嵌入式考試重點解讀

1、第一章1. 嵌入式系統(tǒng)的特征1） 功耗小、體積小、具有專用性2） 實時性強、系統(tǒng)內(nèi)核小3） 創(chuàng)新性和高可靠性4） 高效率地設計5） 需要開發(fā)環(huán)境和調(diào)試工具2嵌入式技術(shù)的發(fā)展趨勢1）嵌入式應用的開發(fā)需要強大的開發(fā)工具和操作系統(tǒng)的支持2）連網(wǎng)成為必然趨勢3）精簡系統(tǒng)內(nèi)核、算法，設備實現(xiàn)小尺寸、微功耗和低成本4）提供精巧的多媒體人機界面5）嵌入式軟件開發(fā)走向標準化現(xiàn)狀（大量應用在工業(yè)控制、數(shù)控機床、交通管理、信息家電、家庭智能管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡及電子商務、環(huán)境監(jiān)測和機器人等方面。正在逐漸改變著傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)和服務方式。 ）第二章3 .嵌入式系統(tǒng)的硬件組成主要包括有微處理器、外圍電路及外部設備三部分。其中

2、外圍電路一般包括由時鐘、復位電路、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器和電源模塊等組成。外部設備一般應配有USB 、顯示器、鍵盤或觸摸屏等設備 及接口電路。4 .嵌入式系統(tǒng)的組織架構(gòu)嵌入式系統(tǒng)的組織架構(gòu)是由嵌入式處理器、存儲器等硬件、嵌入式系統(tǒng)軟件和嵌入式應用軟件所組成。5 .嵌入式微處理器的分類嵌入式微控制器（MCU）、嵌入式數(shù)字信號處理器（DSP）、嵌入式微處理器 （MPU） 、嵌入式片上系統(tǒng)（SOC）6 .嵌入式系統(tǒng)的軟件組成嵌入式系統(tǒng)的軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件和應用程序7 .流水線技術(shù)計算機中一條指令的執(zhí)行可分為若干個階段， 由于每個階段的操作相對來說都是獨立的， 因此可以采用流水線的重疊技術(shù)來提高

3、系統(tǒng)的性能。充分利用現(xiàn)有資源，同時提高 CPU 的運行效率8 .Cache的地址映像方式通常使用的方法有全相聯(lián)映像、直接映像或組相聯(lián)映像方式。9 .Cache的替換算法（LRU）算法、先進先出算法（FIFO）、隨機替換算法10 .數(shù)據(jù)存放的格式大端序格式、小端序格式11 .嵌入式系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)驅(qū)動層、操作系統(tǒng)（OS）層、中間件層、應用層12 .嵌入式軟件系統(tǒng)的設計與運行流程1）上電復位/板級初始化階段2）系統(tǒng)引導/升級階段3）系統(tǒng)初始化階段4）應用初始化階段5）多任務應用運行階段13 .任務的事件驅(qū)動內(nèi)部事件：運算結(jié)果、設備請求等事件驅(qū)動/實時任務外部事件：開關(guān)量輸入等時間驅(qū)動 絕對時間驅(qū)動任務

4、相對時間驅(qū)動I非實時任務14 .常用的嵌入式操作系統(tǒng)簡介1） uC/OS-II操作系統(tǒng)：公開源代碼、具有可移植性、可固化、可 裁剪行2） Linux操作系統(tǒng)：開發(fā)源代碼，不存在黑箱技術(shù)，易于定制裁剪; 內(nèi)核小、功能強大、運行穩(wěn)定、效率高；有大量的不斷增加的開發(fā)工 具和開發(fā)環(huán)境；內(nèi)核的結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡方面非常完整；3） Windows CE操作系統(tǒng)4） Vx Works操作系統(tǒng)15 .ARM指令的尋址方式立即數(shù)尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、寄存器移位尋址、基址尋址、多寄存器尋址、相對尋址、塊復制尋址、堆棧尋址16 .基于ARM 架構(gòu)的嵌入式微處理器主要具有以下 4 個性能和特點1 ）在處理器的內(nèi)部

