嵌入式第二章

嵌入式系统中的数据存储技术研究第一章：介绍嵌入式系统是由硬件、操作系统和应用程序组成的特定目的的计算机系统。

这些系统往往功能复杂，体积小，功耗低，并且需要特定的数据存储技术。

本文将探讨嵌入式系统中数据存储技术的研究进展。

第二章：嵌入式系统中的固态存储固态存储器是嵌入式系统中常见的数据存储技术。

它们比机械硬盘更为耐用、更加安全，并且更省电。

现在，主要的固态存储器有以下两种：1. NAND Flash 存储器NAND Flash 存储器是嵌入式系统中普遍使用的一种存储器。

NAND存储器可以被分为一页一页的写入，这意味着每次写入操作只需要消耗极少的能量，使得它特别适合节能的嵌入式系统。

然而，它也有一些缺点，例如写入次数有限，读取速度较慢。

2. NOR Flash 存储器与 NAND 存储器相比， NOR 存储器的写入速度更慢，但读取速度更快。

NOR 存储器被广泛应用于固件开发，例如启动装置（boot loader）。

第三章：数据库嵌入式系统中的数据库主要分为两类：1. 嵌入式数据库针对较小的系统，嵌入式数据库具有小巧的体积和低功耗，采用缓存技术来提高响应速度。

MySQL、SQLite和Berkeley DB是常见的嵌入式数据库。

2. 分布式数据库随着物联网的兴起，嵌入式系统的分布式数据库也越来越重要。

使用分布式数据库可以将数据分布在多个设备中，避免单点故障并提高可扩展性。

例如，Cassandra和MongoDB都是嵌入式系统中常用的分布式数据库。

第四章：内存管理和文件系统1. 内存管理嵌入式系统中的内存管理需要考虑以下因素：- 内存大小：很少有嵌入式系统有超过几百 MB 的内存，因此需要小型内存管理器（MMC）。

- 缓存：将常用的数据放在缓存中可以提高响应速度。

- 虚拟内存：将内存虚拟化可以使得操作系统和应用程序能够使用比物理内存更多的内存，这种技术被称为交换（paging）。

2. 文件系统嵌入式系统中的文件系统也需要考虑存储速度、可靠性和安全问题。

嵌入式系统设计课程大纲第一章：课程介绍（100字）本章主要介绍嵌入式系统设计课程的目的、重要性以及学习该课程的基本要求。

通过本章的学习，学生将对嵌入式系统设计的概念有一个明确的认知。

第二章：嵌入式系统基础知识（200字）本章将重点介绍嵌入式系统的基本概念、发展历程以及其在各个领域中的应用。

同时，将深入讲解嵌入式系统设计所需的硬件和软件基础知识，包括单片机、传感器、通信接口等概念和原理。

第三章：嵌入式系统设计流程（250字）本章将详细介绍嵌入式系统设计的流程及其各个环节的具体要求。

包括需求分析、系统设计、软硬件开发、测试调试等阶段，以及各个阶段所需的工具和方法。

第四章：嵌入式系统开发工具和环境（200字）本章将介绍常用的嵌入式系统开发工具和环境，包括集成开发环境（IDE）、仿真器、调试器等。

学生将学习如何选择和使用适合项目需求的工具，并掌握相关的调试技巧。

第五章：嵌入式系统通信协议（150字）本章将介绍嵌入式系统中常用的通信协议，包括串口通信、SPI、I2C、CAN等。

学生将学习各种通信协议的原理、特点以及在实际项目中的应用场景。

第六章：嵌入式系统电源管理（150字）本章将重点介绍嵌入式系统中电源管理的原理和方法。

学生将学习如何有效地管理系统电源，以提高系统的稳定性和节能效果。

第七章：嵌入式系统安全性设计（200字）本章将介绍嵌入式系统安全性设计的重要性以及相关的技术要求。

学生将学习如何设计安全可靠的嵌入式系统，包括访问控制、数据加密等方面的知识。

第八章：嵌入式操作系统（150字）本章将介绍常用的嵌入式操作系统，包括实时操作系统（RTOS）、Linux嵌入式系统等。

学生将学习这些操作系统的原理、特点和适用场景，以及如何进行系统移植和调试。

第九章：嵌入式系统性能优化（200字）本章将讲解如何对嵌入式系统进行性能优化，包括系统响应时间的优化、功耗优化以及资源利用率的提高。

学生将学习相关的优化技术和方法，并通过实践项目进行实际应用。

第一章思考与练习1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。

答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒2、什么叫嵌入式系统嵌入式系统：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)嵌入式片上系统(System On Chip)4、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。

