嵌入式系統(tǒng)復(fù)習(xí)

第一章嵌入式系統(tǒng)的3個基本要素“嵌入性”、“專用性”、“計算機(jī)系統(tǒng)”。嵌入式系統(tǒng)的實時分類非實時系統(tǒng)、軟實時系統(tǒng)、硬實時系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺組成嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺是以嵌入式處理器為核心，由存儲器、I/O單元電路、通信模塊、外部設(shè)備等必要的輔助接口組成的。嵌入式系統(tǒng)的3層和4層結(jié)構(gòu)3層:嵌入式系統(tǒng)硬件平臺、嵌入式實時操作系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用。4層：嵌入式系統(tǒng)硬件平臺、硬件抽象層、嵌入式實時操作系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用。什么是嵌入式系統(tǒng)？狹義上講，嵌入式系統(tǒng)是指：“嵌入到對象體系中的、用于執(zhí)行獨立功能的專用計算機(jī)系統(tǒng)”。定義為以應(yīng)用為中心，以微電子技術(shù)、控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)硬件軟件的協(xié)同性與整合性，軟件硬件可剪裁的，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗和應(yīng)用環(huán)境有等嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)。廣義上講，凡是帶有微處理器的專用硬件系統(tǒng)都可以稱為嵌入式系統(tǒng)。什么是硬件抽象層HAL，它有什么功能？硬件抽象層通過接口向操作系統(tǒng)以及應(yīng)用程序提供對硬件進(jìn)行抽象后的服務(wù)。硬件抽象層一般應(yīng)包含相關(guān)硬件的初始化、數(shù)據(jù)的輸入輸出操作、硬件設(shè)備的配置操作等功能。硬件抽象層的定義和代碼設(shè)計應(yīng)該具有哪些特點？1.硬件抽象層具有與硬件的密切相關(guān)性；2.硬件抽象層具有與操作系統(tǒng)的無關(guān)性；3.接口定義的功能應(yīng)包含硬件或系統(tǒng)所需硬件支持的所有功能；4.定義簡單明了，太多接口函數(shù)會增加軟件模擬的復(fù)雜性；5.可測性的接口設(shè)計有利于系統(tǒng)的軟硬件測試和集成。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。工業(yè)過程控制、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、消費電子產(chǎn)品、航空航天設(shè)備、軍事電子設(shè)備和現(xiàn)代武器.第二章1、ARM的三種含義，常見的ARM芯片。一個公司的名稱、一類微處理器的通稱、一種技術(shù)的名稱。常見的ARM芯片有ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E、ARM11和SecurCore、Cortex3、RISC與CISC的區(qū)別指標(biāo)RISCCISC指令集一個周期執(zhí)行一條指令，通過簡單指令的組合實理復(fù)雜操作；指令長度固定指令長度不固定，執(zhí)行需要多個周期。流水線流水線每周期前進(jìn)一步。指令的執(zhí)行需要調(diào)用微代碼的一個微程序寄存器更多通用寄存器。用于特定目的的專用寄存器Load/Store結(jié)構(gòu)獨立的Load和Store指令完成數(shù)據(jù)在寄存器和外部存儲器之間的傳輸。處理器能夠直接處理存儲器中的數(shù)據(jù)。4、ARM微處理器的應(yīng)用選型主要考慮哪些方面？1.ARM微處理器內(nèi)核的選擇2.系統(tǒng)的工作頻率3.芯片內(nèi)存儲器的容量4.片內(nèi)外圍電路的選擇5、存儲器的“大端”格式、“小端”格式大端格式：字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)存儲在低地址中，而字?jǐn)?shù)據(jù)的低字節(jié)則存放在高地址中；小端格式：數(shù)據(jù)的低字節(jié)存儲在低地址中，而數(shù)據(jù)的高字節(jié)則存放在高地址中。6、ARM系統(tǒng)支持的指令集，都是多少位？ARM系統(tǒng)支持兩種指令集：ARM指令集和Thumb指令集。ARM指令集32位，Thumb指令集16位。7、ARM9有多少寄存器，通用寄存器，狀態(tài)寄存器？R13、R14、R15通常被用作？ARM9的內(nèi)部總共有37個32位的寄存器，其中31個用作通用寄存器，6個用作狀態(tài)寄存器.。R13寄存器的作用通常是棧指針；

