計(jì)算機(jī)嵌入式復(fù)習(xí)提綱

1、RISC架構(gòu)、CISC架構(gòu)嵌入式復(fù)習(xí)資料第一章1、嵌入式的發(fā)展及應(yīng)用1）直接編程控制階段2）簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)階段3）實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)階段4 ）面向網(wǎng)絡(luò)的嵌入式系統(tǒng)2、嵌入式的定義嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)， 軟硬件可剪裁，對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗、 要求嚴(yán)格的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它將操作系統(tǒng)和功能軟 件集成于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)之中。3、基本要求1）嵌入性，2）專用性，3）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4基本特征1）專用性，2）小型化與有限資源，3）系統(tǒng)軟硬件協(xié)同一體化，4）軟件開發(fā)需要交叉開發(fā)環(huán)境5、嵌入式系統(tǒng)的組成與體系結(jié)構(gòu)3、AMBA總線4、ARM處理器七種模式處理罟峻述r-.=>1用a(U5

2、T)系繞運(yùn)苻燙件至統(tǒng)的峙抿任吳與用戶出工英低 g i有X以陽(yáng)支特建理抽弼霑輸回確Jj業(yè)理FIQ異営可進(jìn)入乂槿弐中斷（網(wǎng)甜手訥同71術(shù)外坤IRQ2輕兀舟忖迫人此植式管1甲(5VC)舉性廂境保護(hù)拇丈系證復(fù)住骯中魁M眉阿ifi A直槓中止(abt)用殳樸虐曲內(nèi)心氏丿或心悄器；IAFVJI7TDMI沒有人用處Jund)支持艘件怖業(yè)理器的軟件中扃求定文宙習(xí)異K疋應(yīng)片逬入”1核弍5、ARM處理器狀態(tài)ARM 狀態(tài)：32位，這種狀態(tài)下執(zhí)行的是字方式的ARM指令；Thumb狀態(tài)：16位，這種狀態(tài)下執(zhí)行半字方式的ARM指令。6、嵌入式系統(tǒng)的種類1）按實(shí)時(shí)性能分類 嵌入式非實(shí)系統(tǒng) 嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)2）按軟件結(jié)構(gòu)分類

3、嵌入式單線程系統(tǒng)嵌入式循環(huán)輪詢系統(tǒng)有限狀態(tài)機(jī) 嵌入式事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)嵌入式前后臺(tái)系統(tǒng)嵌入式多任務(wù)系統(tǒng)嵌入式多處理器系統(tǒng)7、軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)：不要求限定某一任務(wù)在一定時(shí)間內(nèi)完 成，只要求各任務(wù)運(yùn)行得越快越好；硬件實(shí)時(shí)系統(tǒng)：對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間有嚴(yán)格要求，一旦系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間不能滿足，就可能會(huì)引起系統(tǒng)崩潰或者 致命的錯(cuò)誤，一般在工業(yè)控制中應(yīng)用較多。第二章1、嵌入式處理器種類1）嵌入式微處理器（MPU ）。2）嵌入式微控制器（MCU ）。3）嵌入式DSP處理器（DSP）。4）嵌入式片上系統(tǒng)（SOC）。2、計(jì)算機(jī)指令集6、寄存器組織H誡MF申J:3祖時(shí) fwttROjallROR啊JR1R2(a3|R2R如IR3FWMM

4、R5|V2|R5曲閥RgR7|v4|RTRflWl麗ROqRSB.vOR9鬧ER1CKSL.V7JR?0Whq*R110=PiV8)R11RiWR120P)R12R12_hqBRn|SP|R13R13_R13_at廣RI3 ufda刖3jrqR13J<| R14(LRR1dR14_atrRSO*翟序在丟紐糧式下運(yùn)書用戶程 序.應(yīng)定當(dāng)苗處徑器狀恚為【血吐 狀總、尤許I時(shí)出斷； 用戶程序運(yùn)行時(shí)童生1初中斷. 諫岬完咸口下動(dòng)ft；將CK1?哥存孫內(nèi)容臣人I閻摸武 的曲;寄存曙叭即R15PCJR15aR16(CPSR|CPSRSPSR att5P£R stiSPSRjjidSPSRjr

