嵌入式考试重点解读

1、第一章1. 嵌入式系统的特征1） 功耗小、体积小、具有专用性2） 实时性强、系统内核小3） 创新性和高可靠性4） 高效率地设计5） 需要开发环境和调试工具2嵌入式技术的发展趋势1）嵌入式应用的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持2）连网成为必然趋势3）精简系统内核、算法，设备实现小尺寸、微功耗和低成本4）提供精巧的多媒体人机界面5）嵌入式软件开发走向标准化现状（大量应用在工业控制、数控机床、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、网络及电子商务、环境监测和机器人等方面。正在逐渐改变着传统的工业生产和服务方式。）第二章3 .嵌入式系统的硬件组成主要包括有微处理器、外围电路及外部设备三部分。其中外

2、围电路一般包括由时钟、复位电路、程序存储器、数据存储器和电源模块等组成。外部设备一般应配有 USB、显示器、键盘或触摸屏等设备及接口电路。4 .嵌入式系统的组织架构嵌入式系统的组织架构是由嵌入式处理器、存储器等硬件、嵌入式系统软件和嵌入式应用软件所组成。5 .嵌入式微处理器的分类嵌入式微控制器（MCU）、嵌入式数字信号处理器（DSP）、嵌入式微处理器（MPU）、嵌入式片上系统（SOC）6 .嵌入式系统的软件组成嵌入式系统的软件部分包括操作系统软件和应用程序7 .流水线技术计算机中一条指令的执行可分为若干个阶段，由于每个阶段的操作相对来说都是独立的，因此可以采用流水线的重叠技术来提高系统的性能。

3、充分利用现有资源，同时提高CPU 的运行效率8 .Cache的地址映像方式通常使用的方法有全相联映像、直接映像或组相联映像方式。9 .Cache的替换算法（LRU）算法、先进先出算法（FIFO）、随机替换算法10 .数据存放的格式大端序格式、小端序格式11 .嵌入式系统软件结构驱动层、操作系统（OS）层、中间件层、应用层12 .嵌入式软件系统的设计与运行流程1）上电复位/板级初始化阶段2）系统引导/升级阶段3）系统初始化阶段4）应用初始化阶段5）多任务应用运行阶段13 .任务的事件驱动内部事件：运算结果、设备请求等事件驱动/实时任务外部事件：开关量输入等时间驱动绝对时间驱动任务相对时间驱动I非

4、实时任务14 .常用的嵌入式操作系统简介1） uC/OS-II操作系统：公开源代码、具有可移植性、可固化、可 裁剪行2） Linux操作系统：开发源代码，不存在黑箱技术，易于定制裁剪; 内核小、功能强大、运行稳定、效率高；有大量的不断增加的开发工 具和开发环境；内核的结构在网络方面非常完整；3） Windows CE操作系统4） Vx Works操作系统15 .ARM指令的寻址方式立即数寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、寄存器移位寻址、基址寻址、多寄存器寻址、相对寻址、块复制寻址、堆栈寻址16 .基于ARM 架构的嵌入式微处理器主要具有以下4个性能和特点1 ）在处理器的内部大量使用32 位寄存

5、器2）系统内部具有很强的存储区保护功能3）内部具有可扩展的处理器结构，以最短的时间和最快的速度扩展出满足应用性能的嵌入式微处理器4）系统具有小体积、低功耗、低成本、高性能的特点17.ARM 异常模式处理过程1 ）在正常程序执行过程中，每执行一条ARM 指令，程序计数器寄存器（PC）的值加4个字节。每执行一条Thumb指令时，程序计数器寄存器（PC）的值加2个字节，整个过程的执行是按顺序执行的。2）程序通过跳转指令可以跳转到特定的地址标号处执行，或者跳转到特定的子程序处执行。3）异常是当正当的程序执行流程发生暂时停止或改变时，称为异常。18.ARM 体系中的异常中断有如下7种形式1） 复位2）未

6、定义指令3）软件中断4）指令预取中止5）数据中止6）外部中断请求7）快速中断请求第3章i.嵌入式微处理器内部结构1）算术逻辑单元ALU2）桶形移位寄存器；3）高速乘法器；4）协处理器；5）控制器；6）寄存器组；2 .ARM散处理器结构特征ARM微处理器的工作状态一般有 ARM犬态和Thumb状态两种工作状态3 .状态寄存器CPSR格式：31 30 29 28 27 26 8 7 6 5 4 3 2 1! !N Z C V Q 保 I F T M4 M3 M2 M1 M0留N :符号位；Z:运算结果指示位；C:进位指示位；V:溢出指示位Q DS喻出位I : 1=1,表示禁止IRQ中断；1=0,表