其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。

再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了32 位CPU 的多任务潜力。

第二章1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段？各自的具体任务是什么？项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4 个阶段。

识别需求阶段的主要任务是确认需求，分析投资收益比，研究项目的可行性，分析厂商所应具备的条件。

提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。

执行项目阶段细化目标，制定工作计划，协调人力和其他资源；定期监控进展，分析项目偏差，采取必要措施以实现目标。

结束项目阶段主要包括移交工作成果，帮助客户实现商务目标；系统交接给维护人员；结清各种款项。

2、为何要进行风险分析？嵌入式项目主要有哪些方面的风险？在一个项目中，有许多的因素会影响到项目进行，因此在项目进行的初期，在客户和开发团队都还未投入大量资源之前，风险的评估可以用来预估项目进行可能会遭遇的难题。

需求风险；时间风险；资金风险；项目管理风险3、何谓系统规范？制定系统规范的目的是什么？规格制定阶段的目的在于将客户的需求，由模糊的描述，转换成有意义的量化数据。

嵌入式八股文200页第一章嵌入式的基本概念与发展趋势1.1 嵌入式的定义及特点嵌入式系统是以微型计算机技术为基础，集成在其他产品中，实现特定功能的计算机系统。

它具有体积小、功耗低、成本低、性能高等特点。

1.2 嵌入式系统的应用领域嵌入式系统广泛应用于消费电子、通信、汽车、医疗、工业控制等领域。

例如，智能手机、智能家居、车载导航系统等都是嵌入式系统的应用。

1.3 嵌入式系统的发展趋势随着科技的进步和人们对智能化产品的需求不断增加，嵌入式系统的发展呈现以下趋势：1.3.1 多核处理器的应用为提高系统性能和处理能力，嵌入式系统逐渐采用多核处理器，实现并行计算和任务分配。

