嵌入式計(jì)算機(jī)與通用計(jì)算機(jī)的區(qū)別與聯(lián)系

1、嵌入式計(jì)算機(jī)及通用計(jì)算機(jī)的區(qū)別及聯(lián)系。通用計(jì)算機(jī)具有一般計(jì)算機(jī)的基本標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)，通過裝配不同的應(yīng)用軟件，以基本雷同的的面目應(yīng)用在社會(huì)的各種領(lǐng)域，其典型產(chǎn)品為PC機(jī)；而嵌入式計(jì)算機(jī)，則是非通用計(jì)算機(jī)形態(tài)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用，它以潛入系統(tǒng)核心部件的形式隱藏在各種裝置、設(shè)備、產(chǎn)品和系統(tǒng)中。因此，嵌入式計(jì)算機(jī)是一種計(jì)算機(jī)的存在形式，是從計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展中分離出來的。2、 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/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)。3、 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)。（1）“專用”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（2）運(yùn)行環(huán)境差異很大（3）比通用PC系統(tǒng)資源少（4）功耗低、體積小、集成度高、成本低（5）具有完整的系統(tǒng)測(cè)試和可靠性評(píng)估體系（6）具有較長(zhǎng)的生命周期（7）需要專用開發(fā)工具和方法進(jìn)行設(shè)計(jì)（8）包含專用調(diào)試電路（9）多科學(xué)知識(shí)集成系統(tǒng)4、 嵌入式系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)（硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)）。軟件層次：1.應(yīng)用層2.OS層3.BSP；硬件層次：1.電源管理2.存儲(chǔ)器3.看門狗及復(fù)位電路4.輸入/輸出接口及專用設(shè)備5.人機(jī)交互設(shè)備、LCD、觸摸屏、鍵盤、鼠標(biāo)。5、 嵌入式系統(tǒng)的基本開發(fā)流程。系統(tǒng)定義及需求分析階段2.方案設(shè)計(jì)階段3.詳細(xì)設(shè)計(jì)階段4.軟硬件集成測(cè)試階段5.系統(tǒng)功能性測(cè)試及可靠性測(cè)試階段6、嵌入式系統(tǒng)的分類。商用型和免費(fèi)型（Linux和uC/OS-II）6、交叉開發(fā)環(huán)境。交叉開發(fā)是指在一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)上進(jìn)行軟件的編輯編譯，然后下載到嵌入式設(shè)備中運(yùn)行調(diào)試的開發(fā)方法，他通常采用宿主機(jī)/目標(biāo)主機(jī)模式。交叉開發(fā)環(huán)境一般由運(yùn)行于宿主機(jī)上的交叉開發(fā)軟件、宿主機(jī)到目標(biāo)機(jī)的調(diào)用通道組成。7、嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。汽車、工業(yè)控制、通信設(shè)備、消費(fèi)電子、商業(yè)終端、航空航天、軍事需求8、 嵌入式操作系統(tǒng)有哪些狀態(tài)，它們的關(guān)系。運(yùn)行狀態(tài)，就緒狀態(tài)，等待狀態(tài)9、常用的嵌入式操作系統(tǒng)。（1）uC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)。它是一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能完備和實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核。（2）WindowsCE操作系統(tǒng)。內(nèi)核較小，具有便攜性、提供對(duì)微處理器的選擇以及非強(qiáng)行的電源管理功能。（3）VxWorks嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。它內(nèi)建了符合POSIX規(guī)范的內(nèi)存管理，以及多處理器控制程序，并且具有簡(jiǎn)明易懂的用戶接口。（4）Linux操作系統(tǒng)。它針對(duì)無MMU的處理器而設(shè)計(jì)，可以利用功能強(qiáng)大的Linux資源。