5、qSPSRJq7、R14（LR）寄存器與子程序調(diào)用、R14寄存器與異常發(fā)生、異常過程處理過程。 2.2ARIVI體系結(jié)構(gòu)-內(nèi)核體系卑5.七種異常按冬 進(jìn)斤異常過程n2.2 ARM體系結(jié)構(gòu)-內(nèi)椽體系程乞七種異常模式退出異常過挺奚統(tǒng)模式IRQ模式生貝當(dāng)驗(yàn)理結(jié)束后-異宮處埋 程序完庶以下動(dòng)作：將SPSIt甯存器的喧復(fù)制回 即關(guān)寄耳器：將LR寄存的恒統(tǒng)主-幾常雖 肓復(fù)制到FC寄尋器.跳轉(zhuǎn)劉被 中旣的科戶稈序.LR sy?內(nèi) ackAdkSTNZCV1FTMOD?iI1黑¥X卜t.RimLRPC"T表承河諼住不攔応地址異Jt奠世(hCOOOOWO115紫止MOOOOOM未敘齢1F(M

6、ooooooe城件土叭5W）苣理牡FWXKBDOK理取=止桶零中止1F(MXI00001D曲申止中止1FQxQGOTWM辭MooowieIRQ中#FOxKKMDOICFiQ第止景止CPSRSPSR8、七種異常模式異常冀型優(yōu)先緇1匚最高優(yōu)妮級(jí)）斂脳中止2FIC3IRQ斗預(yù)取中止5未定空指令6VSWI7匚最低優(yōu)齊級(jí)）9、異常優(yōu)先級(jí)15、 狀態(tài)控制器：運(yùn)行、停止、等待16、橋包括以下幾個(gè)模塊1）AHB從總線接口2）獨(dú)立于器件存儲(chǔ)器映射的APB轉(zhuǎn)移狀態(tài)機(jī)3）APB輸出信號(hào)發(fā)生器17、VIC提供處理三層中斷1）快速中斷請(qǐng)求（FIQ）2）矢量中斷請(qǐng)求（IRQ）3）非矢量中斷請(qǐng)求 第三章1、wince最小系

7、統(tǒng)的要求1）CE支持的處理器2）調(diào)度中斷的時(shí)鐘3）內(nèi)存2、Windows CE包含提供操作系統(tǒng)最關(guān)鍵功能的四個(gè) 模塊1）內(nèi)核模塊2）對(duì)象存儲(chǔ)模塊3）圖形、窗口和事件子系統(tǒng)（GWES）模塊4）通信模塊3、WinCE模塊化組織10、LH7A404支持兩種啟動(dòng)模式 同步ROM啟動(dòng)。異常ROM / FLASH 啟動(dòng)。11、LH7A404 ARMLH7A4DJ顯吿異歩核心和存儲(chǔ)器接口。Co reDLLNK通強(qiáng)塊OAL槿塊ARM922T幷里總踐損口 （EBI）1MLH7AD4；*iffiLCDAfiH站總異tf弊論異歩SMC） 動(dòng)右并步（SDUC）導(dǎo)入ROMfiOKB SRAMLCD MMUVLCD DM

8、AMA 竝制15(AHB)32腔 INK!CLCDC r12、LH7A404有兩個(gè)外部晶振工作。use, AC'97衛(wèi)-施堰（tPELM7MO4 AfiM32.768kHz晶振用于控制掉電操作及實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）。14.7456MHz晶振用來產(chǎn)生系統(tǒng)主時(shí)鐘。13、總線管理的優(yōu)先級(jí)順序USB主機(jī)和DMA控制器（可編程）ARM922TDMI 內(nèi)核TIC控制器14、時(shí)鐘產(chǎn)生和總線定時(shí)模式Win32系統(tǒng)膽務(wù)橫塊IIGWESfl塊數(shù)粧儲(chǔ)存橈塊沒備管理橫塊這兩個(gè)櫃塊和具他的槿塊左劃分上有一些蟹疊4、Windows CE中的進(jìn)程最多只能支持32個(gè)進(jìn)程同時(shí)運(yùn)行 系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，至少默認(rèn)啟動(dòng)四個(gè)進(jìn)程。NK.

9、exe 提供有關(guān)內(nèi)核的服務(wù) FILESYS.EXE 提供有關(guān)文件系統(tǒng)的服務(wù)GWES.EXE 提供對(duì)GUI系統(tǒng)的支持DEVICE.EXE 載入和管理設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 進(jìn)程是系統(tǒng)資源分配的基本單位5、線程線程是進(jìn)程的一個(gè)實(shí)體，是CPU調(diào)度和分配的基本單 位；線程自身不擁有系統(tǒng)資源，但是線程可共享資源； 線程又被稱為輕量級(jí)進(jìn)程通常一個(gè)進(jìn)程都有若干個(gè)線程，至少一個(gè)（Win dowsCE中是主線程）6、線程優(yōu)先級(jí)別4 05096975(152好柚謝nd刪輔鶉留懈卿7248圳2方為感忙關(guān)呻嘈貼艄附7、同步1）互鎖函數(shù)，2）臨界區(qū)，3）事件對(duì)象，4）互斥器，5）信 標(biāo)對(duì)象8、系統(tǒng)程序執(zhí)行有兩種模式RAM執(zhí)行模式

