嵌入式复习资料-2015-2016-1

嵌入式复习资料1、嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁减，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

2、嵌入性、专用性与计算机系统是嵌入式系统的3个基本要素。

3、嵌入式系统的特点:专用的计算机系统;满足系统应用环境的要求;满足对象系统的控制要求;是一个知识集成应用系统;具有较长的应用生命周期;软件固化在非易失性存储器中;多数嵌入式系统具有实时性要求;设计需专用的开发环境和工具.3、嵌入式系统发展的4个阶段1）以单片机为核心的低级嵌入式系统2）以嵌入式微处理器为基础的初级嵌入式系统3）以嵌入式操作系统为标志的中级嵌入式系统4）以Internet 为标志的高级嵌入式系统4、嵌入式系统的发展趋势1）嵌入式系统结构将更加复杂，硬件向集成化发展，软件将逐渐PC化2）嵌入式系统的小型化、智能化、网络化、可视化、微功耗和低成本3）不断改善人机交互的手段，提供精巧的多媒体人机界面4）云计算、可重构、虚拟化等技术被进一步应用到嵌入式系统5）嵌入式软件开发平台化、标准化、系统可升级，代码可复用将更受重视5、嵌入式系统的软件：中间层程序、嵌入式操作系统、应用软件层。

6、嵌入式处理器的种类：嵌入式微处理器（Embedded Microcomputer Unit，EMPU）嵌入式微控制器（Embedded Microcontroller Unit，EMCU）嵌入式数字信号处理器（Embedded Digital Signal Processor，EDSP）嵌入式片上系统（System On Chip，SOC）嵌入式可编程片上系统（System On a Programmable Chip，SOPC)。

7、四大流派的嵌入式处理器内核MIPS POWERPC ARM 68K/COLDFIRE。

8、嵌入式操作系统（Operating System，OS）是支持嵌入式系统工作的操作系统，它负责嵌入式系统的全部软、硬件资源分配、调度、控制和协调等活动，它是嵌入式应用软件的开发平台，用户的其它应用程序都建立在嵌入式操作系统之上。

1、嵌入式系统的构架可以分为4个部分：分别是处理器、存储器、输入/输出和软件，一般软件：分为操作系统相关软件和应用软件两个主要部分。

2、根据嵌入式系统使用的微处理器，可以将嵌入式系统分为嵌入式微控制器，嵌入式微处理器，嵌入式DSP处理器以及嵌入式片上系统。

3、操作系统是联接硬件与应用程序的系统程序，其基本功能有进程管理、进程间通信、内存管理、I/O资源管理。

4、从嵌入式操作系统特点可以将嵌入式操作系统分为:实时操作系统和分时操作系统，其中实时系统亦可分为硬实时操作系统和软实时系统。

5、内核负责管理各个任务，或者为每个任务分配CPU时间，并且负责任务之间的（通信），内核的基本服务是（任务切换）。

6、嵌入式开发一般采用（宿主机/目标机）方式，其中宿主机一般是指（PC机/台式机）。

7、哈佛体系结构数据空间和地址空间（分开），ARM7TDMI采用冯诺依曼体系的内核架构。

8.嵌入式系统体系结构一般具有:冯诺依曼和哈佛两种基本形式。

嵌入式系统的组成结构：硬件层、中间层、软件层和功能层。

9.嵌入式存储系统一般由高速缓存、内存和外存组成。

10.嵌入式存储系统具有大端格式和小端格式两种数据存放格式。

11.从编程的角度看，ARM微处理器的一般有ARM和HUMB两种工作状态。

12.嵌入式软件的开发一般分为生成、调试和固化运行三个步骤。

13.嵌入式LINUX的内核有五个组成部分，它们是进程调度、内存管理、虚拟文件系统、网络接口和进程通信。

14. ARM微处理器按指令长度的不同分为16位的Thumb指令集和32位的ARM指令集两种。

15.指令特点：1.都可携带条件码2.是根据是否带s来判断是否影响标志位3.需要三个操作数。

16.嵌入式系统的设计可以分成三个阶段：分析、设计和实现17、目前使用的嵌入式操作系统主要有Windows CE/Windows Mobile Linux、uCos、和Symbian18、XScale微处理器使用的是ARM公司ARMV5TE版内核和指令集。

欢迎共阅考试题型：•1、判断题 10分•2、填空题 20分•3、选择题 20分•4、简答题 30分（5个）•5、应用题 20分（3个）•6、名字解释复习资料：•书本•PPT课件，平时课堂例题。