1.3.2 网络连接能力的增强嵌入式系统通过网络连接，实现与云端数据的交互和远程控制，满足人们对智能化、互联网化的需求。

1.3.3 人工智能的集成随着人工智能技术的发展，嵌入式系统逐渐集成人工智能算法和模型，实现智能感知和决策能力。

第二章嵌入式系统的硬件设计与开发2.1 嵌入式系统的硬件组成嵌入式系统的硬件包括处理器、存储器、外设等。

处理器负责计算和控制，存储器用于存储数据和程序，外设用于与外部设备进行交互。

2.2 嵌入式系统的硬件设计流程嵌入式系统的硬件设计流程包括需求分析、系统设计、电路设计、PCB设计、原型制作等步骤，确保系统满足功能和性能要求。

2.3 嵌入式系统的开发工具与环境嵌入式系统的开发工具包括编译器、调试器、仿真器等，用于开发和调试嵌入式软件和硬件。

第三章嵌入式系统的软件设计与开发3.1 嵌入式系统的软件架构嵌入式系统的软件架构包括操作系统、驱动程序、应用程序等。

操作系统负责管理系统资源和调度任务，驱动程序用于控制外设，应用程序实现系统功能。

3.2 嵌入式系统的软件开发流程嵌入式系统的软件开发流程包括需求分析、系统设计、编码、测试、调试等步骤，确保软件的正确性和稳定性。

3.3 嵌入式系统的软件开发工具与技术嵌入式系统的软件开发工具包括编译器、调试器、仿真器等，技术包括C语言、汇编语言、RTOS等。

嵌入式实验电子教案文档第一章：嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义与特点介绍嵌入式系统的概念解释嵌入式系统的特点，如实时性、功耗低、资源有限等1.2 嵌入式系统的应用领域列举常见的嵌入式系统应用领域，如家电、医疗、工业控制等1.3 嵌入式系统的发展趋势讨论嵌入式系统的发展趋势，如物联网、智能制造等第二章：嵌入式硬件基础2.1 嵌入式处理器介绍嵌入式处理器的基本概念讲解常见嵌入式处理器架构与选型2.2 嵌入式硬件平台介绍嵌入式硬件平台的基本组成分析嵌入式硬件平台的设计与选型原则2.3 嵌入式外围设备讲解嵌入式外围设备的作用与选型，如存储器、传感器等第三章：嵌入式软件基础3.1 嵌入式操作系统介绍嵌入式操作系统的概念与作用讲解常见嵌入式操作系统，如Linux、uc/OS、FreeRTOS等3.2 嵌入式软件开发工具介绍嵌入式软件开发工具的概念与作用讲解常见嵌入式软件开发工具的使用方法，如编译器、调试器等3.3 嵌入式软件设计方法讲解嵌入式软件设计方法与流程分析嵌入式软件的模块化设计、实时性要求等第四章：嵌入式系统设计与实践4.1 嵌入式系统设计流程讲解嵌入式系统设计的整个流程，包括需求分析、硬件选型等4.2 嵌入式系统实践项目提供一个具体的嵌入式系统实践项目案例分析项目的需求、设计方案、实现过程等4.3 嵌入式系统设计的注意事项讨论嵌入式系统设计中需要注意的问题，如安全性、稳定性等第五章：嵌入式系统的应用案例分析5.1 智能家居嵌入式系统应用案例分析智能家居嵌入式系统的需求、架构、实现方法等5.2 工业控制嵌入式系统应用案例分析工业控制嵌入式系统的需求、架构、实现方法等5.3 无人驾驶嵌入式系统应用案例分析无人驾驶嵌入式系统的需求、架构、实现方法等第六章：嵌入式系统编程语言6.1 嵌入式系统编程基础介绍嵌入式系统编程的基本概念讲解嵌入式系统编程的常用语言，如C、C++、汇编等6.2 嵌入式系统编程技巧讲解嵌入式系统编程的技巧与最佳实践分析如何提高嵌入式系统编程的效率和质量6.3 嵌入式系统编程实例提供几个简单的嵌入式系统编程实例引导学生通过实例掌握嵌入式系统编程的方法和技巧第七章：嵌入式系统调试与优化7.1 嵌入式系统调试方法介绍嵌入式系统调试的基本方法讲解嵌入式系统调试工具的使用，如逻辑分析仪、示波器等7.2 嵌入式系统性能优化讲解嵌入式系统性能优化的方法与策略分析如何提高嵌入式系统的运行效率和响应速度7.3 嵌入式系统调试与优化实例提供几个嵌入式系统调试与优化的实例引导学生通过实例掌握嵌入式系统调试与优化的方法和技巧第八章：嵌入式系统安全与防护8.1 嵌入式系统安全概述介绍嵌入式系统安全的概念与重要性讲解嵌入式系统安全的基本要求与挑战8.2 嵌入式系统安全防护技术讲解嵌入式系统安全防护的技术与方法分析如何防止嵌入式系统受到恶意攻击和非法访问8.3 嵌入式系统安全防护实例提供几个嵌入式系统安全防护的实例引导学生通过实例了解和掌握嵌入式系统安全防护的方法和技巧第九章：嵌入式系统项目管理与团队协作9.1 嵌入式系统项目管理概述介绍嵌入式系统项目管理的概念与重要性讲解嵌入式系统项目管理的基本流程与方法9.2 嵌入式系统项目团队协作讲解嵌入式系统项目团队协作的重要性与方法分析如何提高嵌入式系统项目团队的工作效率和协作质量9.3 嵌入式系统项目管理实例提供几个嵌入式系统项目管理与团队协作的实例引导学生通过实例了解和掌握嵌入式系统项目管理和团队协作的方法和技巧第十章：嵌入式系统发展趋势与未来挑战10.1 嵌入式系统发展趋势分析嵌入式系统的发展趋势，如物联网、大数据、等讲解新兴技术对嵌入式系统发展的影响和挑战10.2 嵌入式系统未来挑战讨论嵌入式系统在未来发展中所面临的挑战引导学生思考如何应对这些挑战，推动嵌入式系统的创新与发展10.3 嵌入式系统发展方向的思考引导学生思考嵌入式系统的未来发展方向鼓励学生积极参与嵌入式系统的研究与创新，为嵌入式系统的发展贡献力量重点和难点解析重点环节1：嵌入式系统的基本概念与特点嵌入式系统是一类专用的计算机系统，它集成了硬件和软件，用于完成特定的任务。