10、ROM執(zhí)行模式9、設(shè)備管理器I/O管理器、PnP管理器、電源管理器、管理支持庫(kù) 第四章1、WINCE開發(fā)過程1）設(shè)計(jì)硬件平臺(tái)，作為嵌入式應(yīng)用，選擇合適的嵌 入式處理器，根據(jù)應(yīng)用需要擴(kuò)展外圍電路。2）根據(jù)設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)，創(chuàng)建一個(gè)基于目標(biāo)硬件平臺(tái)的板級(jí)支持包 BSP（ Board Support Package）, 即通常所說的BSP開發(fā)，這里的BSP包開發(fā)通常 只提供了最基本的功能，如BootLoader，OAL的開發(fā)。BSP的開發(fā)是最底層的軟件開發(fā)，與硬件 平臺(tái)所選用的CPU構(gòu)架及類型緊密相關(guān)3）在BSP包基本創(chuàng)建完成后（通常這個(gè)時(shí)候BSP功 能很簡(jiǎn)單，比如支持系統(tǒng)啟動(dòng)），創(chuàng)建一個(gè)基于特 定B

11、SP包的 Windows CE操作系統(tǒng)。用來編譯生 成運(yùn)行時(shí)映像并下載到目標(biāo)硬件平臺(tái)上運(yùn)行，創(chuàng)建Windows CE操作系統(tǒng)也可以反過來證驗(yàn)BSP的可行性，如果編譯或運(yùn)行出錯(cuò)，就要重新修改BSP 包。4）當(dāng)BSP的基本功能（通常是系統(tǒng)啟動(dòng)功能）完成 后，修改完善BSP包，創(chuàng)建相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。5）根據(jù)修改的 BSP，修改完善前面創(chuàng)建和定制的操 作系統(tǒng)，添加相關(guān)的操作系統(tǒng)功能和特征，編譯 運(yùn)行時(shí)映像，下載到目標(biāo)板上并調(diào)試。2、OAL結(jié)構(gòu)及內(nèi)核啟動(dòng)順序。1 ）中斷函數(shù)2 ）以太網(wǎng)調(diào)試函數(shù)3）KITL4）OEMIOControl3、BSP的組成結(jié)構(gòu)。BSPOAL設(shè)備驅(qū)動(dòng)稈序啟動(dòng)程序系統(tǒng)配置文件SD

12、R4、創(chuàng)建BSP的過程主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容：1）創(chuàng)建 BOOTLOADER ，BOOTLOADER 在開發(fā)的過程中用于下載操作系統(tǒng)映像文件。2）創(chuàng)建OAL，OAL最終被鏈接到內(nèi)核映像文件，它主要完成硬件的初始化和管理。3）創(chuàng)建設(shè)備驅(qū)動(dòng)，設(shè)備驅(qū)動(dòng)是板上外圍設(shè)備的軟件 支持。4）修改運(yùn)行時(shí)映像的配置文件，配置文件主要包括BIB、REG等文件。第五章1、WinCE驅(qū)動(dòng)程序的分類按驅(qū)動(dòng)接口分：本地驅(qū)動(dòng)，流驅(qū)動(dòng)按驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)分：?jiǎn)螌域?qū)動(dòng)，分層驅(qū)動(dòng)按驅(qū)動(dòng)加載的空間分：內(nèi)核態(tài)驅(qū)動(dòng)，用戶態(tài)驅(qū)動(dòng)按驅(qū)動(dòng)加載的時(shí)間分：?jiǎn)?dòng)時(shí)加載，需要時(shí)加載2'Windows Embedded CE 6.0的中斷處理過程主要分

13、為兩部分：中斷服務(wù)例程（ISR）:處于內(nèi)核中的低級(jí)處理程序， 中斷發(fā)生時(shí)首先被調(diào)用。中斷服務(wù)線程（IST）：處于驅(qū)動(dòng)或者應(yīng)用中的中斷處 理線程，由系統(tǒng)調(diào)度，完成大部分的中斷處理工作。4. 編寫流接口驅(qū)動(dòng)步驟：1）選擇定義一個(gè)設(shè)備文件名2）實(shí)現(xiàn)所需流接口函數(shù)3） 創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)的模塊定義文件（def）,導(dǎo)出必要的標(biāo)準(zhǔn) 流接口函數(shù)4）編輯必要的注冊(cè)表鍵值，加載流驅(qū)動(dòng)。作業(yè)題：第一章：1. 以應(yīng)用為中心進(jìn)行分類，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可分為哪兩種 類型？ 通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)3. 請(qǐng)列舉出一個(gè)課堂上沒有提及的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例，并進(jìn)行簡(jiǎn)要說明。4. 嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)相對(duì)其它嵌入式系統(tǒng)具有哪些不同的特點(diǎn)？實(shí)時(shí)性：確