•平时作业和练习•考试范围：1-5章•其他说明：•课后习题是重点。

•简答题来源于前5章，每章一个。

每章重点：第一章：1.什么是嵌入式系统？试简单列举一些生活中常见的嵌入式系统的实例。

?嵌入式系统是用于检测、控制、辅助、操作机械设备的装置。

以应用为中心，一计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。

2.嵌入式系统具有哪些特点？3.嵌入式系统由哪些部分组成？简单说明各部分的功能和作用。

4.嵌入式系统是怎样分类的？5.嵌入式系统的定义。

嵌入式系统是用于检测、控制、辅助、操作机械设备的装置。

以应用为中心，一计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。

6.什么是交叉编译，试说明交叉编译的实现过程。

7．嵌入式系统有哪些应用领域。

嵌入式系统技术具有非常广阔的应用前景，其应用领域可以包括：???１．工业控制：???基于嵌入式芯片的工业自动化设备将获得长足的发展，目前已经有大量的8、16、32?位嵌入式微控制器在应用中，网络化是提高生产效率和产品质量、减少人力资源主要途径，如工业过程控制、数字机床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工系统。

就传统的工业控制产品而言，低端型采用的往往是８位单片机。

但是随着技术的发展，32位、64位的处理器逐渐成为工业控制设备的核心，在未来几年内必将获得长足的发展。

???２．交通管理：???在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面，嵌入式系统技术已经获得了广泛的应用，内嵌GPS模块，GSM模块的移动定位终端已经在各种运输行业获得了成功的使用。

目前GPS设备已经从尖端产品进入了普通百姓的家庭，只需要几千元，就可以随时随地找到你的位置。

一1.嵌入式系统定义―以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

‖2.嵌入式系统与pc和单片机的区别嵌入式系统≠ PC机●嵌入式系统一般是专用系统，而PC是通用计算平台●嵌入式系统的资源比PC少得多●嵌入式系统软件故障带来的后果比PC机大得多●嵌入式系统一般采用实时操作系统●嵌入式系统大都有成本、功耗的要求●嵌入式系统得到多种微处理体系的支持●嵌入式系统需要专用的开发工具嵌入式系统≠单片机系统●目前嵌入式系统的主流是以32位嵌入式微处理器为核心的硬件设计和基于实时操作系统（RTOS）的软件设计;●单片机系统多为4位、8位、16位机，不适合运行操作系统，难以完成复杂的运算及处理功能;●嵌入式系统强调基于平台的设计、软硬件协同设计；单片机大多采用软硬件流水设计;●嵌入式系统设计的核心是软件设计（占70%左右的工作量）；单片机系统软硬件设计所占比例基本相同。

3.实时系统的定义（软、硬）实时系统：如果逻辑和时序出现偏差将会引起严重后果的系统软实时系统：系统的宗旨是使各个任务运行得越快越好，并不要求限定某一任务必须在多长时间内完成（响应时间为数十秒）硬实时系统：各任务不仅要执行无误而且要做到准时(响应时间在ms 或us级)二1. BSP的概念和特点BSP（板级支持包）是介于底层硬件和操作系统之间的软件层，它完成系统上电后最初的硬件和软件初始化，并对底层硬件进行封装，使得操作系统不再面对具体的操作。

BSP的特点：1）硬件相关性：因为嵌入式系统的硬件具有应用相关性，所以，作为高层软件与硬件之间的接口，BSP必须为操作系统提供操作和控制具体硬件的方法。

2）操作系统相关性：不同的操作系统具有各自的软件层次结构，因此，针对不同的操作系统具有特定的接口形式。

2. SoC定义SoC 就是System on Chip ，SoC嵌入式系统微处理器就是一种电路系统。

嵌入式复习资料嵌入式复习资料嵌入式系统是现代科技中的一个重要领域，它涉及到计算机科学、电子工程、通信技术等多个学科。

随着科技的不断发展，嵌入式系统的应用范围越来越广泛，从智能手机到汽车控制系统，从医疗设备到智能家居，无处不见嵌入式系统的身影。

因此，对于从事嵌入式系统开发或者学习相关知识的人来说，复习资料是必不可少的。

一、基础知识回顾嵌入式系统的基础知识包括计算机体系结构、操作系统、编程语言等。

在复习资料中，可以对这些知识进行回顾和梳理。

例如，计算机体系结构方面，可以回顾冯·诺依曼体系结构和哈佛体系结构的特点和区别；在操作系统方面，可以回顾实时操作系统和普通操作系统的区别以及常见的实时操作系统；在编程语言方面，可以回顾C语言和汇编语言的特点和用途。

