嵌入式系統(tǒng)考點(diǎn)

2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室1第一章作業(yè)1、什么是嵌入式系統(tǒng)？嵌入式系統(tǒng)主要的特點(diǎn)是什么？2、列舉出一些你所知道的嵌入式系統(tǒng)，分析一下它們的特點(diǎn)。2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室2第二章作業(yè)2、撰寫你所熟悉的嵌入式系統(tǒng)（例：MP3播放器，IC卡電表、水表、氣表等）的需求分析和規(guī)格說明，并完成體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室3第三章作業(yè)1、嵌入式處理器分為那三類？其各自的特點(diǎn)是什么？2、什么是邊界對(duì)齊？什么是大小端格式？3、ARM處理器有哪幾種工作狀態(tài)？其各自特點(diǎn)是什么？4、ARM處理器有哪幾種工作模式？其各自特點(diǎn)是什么？5、具體描述ARM處理器的各種異常。2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室4第四章作業(yè)1、S3C44B0x與Flash芯片SST39VF160的接口設(shè)計(jì)（只考慮讀操作，時(shí)鐘頻率為50MHz）2、（選做題）S3C44B0x與SDRAM芯片HY57V641620HG(L)T的接口設(shè)計(jì)（時(shí)鐘頻率為50MHz）2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室5第五章作業(yè)1、畫出RS232C用于雙機(jī)互連的連線示意圖；然后寫出其利用硬件握手進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的工作過程（任選一對(duì)硬件握手線）。2、分析USB批量傳輸流程圖，請(qǐng)根據(jù)該圖用文字?jǐn)⑹銎涔ぷ鬟^程（包括每一個(gè)分支并說明分支出現(xiàn)的原因）。2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室6第六章作業(yè)1、采用定時(shí)器定時(shí)中斷方式設(shè)計(jì)跑馬燈（8個(gè)LED）控制系統(tǒng)（LED部分硬件電路及接口程序），要求不能與書上相同。2、采用UART設(shè)計(jì)一個(gè)串行發(fā)送程序（DMA方式），要求發(fā)送字符串“0~9a~zA~Z”。3、（選做）用Protel畫出UART接口（RS232）電路原理圖。2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室7第一章嵌入式系統(tǒng)概論嵌入式系統(tǒng)的定義以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，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)嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)開發(fā)角度：硬件、軟件、開發(fā)平臺(tái)層次結(jié)構(gòu)：應(yīng)用層、操作系統(tǒng)層、板級(jí)支持包、硬件層2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室8第一章嵌入式系統(tǒng)概論（續(xù)）嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)面向特定應(yīng)用、設(shè)計(jì)高效、綜合性強(qiáng)生命周期長、程序固化需要獨(dú)立的開發(fā)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室9第二章嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法與軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)方法的區(qū)別軟硬件統(tǒng)一描述嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程需求分析——用戶的需求規(guī)格說明——做什么體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)——如何做構(gòu)件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、測(cè)試2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室10第三章嵌入式處理器嵌入式處理器特點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)——哈佛結(jié)構(gòu)和馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)I/O端口（復(fù)用）、功率消耗（低）、可靠性（高）分類EMPU——在通用微處理器的基礎(chǔ)上做了增強(qiáng)MCU——整個(gè)計(jì)算機(jī)集成到一塊芯片中DSP——高效乘累加運(yùn)算、高效數(shù)據(jù)存取、硬件重復(fù)循環(huán)、確定性操作2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室11第三章嵌入式處理器（續(xù)）ARM微處理器工作狀態(tài)：ARM狀態(tài)和Thumb狀態(tài)、狀態(tài)切換工作模式