第二章 ARM体系结构一、填空1、 ARM微处理器支持7种运行模式为、、、、、、。

用户模式（usr）： ARM处理器正常的程序执行状态快速中断模式（fiq）：用于高速数据传输或通道处理外部中断模式（irq）：用于通用的中断处理管理模式（svc）：操作系统使用的保护模式数据访问终止模式(abt)：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储与存储保护。

系统模式（sys）：运行具有特权的操作系统任务。

未定义指令中止模式（und：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真。

2、嵌入式微处理器的体系结构可以采用或结构，指令系统可以选和。

冯·诺依曼体系结构:程序和数据共用一个存储空间，程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置，采用单一的地址与数据总线，程序和数据的宽度相同。

例如：8086、ARM7、MIPS…哈佛体系结构:程序和数据是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址、独立访问，是一种将程序存储和数据存储分开的存储器结构。

例如：AVR、ARM9、ARM10…精简指令系统 RISC复杂指令集系统 CISC3、AMBA定义了3组总线、和。

AHB(AMBA高性能总线)：用于高性能。

高数据吞吐部件，如CPU、DMA、DSP之间的连接。

ASB(AMBA系统总线)：用来作处理器与外设之间的互连，将被AHB取代。

APB（AMBA外设总线）：为系统的低速外部设备提供低功耗的简易互连。

系统总线和外设总线之间的桥接器提供AHB/ASB部件与APB部件之间的访问代理与缓冲。

4、ARM系列微处理器支持的边界对齐格式有：、和字对齐。

字节对齐半字对齐5、RS-232C的帧格式由四部分组成，包括：起始位、、奇偶校验位和。

数据位停止位6、ARM微处理器有种工作模式，它们分为两类、。

其中用户模式属于。

七非特权模式特权模式非特权模式7、ARM7TDMI采用级流水线结构，ARM920TDMI采用级流水线。

嵌入式系统设计智慧树知到课后章节答案2023年下山东科技大学山东科技大学第一章测试1.和PC系统机相比嵌入式系统不具备以下哪个特点（）。

答案:可执行多任务2.嵌入式系统有硬件和软件部分构成，以下（）不属于嵌入式系统软件。

答案:FPGA编程软件3.以下哪个不是嵌入式系统设计的主要目标？（）答案:超高性能4.下面哪个系统不属于嵌入式系统（）答案:“银河”巨型计算机5.下面关于哈佛结构描述正确的是（）程序存储空间与数据存储空间分离6.嵌入式操作系统的主要目标并不包括（）答案:强大多任务支持7.以下属于嵌入式操作系统的是（）答案:VxWorks操作系统;µC/OS-II操作系统8.以MCU为核心的嵌入式产品至少应包括（）答案:通信部分;输入部分;输出部分第二章测试1.Cortex-M处理器采用的架构是（）答案:v72.Cortex-M3的提供的流水线是（）3级3.Cortex-M3系列处理器支持Thumb-2指令集。

（）答案:对4.STM32系列MCU在使用电池供电时，提供3.3~5V的低电压工作能力。

（）答案:错5.STM32处理器的LQPF100封装芯片的最小系统只需7个滤波电容作为外围器件。

（）答案:对6.以下哪项关于 SRAM和 DRAM的区别是不对。

（）答案:SRAM 比 DRAM慢第三章测试1.固件包里的Library文件夹包括一个标准的模板工程，该工程编译所有的库文件和所有用于创建一个新工程所必须的用户可修改文件。

（）答案:错2.Bootloader 主要功能是系统初始化、加载和运行内核程序（）答案:对3.STM32的ISP下载，只能使用串口1，也就是对应串口发送接收引脚PA（9）,PA（10）。

