2022年本科期末考试嵌入式系统原理及应用最终版整理复习要点 .pdf

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1、嵌入式复习大纲第一章1、嵌入式系统定义及概念：嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁减、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统2、嵌入式系统的特点：（3个）1)嵌入式系统通常是面向特定应用的；2)嵌入式系统功耗低、体积小、集成度高、成本低；3)嵌入式系统具有较长的生命周期；4)嵌入式系统具有固化的代码；3、嵌入式处理器的分类：1)嵌入式微处理器（EMPU ）；2)嵌入式微控制器（EMCU ）；3)嵌入式 DSP 处理器（ EDSP）；4)嵌入式片上系统（ESoC）。4、嵌入式系统的组成：由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件 层组成。（1）硬件层 中包含 嵌入

2、式微处理器、存储器 （SDRAM 、ROM 、Flash 等）、通用设备接口和I/O 接口（A/D、D/A、I/O 等）（2）硬件层与软件层之间为中间层，也称为硬件抽象层，该层一般包含相关底层硬件的初始化、数据的输入/输出操作和硬件设备的配置功能。BSP 具有以下两个特点。（3）系统软件层由实时多任务操作系统、文件系统、图形用户接口 、网络系统及通用组件模块组成。5、嵌入式操作系统：嵌入式实时操作系统 C/OS-II 、嵌入式Linux 、Windows Embedded 、VxWorks、pSOS 、等，以及应用在智能手机和平板电脑的Android 、iOS 等6、嵌入式系统的设计方法：（需

3、交叉编译和调试环境）（1）系统定义与需求分析（2）系统设计方案的初步确立（3）初步设计方案性价比评估与方案评审论证（4）完善初步方案、初步方案实施（5）软硬件集成测试（6）系统功能性能测试及可靠性测试第二章1、ARM 的 CISC 、RISC ARM7ARM9 （1）CISC 特点： 复杂指令、各种类型的内存寻址方式、微程序结构、效率高（2）RISC 特点： 固定指令长度、指令流水线处理、简化内存管理、硬件接线式控制、单周期执行、复杂度存于编译程序内（3）冯诺依曼结构：输入输出设备、运算器、控制器、存储器主要贡献： 提出并实现了“存储程序”的概念2、ARM7 ：采用 3 级流水线结构，采用冯诺

4、依曼结构（程序存储与数据存储统一编址）ARM9 ：采用 5 流水线结构，采用哈弗体系结构（程序存储器与数据存储器分开独立编址）ARM10 ：采用 6 流水线结构，采用哈弗体系结构名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - ARM11 ：采用 8 流水线结构，采用哈弗体系结构3、ARM 体系结构的技术特征：（1）单调周期操作（2）采用加载 /存储指令结构（执行速度快）（3）固定 32 位指令（结构简单、效率高）（4）地址指令格

5、式（三地址指令格式，优化代码）（5）指令流水线技术（提高执行效率）4、ARM 的三种工作状态，如何标记？（1）ARM 状态： 32 位， ARM 状态下执行字对准的32 位 ARM 指令；（2）Thumb 状态： 16 位， Thumb 状态下执行半字对准的16 位 Thumb 指令。在 Thumb-2 状态下，内核兼有16 位和 32 位指令（3）调试状态：停机调试时，*cortex-M3 只有 Thumb-2 状态和调试状态处理器的当前状态寄存器CPSR 的 T 位可标志出两种状态。 当 T位为 0 时是ARM 状态，为 1 时是 Thumb状态。5、ARM 7 种功能模式：（1）用户模式

6、：正常用户模式，程序正常执行模式。（2）FIQ 模式：处理快速中断，支持高速数据传送或通道处理。（3）IRQ 模式：处理普通中断。（4）SVC 模式：操作系统保护模式，处理软件中断。（5）中止模式：处理存储器故障，实现虚拟存储器和存储器保护。（6）未定义模式：处理未定义的指令陷阱，支持硬件协处理器的软件仿真。（7）系统模式：运行特权操作系统任务。6、ARM 共有 37 个寄存器，包括31 个通用寄存器（含PC）和 6个状态寄存器7、7 个异常中断：（1）复位异常reset。（2）数据访问中止异常DABT （3）快速中断异常FIQ （4）外部中断异常IRQ （5）指令预取中止异常FABT （6、

7、7）软件中断异常SWI 和未定义的指令异常8、ARM 对异常中断的响应过程：（1）保存处理器当前状态、中断屏蔽位以及各条件标志位；（2）设置当前程序状态寄存器CPSR 中的相应位；（3）将寄存器lr_mode 设置成返回地址；（4）将程序计数器值PC，设置成该异常中断的中断向量地址，跳转到相应异常中断处执行。9、大端模式： 32 位的高字节存放在低地址中，低字节存放在高地址中10、小端模式（系统复位默认）：32 位的高字节存放在高地址中，低字节存放在低地址中。11、简述 ARM7 的内部寄存器 R13 、R14 、R15的主要功能和作用： R13、R14 、R15都可以被 ARM 处理器当作通

