嵌入式系統(tǒng)復習重點

1、嵌入式系統(tǒng)及應用復習提綱整理人：朱之凱【頁碼說明】每一頁9張ppt，從緒論開始編頁數(shù)；如果你不是這么打印或者編頁碼的，看一下主要內(nèi)容也是可以的_第0章 緒論P1 什么是嵌入式、計算機主機的表現(xiàn)形式、課程的信息P3 嵌入式系統(tǒng)、嵌入式微控制器、計算機應用領域的劃分P4 嵌入式系統(tǒng)與通用系統(tǒng)的區(qū)別、嵌入式系統(tǒng)結構（構成要素）、 嵌入式處理器、外設、嵌入式操作系統(tǒng)P5 嵌入式系統(tǒng)的3個發(fā)展階段（出現(xiàn)和興起、走向繁榮、應用 走向縱深化發(fā)展） Intel 4004P6 嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈、全球嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展狀態(tài)P7 嵌入式系統(tǒng)應用、嵌入式系統(tǒng)結構P8 嵌入式系統(tǒng)與相關課程的結合P9 工程設計中的軟件問

2、題和硬件問題P10 硬件=硬設備+硬結構 系統(tǒng)=模塊+接口（硬件）第1章 dsPIC體系結構P11 芯片外觀、芯片的封裝、PDIP、SPDIP、SOICP12 芯片面積、封裝面積、IC封裝淘汰趨勢、封裝技術、PQFP、 TQFP、QFNP13 通用計算機構成、單芯片計算機P13-P14 MCU發(fā)展趨勢P15 實驗用的芯片、單芯片計算機 普林斯頓體系結構、哈佛體系結構P16 計算機體系結構、微處理器結構、Datapath、Control UnitP17 指令集、CISC與RISC、嵌入式微處理器指令集、單片機性 能指標（MIPS、DMIPS、MFLOPS）、指令集結構、Pipeline指令P18

3、 dsPIC30F系列的兩級流水、GPU超長流水線第2章 數(shù)字系統(tǒng)的時鐘P19 晶體三極管3個工作區(qū)域、數(shù)字電路邏輯門、反相器的集成 單芯片計算機：Processing Unit、Memory、PeripheralsP20 微處理器架構、指令集架構P21 完整的硬件系統(tǒng)、FSB（Front side bus）P22 數(shù)字電路中的時鐘、時序示意、時鐘信號、毛刺P23 振蕩器、諧振單元、振蕩器電路、晶體、頻率范圍P24 晶體阻抗與頻率關系、晶體重要參數(shù)PPM、CPU時鐘產(chǎn)生的 通用電路、不把晶體做到芯片上、起振特性曲線P25 外圍電路器件作用、并聯(lián)牽引電容、如何產(chǎn)生時鐘、PCB上 的時鐘信號、阻抗

4、匹配P26 阻抗匹配、容性負載P27 PCB布局布線、引腳說明、外部時鐘時序要求、器件時序規(guī) 范的負載條件P28 保證時鐘的質量、建立時間與保持時間P29 3種外部時鐘模式與2種內(nèi)部時鐘模式 主振蕩器、輔助振蕩器、FRC振蕩器、LPRC振蕩器 器件時鐘、系統(tǒng)時鐘 選擇時鐘 振蕩器配置寄存器FOSCP30 配置寄存器和控制寄存器、寄存器可用觸發(fā)器構成 單片機的學習經(jīng)驗P31 振蕩器模式、用外部時鐘的兩種振蕩模式（EC、ECIO）、 外部時鐘時序、器件時序規(guī)范的負載條件P32 主振蕩器模式、振蕩器模式選擇指導方針、晶振或陶瓷諧振器的工作原理、PCB布線、外部RC振蕩器P33 典型外部RC振蕩頻率與

5、VDD的關系曲線 低功耗32kHz晶體振蕩器、電阻電容集成到芯片中 合適的振蕩方式（晶體？陶瓷諧振器？RC振蕩器）P34 FRC/LPRC 內(nèi)部快速RC振蕩器、FRC調節(jié) 內(nèi)部低功耗RC振蕩器、不同時鐘源的特點 時鐘管理、鎖相環(huán)、可編程振蕩器后分頻器P35 后分頻器更新時序、振蕩器起振定時器、故障保護時鐘監(jiān)視器 FSCM延時、時鐘切換第3章 系統(tǒng)電源 & 低功耗設計P37 低碳經(jīng)濟時代、USB供電P38 網(wǎng)線供電、電池供電、“無線”供電技術P39 自供電系統(tǒng)P40 電源的波動現(xiàn)象、地彈、邏輯電平標準 如何提供MCU的電源P41 電源波動的原因、穩(wěn)定電源的技巧、去耦電容 電源系統(tǒng)、去耦時