（）答案:对4.上位机软件mcuisp，设置DTR的低电平复位，RTS高电平进BootLoader，实现一键下载。

（）答案:对5.startup_stm32f10x_hd.s文件中的hd代表高密度产品， FLASH容量大于256K。

嵌入式linux课程大纲第一章：引言嵌入式系统概述嵌入式Linux的优势和特点学习目标和课程安排第二章：Linux基础知识2.1 Linux操作系统简介- Linux的起源和发展- Linux的基本组成和特点- 嵌入式Linux的应用领域2.2 Linux内核与设备驱动- Linux内核的基本结构和模块- 设备驱动的基本概念和分类- 设备驱动的开发与调试2.3 Linux系统编程- Linux系统调用和API- 进程管理和线程库- 文件操作和IO控制第三章：嵌入式系统硬件基础3.1 嵌入式系统硬件结构- CPU和内存- 总线和外设- 接口和通信3.2 嵌入式系统开发板介绍- 嵌入式开发板的分类和选择- 开发板的基本组成和功能- 开发板与嵌入式Linux的配合使用3.3 嵌入式系统调试技术- 调试工具和方法- 嵌入式系统的调试流程- 常见问题和解决方法第四章：嵌入式Linux系统构建4.1 嵌入式Linux系统概述- 嵌入式Linux系统的构成和特点- 嵌入式Linux系统的架构和分层4.2 嵌入式Linux系统的交叉编译- 交叉编译环境的搭建- 编译器和工具链的选择- 交叉编译的基本过程和注意事项4.3 嵌入式Linux的文件系统- 文件系统的基本概念和分类- 常用嵌入式Linux文件系统的介绍 - 文件系统的制作和定制第五章：嵌入式应用开发5.1 嵌入式应用程序设计- 嵌入式应用程序的特点和需求- 嵌入式应用程序的开发流程- 常用的开发工具和集成环境5.2 嵌入式网络应用开发- 嵌入式网络编程模型- 嵌入式网络应用的开发步骤- 嵌入式网络应用实例分析5.3 嵌入式图形界面开发- 嵌入式图形界面的概述- 嵌入式图形界面的开发工具和库- 基于Qt的嵌入式图形界面开发第六章：嵌入式Linux系统优化与安全6.1 嵌入式系统性能优化- 嵌入式系统性能优化的重要性- 嵌入式系统性能优化的方法和工具 - 常见性能问题的分析和解决6.2 嵌入式系统安全设计- 嵌入式系统安全性的重要性- 嵌入式系统的安全设计原则- 嵌入式系统的安全加固措施第七章：实践项目7.1 项目需求分析- 了解项目背景和需求- 提取关键功能和要求7.2 系统设计与实施- 系统架构设计- 软硬件选择和配置- 功能模块设计和编码7.3 系统测试与优化- 系统功能测试- 性能测试和优化- 安全测试和漏洞修复第八章：总结与展望课程学习总结嵌入式Linux行业发展前景进一步学习和研究的建议本大纲旨在全面介绍嵌入式Linux的基础知识和开发技术，帮助学习者快速入门并掌握嵌入式Linux系统的开发和应用。

第2章嵌入式处理器习题2-1 什么是CISC和RISC，各自有什么特点？答：CISC复杂指令集体系结构，RISC精减指令集体系结构。

CISCRISC一条指令仅执行简单操作，把微处理器能执行的指令数目减少到最低限度,以提高处理速度。

RISC处理器比同等的CISC(复杂指令集计算机)处理器要快50%～75%,CISC一条指令可以执行许多操作。

2-2 冯．诺依曼结构与哈佛结构各自的特点是什么？答：冯·诺依曼结构的处理器使用同一个存储器，即程序和数据共用同一个存储器；而哈佛结构则是程序和数据采用独立的总线来访问程序存储器和数据存储器。

2-3 目前有哪些主要嵌入式内核生产厂商及典型嵌入式内核？ARM处理器核有哪三大特点？答：主要内核厂商有：美国的MIPS公司MIPS处理器内核、美国的IBM与Apple和Motorola 联合开发的PowerPC、Motorola公司独立开发的68K/COLDFIRE、英国的ARM公司ARM处理器内核等等。