5、大量使用32 位寄存器2）系統(tǒng)內(nèi)部具有很強的存儲區(qū)保護功能3）內(nèi)部具有可擴展的處理器結(jié)構(gòu)，以最短的時間和最快的速度擴展出滿足應用性能的嵌入式微處理器4）系統(tǒng)具有小體積、低功耗、低成本、高性能的特點17.ARM 異常模式處理過程1 ）在正常程序執(zhí)行過程中，每執(zhí)行一條ARM 指令，程序計數(shù)器寄存器（PC）的值加4個字節(jié)。每執(zhí)行一條Thumb指令時，程序計數(shù)器寄存器（PC）的值加2個字節(jié)，整個過程的執(zhí)行是按順序執(zhí)行的。2）程序通過跳轉(zhuǎn)指令可以跳轉(zhuǎn)到特定的地址標號處執(zhí)行，或者跳轉(zhuǎn)到特定的子程序處執(zhí)行。3）異常是當正當?shù)某绦驁?zhí)行流程發(fā)生暫時停止或改變時，稱為異常。18.ARM 體系中的異常中斷有如下 7

6、種形式1） 復位2）未定義指令3）軟件中斷4）指令預取中止5）數(shù)據(jù)中止6）外部中斷請求7）快速中斷請求第3章i.嵌入式微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)1）算術(shù)邏輯單元ALU2）桶形移位寄存器；3）高速乘法器；4）協(xié)處理器；5）控制器；6）寄存器組；2 .ARM散處理器結(jié)構(gòu)特征ARM微處理器的工作狀態(tài)一般有 ARM犬態(tài)和Thumb狀態(tài)兩種工作狀態(tài)3 .狀態(tài)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 :符號位；Z:運算結(jié)果指示位；C:進位指示位；V:溢出指示位Q DS喻出位I ： I=1, 表示禁

7、止 IRQ 中斷； I=0 ，表示允許IRQ 中斷F : F=1,表示禁止FIQ中斷；F=0,表示允許FIQ中斷T :對于ARMv©上版本T系列處理器，T=0表示執(zhí)行ARMf旨令， 否則表示執(zhí)行Thumbf旨令M（4 ： 0）10000 用戶模式10001快速中斷模式10010外部中斷模式10011管理模式10111中止模式11011未定義指令模式11111系統(tǒng)模式4 .ARMfe理器的工作模式用戶模式USR快速中斷模式FIQ、外部中斷模式IRQ管理模式SVC中止模式 ABT未定義UND系統(tǒng)模式SYS5 . R13、R14寄存器在不同模式下的作用寄存器R13在ARMfr常用做棧指針寄

8、存器R14 又稱為連接寄存器，在每一種處理器模式中， 自己的物理R14中存放在當前子程序的返回地址；在子程序中，當把R14的 值復制到程序計數(shù)器PC中時，子程序即返回。6 .ARM微處理器對異常中斷的響應過程首先將下一條指令的地址存入相應的連接寄存器 LR (保存斷點)，以便程序在處理異常返回時能從正確的位置重新開始執(zhí)行。 然后保存處理器當前狀態(tài)、 中斷屏蔽位以及各條件標志位， 這是通過將當前程序狀態(tài)寄存器CPSR勺內(nèi)容保存到將要執(zhí)行的異常中斷對應的SPSR寄存器中實現(xiàn)的。在系統(tǒng)中，各異常中斷都存在有自己的物 理SPSFW存器。接著根據(jù)異常類型不同，強制設置CPSR勺運行模 式，使微處理器進入

9、相應的執(zhí)行模式。7 .對常用的三種 ARM散處理器S3c44B0 S3c2410 PXA255散處理器 的特點1) ) S3c44B0 微處理器：系統(tǒng)管理功能、時鐘和能量管理、中斷控制器、定時器、輸入 / 輸出接口、其他部件2) S3c2410微處理器：30個通用寄存器、程序指針、當前處理器狀 態(tài)寄存器、狀態(tài)備份寄存器、控制器及接口電路、時鐘電路、存儲系統(tǒng)組成、中斷控制器、DM般制器3) PXA255微處理器：采用 XScale核心，頻率為200-400MHz,力口強 了微處理器速度的管理， 加快了多媒體的速度， 并支持 IEEE802.11b 及藍牙技術(shù)、USB接口、采用PBG砌裝方式，主要

