湖南工業(yè)大學_ARM嵌入式_系統原理及應用開發(fā)_譚會生_考試重點_考試要點_復習要點_重點部分 (1)

1、嵌入式復習要點1、嵌入式系統：在我國，一般認為：嵌入式系統是嵌入式計算機系統的簡稱。簡單地講，嵌入式系統就是嵌入到目標體系中的專用計算機系統。嵌入性、專用性與計算機系統是嵌入式系統的3個基本要素。具體的講，嵌入式系統是指以應用為中心，以計算機技術為基礎，并且軟硬件可裁減，適用于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。 2、嵌入性、專用性與計算機系統是嵌入式系統的3個基本要素。3、嵌入式系統的特點1）嵌入式系統是專用的計算機系統2）嵌入式系統須滿足系統應用環(huán)境的要求3）嵌入式系統需滿足對象系統的控制要求4）嵌入式系統是一個知識集成應用系統5）嵌入式系統具有較長的應用生

2、命周期6）嵌入式系統軟件固化在非易失性存儲器中7）多數嵌入式系統具有實時性要求8）嵌入式系統設計需專用的開發(fā)環(huán)境和工具4、嵌入式系統發(fā)展的4 個階段 . 1）以單片機為核心的低級嵌入式系統 2） 以嵌入式微處理器為基礎的初級嵌入式系統 3）以嵌入式操作系統為標志的中級嵌入式系統 4）以Internet 為標志的高級嵌入式系統5、32位基于8位的優(yōu)勢：1.芯片內外資源豐富，硬件系統簡單 2.可運行各種操作系統，應用程序開發(fā)難度降低，系統人機界面友好 3.系統數據處理能力強，控制精度高 4.有成熟的開發(fā)工具、豐富的開發(fā)資源和資料 5.32/64位的嵌入式系統的開發(fā)人群不斷增多，有助于降低企業(yè)開發(fā)項

3、目的開發(fā)成本和保持開發(fā)的連續(xù)性5、嵌入式系統的發(fā)展趨勢 1）嵌入式系統結構將更加復雜，硬件向集成化發(fā)展，軟件將逐漸PC化 2）嵌入式系統的小型化、智能化、網絡化、可視化、微功耗和低成本 3）不斷改善人機交互的手段，提供精巧的多媒體人機界面 4）云計算、可重構、虛擬化等技術被進一步應用到嵌入式系統 5）嵌入式軟件開發(fā)平臺化、標準化、系統可升級，代碼可復用將更受重視6、嵌入式系統的軟件：中間層程序、嵌入式操作系統、應用軟件層。7、嵌入式處理器的種類：嵌入式微處理器（Embedded Microcomputer Unit，EMPU）、 嵌入式微控制器（Embedded Microcontroller

4、 Unit，EMCU） 嵌入式數字信號處理器（Embedded Digital Signal Processor，EDSP） 嵌入式片上系統（System On Chip，SOC） 嵌入式可編程片上系統（System On a Programmable Chip，SOPC)。8、S3C2410X/S3C2440X是三星公司出品的基ARM920T核的嵌入式微處理器，它與基于ARM7的S3C44B0X的最大區(qū)別在于，S3C2410X/S3C2440X內部帶有全性能的內存管理單元（MMU）。9、嵌入式操作系統（Operating System，OS）是支持嵌入式系統工作的操作系統，它負責嵌入式系統的

5、全部軟、硬件資源分配、調度、控制和協調等活動，它是嵌入式應用軟件的開發(fā)平臺，用戶的其它應用程序都建立在嵌入式操作系統之上。嵌入式操作系統通常包括與硬件相關的底層驅動軟件、系統內核、設備驅動接口、通信協議、圖形界面、標準化瀏覽器等。10、幾種常用嵌入式操作系統：Linux、C/OS-II、Windows CE、VxWorks、 pSOS、Palm OS、QNX、蘋果iOS、Android。11、嵌入式系統設計的基本原則是“物盡其用”。1） 嵌入式微處理器及操作系統的選擇2） 開發(fā)工具的選擇3） 對目標系統的觀察與控制12、嵌入式系統的設計步驟：需求分析體系結構設計硬件、軟件、執(zhí)行機構設計系統集成