ARM内核的三大主要特点如下：（1）功耗低（2）性价比高（3）代码密度高2-4 简述ARM体系结构的技术特征。

答：（1）单周期操作：ARM指令系统中的指令只需要执行简单而和基本的操作，因此其执行过程在一个机器周期内完成。

（2）采用加载/存储指令结构：由于存储器访问指令的执行时间长（通过总线对外部访问），因此只采用了加载和存储两种指令对存储器进行读和写的操作，面向运算部件的操作都经过加载指令和存储指令，从存储器取出后预先存放到寄存器对内，以加快执行速度。

（3）固定的32位长度指令：指令格式固定为32位长度，这样使指令译码结构简单，效率提高。

（4）地址指令格式：编译开销大，尽可能优化，采用三地址指令格式、较多寄存器和对称的指令格式便于生成优化代码。

（5）指令流水线技术：ARM采用多级流水线技术，以提高指令执行的效率。

2-5 简述Thumb、Thumb-2及Thumb-2EE的主要特点。

【嵌⼊式】嵌⼊式系统开发与应⽤第⼆版课后答案第⼆章（⽥泽）复习⽤，⾃整理、%%犇orz——海底淤泥1尝试⽐较CISC体系结构和RISC体系结构的特点。

ARM为何采⽤RISC体系结构？ CISC：增加指令集的复杂度，以芯⽚⾯积为代价 RISC：只执⾏最常⽤的指令，⼤部分复杂指令由简单指令合成 因为： 组织结构： 1RISC的硬连线的指令编码逻辑 2便于流⽔线执⾏ 3⼤多数RISC指令为单周期执⾏ 处理器： 1处理器管芯⾯积⼩ 2开发时间缩短，开发成本减低 3容易实现⾼性能，低成本的处理器2简述ARM体系结构的特点 1.Load/Store 体系结构 2.固定的32为指令 3.3地址指令格式3什么是Thumb技术，其优点是什么？与ARM指令集相⽐，Thumb指令集有哪些局限？ Thumb是ARM体系结构的扩展 优点:提⾼了代码密度 局限： 1.完成相同操作时，Thumb需要更多的指令 2.Thumb指令集没有包含进⾏异常处理时需要的⼀些指令4什么是Thumb-2内核技术？它有哪些特点？ Thumb-2内核技术是ARM体系的新指令集 特点：更⾼性能，更低功耗，更简短的代码长度5⽬前ARM处理器核有哪⼏种？简述ARM7TDMI内核的重要特性 处理器内核： ARM7TDMI ARM9TDMI ARM10TDMI ARM11 SecurCore Cortex 重要特性： 1.能实现ARM体系结构版本4T 2.⽀持Thumb指令集 3.32*8 DSP乘法器 4.32位寻址空间，4GB线性地址空间 5.包含ICE模块6分别以ARM7TDMI和ARM9TDMI为例，介绍3级流⽔线和5级流⽔线的执⾏过程，并进⾏相应的⽐较 三级流⽔：取指--->译码--->执⾏ 五级流⽔：取指--->译码--->执⾏--->缓冲/数据--->回写 ⽐较： 1三级流⽔译码不包含reg读，五级流⽔译码包含reg读 2三级流⽔执⾏包含reg读，移位/ALU，reg写，五级流⽔执⾏只包含位移/ALU 3五级流⽔增加了存储器数据访问过程，并将reg写单独分离为⼀个过程7ARM Cortex处理器包括哪⼏个系列？各有什么特点？ ARM Cortex-A系列：微处理器核，能运⾏通⽤操作系统 ARM Cortex-R系列：微处理器核，运⾏实时操作系统 ARM Cortex-M系列：微控制核，功耗低，性能⾼8ARM微处理器⽀持哪⼏种⼯作模式？各个⼯作模式有什么特点？ 7种： 特点： 1.⽤户 程序正常执⾏ 2.FIQ 快速中断模式，处理快速中断 3.IRQ 外部中断模式，处理普通中断 4.SVC 特权模式，处理软中断 5.ABT 中⽌模式，处理存储器故障 6.UNQ　未定义模式，处理未定义指令陷阱 7.系统 运⾏特权操作系统任务9ARM处理器共有多少个寄存器？