10、針對下一代搞 性能的PDA市場，支持視頻流、MP3無線互聯(lián)網(wǎng)存取以及其他邊 緣領(lǐng)先技術(shù)。第4章1. 嵌入式系統(tǒng)的設計步驟1 ) 需求分析階段； 2) 體系結(jié)構(gòu)設計階段；3) 硬件 / 軟件設計階段；4）系統(tǒng)集成和系統(tǒng)測試;2.微處理器芯片選型的原則1 ）根據(jù)設計需求來合理選擇高、中、低檔位的微處理器；2 ）考慮內(nèi)存儲器容量、USB接口、GPIO （通用I/O接口）數(shù)量、I八2s （集成音頻接口）、LCD空制器、PWM脈寬調(diào)制定時器）輸出、ADC/DACUART/IrDA （紅外接口）、DSP 內(nèi)置 FPGA DMA空制器等問題；3. S3c44B0 與 NAND Flash 的連接HakfWo

11、rd 方式4.數(shù)字音頻設備接口I八2s音頻設備接口、AC 97數(shù)字音頻接口5 .觸摸屏接口電阻式觸摸屏6 . S3C2410的62S的組成正常傳輸模式、DMA莫式和傳輸/接受模式7 .嵌入式系統(tǒng)中常用的無線通信技術(shù)1 ）無線局域網(wǎng)Wi-Fi技術(shù)；2）藍牙技術(shù)；3）其他無線通信技術(shù)：Zigbee通信技術(shù)、GPRSS信技術(shù)、CDMA!信技術(shù)、CP色球定位系統(tǒng)1 .軟件開發(fā)流程2.在嵌入式系統(tǒng)裸機開發(fā)階段常用的開發(fā)工具ARM Developer Suite（ 簡稱為 ADS 開發(fā)組件）、ARM Real-TimeTrace和Real Monitor （實時跟蹤器和實時減速器）、Integrator（

12、集成開發(fā)平臺）、ARM Firmware Suite （固件工具組）3. ARM 調(diào)試技術(shù)概述基于指令集模擬器的調(diào)試技術(shù)、 基于駐留監(jiān)控軟件的調(diào)試技術(shù)、 基于JTAG仿真器的調(diào)試技術(shù)、實時在線仿真器的調(diào)試技術(shù)4.Bootloader 的職能操作系統(tǒng)內(nèi)核運行的一段小程序， 主要完成進行初始化系統(tǒng)硬件設置的任務，包括CPU、 SDRRA、MFlash 、串口等初始化、時鐘的設置、存儲器的映射等，還要設置堆棧指針，創(chuàng)建內(nèi)核需要的信息等工作，最后是調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核。5 Bootloader 的操作模式程序調(diào)試下載啟動模式、程序固化自啟動加載模式6 . 常用 Bootloader 的簡介U-Boot 、

13、 RedBoot、 ARMBoot第7章1. 嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)分類RT-Linux 、 uClinux 、紅旗嵌入式Linux 、 Montavista Linux 、 MiziLinux2、嵌入式Linux 操作系統(tǒng)內(nèi)核的定制過程。增加新的內(nèi)核組件配置內(nèi)核 -生成內(nèi)核 - 裝載內(nèi)核名詞解釋：1、 嵌入式系統(tǒng)： 是以應用為中心， 以計算機技術(shù)為基礎， 并且軟 /硬件可裁剪，適應于應用系統(tǒng)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(tǒng)。2、 馮氏體系：由一個中央處理單元（CPU）、一個主存儲器（或內(nèi)部存儲器）和輸入/輸出設備組成。3、 哈弗體系：將機器內(nèi)部存儲器分為兩個部

14、分：一部分存放指令，另一部分存放數(shù)據(jù)。程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器分開，提供了較 大的數(shù)據(jù)存儲器帶寬，適用于數(shù)字信號處理及高速數(shù)據(jù)處理的 計算機。4、 流水線技術(shù)：計算機中一條指令的執(zhí)行可分為若干個階段，由 于每個階段的操作相對來說都是獨立的，因此可以采用流水線 的重疊技術(shù)來提高系統(tǒng)的性能。充分利用現(xiàn)有資源，同時提高CPUW運行效率5、 任務驅(qū)動：任務分為實時任務和非實時任務，實時任務分為事 件驅(qū)動和時間驅(qū)動（絕對時間驅(qū)動、相對時間驅(qū)動），事件驅(qū)動 分為內(nèi)部事件（運算結(jié)果、設備請求等）和外部事件（開關(guān)量輸入 等）6、 尋址方式：立即數(shù)尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、寄存 器移位尋址、基址尋址、多寄