10、縮寫FLASH—閃存RTOS—實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)realtimeoperatingsystemSoC—片上系統(tǒng)sysytemonchipSoPC—可編程片上系統(tǒng)systemonaprogrammablechipAPI—應(yīng)用程序接口applicationprogramminginterfaceRISC一精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)ReducedInstruetionSetComputerI2S一集成音頻接口IntegrateInterfaceofSoundI2C一微集成電路Inter-integratedCircuitUART一通用異步接收/發(fā)送裝置 UniversalAsynch.ReceiverTransmitterSWI一軟中斷SoftwareInterruptFIQ一快速中斷請(qǐng)求FastInterruptRequestMMU一存儲(chǔ)管理單元MemoryManagementUnit1、 RISC體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)RISC相對(duì)于CISC的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在體系結(jié)構(gòu)和VLSI實(shí)現(xiàn)上：（1）硬連線的指令譯碼邏輯，加快指令執(zhí)行速度，減少微程序碼中的指令解釋開銷。（2）便于流水線執(zhí)行。（3）大多數(shù)RISC指令為單周期執(zhí)行。最終，滿足對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有著嚴(yán)格要求的嵌入式系統(tǒng)。主要缺點(diǎn)體現(xiàn)在：（1）及CISC相比RISC的代碼密度低，隨意程序庫較大。（2）RISC不能執(zhí)行x86代碼。（3）RISC給優(yōu)化編譯程序帶來困難。2、 ARM7TDMI是ARM公司最早為業(yè)界普遍認(rèn)可且得到最為廣泛應(yīng)用的處理器核。ARM7：32位ARM體系結(jié)構(gòu)4T版本。T：Thumb16位壓縮指令集。D：支持片上Debug,使處理器能夠停止以響應(yīng)調(diào)試請(qǐng)求。M：增強(qiáng)型Multiplier.及前代相比具有較高的性能且產(chǎn)生64位的結(jié)果。I：EmbeddedICE硬件以支持片上斷點(diǎn)和觀察點(diǎn)。3、 ARM73級(jí)流水線取指級(jí)：完成程序存儲(chǔ)器中指令的讀取,并放入指令流水線中。譯碼級(jí)：對(duì)指令進(jìn)行譯碼,為下一周期準(zhǔn)備數(shù)據(jù)路徑需要的控制信號(hào)。只“占有”譯碼邏輯,不“占有”數(shù)據(jù)路徑。執(zhí)行級(jí)：指令“占有”數(shù)據(jù)路徑,寄存器堆被讀取,操作數(shù)在桶式移位器中被移位，ALU產(chǎn)生相應(yīng)的運(yùn)算結(jié)果并回寫到目的寄存其中，ALU結(jié)果根據(jù)指令需求更改狀態(tài)寄存器的條件位。4、 ARM95級(jí)流水線取指，譯碼，執(zhí)行，存儲(chǔ)器，寫。5、 ARM處理器的工作狀態(tài)（1） ARM狀態(tài)。ARM狀態(tài)下執(zhí)行字對(duì)準(zhǔn)的32位ARM指令。（2） Thumb狀態(tài)。Thumb狀態(tài)下執(zhí)行半字對(duì)準(zhǔn)16位Thumb指令集。兩種狀態(tài)間的切換：進(jìn)入Thumb狀態(tài)，當(dāng)操作數(shù)寄存器Rm的狀態(tài)位bit[0]為1時(shí)，執(zhí)行“BXRm”指令進(jìn)入Thumb狀態(tài)。進(jìn)入ARM狀態(tài)，當(dāng)操作數(shù)寄存器Rm的狀態(tài)位bit[0]為0時(shí)，執(zhí)行“BXRm”指令進(jìn)入ARM狀態(tài)。6、 ARM寄存器組成37個(gè)寄存器，按用戶編程中的功能劃分：31個(gè)通用寄存器，都是32位的。6個(gè)狀態(tài)寄存器，也是32位的，但是只使用其中的12位。7、ARM狀態(tài)下的通用寄存器通用寄存器(R0~R15)可分為三類：未分組寄存器，R0~R7；分組寄存器，R8~R14；程序計(jì)數(shù)器，R15(PC)。8、 分組寄存器R13、R14,程序計(jì)數(shù)器R15的意義。寄存器R13通常用作堆棧指針SP。每一種異常模式都有自己的物理R13。應(yīng)用程序在對(duì)每一種異常模式進(jìn)行初始化時(shí)，都要初始化下該模式下的R13,使其指向相應(yīng)的堆棧。當(dāng)退出異常處理程序時(shí)，將保存在R13所指的堆棧中的寄存器值彈出，這樣使異常處理程序破壞被其中斷的運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)。寄存器R14用作子程序鏈接寄存器，也稱LK。當(dāng)程序執(zhí)行子程序調(diào)用指令BL、BLX時(shí)，當(dāng)前的PC將保存在R14寄存器中。