6、間、去耦頻率段、諧振頻率P42 使用合適電源變換模塊、選用合適電源管理模塊、 使用電源平面代替電源跡線、電源分配系統(tǒng)的設計要求P43 引腳設計、芯片內(nèi)部PDN Power IntegrityP44 功耗的定義、定義數(shù)字電路系統(tǒng)的功耗 動態(tài)功耗 分布電容/容性負載P45 器件時序規(guī)范的負載條件 CPU時鐘封頂 靜態(tài)功耗 平均功耗 總功耗 測量功耗P46 管理功耗、工作模式、分析應用、功耗曲線、節(jié)能模式P47 輸入引腳懸空的問題 電壓參數(shù) 低功耗技巧（外部電路功耗控制、避免懸空I/O引腳、降低電壓、降低時鐘頻率、避免過度使用RAM、最簡練的代碼、縮短喚醒時間） P48 休眠與喚醒 休眠模式特性 空

7、閑模式 休眠喚醒（中斷、復位、WDT） 休眠模式退出的延時第4章 dsPIC芯片系統(tǒng)管理P51 一個較為完整的硬件系統(tǒng)、復位reset、reset后的PC寄存器P52 CPU如何執(zhí)行代碼 dsPIC管腳 復位電路舉例P53 復位電路 reset的情況 復位方式 復位控制寄存器 RCON狀態(tài)位的使用 片上復位電路框圖P54 RCON初始化狀態(tài) 外部復位 看門狗超時復位 定時器如何用門電路實現(xiàn)P55 WDT框圖、使能和禁止WDT、分頻器如何用門電路實現(xiàn) WDT定時器周期（計算、配置） WDT的復位P56 上電復位 欠壓復位BOR 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器P57 BOR 欠壓狀態(tài)示意圖 電源管理芯片 片上復位電

8、路 SWR/WDTR 非法操作碼 陷阱沖突P58 外部復位信號的處理 施密特觸發(fā)器 數(shù)字毛刺濾波器 標準外部上電復位電路 P59 電壓上升率、可靠性討論、復位信號的輸出、RS觸發(fā)器P60 器件復位延時（PWRT、LPRC） 起振定時 鎖定延時P61 器件復位延時實例第5章 dsPIC內(nèi)核與編程者模型P63 同芯不同樣 內(nèi)核與編程者模型 MCU指令+DSP指令 改進的哈佛結構P64 dsPIC 30F內(nèi)核：指令系統(tǒng)概述、非單周期的指令、DSP引擎 工作寄存器和中斷、MCU+DSP的改進哈佛結構P65 通用寄存器型指令集結構 寄存器可用觸發(fā)器 P66 W0-W15的字節(jié)操作和字操作 影子寄存器 S

9、TATUS寄存器 狀態(tài)寄存器SRP67 狀態(tài)寄存器SR位定義 溢出和飽和的區(qū)別 內(nèi)核控制寄存器 兩個累加器ACCA/ACCB PC下一條指令 數(shù)據(jù)存儲空間與程序存儲空間映射的橋梁 循環(huán)指令有關的寄存器P68 跳轉指令 跳轉指令執(zhí)行周期 循環(huán)體執(zhí)行實例 改進的循環(huán)體執(zhí)行過程 程序循環(huán)結構P69 dsPIC30F的循環(huán)結構 REPEAT指令 DO指令 循環(huán)體內(nèi)指令的使用限制P70 循環(huán)指令有關的寄存器 循環(huán)指令有關的SR和CORCON位 為什么在計算機中使用堆棧 CPU中操作數(shù)的存儲方法 三種類型指令集結構 軟件堆棧與硬件堆棧P71 用寄存器實現(xiàn)LIFO實例 堆棧 W15 軟件堆棧 CPU堆棧指令

10、執(zhí)行周期P72 W14與堆棧中的幀 上溢與下溢 堆棧過程P73 算術邏輯單元ALU 通用ALU的基本功能模塊 基本邏輯元算單元 ALU的多路選擇P74 通用ALU的基本功能模塊 數(shù)字電路中的移位寄存器 1bit半加器、1bit全加器 加法器P75 加法器 乘法器P76 快速乘法器 MCU乘法指令 DSP乘法指令P77 除法器 除數(shù)和被除數(shù)存放位置P78 DIV.SD DIVF第6章 dsPIC30F的中斷系統(tǒng)P79 CPU的資源 CPU時間維度資源的分配P80 資源分配的基本實現(xiàn)思路（輪詢、中斷） 同時發(fā)生的任務如何協(xié)調（優(yōu)先級） 如何實現(xiàn)對多個中斷的管理、引腳說明 中斷的開銷P81 dsPI

11、C30F中斷控制器特性 IVT 中斷向量P82 CPU優(yōu)先級狀態(tài) 中斷優(yōu)先級 自然順序優(yōu)先級機制 中斷過程、中斷事件、中斷嵌套P83 從休眠和空閑模式喚醒 外部中斷請求 I/O管腳的時序要求 RC積分電路 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器P84 避免器件永久性損壞的最大值 陷阱 同步開關噪聲、地反彈、電源反彈 用鉗位二極管保護輸入端口 用電阻提高可保護電壓最大尖峰P85 幾大陷阱 中斷時序 中斷控制和狀態(tài)寄存器 中斷設置流程 實例第7章 I/O端口P89 dsPIC引腳說明、IO驅動能力、不同類型門電路的接口P90 TTL門、CMOS門 驅動繼電器P91 鉗位二極管+限流電阻保護輸入端口 I/O模塊結構、Port

12、簡化結構P92 端口映射 寄存器映射 數(shù)據(jù)方向寄存器P93 專用端口結構框圖 雙向數(shù)據(jù)總線的問題 鎖存器和寄存器的區(qū)別 “讀->修改->寫”問題P94 端口控制寄存器與鎖存器、PORT寄存器、LAT寄存器P95 電平變化通知（CN）引腳 電平變化通知模塊框圖 I/O管腳的時序要求 CN控制寄存器 P96 上拉電阻與下拉電阻 拉電流與灌電流（輸出驅動能力）P97 電流、電阻的上下限第8章 dsPIC的存儲器P99 dsPIC30F的內(nèi)核、程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器 程序存儲器地址映射 片內(nèi)數(shù)據(jù)空間存儲器P100 dsPIC30F的數(shù)據(jù)總線與地址總線 MAC類指令使用Y數(shù)據(jù)空間 Near數(shù)

13、據(jù)存儲器 字節(jié)操作和字操作的同時支持、大端模式和小端模式P101 存儲器分類 SRAM不會很大 ROM EPROM EEPROMP102 NOR和NANDP103 確定PCB正面芯片，核對芯片版圖照片 尋址方式P104 各種尋址方式的使用情況 dsPIC的尋址模式 dsPIC 30F數(shù)據(jù)空間尋址模式 MAC指令的尋址模式 傳送指令和累加器類指令的尋址模式 P105 模尋址 模地址計算 模尋址使能P106 位反轉尋址 使能位反轉尋址P107 位反轉尋址代碼 程序存儲器 程序計數(shù)器 PC裝載方式 Control UnitP108 指令的構成形式 指令的解碼電路 指令的執(zhí)行過程 從程序存儲器存取數(shù)據(jù)

14、 表操作的高和低地址區(qū)域 表地址的生成P109 程序存儲器 字模式 字節(jié)模式 PSV地址生成P110 PSV地址生成 三種程序存儲器訪問方式 閃存程序存儲器 在線串行編程 MPLAB與目標板P111 運行時自編程（RTSP） 寫表保持鎖存器 字模式寫入示例 字節(jié)模式寫入示例 RTSP控制寄存器 NVMCON寄存器 NVM地址寄存器P112 NVMKEY寄存器 閃存程序存儲器的編程算法P112-P114 編程示例第9章 定時器/計數(shù)器 輸入捕捉/輸出比較P115 時間的度量（世界時、原子時間、協(xié)調世界時） 晶振參數(shù)：PPM 時間量 P116 計數(shù)器的溢出 門電路實現(xiàn) 基本的定時器電路模型 寄存器

15、、比較器、TMRxP117 dsPIC定時器大致電路單元 不同計數(shù)脈沖來源 dsPIC管腳 A類型定時器的框圖P118 同步計數(shù)器與異步計數(shù)器 同步邏輯 門控模式下的計數(shù)和中斷產(chǎn)生 全局時鐘、門控時鐘P119 基于門控時鐘的低功耗電路設計、定時器模塊與分類 A類型定時器P120 A、B、C類型定時器P121 定時器的工作模式 基本的定時器電路模型 定時器模型 使用外部時鐘輸入的同步計數(shù)器模式 A類型定時器異步計數(shù)器模式P122 門控時間累加模式 門控定時器 門控模式下中斷的產(chǎn)生 門控計數(shù)器的復位P123 輸入捕捉（模塊框圖、時序要求、定時器選擇） 輸出比較 P124 16位門控時間累加模式 3

