南京大学微处理器和嵌入式系统复习

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•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，内嵌模块，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。

嵌入式系统原理期末复习提纲I.嵌入式系统概述A.嵌入式系统定义及特点B.嵌入式系统应用领域C.嵌入式系统的组成和发展历程II.嵌入式系统硬件平台A.微处理器和微控制器1.嵌入式处理器的特点和分类2.微控制器的组成和功能B.存储器1.ROM、RAM和闪存的特点和应用2.存储器层次结构和访问速度C.输入输出设备1.常用的输入输出设备及其接口2.外设管理和设备驱动程序设计III.嵌入式系统软件设计A.系统软件概述1.嵌入式操作系统的作用和特点2.应用程序和设备驱动程序的开发B.嵌入式操作系统1.嵌入式操作系统的分类和选择2.嵌入式操作系统的组成和功能C.实时性和调度1.实时系统和非实时系统的区别2.实时任务调度算法和实时性分析方法D.嵌入式软件开发工具和环境1.嵌入式软件开发流程和工具链2.集成开发环境和仿真调试工具的应用IV.嵌入式系统通信和网络A.系统通信介质1.串行通信和并行通信的特点和应用2.无线通信和有线通信的比较B.数据通信协议1.常用的通信协议及其特点2.数据通信协议的设计和实现C.网络和通信协议1.嵌入式网络的分类和应用2.嵌入式网络协议的体系结构和功能V.嵌入式系统性能优化和测试A.系统性能优化1.优化目标和方法2.硬件优化和软件优化的措施B.系统功耗管理2.低功耗设计和功耗管理方法C.系统测试和调试1.测试方法和策略2.调试工具和技术的应用VI.嵌入式系统安全和可靠性A.系统安全性1.嵌入式系统安全威胁和攻击方式2.安全策略和防护技术B.系统可靠性1.可靠性定义和指标2.提高系统可靠性的方法和技术C.系统错误处理1.常见的系统错误类型和处理方式2.异常处理和错误恢复机制VII.嵌入式系统开发案例分析A.实际案例介绍B.案例分析和设计思路C.案例实现和效果评估以上提纲以嵌入式系统原理为基础，围绕嵌入式系统的硬件平台、软件设计、通信和网络、性能优化和测试、安全和可靠性及案例分析等方面进行了全面的复习内容概括。

第1章复习提纲1、嵌入式系统的定义２、嵌入式系统的分类，简述你所学过的嵌入式系统３、几种常见的嵌入式操作系统WindowsCE、uC/OSII、uCLinux、VxWorks、Palm OS等４、嵌入式系统的应用领域信息家电、移动计算设备、汽车电子、工业控制、机器人、军事领域等。

、第2章嵌入式系统体系结构２、目前应用比较广泛ARM处理器系列是：ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10，各系列特点……3、ARM920TDMI命名含义４、ARM指令集和Thumb指令集特点５、ARM920T微处理器的指令流水采用了典型的RISC五级流水线结构，将指令执行过程分为取指、译码、执行、访存和写回5个步骤。

６、ARM处理器支持下列数据类型：字节8位；半字16位（占用两个字节）、字32位（占用4个字节）。

７、ARM处理器的７种工作模式８、ARM9的存储组织结构：32位长的地址，它把存储器看成是0地址开始的字节的线性组合，即一个地址对应于一个存储字节，其范围是232个字节（8位二进制数）。

９、ARM9处理器的内部总共有37个32位的寄存器，其中31个用作通用寄存器，6个用作状态寄存器，每个状态寄存器只使用了其中的12位。

这37个寄存器根据处理器的状态及其工作模式的不同而被安排成不同的组。

10、几个重要的寄存器：R13—堆栈指针、 R14—链接寄存器 R15—程序计数器、 CPSR －状态寄存器 SPSR —备份的状态寄存器 11、CPSR12、什么是异常13、什么是异常向量表异常出现后处理器强制从异常类型所对应的固定存储器地址开始执行程序，这些存储器地址称为异常向量表。

14、进入异常时，ARM9内核完成以下动作：（1）将下一条指令的地址保存在相应的LR 寄存器中。

（2）将CPSR 复制到相应的SPSR 中。

（3）迫使CPSR 模式位M[4：0]的值设置成对应的异常模式值 （4）迫使PC 从相关的异常向量取下一条指令。

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。

《微处理器与嵌入式系统设计》复习要点第一章嵌入式系统概述嵌入式系统的共性：特定的使用场合或工作环境，是某个大型系统的一部分，完成一个具体的功能，专用性强，应用于特定的平台；功耗低，且一般要求高实时性和高可靠性，系统程序一般都是固化在内存中，以提高运行速度和可靠性；功能单一，模块的设计和实现较为简单；人机交互界面简单；开发时往往有上位机和下位机或主机和目标机的概念，主机用于程序的开发，目标机作为最后的执行机，开发时需要交替结合进行。