二、硬件设计与接口嵌入式系统的硬件设计是其重要组成部分。

在复习资料中，可以对硬件设计的基本原理和常见接口进行总结。

例如，可以回顾数字电路设计的基本原理，包括逻辑门、时序电路等；在接口方面，可以回顾串口、并口、SPI、I2C等常见接口的特点和使用方法。

三、嵌入式系统开发工具嵌入式系统的开发离不开相应的开发工具。

在复习资料中，可以对常见的嵌入式系统开发工具进行介绍和使用方法的总结。

例如，可以回顾Keil、IAR等常用的嵌入式系统开发集成环境（IDE）的特点和使用方法；在调试工具方面，可以回顾JTAG、SWD等常见的调试接口和调试工具的使用方法。

四、实时系统与任务调度实时系统是嵌入式系统中的重要概念，它要求系统能够在规定的时间内完成任务。

在复习资料中，可以对实时系统的基本原理和任务调度算法进行回顾和总结。

例如，可以回顾实时系统的硬实时和软实时的概念和特点；在任务调度算法方面，可以回顾优先级调度算法、轮转调度算法等常见的任务调度算法的原理和适用场景。

五、通信与网络技术嵌入式系统的通信和网络技术是其应用领域中的重要组成部分。

在复习资料中，可以对常见的通信和网络技术进行总结和回顾。

嵌入式系统原理1.嵌入式系统中，驱动层直接与硬件相关，为操作系统和应用程序提供支持，可以将驱动层软件分为三种类型：板级初始化程序、与系统软件相关的驱动程序、与应用软件相关的程序。

2. 在嵌入式系统中，采取查询方式实现输入输出的主要原因是实现起来比较容易。

3. 随机存储器是RAM。

4.在嵌入式系统的存储结构中，存取速度最快的是寄存器组。

B系统采用级联星形拓扑，该拓扑有三个基本部分组成，它们是：主机、集线器、功能设备。

6. 条件执行：是指只有在当前程序状态存储器CPSR中的条件吗标志满足指定的条件时，带条件码的指令才能执行。

7. 寻址方式：是指根据指令给出的地址码寻找真实操作数地址的方式。

8.任务调度：是内核的主要职责之一，就是决定该轮到哪个任务运行。

9. ROM：只读存储器，其中的内容一经写入，在工作过程中就只能读出二不能重写，即使断掉电源内容也不会丢失。

10. 微控制器：嵌入式微控制器将CPU、存储器和其他设备封装在同一片集成电路里，因为其片上外设资源一般丰富，适合于控制，所以称为微控制器。

11.嵌入式系统具有哪些特点？（1）专用的计算机系统（2）代码固化（3）实时性要求（4）可靠性要求（5）操作系统的支持（6）专门的开发工具、环境、方法（7）知识集成系统12. ARM处理器支持的基本寻址方式主要是哪些？（1）寄存器寻址（2）立即寻址（3）寄存器移位寻址（4）寄存器间接寻址（5）基址寻址（6）多寄存器寻址（7）堆栈寻址（8）块考寻址（9）性对寻址13. 中断系统的功能是什么？（1）实现中断和返回（2）实现优先级排队（3）高级中断源能够中断低级的中断处理。

1.嵌入式系统的定义嵌入式计算机系统简称为嵌入式系统，将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。

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。

嵌入式操作系统的特点：可固化、可配置、可剪裁、独立的板级支持包，可修改、不同的CPU有不同的版本、应用的开发需要有集成的交叉开发工具嵌入式操作系统的组成：嵌入式操作系统、操作系统内核、文件系统、网络协议栈、GUI 、USB协议栈等2.通用计算机系统与嵌入式系统的比较形式和类型看得见的计算机。

按其体系结构、运算速度和结构规模等因素分为大、中、小型机和微机。

组成通用处理器、标准总线和外设。

软件和硬件相对独立。

开发方式开发平台和运行平台是通用计算机二次开发应用程序可重新编程形式和类型看不见的计算机形式多样应用领域广泛，按应用来分类组成面向应用的嵌入式微处理器，总线和外部接口多集成在处理器内部，软件与硬件是紧密集成在一起的。