8、用寄存器和寻址访问；但在 ARM处理器系统中 R13也用作堆栈指针， R14用作链接寄存器， R15用作取指指针寄存器。第三章1、ARM 指令的寻址方式：1)立即数寻址： 在立即数寻址方式下，操作数本身直接在指令中给出，去除指令也就获得了操作数，这个操作数也称为立即数。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 2)寄存器寻址：在寄存器寻址方式下，寄存器的值即为操作数。ARM 指令普遍采用这种寻址方式，由于直接和寄存器交换数

9、据，其执行效率较高。3)寄存器移位寻址：寄存器移位寻址的操作数由寄存器的数值进行相应移位而得到；移位的方式在指令中以助记符的形式给出，而移位的位数可用立即数或寄存器寻址方式表示。4)寄存器间接寻址： 寄存器中的值为操作数的物理地址，这样的寻址方式称为寄存器间接寻址。实际的操作数存放在存储器中，其地址由寄存器给出。5)基址变址寻址： 将寄存器（称为基址寄存器） 的值与指令中给出的偏移地址量相加，所得的结果作为操作数的物理地址，这样的寻址方式称为基址变址寻址。6)相对寻址：相对寻址同基址变址寻址相似，区别只是将程序计数器PC 作为基址寄存器，指令中的标记作为地址偏移量。7)多寄存器寻址： 在多寄存

10、器寻址方式中，一条指令可实现一组寄存器值的传送。连续的寄存器间用“-”连接，否则用“,”分隔。8)块复制寻址：块复制寻址可实现连续地址数据从存储器的某一位置复制到另一位置。9)堆栈寻址： 堆栈寻址用于数据栈与寄存器组之间批量数据传输。堆栈是一种后进先出的数据结构， 数据写入和读出内存的顺序不同，适用堆栈寻址可以很好地解决这个问题。第四章1、嵌入式系统中常用的C 语言语句： P121 第六章1、嵌入式的最小系统：2、UART 串行通信的过程：第七章1、叙述嵌入式系统Boot Loader 概念、 功能和两个阶段（即：stage1和 stage2）的启动步骤：（1）概念：Boot Loader 是

11、在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。（2）功能：通过这段小程序，我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图，从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态，以便为最终调用操作系统内名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 核准备好正确的环境。（3 两个阶段：stage1 通常包括以下步骤：硬件设备初始化为加载 Boot Loader 的 stage2 准备 RAM 空间拷贝 Boot Loader 的 stage2 到 R

12、AM 空间中设置好堆栈跳转到 stage2 的 C 入口点stage2 通常包括以下步骤：初始化本阶段要使用到的硬件设备检测系统内存映射 (memory map) 将 kernel 映像和根文件系统映像从 flash 上读到 RAM 空间中为内核设置启动参数调用内核2、S3C44B0X 中具有哪几个定时器？分别有哪些功能特性？6 个 16 位定时器：都可以工作在中断或DMA 模式。定时器 0、1、2、3、4 有 PWM 功能，定时器5 只是一个内部定时器而无输出引脚。PWM 定时器特性为：6 个基于 DMA 或中断操作的16 位定时器3 个 8 位预分频器， 2 个 5 位除法器和1 个 4

13、位除法器。输出波形可编程的功率控制器（PWM ）自动重装或短脉冲模式（One-shot Pulse Mode）死区发生器1 个看门狗定时器，看门狗定时器具有以下特性：带中断请求的普通间隔定时器模式当定时器计数值达到0 时，内部复位信号被激活128MCLK 周期3、S3C44B0X 中功耗管理的5 种模式是什么 ? S3C44B0X中功耗管理的5 种模式：正常模式： 正常运行模式；低速模式： 不加 PLL 的低时钟频率模式；空闲模式： 只停止 CPU 的时钟；停止模式： 停止所有的时钟；LCD 的 SL 空闲模式： SL 空闲模式的进入将导致LCD 控制器开始工作。此时，CPU 和除 LCD 控

14、制器外的所有外设都停止工作。4、写出 S3C44B0X 的 UART1 的初始化设置程序代码。UART 初始化程序：static int whichUart=0; void Uart_Init(int mclk,int baud) int i; If(mclk=0) mclk=MCLK; rUFCON1=0 x0; rUMCON1=0 x0; rULCON1=0 x3; rUCON1=0 x245; rUBRDIC1=(int)(mclk/16./baud+0.5)-1); for(i=0;i100;i+); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 5、根据自己的理解描述嵌入式系统的发展趋势？行业性嵌入式软硬件平台标准化互联网的普及网络化半导体技术的改善小型化3C技术的快速融合功能多样化使用者的需求个性化信息服务应用生活化泛在化名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -