嵌入式期末復(fù)習(xí)總結(jié)整理

1、題型：1、 選擇題：20分2、 填空題：20分3、 判斷題：8分4、 簡答題：16分5、 程序分析題：20分6、 編程題16分第一章1、 嵌入式系統(tǒng)的定義：根據(jù)IEEE的定義，嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助設(shè)備、機(jī)器和車間運(yùn)行的裝置”。國內(nèi)定義：以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。2、 嵌入式系統(tǒng)的組成：嵌入式系統(tǒng)裝置由嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和執(zhí)行裝置組成。嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用軟件層組成。（分層結(jié)構(gòu)）3、 立即數(shù)（第二操作數(shù)）合法性，選擇題：將一個(gè)32位數(shù)右移偶數(shù)位可以得到小于255的數(shù)為

2、合法，否則為不合法。例如：0x6a0=0000 0000 0000 0000 0000 0110 1010 0000右移4位=> 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 1010 = 0x6a 小于255，所以合法0x1a600=0000 0000 0000 0001 1010 0110 0000 0000無論右移多少偶數(shù)位，所得的數(shù)仍然大于255，所以不合法0x16c00=0000 0000 0000 0001 0110 1100 0000 0000右移10位=> 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 1011 =0x

3、5b小于255，所以合法4、 全稱：AMBA: Advanced Microcontroller Bus Architecture 高級(jí)微控制器總線ARM: Advanced RISC Machine CISC: Complex Instruction Set Computer復(fù)雜指令集系統(tǒng)RISC: Reduced Instruction Set Computer精簡指令集系統(tǒng)RTOS: Real-time Operation System 實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)FAT: File Allocation Table 文件分配表系統(tǒng) UCOS: Micro Controller Operation

4、 System 微控制器操作系統(tǒng)片上系統(tǒng)：System On Chip,SOC知識(shí)產(chǎn)權(quán)核：Intellectual Property Core,IP CoreIP軟核：Soft IP CoreIP硬核：Hard IP CoreIP固核：Firm IP Core5、 嵌入式微處理器的體系結(jié)構(gòu)可以采用馮*諾依曼體系結(jié)構(gòu)或哈佛體系結(jié)構(gòu)；指令系統(tǒng)可以選用精簡指令集系統(tǒng)RISC(Reduced Instruction Set Computer)和復(fù)雜指令集系統(tǒng)CISC(Complex Instruction Set Computer)。6、 Cache是一種容量小、速度快的存儲(chǔ)器陣列，可分為數(shù)據(jù)Cach

5、e、指令Cache或混合Cache。7、 硬件層和軟件層之間為中間層，也稱為硬件抽象層（Hardware Abstract Layer，HAL）或板級(jí)支持包（Board Support Package，BSP）8、 一般可以將嵌入式處理器分為4類：嵌入式微處理器MPU、嵌入式微控制器MCU、嵌入式DSP處理器和嵌入式片上系統(tǒng)SOC。9、 DSP處理器是專門用于信號(hào)處理方面的處理器。在數(shù)字濾波、FFT、頻譜分析等領(lǐng)域獲得了大規(guī)模應(yīng)用。10、硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)和軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)區(qū)別主要是在選擇調(diào)度算法上。選擇基于優(yōu)先級(jí)調(diào)度的算法足以滿足軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)的需求，而且可以提供高速的響應(yīng)和大的系統(tǒng)吞吐量；而對(duì)硬實(shí)時(shí)系