6、系統測試。13、嵌入式系統的開發(fā)環(huán)境一般由三個部分組成：宿主機、調試仿真器和目標機。14、嵌入式系統的應用：非操作系統、操作系統非GUI、操作系統GUI層次。15、嵌入式設備的三個特點：第一、嵌入式應用軟件對硬件的依賴很強；第二、開發(fā)環(huán)境與運行環(huán)境需專門設定；第三、嵌入式設備往往有資源限制。16、嵌入式應用軟件的開發(fā)的六個特點：1） 需要交叉編譯工具2） 通過仿真手段進行調試3） 目標機是最終的運行環(huán)境4） 執(zhí)行應用程序的指令通常寫入操作系統5） 系統資源有限6） 控制特定部件17、目前世界上有四大流派的嵌入式處理器內核生產廠家及嵌入式處理器內核， 即MIPS公司（wwwmipscom）的MI

7、PS處理器內核，ARM公司（ wwwarmcom ）的 ARM處理器內核，國際商用機器公司（IBM）、蘋果公司（Apple）及摩托羅拉（Motorola）公司 聯合開發(fā)的PowerPC，摩托羅拉公司（ wwwmotorolacom）的68K/COLDFIRE。18、ARM體系結構的技術特征：1）單周期操作 2）采用加載/存儲指令結構 3）固定的32位長度指令 4）3地址指令格式 5）指令流水線技術。19、由ARM狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)。通過BX指令可將ARM狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)，即當操作數寄存器的最低位為1 時，可執(zhí)行BX指令使微處理器進入Thumb狀態(tài)。Thumb狀態(tài)切換到ARM狀態(tài)，

8、即當操作數寄存器的最低位為0時，可執(zhí)行BX指令使微處理器進入ARM狀態(tài)。20、ARM處理器7種工作模式：用戶模式、快速中斷模式、外部中斷模式、管理模式、中止模式、未定義指令模式、系統模式。21、無論何種模式，R15均作為PC使用；CPSR為當前程序狀態(tài)寄存器；R7R0為公用的通用寄存器。22、ARM指令的尋址方式：立即尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、基址加變址尋址、相對尋址、堆找尋址、多寄存器尋址。23、WDT組件用于監(jiān)視程序的運行狀態(tài)。當系統出現錯誤，如受到噪聲干擾時，S3C44B0X的WDT組件能夠繼續(xù)操作控制器。WDT組件可用作一個普通的16位定時器去請求中斷服務，并在每128個MCL

9、K脈沖后產生一個長達128個MCLK時鐘周期的復位信號。 24、ARM處理器內部包括CPU和各種功能組件，那么ARM處理器的CPU怎樣實現對各種功能組件的控制呢？其主要通過各種控制寄存器來實現對各個功能組件及外圍器件的控制，主要工作過程的示意圖如5.10所示?？刂萍拇嫫鞯暮x及作用如下：(1) 控制寄存器是一個特定的存儲單元，而控制寄存器各位的定義由微控制器/微處理器的內部硬件結構決定，所以控制寄存器各位的定義是控制編程的依據。(2) 控制寄存器是人機信息交互的橋梁，而人或機器對某個功能組件的控制指令首先必須通過編程給控制寄存器賦值，再通過CPU對控制寄存器的讀操作將有關操作控制信號或操作數據

10、傳遞給該功能組件。當這些操作控制信號或操作數據有效時，該功能組件就會執(zhí)行特定的操作。 25、對存儲器控制寄存器的配置編程功能：實現從0X01180000開始的連續(xù)地址空間13個存儲器組件控制寄存器的初始化。配置存儲器控制寄存器的程序段如下：LDR R0，=SMRDATA ；將存儲控制組件各控制器的初始化數據區(qū)的起始地址裝載到R0LDMIA R0，r1-r13 ；將R0作為起始地址的13個連續(xù)字的初始化數據裝載到R1R13LDR R0，=0x01C80000 ；配置總線寬度與等待控制寄存器BWSCON的地址STMIA R0，R1-R13 ；將R1R13中內容存儲到R0作為起始地址的13個連續(xù)字的

11、存儲區(qū)SMRDATA：DCD 0x22221210 ；設置BWSCON初始值，選擇總線寬度，Bank1和Bank3為6位，其余32位禁止等待 DCD 0x00000600 ；Bank0通道控制寄存器BANKCON0(GCS0)初始化 DCD 0x00000700 ；Bank1通道控制寄存器BANKCON1(GCS1)初始化DCD 0x00000700 ；Bank2通道控制寄存器BANKCON2(GCS2)初始化DCD 0x00000700 ；Bank3通道控制寄存器BANKCON3(GCS3)初始化DCD 0x00000700 ；Bank4通道控制寄存器BANKCON4(GCS4)初始化DCD