User-用戶模式、System-系統(tǒng)模式

FIQ-快速中斷模式、IRQ-外部中斷模式

Supervisor-管理模式、Abort-數(shù)據(jù)訪問終止模式、Undefined-未定義指令中止模式特權(quán)模式和異常模式、模式切換寄存器組織：R0~R12、R13、R14、PC、CPSR處理器異常：FIQ、IRQ、ABORT、SoftwareInterrupt、UndefinedInstruction2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室12第三章嵌入式處理器（續(xù)）ARM指令集尋址方式立即尋址寄存器尋址、寄存器間接尋址基址變址尋址多寄存器尋址相對(duì)尋址、堆棧尋址基本指令指令條件執(zhí)行出現(xiàn)的簡(jiǎn)單指令（例子指令）2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室13第四章存儲(chǔ)系統(tǒng)存儲(chǔ)器概述常用的幾種存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器組織S3C44B0x的存儲(chǔ)分配存儲(chǔ)器時(shí)序數(shù)字信號(hào)的三種狀態(tài)、時(shí)序轉(zhuǎn)換、建立/保持時(shí)間存儲(chǔ)器時(shí)序存儲(chǔ)器接口SRAM接口、Flash接口（讀）2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室14第五章總線技術(shù)總線基本概念定義——在多于兩個(gè)模塊（設(shè)備、子系統(tǒng)）之間傳送信息的公共通路功能——信息共享和交換組成——物理介質(zhì)和協(xié)議分類片總線、系統(tǒng)總線（內(nèi)總線）、通信總線（外總線）主從結(jié)構(gòu)（單主設(shè)備、多主設(shè)備）、對(duì)等結(jié)構(gòu)按距離分類總線標(biāo)準(zhǔn)——機(jī)械、電氣、引腳、協(xié)議2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室15第五章總線技術(shù)（續(xù)）PCI總線體系架構(gòu)多總線架構(gòu)特點(diǎn)和適應(yīng)范圍部分信號(hào)名——能夠看懂后面的時(shí)序圖AD[31:0]、C/BE[3:0]#Frame#、IRDY#、TRDY#總線操作讀寫操作2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室16第五章總線技術(shù)（續(xù)）RS232C/485DB9引腳定義TXD和RXD、DTR和DSR、RTS和CTS幀格式起始位、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位和停止位雙機(jī)互聯(lián)無硬件握手有硬件握手RS485的基本特點(diǎn)多點(diǎn)傳輸、距離遠(yuǎn)2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室17第六章I/O接口電路基本概念I(lǐng)/O接口電路的基本組成、編址方式、數(shù)據(jù)傳送方式中斷控制器、DMA控制器中斷過程、中斷向量表、DMA傳輸過程硬件設(shè)計(jì)GPIO（鍵盤、LED）、定時(shí)計(jì)數(shù)器、UART部件設(shè)計(jì)分析程序2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室18嵌入式系統(tǒng)軟件編程流程GPIO編程（針對(duì)數(shù)字量信號(hào)應(yīng)用）1、找到外設(shè)連接的端口（A--H）2、確定端口功能（INPUTOUTPUT還是第三功能）3、寫端口初始化的控制字GPXCON4、數(shù)據(jù)輸入/輸出通過數(shù)據(jù)緩沖器完成GPXDAT例子：如圖所示要求D1-D8做跑馬燈程序。2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室19外部中斷程序的設(shè)計(jì)1、根據(jù)電路確定使用外部中斷端口2、初始化端口功能3、中斷的初始化

中斷模式中斷源掛起寄存器和中斷掛起寄存器清除中斷屏蔽器外部中斷源觸發(fā)中斷請(qǐng)求模式開中斷屏蔽器中斷向量初始化

中斷服務(wù)程序編寫2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室20串口通信程序設(shè)計(jì)1、根據(jù)需要選擇串口端口2、初始化端口功能3、串口初始化波特率數(shù)據(jù)幀格式發(fā)送和接收中斷控制voiduart_init(void) //UART初始化{UBRDIV0=BRD; //19200bps

ULCON0=0x03; //幀長度8位，停止位1位，無校驗(yàn)

UCON0=0x004; //發(fā)送中斷/查詢?cè)试S}2023/3/1?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室21定時(shí)器的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)主時(shí)鐘頻率MC