开发方式采用交叉开发方式，开发平台一般是通用计算机，运行平台是嵌入式系统。

二次开发一般不能在编程微处理器构成的嵌入式系统（以家电为例）4位、8位、16位、32位处理器○简单的冰箱、洗衣机、微波炉、电视机（CRT电视）80-90年代的发达国家的高端家电=2010年的家电下乡产品4位处理器固化的专用嵌入式芯片○除了媒体播放器和LCD电视机以外的量产的智能家电8位处理器、需要写程序进去的产品3 .单片机又称微控制器(Microcontroller)(MCU)将嵌入式应用所需要的微处理器、I/O接口、A/D、D/A转换、串行接口以及RAM、ROM通通集成到一个VLSI中, 制造出面向I/O设计的微控制器，就是我们俗称的单片机DSP 数字信号处理器与CPU(MCU)相比：有更多的硬件运算单元乘除法、矩阵数字运算速度快存储和外设管理相对简单适合数字滤波器和媒体编解码算法的运算音频、视频处理智能仪表调制解调器ARM32位RISC嵌入式处理器ARM公司负责研发处理器内核的IP众多的公司购买IP的知识产权后制造出形式多样的MCU，如：○不同档次手机的处理器○上网本、PSP、平板电脑○嵌入式工业终端和银行ATM机4. 嵌入式系统的特点（1）形式多样、面向特定应用硬件和软件都必须高效率地设计，避免冗余低功耗的需求低成本高可靠软件的一体化(OS&APP（2）多种类型的处理器和处理器体系结构MCU&DSPMCU:ARMMIPSPowerPC（3）实时性和可靠性要求较高（4）操作系统可剪裁、轻量型、实时可靠、可固化（5）嵌入式系统开发需要专门工具和特殊方法5. 嵌入式系统的发展趋势更高的集成度更低功耗普遍的网络支持更加标准化6. ARM经典处理器：ARM11、ARM9™和ARM7™处理器系列Cortex-A 系列：共享同一体系结构，因此具有完整的应用兼容性，支持传统的ARM、Thumb®指令集和新增的高性能紧凑型Thumb-2 指令集Cortex-R 系列：快速- 以高时钟频率获得高处理性能。

书后练习习题1（1）嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础，软、硬件可裁剪，适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特设要求的专用计算机系统。

（2）嵌入到对象体系中的专用计算机系统。

嵌入、专用、与计算机系统是嵌入式系统的三个基本要素。

对象系统是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。

（3）嵌入式系统按形态可分为设备级（工控机）、板级（单极、模块）、芯片级。

（4）嵌入式系统由硬件和软件两部分组成，硬件一般由高性能微处理器和外围接口电路组成，软件一般由操作系统和应用程序构成，软件和硬件之间由所谓的中间层（BSP 层，板级支持包）链接。

（5）嵌入式系统从组织层次上看，嵌入式系统一般由硬件层、中间层、软件层和功能层组成。

（6）在专用的嵌入式板子上面运行GNU/Linux系统已经变得越来越流行。

一个嵌入式Linux系统从软件的角度看通常可以分为四个层次：引导加载程序、Linux内核文件系统、用户应用程序。

（8）嵌入式系统的核心部件是嵌入式处理器，一般把嵌入式处理器分成4类，即嵌入式微控制器、嵌入式微处理器、嵌入式数字信号处理器和嵌入式片上系统。

（10）ARM7TDMI中，T表示支持Thumb指令集。

D表示支持片上调试（Debug）。

M表示内嵌硬件乘法器（Multiplier）。

I表示支持片上断点和调试点。

(12)ARM微处理器有两种工作状态：Thumb状态、ARM状态。

(13)通常寄存器分为三类：未分组寄存器、分组寄存器、程序寄存器。

(15)精简指令集计算机RISC（Reduced Instruction Set Computer）和复杂指令集计算机CISC是当前CPU的两种架构。

2.思考与简答(1)简述嵌入式系统的特点解：①系统内核小②专用性强③运行环境差异大④可靠性要求高⑤系统精简和高实时性操作系统⑥具有固化在非易失性存储器中的代码⑦无自举开发能力(2)简述嵌入式系统的应用领域解：工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、POS网络及电子商务、环境工程与自然、机器人(3)简述嵌入式系统的发展趋势解：（1）新的微处理器层出不穷，精简系统内核，优化关键算法，降低功耗和软硬件成本。

1、嵌入式系统的定义答：根据美国电气与电子工程学会IEEE的定义，嵌入式系统是用于控制、监视或辅助操作机器和设备的装置。

需指出的是本定义并不能充分体现嵌入式系统的精髓，从根本上说，嵌入式系统的概念应从应用的角度予以阐述。

在国内的很多嵌入式网站和相关书籍中，一般都认为嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软/硬件可裁剪，可满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗有严格要求的专业计算机系统。

（P1的第一段也读一读）2、嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户应用软件四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。

3、嵌入式微处理器的体系结构可以采用冯·诺依曼体系结构或哈佛体系结构，指令系统可以选用精简指令集系统RISC 或复杂指令集系统CISC 。

4、嵌入式微处理器的体系结构包括哪几种？它们的不同的是什么？答：嵌入式微处理器的体系结构可以采用冯·诺依曼体系结构或哈佛体系结构。

不同点：①冯·诺依曼结构的计算机由CPU和存储器构成，其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；采用单一的地址及数据总线，程序指令和数据指令的宽度相同。

程序计数器(PC)是CPU内部只是指令和数据的存储位置的寄存器。

CPU通过程序计数器提供的地址信息，对存储器进行寻址，找到所需要的指令或数据，然后对指令进行译码，最后执行指令规定的操作。

处理器执行指令时，先从存储器中取出指令译码，再去操作数执行运算，即使单条指令也要耗费几个甚至几十个周期，在高速运算时，在传输通道上会出现瓶颈效应②哈佛结构的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址、独立访问。