7、示允许IRQ中断F : F=1,表示禁止FIQ中断；F=0,表示允许FIQ中断T :对于ARMv©上版本T系列处理器，T=0表示执行ARMf旨令， 否则表示执行Thumbf旨令M（4 ： 0）10000 用户模式10001快速中断模式10010外部中断模式10011管理模式10111中止模式11011未定义指令模式11111系统模式4 .ARMfe理器的工作模式用户模式USR快速中断模式FIQ、外部中断模式IRQ管理模式SVC中止模式 ABT未定义UND系统模式SYS5 . R13、R14寄存器在不同模式下的作用寄存器R13在ARMfr常用做栈指针寄存器R14又称为连接寄存器，在每一

8、种处理器模式中，自己的物 理R14中存放在当前子程序的返回地址；在子程序中，当把R14的 值复制到程序计数器PC中时，子程序即返回。6 .ARM微处理器对异常中断的响应过程首先将下一条指令的地址存入相应的连接寄存器 LR (保存断点)，以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。然后保存处理器当前状态、中断屏蔽位以及各条件标志位，这是通过将当前程序状态寄存器CPSR勺内容保存到将要执行的异常中断对应的SPSR寄存器中实现的。在系统中，各异常中断都存在有自己的物 理SPSFW存器。接着根据异常类型不同，强制设置CPSR勺运行模 式，使微处理器进入相应的执行模式。7 .对常用的三种 ARM

9、散处理器S3c44B0 S3c2410 PXA255散处理器的特点1) ) S3c44B0 微处理器：系统管理功能、时钟和能量管理、中断控制器、定时器、输入/输出接口、其他部件2) S3c2410微处理器：30个通用寄存器、程序指针、当前处理器状态寄存器、状态备份寄存器、控制器及接口电路、时钟电路、存储系统组成、中断控制器、DM般制器3) PXA255微处理器：采用 XScale核心，频率为200-400MHz,力口强了微处理器速度的管理，加快了多媒体的速度，并支持 IEEE802.11b及蓝牙技术、USB接口、采用PBG砌装方式，主要针对下一代搞 性能的PDA市场，支持视频流、MP3无线互联

10、网存取以及其他边 缘领先技术。第 4章1. 嵌入式系统的设计步骤1 ) 需求分析阶段；2) 体系结构设计阶段；3) 硬件 /软件设计阶段；4）系统集成和系统测试;2 .微处理器芯片选型的原则1 ）根据设计需求来合理选择高、中、低档位的微处理器；2 ）考虑内存储器容量、USB接口、GPIO （通用I/O接口）数量、I八2s （集成音频接口）、LCD空制器、PWM脉宽调制定时器）输出、ADC/DACUART/IrDA （红外接口）、DSP 内置 FPGA DMA空制器等问题；3. S3c44B0 与 NAND Flash 的连接HakfWord 方式4.数字音频设备接口I八2s音频设备接口、AC

11、97数字音频接口5 .触摸屏接口电阻式触摸屏6 . S3C2410的62S的组成正常传输模式、DMA莫式和传输/接受模式7 .嵌入式系统中常用的无线通信技术1 ）无线局域网Wi-Fi技术；2）蓝牙技术；3）其他无线通信技术：Zigbee通信技术、GPRSS信技术、CDMA!信技术、CP色球定位系统1 .软件开发流程2.在嵌入式系统裸机开发阶段常用的开发工具ARM Developer Suite（ 简称为 ADS 开发组件）、ARM Real-TimeTrace和Real Monitor （实时跟踪器和实时减速器）、Integrator（集成开发平台）、ARM Firmware Suite （固

12、件工具组）3. ARM 调试技术概述基于指令集模拟器的调试技术、基于驻留监控软件的调试技术、基于JTAG仿真器的调试技术、实时在线仿真器的调试技术4.Bootloader 的职能操作系统内核运行的一段小程序，主要完成进行初始化系统硬件设置的任务，包括CPU、 SDRRA、MFlash 、串口等初始化、时钟的设置、存储器的映射等，还要设置堆栈指针，创建内核需要的信息等工作，最后是调用操作系统内核。5 Bootloader 的操作模式程序调试下载启动模式、程序固化自启动加载模式6 常用 Bootloader 的简介U-Boot 、 RedBoot、 ARMBoot第 7章1. 嵌入式 Linux

