int); /* prototype */Void main (void) int x = 7; Int y; Y = child(x,5); /* call function */B）建立匯編環(huán)境1)匯編函數(shù)的入口地址聲明為全局變量匯編函數(shù)的入口地址C函數(shù)名前加下劃線2) 定義函數(shù)入口地址；child.A

18、SM .def _child ; make the label_func ; visible to linker_child： ; define functions Instr ; entry point Instr Instr. .C）編寫線性匯編函數(shù)：入口代碼、算法、出口代碼.def _DP ；聲明函數(shù)名，建立匯編環(huán)境_DP： .cproc param0,param1 ；函數(shù)參數(shù).reserve reserve_reg ；需要保護的寄存器.reg local_val0,local_val1, ；函數(shù)內(nèi)的寄存器變量MV param0,local_val0 ；建立函數(shù)參數(shù)與MV param1,local_val1 ；寄存器變量名得關(guān)系 · ；算法 · · .return return_value ；函數(shù)返回，return_value為物理寄存器或寄存器變量名.endproc29、點積實驗C代碼#include <stdio.h> short DP(short *m, short *n, short count); /聲明點積運算子函數(shù)DP( ) /* 參與點積運算的兩數(shù)組 a, x 初始化 */ short a30 = 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29,