16、2位定時器P125 輸入捕捉（中斷、事件、時序圖） 預分頻捕捉 邊沿檢測模式 邊沿檢測模式時序圖 P126 低功耗狀態(tài)下的輸入捕捉工作 輸出比較（模塊、工作模式）第10章 ADCP127 數(shù)據(jù)采集（基本任務、典型結構、主要指標） 傳感器P128 模擬信號放大技術 模擬電路放大器 模擬多路開關AMUX 多路開關的主要技術指標 采樣保持器以及電路主要參數(shù)P129 ADC主要指標 D/A轉換器主要指標 精度和分辨率是兩個不同的概念P130 D/A轉換器主要指標 模擬輸入通道P131 幾種ADC 型ADC的分析P132-P134 MEMS技術 慣性傳感器單元P135 模擬地和數(shù)字地 ADC模塊 模擬輸

17、入通道概述P136 SAR A/D轉換器的理想傳遞函數(shù) DNL INL 多通道的輸出如何協(xié)調（配置需要的S/H通道）P137 多通道的輸入如何協(xié)調（自動掃描） 同樣采樣與順序采樣 采樣保持電路P138 配置PIN為輸入 配置AMU狀態(tài) 單極性/雙極性/差分 交替采樣功能 ADC的參考電壓P139 地彈 電源波動現(xiàn)象 參考電壓 ADC的主要指標P140 采樣時鐘 A/D轉換的總時間 A/D轉換時鐘的選擇 A/D控制寄存器 時序規(guī)范要求 ADC模塊P141 A/D結果緩沖器 A/D輸出數(shù)據(jù)格式 如何開始采樣P142 采樣/轉換工作的控制 控制寄存器 連接注意事項P143 模擬輸入端第11章 從數(shù)字

18、到模擬的抉擇：PWMP145 對模擬電路進行數(shù)字控制（DAC、DP、PWM） DP&DAC 脈沖調制PWM dsPIC30F的3個子系列P146 電機的種類品種眾多 常見電機示例P147 常見電機示例 電機控制需要開關信號P148 電機控制系統(tǒng)需要什么？ 電機控制PWM模塊 基本的定時器電路模型 PWM模塊框圖P149 PWM時基的分頻器 PWM時基控制寄存器 從數(shù)字到模擬的抉擇 PWM時基工作模式 自由運行模式P150 單事件模式 連續(xù)遞增/遞減技術模式 雙更新模式 PWM時基中斷的產(chǎn)生 PTMR計數(shù)方式 PWM周期的配置與修改 PWM周期緩沖器P151 PWM時基周期寄存器 占空比

19、（比較邏輯、配置、精度）P152 PTMR和PDCx分辨率時序圖 邊沿對齊的PWM 單事件PWM工作 中心對齊的PWM 向上/向下計數(shù)模式中的占空比更新時間P153 PWM占空比立即更新 PWM模塊框圖 互補PWM輸出的典型負載 死區(qū)時間P154 ADC模塊與PWM時基同步P155 基于dsPIC的BLDC控制示例 ADC模塊與PWM時基同步 PWM故障引腳 基于dsPIC的BLDC控制 正交編碼器輸出信息 QEI簡化框圖第12章 dsPIC的DSP引擎P157 負數(shù) 符號位 反碼 補碼P158 補碼被使用的原因 模運算 負數(shù)取反+1P159 負數(shù)帶來的問題 符號擴展 小數(shù)點P160 數(shù)據(jù)表示

20、方式 Q15數(shù)據(jù)范圍P161 定點數(shù)的優(yōu)缺點 并串型ADC 浮點數(shù)P162 浮點數(shù)格式 浮點數(shù)格式P163 浮點數(shù)運算規(guī)則 定點運算部件去完成浮點運算P164 FP加法電路 FP乘法電路 Intel8087 FPGA對浮點運算以及DSP運算的支持P165 超越函數(shù)的計算 CORDIC cos(x)P166 超越函數(shù)的運算速度P167 dsPIC30F結構框圖（MCU+DSP） 改進的哈佛結構 MCU指令+DSP指令 CPU是如何執(zhí)行代碼 Control Unit Register file Function unitP168 每個指令周期dsPIC30F能執(zhí)行的操作 圖重要！ C5402 如何