13、操作系统分类RT-Linux 、 uClinux 、红旗嵌入式Linux、 Montavista Linux 、 MiziLinux2、嵌入式Linux 操作系统内核的定制过程。增加新的内核组件配置内核-生成内核 -装载内核名词解释：1、 嵌入式系统：是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软 /硬件可裁剪，适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。2、 冯氏体系：由一个中央处理单元（CPU）、一个主存储器（或内部存储器）和输入/输出设备组成。3、 哈弗体系：将机器内部存储器分为两个部分：一部分存放指令，另一部分存放数据。程序存储器与数据存储器分开，提供了较 大

14、的数据存储器带宽，适用于数字信号处理及高速数据处理的 计算机。4、 流水线技术：计算机中一条指令的执行可分为若干个阶段，由 于每个阶段的操作相对来说都是独立的，因此可以采用流水线 的重叠技术来提高系统的性能。充分利用现有资源，同时提高CPU勺运行效率5、 任务驱动：任务分为实时任务和非实时任务，实时任务分为事 件驱动和时间驱动（绝对时间驱动、相对时间驱动），事件驱动 分为内部事件（运算结果、设备请求等）和外部事件（开关量输入 等）6、 寻址方式：立即数寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、寄存 器移位寻址、基址寻址、多寄存器寻址、相对寻址、块复制寻 址、堆栈寻址7、 命令集：为了使用可编程处理器，

15、而提供给用户的一组命令的集合8、 ALU 算术逻辑单元 是中央处理器（CPU）的执行单元，是所有中央处理器的核心组 成部分。9、 Cache：高速缓冲存储器10、 系统集成：在系统工程科学方法的指导下,根据用户 贵花，优选各种技术和产 品，将各个分离的子系统连接成为一个完整可靠经济和有效的整体，并使之能彼此协调工作，发挥整体效益，达到整体性能最优。11、 中断技术：cpu对系统发生的某个事件作出的一种反应：CPU暂停正在执行的程序，保留现场后自动转去执行相应的处理程序，处理完该事件后再返回断点继续执 行被"打断”的程序。12、蓝牙技术：一种支持设备短距离（一般10米内）通信的无线电技

16、 术。13、 Bootloader :操作系统内核运行的一段小程序，主要完成进行 初始化系统硬件设置的任务，包括 CPU SDRRAMFlash、串口 等初始化、时钟的设置、存储器的映射等，还要设置堆栈指针， 创建内核需要的信息等工作，最后是调用操作系统内核。14、 Linux: Linux是一种自由和开放源码的类 Unix操作系统，存 在着许多不同的Linux版本，但它们都使用了 Linux内核。Linux 可安装在各种计算机硬件设备中，比如手机、平板电脑、路由能、视频游戏控制台、台式计算机、大型机和超级计算机。Linux 是一个领先的操作系统，世界上运算最快的10台超级计算机运行的都是Li

17、nux操作系统。15、 GUI:图形用户 界面（Graphical User Interface,简称 GUI, 又称图形用户接口）是指采用图形方式显示的计算机操作用户 界面。16、 GCC GCC （GNU Compiler Collection , GNU 编译器集合）是一套由 GNU 工程 开发的支持多种编程语言的编译器。GCC是大多数类Unix操作系统（如Linux、 BSD、Mac OS X等）的标准的编译器， GCC同样适用于微软的 Windows 。 GCC 支持多种 计算机体系芯片,如x86> ARM ,并已移植到其他多种 硬件平台。17、 gdb： GDB是GNU开源组

18、织发布的一个强大的 UNIX下的程序调试工具。（调试 器）书上作业P15 1.1 1.2 1.9P50 2.2 2.10 2.14 2.17嵌入式系统中采用了流水线、超标量执行、总线和总线桥先进技术。嵌入式实时操作系统是指当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予 以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出快速响应， 并控制所有实时任务协调一致运行的 嵌入式操作系统。P88 3.1 3.5 3.6 3.10（Samsungs3c44B使集成部件有 8KB 的Cach8外部存储器控制器、LCD空制器、4个DMAS道、2通道UART 1个多主机I八2C总线控制器、1个I八2S总线控制器、5通道PWMe 时器及1个内部定时器、71个通用I/O 口、8个外部中断源、实时时 钟、8通道10位AD格）P138 4.21 4.22 4.23I八2c总线接口特点：低成本、易实现、中速CAN总线接口特点：传送速度快、网络宽带利用率高、纠错能力强、低成本、远距离传输、高速的数据传输速率。以太网接口特点：高度的灵活