6、統(tǒng)來說，需要使用的算法就應(yīng)該是調(diào)度方式簡單，反應(yīng)速度快的實(shí)時(shí)調(diào)度算法。第二章1、馮*諾依曼體系結(jié)構(gòu)：程序和數(shù)據(jù)公用一個(gè)存儲(chǔ)空間，程序指令存儲(chǔ)地址和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址指向同一個(gè)存儲(chǔ)器的不同物理位置。哈佛體系結(jié)構(gòu)：是一種將程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開的體系結(jié)構(gòu)，兩者都獨(dú)立編址。2、復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)CISC和精簡指令集計(jì)算機(jī)RISC3、對(duì)于多于一個(gè)字節(jié)類型的數(shù)據(jù)，在存儲(chǔ)器中有2種存放方式：小端字節(jié)順序存儲(chǔ)法：低字節(jié)數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存低地址處，高字節(jié)數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存高地址處；大端字節(jié)順序存儲(chǔ)法：高字節(jié)數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存低地址處，低字節(jié)數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存高地址處。4、無操作系統(tǒng)的嵌入式軟件實(shí)現(xiàn)方式：循環(huán)輪轉(zhuǎn)和前后臺(tái)系統(tǒng)。循環(huán)

7、輪轉(zhuǎn)方式：優(yōu)點(diǎn)：簡單、直觀、開銷小、可預(yù)測(cè)；缺點(diǎn)：過于簡單，無法處理異步事件，缺乏并發(fā)處理能力。前后臺(tái)系統(tǒng)：在循環(huán)輪轉(zhuǎn)方式的基礎(chǔ)上，增加了中斷處理功能。5、嵌入式系統(tǒng)按響應(yīng)時(shí)間的敏感程度可分為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和非實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可分成硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)和軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)。6、嵌入式操作系統(tǒng)的幾個(gè)重要概念（書P42 了解）7、免費(fèi)型實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：嵌入式Linux和uC/OS。第三章1、ARM(Advanced RISC Machine)是一種32位微處理器體系結(jié)構(gòu)。版本ARMv1：ARM1版本ARMv2：ARM2、ARM32、 PC的值：當(dāng)前指令地址+83、 指令集可以是以下任一種32 bits 長 (

8、ARM狀態(tài))16 bits 長 (Thumb 狀態(tài))4、進(jìn)入Thumb狀態(tài)：當(dāng)操作數(shù)寄存器的狀態(tài)位為1時(shí)，執(zhí)行BX指令，使微處理器從ARM狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)；進(jìn)入ARM狀態(tài)：當(dāng)操作數(shù)寄存器的狀態(tài)位為0時(shí)，執(zhí)行BX指令，使微處理器從Thumb狀態(tài)切換到ARM狀態(tài)；5、ARM寄存器組織（P76-P80 了解）6、ARM處理器支持7種運(yùn)行模式用戶模式（特權(quán)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（特權(quán)模式）未定義指令中止模式7、異常發(fā)生時(shí)，ARM對(duì)異常作出的響應(yīng)：保存返回地址到 LR_<mode> 將CPSR復(fù)制到相應(yīng)的SPSR根據(jù)異常類型，設(shè)置CPSR相應(yīng)的

9、模式位設(shè)置PC為相應(yīng)的異常向量8、異常優(yōu)先級(jí)：復(fù)位（最高）、未定義指令（最低）9、掌握ARM指令（課本P86）10、ARM指令的尋址方式7種（課本P89重點(diǎn)掌握）11、C語言與匯編語言混合編程（課本P101，PPT重點(diǎn)）12、Bootloader的功能：Bootloader是操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前的一段小程序。通過這段小程序，初始化最基本的硬件設(shè)備并建立內(nèi)存空間的映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適的狀態(tài)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境。Bootloader包含兩個(gè)階段，階段一即Boot階段具有引導(dǎo)功能，初始化硬件配置，通常用匯編語言編寫；階段二即Load階段完成加載功能，即將

10、操作系統(tǒng)映像文件從ROM中加載到RAM，并將控制權(quán)交給操作系統(tǒng)，通常用C語言編寫。第四章1、uC/OS ：Micro Controller Operation System 微控制器操作系統(tǒng)2、uC/OS-II主要特點(diǎn)：公開源代碼、可移植性好、可固化、可剪裁、搶占式內(nèi)核、多任務(wù)、可確定性、任務(wù)棧、穩(wěn)定性與可靠性。（了解）3、uC/OS-II中一個(gè)任務(wù)叫一個(gè)線程；其管理任務(wù)達(dá)64個(gè)，用戶可用有56個(gè)；ID號(hào)越大，等級(jí)數(shù)越低；uC/OS-II總是運(yùn)行進(jìn)入就緒態(tài)優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。4、任務(wù)調(diào)度（課本P120-123重點(diǎn)）5、uC/OS-II的初始化函數(shù)編寫 OSInit()6、uC/OS-II的任務(wù)通