R14用作子程序鏈接寄存器，用于保存子程序的返回地址；

R15的功能是程序計數(shù)器，從R15讀取的值是處理器正要取指的地址。8、CPSR寄存器標(biāo)志位含義4個條件代碼標(biāo)志；2個中斷控制位；5個對當(dāng)前處理器模式進(jìn)行編碼的位；1個指示當(dāng)前執(zhí)行指令的工作狀態(tài)位；保留位.9、ARM處理支持哪7種運(yùn)行模式?哪5種的異常模式？用戶模式、快速中斷模式、外部中斷模式、管理模式、數(shù)據(jù)訪問終止模式、系統(tǒng)模式、未定義指令中止模式。其中除去用戶模式和系統(tǒng)模式以外的5種稱為異常模式。10、當(dāng)一個異常發(fā)生時，ARM處理步驟？（1）將下一條指令的地址存入相應(yīng)連接寄存器LR，以便程序在處理異常返回時能重新開始執(zhí)行。（2）將CPSR復(fù)制到相應(yīng)的SPSR中。（3）根據(jù)異常類型，強(qiáng)制設(shè)置CPSR的運(yùn)行模式位。（4）強(qiáng)制PC從相關(guān)的異常向量地址取下一條指令執(zhí)行，從而跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的異常處理程序處，同時設(shè)置中斷禁止位，以禁止中斷發(fā)生。11、ARM異常向量及其優(yōu)先級。優(yōu)先級異常優(yōu)先級異常1（最高）復(fù)位4IRQ2數(shù)據(jù)終止5預(yù)取指令終止3FIQ6（最低）未定義指令、SWI12、ARM異常向量及其入口地址。地址異常進(jìn)入模式0x00000000復(fù)位管理模式0x00000004未定義指令未定義模式NorFlash：特點是芯片內(nèi)執(zhí)行，這樣應(yīng)用程序可以直接在flash閃存內(nèi)運(yùn)行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。NOR的傳輸效率很高，在1～4MB的小容量時具有很高的成本效益，但是很低的寫入和擦除速度大大影響了它的性能。

NandFlash結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度，可以達(dá)到高存儲密度，并且寫入和擦除的速度也很快。應(yīng)用NAND的困難在于flash的管理和需要特殊的系統(tǒng)接口。3、S3C2440A共有多少個GPIO？被分成幾組？S3C2440A芯片共130個GPIO端口，被分為9組。5、S3C2440A共有多少個中斷源？外部、內(nèi)部幾個？可以接收60個中斷源，24個外部中斷EINT0-23，36個內(nèi)部中斷。外部中斷可以根據(jù)緊急情況分EINT0-3,EINT4-7,EINT8-23。8、看門狗定時器的原理和作用原理：設(shè)系統(tǒng)程序完整運(yùn)行一周期的時間是tp，看門狗的定時周期為ti，且ti>tp；在程序運(yùn)行一周期tp后就修改（再重新設(shè)定看門狗的定時周期）定時器的計數(shù)值（俗稱“喂狗”)，只要程序正常運(yùn)行，定時器就不會溢出；若由于干擾等原因使系統(tǒng)不能在tp時刻修改定時器的計數(shù)值，定時器將在ti時刻溢出，引發(fā)系統(tǒng)復(fù)位，使系統(tǒng)得以重新運(yùn)行，從而起到監(jiān)控作用。作用：就是當(dāng)系統(tǒng)“跑飛”而進(jìn)入死循環(huán)時，恢復(fù)系統(tǒng)的運(yùn)行。9、GPIO如何設(shè)置輸入、輸出、上拉電阻？配置輸出端口，可以向GPnDAT的相應(yīng)位寫數(shù)據(jù)配置輸入端口，可以從GPnDAT的相應(yīng)位讀數(shù)據(jù)控制每個端口組的上拉電阻的允許/禁止：某位為0，允許上拉電阻；某位為1，禁止上拉電阻簡答題1、與通用計算機(jī)系統(tǒng)相比，嵌入式系統(tǒng)的特點。1.系統(tǒng)內(nèi)核小2.專用性強(qiáng)3.運(yùn)行環(huán)境差異大4.可靠性要求高5.