系统中具有程序的数据总线与地址总线，数据的数据总线与地址总线。

这种分离的程序总线和数据总线可以允许在一个机器周期内同时获取指令字和操作数，从而提高执行速度，提高数据的吞吐率。

嵌入式复习资料嵌入式复习资料嵌入式系统作为计算机科学与技术领域的一个重要分支，已经在各个领域得到广泛应用。

它是一种特定功能的计算机系统，通常被嵌入到其他设备中，以实现特定的功能或任务。

嵌入式系统的特点是体积小、功耗低、性能高、可靠性强，因此在汽车、医疗设备、家电等领域有着广泛的应用。

为了更好地掌握嵌入式系统的相关知识，我们需要进行系统的复习和学习。

下面将从嵌入式系统的基础知识、硬件设计、软件开发等方面进行介绍和总结。

一、嵌入式系统的基础知识在学习嵌入式系统之前，我们首先需要了解一些基础知识。

嵌入式系统的核心是处理器，常见的处理器有ARM、MIPS、X86等。

此外，还需要了解嵌入式系统的存储器、输入输出设备、总线等基本组成部分。

同时，对于嵌入式系统的操作系统、编程语言、开发工具等也需要有一定的了解。

二、嵌入式系统的硬件设计嵌入式系统的硬件设计是嵌入式系统开发的重要环节。

在硬件设计中，我们需要考虑电路的功耗、稳定性、可靠性等因素。

此外，还需要根据具体的应用场景选择合适的芯片、传感器等硬件组件。

在硬件设计过程中，我们还需要进行电路原理图设计、PCB设计、电路仿真等工作。

三、嵌入式系统的软件开发嵌入式系统的软件开发是嵌入式系统开发的另一个重要环节。

在软件开发中，我们需要选择合适的编程语言和开发工具。

常用的编程语言有C、C++、Python等，常用的开发工具有Keil、IAR、Eclipse等。

在软件开发过程中，我们需要进行程序设计、调试、测试等工作，以确保软件的功能和性能达到要求。

四、嵌入式系统的应用案例嵌入式系统在各个领域都有着广泛的应用。

以汽车领域为例，现代汽车中嵌入了大量的嵌入式系统，用于控制引擎、底盘、安全系统等。

在医疗设备领域，嵌入式系统被用于监测患者的生命体征、控制医疗设备等。

在家电领域，嵌入式系统被用于控制空调、洗衣机、电视等家电产品。

这些应用案例充分展示了嵌入式系统的重要性和广泛性。

总结起来，嵌入式系统作为计算机科学与技术领域的一个重要分支，已经在各个领域得到广泛应用。

第一章嵌入式系统基础知识1.嵌入式系统基础知识计算机系统的两个发展分支通用计算机与嵌入式计算机嵌入式系统的一般定义、IEEE定义一般定义：以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。

是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统。

（技术角度）嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。

（系统角度）广义定义：任何一个非计算机的计算系统。

IEEE（国际电气和电子工程师协会）定义：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作的机器、设备或装置”。

嵌入式系统4个组成部分嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、用户应用程序嵌入式系统的三个基本要素嵌入性、专用性、计算机系统嵌入式系统的软硬件特点硬件方面：稳定性、低功耗、体积受限、看门狗电路、成本低、系统资源少软件方面：实时性、可裁剪性、精简性、人机界面要求不高嵌入式系统的硬件架构以嵌入式处理器为中心，配置存储器、I/0设备、通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。

嵌入式系统的硬件核心嵌入式微处理器嵌入式处理器的种类嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP、嵌入式SOCS0CSOC是指在单芯片上集成数字信号处理器、微控制器、存储器、数据转换器、接口电路等电路模块，可以直接实现信号采集、转换、存储、处理等功能。

2.嵌入式系统硬件嵌入式微处理器的体系结构冯诺依曼结构：单一的程序和数据总线。

哈佛结构：独立的程序和数据总线。

RISC(精简指令集计算机)的概念及思想精华1979年，美国加州伯克利分校提出了RISC的概念，基本思想是尽量简化计算机指令功能，只保留那些功能简单，能在一个节拍内执行完成的指令，而把较复杂的功能用一段子程序实现。

RISC思想的精华就是通过简化计算机指令功能、简化计算机指令格式，使指令的平均执行周期减少，同时大量使用通用寄存器来提高计算机的工作主频，提高程序的速度。

嵌入式系统复习资料一、Windows CE 的体系结构Windows CE 体系结构采用层次化的设计方法，其层次化体系结构如下图所示：硬件层：嵌入式操作系统在整个嵌入式系统中起着承上启下的作用：一方面，操作系统为嵌入式应用程序提供了一个运行平台；另一方面，操作系统要运行在硬件之上，直接与硬件打交道并管理硬件资源。