當(dāng)執(zhí)行完子程序后，只要把R14的值復(fù)制道程序計(jì)數(shù)器PC中，子程序即可返回。寄存器R15被用作程序計(jì)數(shù)器，也稱PC。可用作一般的寄存器，但是R15的值的改變會(huì)引起程序執(zhí)行順序的變化，也可能引起程序執(zhí)行中出現(xiàn)不可預(yù)料的結(jié)果，所以R15的使用要慎重。其第0、1位總為0,PC[32:2]用于保存地址。9、 異常終端的優(yōu)先級(jí)。優(yōu)先級(jí)如下：復(fù)位f數(shù)據(jù)異常中止fFIQ-IRQf預(yù)取指異常終止一SWI、未定義指令10、 ARM的七種工作模式。模式用途用戶正常用戶模式，程序正常執(zhí)行模式FIQ處理快速中斷，支持高速數(shù)據(jù)傳送或通道處理IRQ處理普通中斷SVC操作系統(tǒng)保護(hù)模式，處理軟件中斷（SWI）中止處理存儲(chǔ)器故障，實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器保護(hù)未定義處理未定義的指令陷阱，支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真系統(tǒng)運(yùn)行特權(quán)操作系統(tǒng)任務(wù)11、ARM的異常中斷響應(yīng)過程。（1）將CPSR的內(nèi)容保存到簡(jiǎn)要執(zhí)行的異常中斷對(duì)應(yīng)的SPSR中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)處理器但前狀態(tài)、中斷屏蔽位以及各個(gè)標(biāo)志位的保存。（2）設(shè)置當(dāng)前狀態(tài)寄存器CPSR中的響應(yīng)位。（3）將寄存器LR_<mode>設(shè)置為異常返回地址returnlink，使異常處理程序執(zhí)行完后能正確返回原程序。（4）給程序計(jì)數(shù)器PC強(qiáng)制賦值，是程序從相應(yīng)的向量地址開始執(zhí)行中斷處理程序。12、ARM程序狀態(tài)寄存器的格式。條件碼標(biāo)志位、保留位、控制位條件碼的含義：N—在結(jié)果是帶符號(hào)的二進(jìn)制補(bǔ)碼的情況下，如果結(jié)果為負(fù)數(shù)，則N=1；如果結(jié)果為非負(fù)數(shù)，則N=0。Z如果結(jié)果為0，則Z=1；如果結(jié)果為非0，則Z=0.c—其設(shè)置分為以下幾種情況：對(duì)于加法指令，如果產(chǎn)生進(jìn)位，則C=1；否則C=0.對(duì)于減法指令，如果產(chǎn)生借位，則C=o；否則c=l.對(duì)于有移位操作的非加減法指令，C為移位操作中最后移出位的值。對(duì)于其他指令，C通常不變。V—其設(shè)置分為以下兩種情況：對(duì)于加減法指令，在操作數(shù)和結(jié)果是帶符號(hào)的整數(shù)時(shí)，如果發(fā)生溢出，則V=1；否則V=0.對(duì)于其他指令，V通常不發(fā)生變化。13、大/小端存儲(chǔ)的區(qū)別，以及對(duì)數(shù)據(jù)的要求和影響。小端格式：較高的有效字節(jié)存放在較高的存儲(chǔ)器地址，較低的有效字節(jié)存放在較低的存儲(chǔ)器地址。大端格式：較高的有效字節(jié)存放在較低的存儲(chǔ)器地址，較低的有效字節(jié)存放在較高的存儲(chǔ)器地址。最小系統(tǒng)是什么。嵌入式最小系統(tǒng)是指由保證嵌入式微處理器可靠工作所必需的基本電路組成系統(tǒng)，通常包括處理器單元、時(shí)鐘單元、復(fù)位單元、存儲(chǔ)器單元、供電電源和調(diào)試接口?；贏RM的嵌入式最小系統(tǒng)基本組成主要包括：基于ARM核的微處中斷在通常情況下，分為向量中斷和非向量中斷兩種中斷。所有非向量IRQ中斷都具有一個(gè)入口地址和一樣的優(yōu)先級(jí)。當(dāng)一個(gè)非向量IRQ中斷在服務(wù)時(shí)，會(huì)屏蔽其他非向量IRQ中斷。向量中斷使用硬件方式完成中斷源及ISR入口地址的確定，而所有非向量IRQ中斷在中斷發(fā)生后都進(jìn)入一個(gè)統(tǒng)一的入口地址。uC/OS-II的基本特點(diǎn)。1）源碼開放（2）可移植性（3）可裁剪（4）搶占式內(nèi)核（5）可擴(kuò)展的多任務(wù)（6）可確定的執(zhí)行時(shí)間（7）中斷管理（8）穩(wěn)定性及可靠性□CLinux（micro-controlTinux）,針對(duì)控制領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的Linux?？贑Linux及標(biāo)準(zhǔn)Linux的最大區(qū)別在于內(nèi)存管理。及內(nèi)核功能相關(guān)的文件：（1）任務(wù)管理（2）同步通信（3）內(nèi)存管理（4）時(shí)間管理為什么建立交叉編譯器。交叉編譯就是在一個(gè)平臺(tái)上生成可以在另一個(gè)平臺(tái)上執(zhí)行的代碼。移植：移植就是使一