11、信機(jī)制（P130-P132）uC/OS-II定義了一個(gè)事件控制塊ECB來進(jìn)行任務(wù)間的信號(hào)傳遞；uC/OS-II提供了3種任務(wù)通信機(jī)制：信號(hào)量、郵箱、消息隊(duì)列。7、uCOS-II移植的基本要求：1）處理器的編譯器能產(chǎn)生可重入代碼2）在程序中可以打開或關(guān)閉中斷3）處理器支持中斷，并且能產(chǎn)生定時(shí)中斷4）處理器支持硬件堆棧5）處理器有將堆棧指針和入棧、出棧的指令8、可重入式函數(shù)：指一段代碼可用被多個(gè)任務(wù)同時(shí)調(diào)用，而不必?fù)?dān)心會(huì)破壞數(shù)據(jù)。9、堆棧增長方向設(shè)置：OS_STK_GROWTH為0表示堆棧從下往上增長；OS_STK_GROWTH為1表示堆棧從上往下增長；第五章1、三星公司推出S3C2410A處理器

12、，基于ARM920T，采用高級(jí)微控制器總線新型總線結(jié)構(gòu)。2、S3C2410A處理器內(nèi)核供電1.8V/2V、外存儲(chǔ)器和外部I/O供電為3.3V；4通道DMA；3通道UART;117個(gè)通用I/O口和24通道外部中斷源。3、給出晶振，算CPU時(shí)鐘，有公式（書本P146,找例題做）例如：外部晶振為12MHzMPLLCON=0x62 02 2其中MDIV=0x62=98，PDIV=0x02=2，SDIV=0x2=24、 S3C2410A處理器啟動(dòng)2級(jí)引導(dǎo)方式（書本P147 了解）5、存儲(chǔ)器系統(tǒng)的層次，設(shè)備從上而下，異常變得速度更慢，訪問頻率更小，容量更大，并且每個(gè)字節(jié)的造價(jià)也更加便宜。（書本 P148）

13、6、S3C2410A存儲(chǔ)系統(tǒng)特征（書本P151 了解）第六章1、 建立文件系統(tǒng)（P197-201）2、根據(jù)32字節(jié)目錄項(xiàng)結(jié)構(gòu)，判斷是目錄還是文件，是文件的話，寫出文件名（包括后綴XXX.XX） 其中從高位數(shù)，第12字節(jié)中的bit4是目錄，bit5是文件（相應(yīng)位置1就為什么） 其中前8字節(jié)為文件名，第9到第11字節(jié)為文件后綴，記得后綴前加點(diǎn)。簡答題(一) 兩種無操作系統(tǒng)的嵌入式軟件體系結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)：第一種是循環(huán)輪轉(zhuǎn)方式，優(yōu)點(diǎn)是簡單，直觀，開銷小，可預(yù)測(cè)，缺點(diǎn)是過于簡單，缺乏并行處理異步事件的能力。第二種是前后臺(tái)方式，前臺(tái)是中斷服務(wù)程序，負(fù)責(zé)處理異步事件，后臺(tái)是無限循環(huán)，負(fù)責(zé)軟硬件資源的分配、管理