Windows CE 只支持RAM ，X86，SH3，MIPx 架构的处理器。

ＯＥＭ层：（OEM ：original equipment manufacturer,原始设备制造商）ＯＥＭ抽象层（OEM Abstraction Layer,OAL ）是整个OEM 层的主体。

它包含高度硬件相关代码。

OAL 主要负责Windows CE内核与硬件通信。

当引导程序引导操作系统结束后，有OAL 负责硬件平台的初始化，包括中断服务例程，实时时钟，计数器，内核调试，开关中断，内核性能检测等工作。

OAL 的代码在物理上是内核的一部分，最终经过编译连接，OAL 会成为内核的一部分。

Boot Loader 是硬件开发板上执行的一段代码，它的主要功能是初始化硬件，加载操作系统映像到内存，然后跳到操作系统代码去执行。

它加载操作系统映像方式有：串口，USB ，以太网下载。

配置文件是一些包含配置信息的文本文件。

这些配置信息通常与操作系统映像或源代硬件层 硬件层 OEM 抽样层boot 配置文件驱动程序OEM 层 内核 多媒体技术GWES 设备管理器 网络 CoreDLL对象存储 应用和服务Ineternet 客户端服务第三方应用程序Windows CE 应用程序用户界面 操作系统层 应用程序层码有关。

例如告诉编译系统如何编译某些代码，或告诉编译系统如何配置最终的操作系统映像文件。

设备驱动程序直接与硬件外设打交道，是应用程序或操作系统与硬件外设交互的桥梁。

不同的外设有不同的驱动程序，如声卡驱动，显卡驱动，USB驱动等等。

1.按总线所传送的信息类型，总线分为数据总线、地址总线和控制总线。

2.ARM 目前已经推出的Cortex M 系列的CPU有：M0、M0+、M3 和M4。

3.一个嵌入式系统由3部分组成，分别是嵌入式硬件、嵌入式软件和开发工具/开发平台。

4.ARM(Advanced RISC Machine）译为（高级精简指令集机器），既可以认为是一个公司的字，或一类未处理器的通称，还可以认为是一种技术的统称。

5.ARM 属于RISC 架构。

6.在Tiva系列ARM里，GPIO管脚可以被配置为多种工作模式，其中有3种比较常用：高阻输入、推挽输出、开漏输出。

7.ARM 目前已经推出了如下Cortex M 系列的CPU：M0，M0+，M3 和M4。

8.ARM Cortex 系列又分成3 个子系列，分别是Cortex A 系列、Cortex M 系列和CortexR 系列。

虽然都是属于V7 版本架构的9.TI 的Tiva C 系列芯片主要分为两大系列，他们分别为TM4C123x 系列与TM4C129x 系列10.TM4C123GH6PM的GPIO模块由6个GPIO模块组成，每个模块对应一个GPIO端口（PA、PB、PC、PD、PE、PF），每个GPIO端口包含多个管脚，如PA端口是PA0～PA7；通过GPIO模块，最多支持43个可编程输入/输出引脚。

unchPad 上TM4C123GH6PM 使用了LQFP 封装的方式；其封装引脚之间距离很小，管脚很细；使用该技术封装的MPU 操作方便，可靠性高；12.ARM处理器有两种状态，分别是ARM状态和Thumb状态。

