《嵌入式操作系统原理与应用》复习大纲

《嵌入式操作系统原理与应用》复习大纲考试时间：十八周周三上午9:00~11:00（6月20日）

考场：通信1班A3-305；

通信2班A3-308；

通信3班A3-309；

通信4班A3-310

考试形式：开卷，（允许带教材，上课的课件）

PS:以下内容纯属个人总结，如需肯定答案型，请勿轻易下载，如有错误，敬请体谅

考试范围：

第一章，其次章，第三章（第1~4节），第四章（第2~4节），第五章（第1~3节），第六章（第1,2,4节）

考试内容大纲：

一、嵌入式系统的定义，嵌入式系统的组成，嵌入式系统的特点，嵌入式处理器的分类，

ARM微处理器的简介，常见的嵌入式操作系统。

1．嵌入式系统的定义：以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪,能适应系统对功能、牢靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特别要求的专用计算机系统。

嵌入式系统是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统（技术角度）

嵌入式系统是设计完成简单功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。

（系统角度）

2.嵌入式系统的组成：嵌入式系统通常由嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统和

应用软件等几大部分组成。

3.嵌入式系统的特点：软硬件一体化，集计算机技术、微电子技术、行业技术为一体；

需要操作系统支持，代码小、执行速度快；专用紧凑，用途固定，成本敏感；牢靠性要求高；多样性，应用广泛、种类繁多。

4.嵌入式处理器的分类:(1.微掌握器2.嵌入式微处理器3.DSP处理器4.片上系统)

5.ARM微处理器的简介：ARM（AdvancedRISCMachines）公司是全球领先的16/32位

RISC微处理器学问产权设计供应商。

6.常见的嵌入式操作系统：

a．嵌入式Linuxb.μC/OSc．VxWorksd．μC/OS-Ⅱe．WindowsCEf.PalmOS..

二、嵌入式系统的开发流程，嵌入式系统的几种调试方式。

开发流程：a需求分析阶段b设计阶段c生成代码阶段d固化阶段

调试方式：a．源程序模拟器方式b．监控器方式c．仿真器方式

三、ARM体系结构的特点，ARM的流水线结构，ARM的编程模型（处理器模式，寄存器组织，特别模式，存储器格式），ARM的基本寻址方式，常用的ARM指令集指令（存储器访问指令，数据处理指令）。

1、ARM体系结构的特点:

a.RISC型处理器结构

b.ARM/Thumb指令集

c.多处理器状态模式

d.嵌入式在线仿真调试

e.敏捷和便利的接口

1）ARM体系结构具有协处理器接口

2）ARM处理器核还具有片上总线AMBA(AHB/ASB/APB)

h.低电压低功耗的设计

ARM的流水线结构:a.ARM7体系结构采纳了3级流水线，分为取指，译码和执行。b.5级流水线分为：取指、指令译码、执行、数据缓存和写回。

ARM的编程模型:a.处理器模式:ARM体系结构支持7种处理器模式,

处理器模式说明

用户usr正常程序执行模式

FIQfiq支持高速数据传送或通道处理

IRQirq用于通用中断处理

管理svc操作系统爱护模式

中止abt实现虚拟存储器和/或存储器爱护

未定义und支持硬件协处理器的软件仿真

系统sys运行特权操作系统任务

寄存器组织:ARM处理器总共有37个寄存器：31个通用寄存器，包括程序计数器（PC）。这些寄存器是32位的。6个状态寄存器。这些寄存器也是32位的，但只使用了其中的12位。

特别模式:ARM支持7种类型的特别。

特别类型模式正常地址高向量地址复位管理0x000000000xFFFF0000未定义指令未定义0x000000040xFFFF0004软件中断（SWI）管理0x000000080xFFFF0008预取中止（取指令存储器中止）中止0x0000000C0xFFFF000C数据中止（数据访问存储器中止）中止0x000000100xFFFF0010IRQ（中断）IRQ0x000000180xFFFF0018FIQ（快速中断）FIQ0x0000001C0xFFFF001C

存储器格式:

ARM处理器支持的基本寻址方式有：寄存器寻址；马上寻址；寄存器移位寻址；寄存器间接寻址；变址寻址；多寄存器寻址；堆栈寻址；块复制寻址；相对寻址

四、嵌入式集成开发环境ADS的使用，AXD调试器的使用(这个自己看啊哈，我就不搞啦)。ARM汇编伪指令的使用。基于ARM的硬件启动程序分析，C语言与汇编语言混合编程遵守的规章，汇编程序与C/C++程序相互调用的方法。