系統(tǒng)精簡和高實時性系統(tǒng)6.具有固化在非易失性存儲器中的代碼7.嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工作和環(huán)境2、采用RISC架構(gòu)的ARM微處理器的特點。?體積小、低功耗、低成本、高性能；?支持Thumb（16位）/ARM（32位）雙指令集，能很好的兼容8位/16位器件；?大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快；?大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成；?尋址方式靈活簡單，執(zhí)行效率高；?指令長度固定。3、常見的ARM處理器的尋找方式。寄存器尋址、立即尋址、寄存器間接尋址、變址尋址、寄存器移位尋址、多寄存器尋址、堆棧尋址、相對尋址4、S3C2440A設(shè)置外部中斷的一般方法。1.挑選GPx組的引腳，設(shè)置為中斷輸入（不帶上拉電阻）2.通過EXTINT0-2寄存器，設(shè)置中斷觸發(fā)方式3.清空中斷源寄存器ESRCPND.中斷懸掛寄存器EINTPND4.設(shè)置中斷屏蔽寄存器EINTMASK.INTMSK允許中斷5.設(shè)置中斷處理函數(shù)。如：pISR_EINT8_23=(U32)Key_ISR;5、S3C2440A的定時器個數(shù)，配置定時器的一般流程：S3C2440A有5個16位的定時器；1．選擇一個定時器(0,1,2,3,4)2．設(shè)置預(yù)分頻值(TCFG0),設(shè)置分頻值(TCFG1),設(shè)置計數(shù)初始值(TCNTBn)3．設(shè)置TCON(手動更新，自動加載),清除TCON的手動更新4．注冊定時器中斷服務(wù)函數(shù)5．開啟定時器中斷(定時器中斷使能),開啟定時器6、RISC體系結(jié)構(gòu)應(yīng)具有如下特點。采用固定長度的指令格式，指令歸整、簡單、基本尋址方式有2～3種。使用單周期指令，便于流水線操作執(zhí)行。大量使用寄存器，數(shù)據(jù)處理指令只對寄存器進(jìn)行操作，只有加載/存儲指令可以訪問存儲器，以提高指令的執(zhí)行效率。除此以外，ARM體系結(jié)構(gòu)還采用了一些特別的技術(shù)，在保證高性能的前提下盡量縮小芯片的面積，并降低功耗.所有的指令都可根據(jù)前面的執(zhí)行結(jié)果決定是否被執(zhí)行，從而提高指令的執(zhí)行效率?？捎眉虞d/存儲指令批量傳輸數(shù)據(jù)，以提高數(shù)據(jù)傳輸效率可在一條數(shù)據(jù)處理指令中同時完成邏輯處理和移位處理在循環(huán)處理中使用地址的自動增減來提高運(yùn)行效率。兩個例題while(1){for(i=0;i<4;i++){while(1){for(i=0;i<4;i++){GPFDAT=ledtab[i];Delay(70);}}return(0);}voidDelay(unsignedintx){unsignedinti,j,k;for(i=0;i<=x;i++)for(j=0;j<=0xff;j++)for(k=0;k<=0xff;k++);}AREA|DATA|,CODE,READONLYENTRYldrr13,=0x1000IMPORTLedlamp;bLedlampEND#defineGPFCON(*(volatileunsigned*)0x56000050)#defineGPFDAT(*(volatileunsigned*)0x56000054)#defineGPFUP(*(volatileunsigned*)0x56000058)voidDelay(unsignedint);intLedlamp(){unsignedcharledtab[]={0xf7,0xef,0xdf,0xbf};inti;GPFUP&=0XFFFFFF87;GPFCON&=0XC03f;GPFCON|=0X1540;例5-3程序如下：intBellMain(){#defineGPBCON(*(volatileunsigned*)0x56000010)#defineGPBDAT(*(volatileunsigned*)0x56000014)#defineGPBUP(*(volatileunsigned*)0x56000018)voidDelay(unsignedint);GPBUP&=0XFFFFFFFE;GPBCON&=0XFFFFFFC;GPBCON|=0X0000001;while(1){GPBDAT&=0xfe;Delay(40);