13.ARM 指令集是32位宽，Thumb 指令集是16位宽。

14.将2进制转换为16进制：(11001011) B = 。

15.GPIO的中文全称是通用输入输出端口。

16.计算机结构分为哈佛体系结构和冯诺依曼体系结构。

17.ARM处理器支持的数据类型中，半字节为4位，字节为8位、半字为16位、字为32 位。

1.（C）不是常规意义上的嵌入式系统。

A.手机B.MP3C.PC机D.数码相机2.下面哪个系统不属于嵌入式系统（D）。

A、MP3播放器B、GPS接收机C、“银河玉衡”核心路由器D、“天河一号”计算机系统3.（A）完全把系统软件和硬件部分隔离开来，从而大大提高了系统的可移植性。

硬件抽象层 B. 驱动映射层 C. 硬件交互层 D. 中间层1.嵌入式开发一般采用_（交叉）开发方式，其中宿主机一般是指PC。

2.一般而言，嵌入式系统的构架可以分为4个部分：处理器、外围设备、输入/输出和软件，一般软件亦分为（操作系统）和应用软件两个主要部分。

3._（嵌入式微处理器_）是嵌入式系统的核心部件，是控制、辅助系统运行的硬件单元。

判断题：1.嵌入式系统是看不见的计算机系统，其开发环境和运行环境一致。

（错）2.ARM处理器是典型的CISC体系。

（错）填空题：1.ARM处理器共有37个寄存器，其中包括_31_个通用寄存器和_6_个状态寄存器。

2.ARM处理其每种模式下都有一组寄存器可用，其中（系统）模式和（用户）模式具有完全一样的寄存器组。

3.寄存器_R13__在ARM指令中常用作堆栈指针。

_R14__也称作子程序连接寄存器或连接寄存器LR，当发生中断或异常时，对应的分组寄存器用来保存R15的返回值。

4.寄存器R15用作程序计数器(PC)。

该寄存器在ARM状态下，位_【1:0】__为0，位[31:2]用于保存PC；在Thumb状态下，位__【0】_为0，位[31:1]用于保存PC。

5.CPSR可在_系统___运行模式下被访问。

每一种运行模式下又都有一个专用的物理状态寄存器，称为__SPSR____。

6.ARM7TDMI采用_三__级流水线结构,ARM920TDMI采用__五__级流水线。

7.A RM微处理器有七种工作模式，它们分为（两类特权模式和非特权模式）。

其中用户模式属于（非特权模式）。

8.ARM核有两个指令集，分别是_ARM指令集、Thumb指令集。

心之所向，所向披靡嵌入式系统复习资料1. 嵌入式系统已有30余年的发展历史，但目前所指的嵌入式系统往往是由32位嵌入式微处理器加实时多任务操作系统构成的。

2. 嵌入式系统一般定义为：以应用为中心，计算机技术为基础，软硬件可裁剪，以适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。

3. 嵌入式系统的软件一般由嵌入式操作系统、嵌入式应用软件、硬件抽象层、板级支持包、设备驱动程序、操作系统的应用程序接口函数等部分组成。

4. 和一般计算机应用软件相比，嵌入式软件主要有以下特点：1）软件要求固化存储。

2）软件代码要求高质量、高可靠性。

3）系统软件（OS ）的高实时性是基本要求。

4）嵌入式系统软件需要实时多任务操作系统开发平台。

5）在嵌入式系统的软件开发过程中，采用C 语言是最佳选择。

5. 嵌入式处理器是嵌入式系统的硬件核心，它一般分为嵌入式微控制器（MCU ）、嵌入式微处理器（MPU ）、嵌入式数字信号处理器（EDSP ）、嵌入式片上系统（SoC ）。

6. RTOS 内核提供的基本服务是任务切换。

它负责管理各个任务，或者说为每个任务分配CPU 时间，并且负责任务之间的通信。

7. μC/OS-Ⅱ可以管理64个任务，每个任务的优先级必须是不同的，优先级高的任务及时得到运行，可满足实时的需要，这意味着μC/OS-Ⅱ不支持时间片轮转调度法（round-robin scheduling ）,该算法适用于调度分时操作系统中优先级平等的任务。

8. 基于优先级的调度算法是指CPU 总是让处在就绪状态的优先级最高的任务先运行。

9. 开发一个嵌入式系统需要考虑的主要因素包括以下方面：1）软硬件协同设计。

2）嵌入式处理器的选择。

3）操作系统的选择。

4）交叉开发环境的确立。

5）系统调试。

10. ARM 的数据存储方式大端模式和小端模式两种。

大端模式是指字数据的高位字节存储在低地址中，字数据的低字节则存放在高地址中；小端模式是指字数据的高位字节存储在高地址中，字数据的低字节则存放在低地址中。

嵌入式复习资料第一章1.根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置。

此定义是从应用上考虑的，嵌入式系统是软件和硬件的综合体。

2.一般定义“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.它一般由嵌入式处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。

4.嵌入式系统的特点相比通用的计算机系统，嵌入式系统主要具有以下一些特点（见P1）：（1）特定的设计（2）各学科结合的产物（3）高效的设计（4）与具体应用相结合（5）存储特性（6）交叉开发5.嵌入式系统的交叉开发主要是指嵌入式系统的软件开发方式，这是嵌入式系统区别于通用计算机软件开发的最主要特性。

6.任何系统的软件开发都包括两个基本的部分：程序的生成和程序的载入1)通用计算机的程序的生成:直接编译和链接等程序的载入:复制2)嵌入式系统程序开发的程序的生成：主机端，交叉编译程序的载入：主机到目标机烧写或其他通信方式注：开发工具在主机运行的程序，生成的程序是在目标机运行的程序。