ARM汇编伪指令的使用:

分类指令举例

符号定义伪指令GBLA/GBLL/GBLS/LCLA/LCL

L/LCLS/SETA/SETL/SETS/RLI

ST

GBLATest1

;定义一个名为Test1的全局数值字变量

数据定义伪指令DCB/DCW/DCD/DCFD/DCFS/

DCQ/SPACE/

MAP/FIELD

strDCB“Thisisatest”

;安排起始地址为str的一段连续字节存储

单元存放字符串

汇编掌握伪指令IF/ELSE/ENDIF/

WHILE/WEND/

IFTest＝TRUE;假如条件成立

指令序列1;执行指令序列1

ELSE;否则执行指令序列2

指令序列2

ENDIF

宏指令MACRO/MEND/MEXITMACROSeg

指令序列

MEND

;定义一个名为Seg的宏指令

其他伪指令AREA/ALIGN/CODE16/CODE3

2/ENTRY/END/EQU/EXPORT/

GLOBAL/IMPORT/EXTERN/G

ET/INCLUDE/INCBIN

AREA

Init,CODE,READONLY,ALIGN=3

;定义了一个代码段，段名为Init，属性

为只读，并指定其后的指令为8（23）字

节对齐。

硬件启动程序的工作一般包括：

（1）安排中断向量表

（2）初始化存储器系统

（3）初始化各工作模式下的堆栈

（4）初始化有特别要求的硬件模块

（5）初始化用户程序的执行环境

（6）切换处理器的工作模式

（7）呼叫主应用程序

C语言与汇编语言混合编程遵守的规章：

在C程序和ARM汇编程序之间相互调用时必需遵守ATPCS规章。ATPCS规定了一些子程序间调用的基本规章，比如：

寄存器的使用规章

子程序之间通过寄存器r0～r3来传递参数，当参数个数多于4个时，使用堆栈来传递参数。在子程序中，使用寄存器r4～r11保存局部变量。

寄存器r12用于保存堆栈指针SP，当子程序返回时使用该寄存器出栈，记作IP。寄存器r13用作堆栈指针，记作SP。寄存器r14称为链接寄存器，记作LR。该寄存器用于保存子程序的返回地址。寄存器r15称为程序计数器，记作PC。

堆栈的使用规章

堆栈采纳满递减类型（FD，FullDescending），即堆栈通过减小存储器地址而向下增长，堆栈指针指向内含有效数据项的最低地址。

参数的传递规章

整数参数的前4个使用r0～r3传递，其他参数使用堆栈传递；浮点参数使用编号最小且能够满意需要的一组连续的FP寄存器传递参数

子程序的返回结果为一个32位整数时，通过r0返回；返回结果为一个64位整数时，通过r0和r1返回；依此类推。结果为浮点数时，通过浮点运算部件的寄存器F0、D0或S0返回

汇编程序与C/C++程序相互调用的方法：

汇编程序调用C程序的方法为：首先在汇编程序中使用IMPORT伪指令事先声明将要调用的C语言函数；然后通过BL指令来调用C函数。

例如在一个C源文件中定义了如下求和函数：

intadd(intx,inty){

return(x+y);

}

调用add()函数的汇编程序结构如下：

IMPORTadd;声明要调用的C函数

…

MOVr0,1

MOVr1,2

BLadd;调用C函数add

C程序调用汇编子程序的方法为：首先在汇编程序中使用EXPORT伪指令声明被调用的子程序，表示该子程序将在其他文件中被调用；然后在C程序中使用extern关键字声明要调用的汇编子程序为外部函数。

五、把握通用I/O（GPI/O）的设置方法，利用通用I/O口掌握LED灯和按键。（例子）

了解2440的中断源分布，把握中断的筛选机制（开启中断，清除中断），了解中断向量表。（自己睇书啊）

举例:通过对G口的操作掌握CPU板左下角的LED1和LED2实现轮番闪耀。

voidMain(void){

intflag,i;

Target_Init();//进行硬件初始化操作，包括对I/O口的初始化操作

for(;;){

if(flag==0){

for(i=0;i<1000000;i++);//延时

rGPGCON=rGPGCON//配置第8、第9位为输出引脚

rGPGDAT=rGPGDAT//第8位输出为低电平

//第9位输出高电平

for(i=0;i<10000000;i++);//延时

flag=1;

}

else{

for(i=0;i<1000000;i++);//延时

rGPGCON=rGPGCON//配置第8、第9位为输出引脚

rGPGDAT=rGPGDAT//第8位输出为