14、定性、響應(yīng)時(shí)間、生存時(shí)間、吞吐量可靠性：硬件平臺(tái)可靠性、軟件具有出錯(cuò)理和自動(dòng) 復(fù)位功能。第二章：1. 嵌入式處理器通常劃分為哪四大類型？列舉出每種類型的典型嵌入式處理器的型號(hào)系列名稱。1）MPU : X86, Am186/88 , ARM ;2）MCU : 8051、P51XA、MCS-96/196/296 ;3） DSP;4） SOC2. 如何進(jìn)行嵌入式處理器的選型？（1）根據(jù)具體應(yīng)用領(lǐng)域選擇 MPU/MCU/DSP/SoC中的一 種。根據(jù)具體應(yīng)用功能需求、性能指標(biāo)、運(yùn)行環(huán)境和成 本預(yù)算等查找廠商提供的該類嵌入式處理器芯片的Datasheet等資料，選擇芯片的具體型號(hào)和配置參數(shù)（3）關(guān)注生產(chǎn)

15、廠商是否提供相應(yīng)內(nèi)置硬件調(diào)試工具和評(píng)估板（4）對(duì)于32位及以上嵌入式處理器，關(guān)注是否有合適的 嵌入式操作系統(tǒng)支持4.說明R14在子程序調(diào)用過程是如何工作的？ 當(dāng)用BL或BLX指令調(diào)用子程序時(shí)，將 PC的當(dāng)前值 拷貝到R14，執(zhí)行完子程序后，對(duì)將R14的值拷貝回PC,即可完成子程序的調(diào)用。5. 說明引導(dǎo)控制器的作用。LH7A404既可以從外部設(shè)備啟動(dòng)，也可以從內(nèi)部引導(dǎo) ROM啟動(dòng)。這些設(shè)備中的啟動(dòng)代碼將會(huì)下載到 LH7A404內(nèi)核中執(zhí)行。一旦設(shè)備及地址被確定，引導(dǎo) ROM程序就會(huì)從這一位置中讀取4KB的代碼，然后把它存儲(chǔ)到物理地址為 OxBOOOOOOOO的單元。最后， 引導(dǎo)ROM通過設(shè)置程序計(jì)

16、數(shù)器到 OxBOOOOOOOO把控 制傳送到該程序中，并寫入時(shí)鐘與狀態(tài)控制器中的 BOOTCLR寄存器將控制權(quán)交給這段程序，然后把引 導(dǎo)ROM從存儲(chǔ)映像中消除，使用內(nèi)部引導(dǎo) ROM啟動(dòng) 允許多個(gè)啟動(dòng)設(shè)備在不同應(yīng)用中使用，引導(dǎo)ROM不使用糾錯(cuò)措施。6. LH7A404總線定時(shí)模式有哪幾種，并加以說明。1）標(biāo)準(zhǔn)總線定時(shí)模式標(biāo)準(zhǔn)總線定時(shí)模式使用兩個(gè)時(shí)鐘： FCLK和HCLK， AHB接口是通過 WAIT信號(hào)控制HCLK來提供時(shí)鐘 的，F(xiàn)CLK驅(qū)動(dòng)內(nèi)核以及高速緩存器，而 HCLK驅(qū)動(dòng) 總線。FCLK周期大于或等于HCLK周期。2）快速總線擴(kuò)展總線定時(shí)模式a. 快速總線擴(kuò)展模式有利于頻繁的高速存儲(chǔ)訪問。b. 固有的同步模式使得內(nèi)核、高速緩存器和AHB按相同頻率工作。c. 快速總線擴(kuò)展模式對(duì)于經(jīng)常訪問AHB的應(yīng)用程序非常有效。d. 雖然內(nèi)核頻率受到 AHB最大頻率的限制，但快速總 線擴(kuò)展模式避免了標(biāo)準(zhǔn)模式所具有的等待狀態(tài)。第三章3. 說明Windows CE的設(shè)備驅(qū)動(dòng)模型有哪些。1）本地設(shè)備驅(qū)動(dòng)（NDD : Native Device Driver）:平臺(tái) 內(nèi)建設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，如鍵盤、顯示設(shè)備和觸摸屏等 是本地設(shè)備驅(qū)動(dòng)，它可根據(jù)具體設(shè)備的需求提供相應(yīng) 的接口 。2）流接口驅(qū)動(dòng)（SID : Stream In terface Driver ）:流接 口提供一組通用的接口，其向上提供