14、以及任務(wù)的調(diào)度。前后臺(tái)通過同步信號(hào)或數(shù)據(jù)進(jìn)行交互。(二) 嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)方式：在宿主機(jī)上建立開發(fā)環(huán)境，進(jìn)行應(yīng)用程序編碼和交叉編譯，然后在宿主機(jī)和目標(biāo)機(jī)之間建立連接，將應(yīng)用程序下載到目標(biāo)機(jī)上進(jìn)行交叉調(diào)試。經(jīng)過調(diào)試和優(yōu)化，最后將應(yīng)用程序固化到目標(biāo)機(jī)中實(shí)際運(yùn)行。(三) RISC體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：一個(gè)大而統(tǒng)一的寄存器文件Load/Store結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)處理的操作只針對(duì)寄存器的內(nèi)容，而不是直接對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行操作。簡單的尋址模式，所有裝載/保存的地址都只由寄存器內(nèi)容和指令域決定。 統(tǒng)一和固定長度的指令域，簡化了指令的譯碼。使用流水線降低指令尋址周期。(四) 異常發(fā)生時(shí)，ARM對(duì)異常作出的響應(yīng)：保

15、存返回地址到 LR_<mode> 將CPSR復(fù)制到相應(yīng)的SPSR根據(jù)異常類型，設(shè)置CPSR相應(yīng)的模式位設(shè)置PC為相應(yīng)的異常向量(五) Bootloader的功能：Bootloader是操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前的一段小程序。通過這段小程序，初始化最基本的硬件設(shè)備并建立內(nèi)存空間的映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適的狀態(tài)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境。Bootloader包含兩個(gè)階段，階段一即Boot階段具有引導(dǎo)功能，初始化硬件配置，通常用匯編語言編寫；階段二即Load階段完成加載功能，即將操作系統(tǒng)映像文件從ROM中加載到RAM，并將控制權(quán)交給操作系統(tǒng)，通常用C語言編寫

16、。(六) Nand Flash和Nor Flash在性能上的區(qū)別：1) NOR的讀速度比NAND稍快一些2) NAND的寫入速度比NOR快很多。3) NAND的4ms擦除速度遠(yuǎn)比NOR的5s快。4) 大多數(shù)寫入操作需要先進(jìn)行擦除操作。5) NAND的擦除單元更小，相應(yīng)的擦除電路更少。(七) 可剝奪和任務(wù)切換的概念：任務(wù)切換：當(dāng)多任務(wù)內(nèi)核決定運(yùn)行另外的任務(wù)時(shí)，它將任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)，即CPU寄存器中的全部內(nèi)容，保存在任務(wù)的堆棧中。入棧工作完成以后，把將要運(yùn)行的任務(wù)的當(dāng)前狀況從該任務(wù)的棧中重新裝入CPU的寄存器， 并開始下一個(gè)任務(wù)的運(yùn)行。 可剝奪：CPU總是運(yùn)行就緒條件下優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。(八) uC

17、OS-II移植的基本要求：1) 處理器的編譯器能產(chǎn)生可重入代碼2) 在程序中可以打開或關(guān)閉中斷3) 處理器支持中斷，并且能產(chǎn)生定時(shí)中斷4) 處理器支持硬件堆棧5) 處理器有堆棧指針和入棧、出棧的指令編程：1、流水燈；2、串口；3、信號(hào)量；4、Nand Flash#include <includes.h>#define TASK_STK_SIZE 128OS_STKApp1StkTASK_STK_SIZE;OS_STK App2StkTASK_STK_SIZE;static void App1(void *pdata);static void App2(void *pdata);st

18、atic void printf_task_info(INT8U i);void main(int argc, char *argv )OSInit(); /* Initialize "uC/OS-II"*/OSTaskCreate(App1,NULL,(OS_STK *)&App1StkTASK_STK_SIZE-1,(INT8U)10);/任務(wù)1等級(jí)為10 OSTaskCreate(App2,NULL,(OS_STK *)&App2StkTASK_STK_SIZE-1,(INT8U)5);/任務(wù)2的等級(jí)為5，比任務(wù)1高 OSStart(); /* Sta

19、rt multitasking */void App1(void *pdata)pdata=pdata; while (TRUE) OS_Printf("nat time %d:n",(INT8U)(OSTime/100) );OS_Printf("this is app1, prio=%un",OSPrioCur); OSTimeDlyHMSM(0, 0, 3, 0); /* waiting for 3s */ void App2(void *pdata)INT8U i;INT8U err;INT8U pname10="task one"pdata=pdata; while (TRUE) OS_Printf(&q