21、充分利用DSP的能力 DSP支持結構（DSP引擎、除法支持、Y AGU、PSVP169 DSP引擎 數(shù)據(jù)累加器P170 SR中與累加器相關的標志位 累加器指令 填零與符號擴展 符號擴展 DSP加法器 三種飽和及溢出模式 常飽和P171 超飽和 飽和禁止 溢出與飽和的檢測 飽和邏輯的控制 4種累加器存儲模式 數(shù)據(jù)空間寫飽和P172 累加器舍入邏輯 2種舍入方式 DSP累加器操作 桶形移位寄存器 數(shù)據(jù)換算 FBCL指令P173 歸一化改變正小數(shù)與負小數(shù)的動態(tài)范圍 DSP引擎組件 乘法器 MCU乘法指令 16個工作寄存器W0-W15的分工P174 MUL MULSS DSP乘法指令 MAC指令 DS

22、P引擎MAC類指令 舉例！P175 MAC操作預取 MAC回寫尋址模式第13章 UART/SPI/I2C/USB/P177 異步和同步 串行和并行 串行通信P178 物理層的四個重要特性 狀態(tài)圖描述 Petri網(wǎng)P179 PC與一般單片機的串口邏輯電平 RS-449 不同類型門電路的接口 TTL門驅動CMOS門（上拉電阻） CMOS門驅動TTL門P180 用三極管實現(xiàn)RS-232轉TTL電路 UART模塊特點 UART發(fā)送器接收器框圖 數(shù)據(jù)幀的生成過程 FIFO的電路實現(xiàn) TI：改進的串口P181 SPI（同步串行外設接口） dsPIC的SPI模塊 串行通信協(xié)議的時序 時序細節(jié)要求P182 簡

23、單的兩點串行通信 從兩點通信到多點通信 dsPIC30F與EEPROM的典型連接示意P183 總線 1-Wire bus CECP184 CEC總線 CEC的地址定義 最常見的串行通信標準P185 CAN總線 LIN總線 以太網(wǎng) USB第14章 BOOTP187 嵌入式系統(tǒng)結構 嵌入式系統(tǒng)軟硬件的結合 無OS的嵌入式系統(tǒng)工作流程、軟件開發(fā)內(nèi)容 CPU Reset之后的代碼入口P188 dsPIC30F上啟動代碼做什么？ P189 公共目標文件格式COFF PE文件的加載P190 代碼如何寫入dsPIC芯片 鏈接過程 LINK30從鏈接描述文件獲取芯片信息 P191 燒寫過程做了些什么？ 嵌入式

24、系統(tǒng)調試方法 模擬器方式 監(jiān)控器方式 P192 在線仿真器方式 在線調試器方式 JTAG IEEE 1149.1 P193 ICD2的代碼 斷點2-1 MPLAB ICD2 調試器存儲器P194 基于操作系統(tǒng)的軟件開發(fā) BootLoader第15章 嵌入式OS與RTOS基礎P195 簡單的連續(xù)處理應用 簡單的前臺/后臺處理 實際需求會變得更為復雜 修改后的設計 潛在的問題P196 多任務的范例 任務 多任務 資源管理的兩種基本思路 優(yōu)先級 如何實現(xiàn)對多個中斷的管理P197 調度 輪轉調度 合作式的多任務 OS調度 OS中任務的管理 任務的生命周期P198 任務相關的管理信息 有了OS之后 “m

25、ini”實時內(nèi)核 進程間通信：事件、消息隊列P199 進程間通信：郵箱、信號量、互斥量、死鎖 OS協(xié)調任務間通信之后 一個更加完善的內(nèi)核 任務：進程和線程P200 FreeRTOS的任務管理 存儲器管理 虛擬存儲器 虛擬地址空間/物理地址空間 MMU的分頁機制P201 MMU的分段機制 分段+分頁機制下地址的轉換P202 設備驅動和服務程序 內(nèi)核 Kernel 通用型操作系統(tǒng) 實時操作系統(tǒng)P203 可用的嵌入式RTOS VxWorks Linux第16章 DMAP205 輸入/輸出數(shù)據(jù)控制方式：CPU控制、中斷、DMA DMAC的基本工作方式：單字節(jié)傳輸、塊傳輸、請求傳輸P206 DMA方式 Datapath 單片