这些寄存器在⽤户编程的功能中是如何划分的？ARM状态下的通⽤寄存器可分为哪⼏类？ 31个通⽤寄存器，6个状态寄存器 ⽤户编程： R0~R14，R15（PC），CPSR ARM状态： 1.未分组寄存器R0~R7 2.分组寄存器R8~R14 3.程序计数器R1510简述ARM状态下分组寄存器R13 R14 R15 的功能以及R15使⽤的注意事项 R13 ⽤作堆栈指针SP R14 ⼦程序连接寄存器LR R15 程序计数器PC R15注意事项：由于ARM多级流⽔技术，R15的程序地址并不是当前指令的地址，指令“BX Rm”利⽤Rm的bit[0]来判断跳转到ARM还是thumb状态11简述ARM程序状态寄存器各位的功能 1条件码标志位 最⾼4位——N，Z，C，V N：补码状态下，N=0是⾮负数，N=1是负数 Z：Z=1表⽰结果为0，Z=0表⽰结果为⾮0 C：1.加法，c=1有进位 2.减法，c=0有借位 3.位移,c存储最后被移出的值 V：运算溢出V=1否则V=0 2.控制位 最低8位——I，F，T，M[4:0] I：I=1，禁⽌IRQ中断 F：F=1，禁⽌FRQ中断 T：T=0，ARM执⾏，T=1，Thumb执⾏ M[4:0]：记录当前模式 3.保留位 其他位保留作以后的扩展12试分析Thumb状态与ARM寄存器的关系 Thumb状态的R0~R7与ARM状态的R0~R7是⼀致的 Thumb状态的CPSR和SPSR与ARM状态的CPSR和SPSR是⼀致的 Thumb状态的SP映射到ARM状态的R13 Thumb状态的LR映射到ARM状态的R14 Thumb状态的PC映射到ARM状态的R1513ARM体系结构⽀持哪⼏种类型的异常？他们之间的优先级关系如何？各种异常与处理模式有何关系？ 7种类型： 优先级： 处理模式： 复位 1 SVC 未定义的指令 6 UNQ 软件中断 6 SVC 指令预取中⽌ 5 ABT 数据访问中⽌ 2 ABT 外部中断请求 4 IRQ 快速中断请求 3 FIQ14简述ARM处理对异常中断响应过程 1.将CPSR的内容保存到要执⾏的异常中断SPSR中，以实现对处理器当前状态中断屏蔽位以及各个标志位的保存 2.设置当前状态寄存器的CPSR的相应位 3.将寄存器LR_<mode>设置为异常返回的地址，使异常处理程序执⾏完后能正确返回原程序 4给程序计数器PC强制赋值，使程序从相应的向量地址开始执⾏中断程序15ARM如何从异常中断处理程序返回？需要注意哪些问题 1.所有修改过的⽤户寄存器必须从处理程序的保护堆栈中恢复 2.将SPSR_<mode>寄存器内容复制到CPSR中，使得CPSR从相应的SPSR中恢复，即恢复被中断程序的处理器⼯作状态 3.根据异常类型将PC变回到⽤户指令流中的相应指令处 4.最后清除CPSR中的中断禁⽌标志位I/F16什么是ARM异常中断向量表？它有何作⽤？存储在什么地⽅？ 异常中断向量表中指定了各异常中断与处理程序的对应关系 作⽤：每个异常中断对应异常中断向量表中4个字节，存放⼀个跳转指令或者⼀个向PC寄存器中赋值的数据访问指令LDR。

第二章课后习题自动化朱秀红1.AT89系列的单片机的内部数据存储器可以分为哪几个不同的区域？各有什么特点？CPU是如何对不同空间进行寻址的？单片机的片内数据存储器地址范围是00H-FFH，有256B。

对于51系列高128B 被特殊功能寄存器占用。

对于52系列，高128B与特殊功能寄存器地址重叠，相同的地址，物理上是分开独立的。

存储器划分和特点：（1）低128B RAM区（00H--7FH）1）工作寄存器组区(00H--1FH)：最低的32个单元是4个通用工作寄存器组，每个寄存器组包括8个寄存器，编号为R0--R7，PSW中的RS0和RS1用来确定当前使用哪一个寄存器组。