7.嵌入式系统组成：嵌入式系统一般指非桌面系统和服务器系统的计算机系统。

根据计算机系统的概念，它可分为硬件部分和软件部分。

硬件部分包括嵌入式处理器（MPU）或控制器（MCU）以及外围电路。

软件部分包括嵌入式操作系统和应用程序。

嵌入式系统可以划分成以下几个部分：微处理器外围硬件嵌入式操作系统应用程序开发环境8.PC的处理器一般仅具有CPU（中央处理单元，包含控制器和运算器）的功能，而大多数嵌入式微处理器不仅包括CPU核心，也包括丰富的片内部件。

.9.SoC就是片上系统（System on Chip），SoC嵌入式系统微处理器就是一种电路系统。

10.嵌入式系统同通用型计算机系统相比具有以下特点：1）嵌入式系统是面向特定应用的。

第1章嵌入式系统导论1.嵌入式系统的概念：是以现代计算机技术为基础，以应用为中心，可以根据系统或用户需求（功能、可靠性、成本、体积、功耗、环境等），灵活裁剪软硬件模块的专用计算机系统。

2.嵌入式系统的分类及分类依据：嵌入式系统由硬件和软件两大部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。

前者是整个系统的物理基础，它提供软件运行平台和通信接口；后者实际控制系统的运行。

硬件：嵌入式微处理器、外围电路、外围硬件设备。

软件：BootLoader 、嵌入式操作系统、用户的应用程序等。

3.几种典型嵌入式操作系统：（1） uC/OS II（2）uCLinux（3）Windows CE（4）嵌入式Linux 等4.任务调度：任务的调度有三种方式：可抢占式、不可抢占式和时间片轮转。

【不可抢占式调度是指一个任务一旦获得CPU就独占其运行，除非由于某种原因使它决定放弃CPU的使用权；可抢占式调度是基于任务优先级的，当前正在运行的任务可以随时让位给优先级更高的处于就绪态的其他任务；当两个或两个以上任务有同样的优先级时，不同任务轮转使用CPU，直到系统分配的CPU时间片用完，这就是时间片轮转调度。

】目前，大多数嵌入式操作系统对不同优先级的任务采用基于优先级的可抢占式调度法，对相同优先级的任务则采用时间片轮转调度法。

5.针对有内存管理单元（MMU，Memory Management Unit）的处理器而设计的一些桌面操作系统，如Windows、Linux，使用了虚拟存储器的概念。

6.计算机的发展：冯诺依曼架构：将指令和数据存放在同一存储空间中，统一编址，指令和数据通过同一总线访问。

哈佛结构（冯诺依曼架构的扩展）：主要特点是程序和数据存储在不同的存储空间中，即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编制、独立访问。

CortexM37.Cortex系列按嵌入式系统的典型应用分类：① Cortex-A：高性能（High Performance），【针对日益增长的运行Linux、WinCE、Symbian等操作系统在内的消费者娱乐和无线产品设计和实现。

嵌入式复习资料-2015-2016-1一、判断（分）1、通常处理器复位之后进入管理模式。

（√）2、ARM7处理器中断系统是可以实现中断嵌套的。

（×）3、ARM处理器最先运行的程序是“启动代码”（×）4、处理器遇到没有定义或不支持的指令时，进入中止模式。

（×）5、嵌入式系统的快速中断模式主要是增加中断源。

（×）6、通常情况下嵌入式系统一定要有引导程序。

（√）7、Thumb指令可以提高机器的运行速度。

（×）8、ARM处理器采用精简指令集。

（√）9、ARM处理器的GPIO口复位后默认为输出状态。

（×）10、嵌入式系统是“以应用为中心的通用计算机系统”。

（×）11、ARM指令集效率高，但是代码密度低。

（×）12、在各种模式下都可以访问ARM微处理器的任何寄存器。

（×）13、嵌入式最小系统组成部分一定要有外部程序存储器。

（×）14、ARM状态下几乎每条指令都可以条件执行。

（√）15、ARM处理器复位时从0x00000000地址开始运行。

（√）16、ARM程序和Thumb程序可相互调用，相互之间切换开销几乎为零。

（√）17、非向量IRQ中断优先级比向量IRQ中断优先级高。

（×）18、通常情况下嵌入式系统的引导程序是通用的。

（×）二、填空（每空分，共分）1、ARM微处理器通过____BL___和____BX___指令改变当前处理器工作状态。

2、VPB分频器有2个作用，分别为_处理器时钟分频___、__降低功耗___。

3、LPC2000系列芯片有两个复位源__上电复位___、___看门狗____。

4、ARM指令的长度是___4___字节，Thumb指令的长度刚好是___2__字节。

5、ARM7内核具有两个中断输入，分别为___IRQ__中断和__FIQ___中断。

6、LPC处理器定时器的特性有__32 位预分频器__，_具有多达4路的捕获通道，_4 个32 位匹配寄存器__，__4个匹配输出引脚____。