15、存器尋址、相對尋址、塊復制尋 址、堆棧尋址7、 命令集：為了使用可編程處理器，而提供給用戶的一組命令的集合8、 ALU 算術(shù)邏輯單元 是中央處理器（CPU）的執(zhí)行單元，是所有中央處理器的核心組 成部分。9、 Cache：高速緩沖存儲器10、 系統(tǒng)集成：在系統(tǒng)工程科學方法的指導下,根據(jù)用戶 貴花，優(yōu)選各種技術(shù)和產(chǎn) 品，將各個分離的子系統(tǒng)連接成為一個完整可靠經(jīng)濟和有效的整體，并使之能彼此協(xié)調(diào)工作，發(fā)揮整體效益，達到整體性能最優(yōu)。11、 中斷技術(shù)：cpu對系統(tǒng)發(fā)生的某個事件作出的一種反應：CPU暫停正在執(zhí)行的程序，保留現(xiàn)場后自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應的處理程序，處理完該事件后再返回斷點繼續(xù)執(zhí) 行被"

16、打斷”的程序。12、藍牙技術(shù)：一種支持設備短距離（一般10米內(nèi)）通信的無線電技 術(shù)。13、 Bootloader :操作系統(tǒng)內(nèi)核運行的一段小程序，主要完成進行 初始化系統(tǒng)硬件設置的任務，包括 CPU SDRRAMFlash、串口 等初始化、時鐘的設置、存儲器的映射等，還要設置堆棧指針， 創(chuàng)建內(nèi)核需要的信息等工作，最后是調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核。14、 Linux: Linux是一種自由和開放源碼的類 Unix操作系統(tǒng)，存 在著許多不同的Linux版本，但它們都使用了 Linux內(nèi)核。Linux 可安裝在各種計算機硬件設備中，比如手機、平板電腦、路由能、視頻游戲控制臺、臺式計算機、大型機和超級計算機。L

17、inux 是一個領(lǐng)先的操作系統(tǒng)，世界上運算最快的10臺超級計算機運行的都是Linux操作系統(tǒng)。15、 GUI:圖形用戶 界面（Graphical User Interface,簡稱 GUI, 又稱圖形用戶接口）是指采用圖形方式顯示的計算機操作用戶 界面。16、 GCC GCC （GNU Compiler Collection , GNU 編譯器集合）是一套由 GNU 工程 開發(fā)的支持多種編程語言的編譯器。GCC是大多數(shù)類Unix操作系統(tǒng)（如Linux、 BSD、Mac OS X等）的標準的編譯器， GCC同樣適用于微軟的 Windows 。 GCC 支持多種 計算機體系芯片,如x86>

18、ARM ,并已移植到其他多種 硬件平臺。17、 gdb： GDB是GNU開源組織發(fā)布的一個強大的 UNIX下的程序調(diào)試工具。（調(diào)試 器）書上作業(yè)P15 1.1 1.2 1.9P50 2.2 2.10 2.14 2.17嵌入式系統(tǒng)中采用了流水線、超標量執(zhí)行、總線和總線橋先進技術(shù)。嵌入式實時操作系統(tǒng)是指當外界事件或數(shù)據(jù)產(chǎn)生時，能夠接受并以足夠快的速度予 以處理，其處理的結(jié)果又能在規(guī)定的時間之內(nèi)來控制生產(chǎn)過程或?qū)μ幚硐到y(tǒng)作出快速響應， 并控制所有實時任務協(xié)調(diào)一致運行的 嵌入式操作系統(tǒng)。P88 3.1 3.5 3.6 3.10（Samsungs3c44B使集成部件有 8KB 的Caches外部存儲器控制器、LCD空制器、4個DMAS道、2通道UART 1個多主機I八2C總線控制器、1個I八2s總線控制器、5通道PWMe 時器及1個內(nèi)部定時器、71個通用I/O 口、8個外部中斷源、實時時 鐘、8通道10位AD格）P138 4.21 4.22 4.23I八2c總線接口特點：低成本、易實現(xiàn)、中速CAN總線接口特點：傳送速度快、網(wǎng)絡寬帶利用率高、糾錯能力強、低成本、遠距離傳輸、高速的數(shù)據(jù)傳輸速率。以太網(wǎng)接口特點：高度的靈活性