某一个时刻只能使用其中一个寄存器组，系统复位后指向工作寄存器组02）位寻址区（20H--2FH):位地址的表示形式：一种采用位地址的表示形式；一种采用字节地址（20H--2FH）.位数的表示形式特点：该区域每个单元可以作为一般用户RAM区RAM单元整体使用;该区域的每一位可以作为单独的可寻址位单独使用3）用户RAM区（30H--7FH）:可供用户作为数据存储区，这区域的操作指令丰富，数据处理灵活方便，是非常宝贵的资源。

但是，如果堆栈指针初始化时设置在这个区域，要留出足够的字节单元作为堆栈区，以防止在数据存储时，破坏堆栈的内容。

寻址方式：低128B（00H--7FH）可通过直接和间接寻址方式访问高128B（80H--FFH）直接寻址方式访问特殊功能寄存器（SFR）；间接寻址访问高128B RAM（2）高128B的特殊功能寄存器（SRF）区1）在该区域中除了SFR之外剩余的空闲单元用户不得使用2）必须使用直接寻址的方式对SFR进行访问，可使用寄存器名称3）具有位地址和位名称的SFR才可以位寻址SFR“字节地址.位”直接使用位地址表示；使用位名称表示；使用SFR“字节地址.位”形式表示；使用SFR“名称.位”表示2.PSW包含哪些程序状态信息？这些状态信息的作用是什么？PSW是一个8位的寄存器，包含各种程序状态信息，相当于一个标志寄存器，以供程序查询和判别CY AC F0 RS1 RS0 0V --- PCY(PSW.7):进位标志，在执行某些算术和逻辑指令时可以被硬件和软件置位和清零，CY在布尔处理机中被认为是位累加器AC(PSW.6):辅助进位标志，当进行加法或减法操作时而产生低4位向高4位数进位或借位时，AC将被硬件置位，否则被清零F0(PSW.5):用户标志位。

【RTX操作系统教程】第2章嵌入式实时操作系统介绍RTX操作系统教程第2章嵌入式实时操作系统介绍2.1 实时操作系统概述实时操作系统（RTOS）是一种特殊类型的操作系统，主要用于嵌入式系统中，在固定的时间约束下完成任务。

RTOS的设计目标是满足实时性要求，并提供高可靠性和稳定性。

2.1.1 实时性要求实时系统通常分为硬实时系统和软实时系统。

硬实时系统要求任务在严格的时间约束下完成，任何延迟都是不能接受的。

软实时系统也要求任务在特定的时间约束下完成，但允许一定的延迟。

2.1.2 RTOS的特性RTOS具有以下特性：- 实时性：能够满足任务的实时性要求；- 可靠性：能够提供高可靠性和稳定性；- 灵活性：能够适应不同的应用需求；- 可移植性：能够在不同的硬件平台上使用。

2.2 嵌入式实时操作系统的架构嵌入式实时操作系统的架构包括内核、任务管理器、中断处理机制以及通信机制等。

2.2.1 内核RTOS的内核是实时操作系统的核心部分，负责任务的调度、资源管理、中断处理等。

内核一般包括任务管理、内存管理、中断管理、通信机制等功能模块。

2.2.2 任务管理器任务管理器负责任务的创建、删除、挂起、恢复和优先级调度等操作。

任务管理器根据任务的优先级和实时性要求，决定任务之间的运行顺序。

2.2.3 中断处理机制中断处理机制是RTOS的重要组成部分，用于处理外部中断事件。

当发生外部中断时，RTOS会中断当前任务的执行，转而执行中断服务程序。

2.2.4 通信机制通信机制用于任务之间的数据交换和共享。

常用的通信机制包括信号量、消息队列、邮箱、互斥锁等。

2.3 RTX操作系统的应用领域RTX操作系统广泛应用于需要实时性的嵌入式系统中，包括工业控制、通信设备、汽车电子、医疗设备等领域。

2.4 RTX操作系统的优势RTX操作系统具有以下优势：- 高可靠性：RTOS能够保证任务的实时性和可靠性；- 稳定性：RTOS在各种硬件平台上运行稳定，不易出现故障；- 灵活性：RTOS能够适应不同的应用需求，具有较强的可扩展性。