12、 0x00000700 ；Bank5通道控制寄存器BANKCON5(GCS5)初始化DCD 0x00010000 ；Bank6通道控制寄存器BANKCON6(GCS6)初始化；(EDODRAM(Tacc=1) DCD 0x00018000 ；Bank7通道控制寄存器BANKCON7(GCS7)初始化(未用)DCD 0x00860459 ；刷新控制寄存器REFRESH (REFEN = 1，TREFMD = 0，；Trp=0,Trc=5,Tchr=3)DCD 0x0 ；Bank容量寄存器BANKSIZE：確定為32 MB/32 MBDCD 0x20 ；SDRAM模式寄存器設置寄存器MRSR6(C

13、L=2)DCD 0x20 ；SDRAM模式寄存器設置寄存器MRSR6(CL=2) 26、PWM波形程序的設計思想就是：先選定用于產生PWM波形的計數器的時鐘信號頻率，再根據產生PWM波形的頻率和占空比的要求，計算出控制PWM波形頻率和占空比的計數常數。若通過S3C44B0X的PWM組件的定時器0控制PWM輸出頻率為300015000 Hz、占空比為4/5的波形，其C語言子程序如下：void pwmwave(void)rTGFG0 = 0xFF；/* 設置定時器的預分頻率值：TIME0/1 = 255，TIME2/3 = 0，TIME4/5=0 */ rTCFG1 = 0x1；/* 設置定時器的

14、工作模式：中斷模式 */* 設置定時器的分頻率值：TIME0為1/4，其他為1/2 */ for (freq3000； freq < 15000；freq+=1000 ) div =(MCLK/256/4)/freq；/* 當輸出頻率為freq時，計算分頻常數div */ rTCON0x0； /* 關閉定時器 */rTCNTB0div；/* 設置輸出脈沖的頻率為300015000 Hz */rTCMPB0(4*div)/5；/* 設置輸出脈沖的占空比為4/5 */ rTCON = 0xA； /* 手工裝載定時器的計數值 */ rTCON0x9； /* 啟動定時器*/for(index0；

15、index<l00000；index + )；rTCON = 0x0； /*延時并停止定時器*/ 若通過S3C44B0X的PWM組件的定時器0控制PWM輸出頻率為100 kHz、占空比為1/109/10的波形，其C語言子程序如下： void pwmwave2(void) rTGFG0 = 0xFF；/* 設置定時器的預分頻率值：TIME0/1 = 255，TIME2/3 = 0，TIME4/5=0 */ rTCFG1 = 0x1；/* 設置定時器的工作模式：中斷模式 */ /* 設置定時器的分頻率值：TIME0為1/4，其他為1/2*/ div=(MCLK/256/4)/100000；/

16、* 當輸出頻率為100 kHz時，計算分頻常數div */ for ( rate = 10；rate < 100；rate+=10 ) rTCNTB0 = div； /* 設置輸出脈沖的頻率為100 kHz */rTCMPB0=(rate*div)/100；/* 修改占空比，占空比的變化范圍為1/109/10 */rTCON=0xA； /* 手工裝載定時器的計數值 */rTCON=0x9； /* 啟動定時器 */for(index = 0；index < 100000； index+)；rTCON=0x0； /* 延時并關閉定時器 */ 27、常用嵌入式Linux系統：RT-Lin

17、ux、CLinux、ARM-Linux、Redhat-Linux、XLinux、紅旗嵌入式Linux。28、嵌入式Linux系統需要三個基本要素：系統引導工具(用于機器加電后的系統定位引導)、Linux微內核(內存管理、程序管理)和初始化進程。29、嵌入式Linux的開發(fā)步驟：1) 建立嵌入式Linux交叉開發(fā)環(huán)境 2) 交叉編譯和鏈接 3) 交叉調試 4) 系統測試30、建立嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境，一般有三種辦法：一是在Windows系統下安裝虛擬機，再在虛擬機中安裝Liunux操作系統；二是安裝基于PC Windows操作系統下的CYGWIN；三是直接安裝Liunux操作系統。31、 修改Linux源碼參數：解壓內核源碼對內