MCU：Micro Control Unit，嵌入式微控制器（俗称单片机），把CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O、中断系统、定时器/计时器、各种功能外设等资源集成到一个芯片上的微型计算机系统。

MPU：Micro Processor Unit，嵌入式微处理器。

MPU是由通用计算机中的CPU（微处理器）演变而来，可以理解为增强版的CPU，即不带外围功能器件。

ARM：是一家公司，也是一类技术和产品的统称。

ARM公司设计的芯片主要涉及嵌入式移动设备领域，指令集更加紧凑简单，功耗和成本更低，在移动消费电子领域占据着很大的市场份额。

嵌入式系统开发流程：需求分析、系统总体设计、系统软硬件设计、系统测试第二章 ARM Cortex-M3内核与STM32微控制器ARM存储模式（2种）小端模式：数据的低字节存放在内存低地址处，数据的高字节存放在内存高地址处。

大端模式：数据的高字节存放在内存低地址处，数据的低字节存放在内存高地址处。

注意书上的相关例子！ARM指令集架构系统设计有两种方式：RISC（Reduced Instruction Set Computer）精简指令集计算机CISC（Complex Instruction Set Computer）复杂指令集计算机流水线技术：每条指令分解为多步，并让各步操作重叠，从而实现几条指令并行处理的技术，称为流水线技术。

ARM Cortex-M3微控制器采用的三级流水线： 取指—译码—执行流水线的技术指标通常用吞吐率、加速比和效率三项指标来衡量。

嵌入式系统复习要点1.嵌入式微处理器一般可分为嵌入式微控制器、嵌入式数字信号处理器、嵌入式微处理器和嵌入式片上系统四种类型。

2.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。

3.嵌入式存储系统一般由高速缓存、内存和外存组成。

4.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。

5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。

6.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。

7.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二简答 (每题5分，共 30 分) 1.简要叙述嵌入式系统的定义。

1、嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且在软、硬件方面可进行裁剪，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。

它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的应用程序等四个部分组成。

2、什么是嵌入式实时操作系统？简单叙述其特点。

实时操作系统就是“在给定的时间内提供某种程度的服务，如果在规定的时间内没有得到结果，那整个的系统就是失败”。

----------3分对于实时操作系统其首要任务是调度一切可利用的资源完成实时控制任务，其次才着眼提高计算机系统的使用效率。

-----------2分3、什么是操作系统的移植？操作系统的移植是指一个操作系统经过适当修改以后，可以安装在不同类型的微处理器系统上进行运行。

4. 简要叙述ARM体系微处理器中控制程序的执行流程方式？在ARM体系微处理器中通常有3种方式控制程序的执行流程方式。

它们是：正常顺序执行指令；---2分通过跳转命令跳转到特定的标号处；--------1分异常处理。

---------2分5、简要叙述嵌入式系统的设计步骤？嵌入式系统设计的重要特点是技术多样化，即实现同一个嵌入式系统可以有许多不同的设计方案选择，而不同的设计方案就意味使用不同的设计和生产技术。

《微处理器与嵌入式系统设计》期末复习题1．Cortex-M处理器采用的架构是（）A v4TB v5TEC v6D v72．NVIC可用来表示优先权等级的位数可配置为是（）A 2B 4C 6D 83．Cortex-M3的提供的流水线是（）A 2级B 3级C 5级D 8级4．Context - M3处理器的寄存器R14代表（）A 通用寄存器B 链接寄存器C 程序计数器D 程序状态寄存器5.Cortex -M3使用的存储器格式是（）A 小端格式B 大端格式C 小端或大端格式D 没有正确答案6.每个通用I/O端口有（）个32位的配置寄存器，（）个32位的数据寄存器，（）个32位的置位/复位寄存器，（）个16位的复位寄存器，（）个32位的锁定寄存器。

（）A 2,1,2,1,1B 2,2,1,1,1C 2,2,2,1,1D 2,2,1,2,17.（）寄存器的目的就是用来允许对GPIO寄存器进行原子的读/修改操作。

（）A GPIOX_BSRR和GPIOX_BRRB GPIOX_CRL和GPIOX_CRHCC GPIOX_BSRR和GPIOX_LCKRD GPIOX_IDR和GPIOX_ODR8.所有的GPIO引脚有一个内部微弱的上拉和下拉，当它们被配置为（）时可以是激活的或者非激活的。

（）A 输入B 输出C 推挽D 开漏9.每个I/O端口位可以自由的编程，尽管I/O端口寄存器必须以（）的方式访问。

（）A 16位字B 16位字节C 32位字节D 32位字10.固件库中的标志状态(FlagStatus）类型被赋予以下两个值。

（）A ENABLE或者DISABLEB SUCCESS或者ERRORC SET或者RESTED YES或者NO11.STM32F103采用（）位来编辑中断的优先级。

（）A 4 B8C 16 D、3212．向量中断控制器最多可支持____个IRQ中断。

（）A 127B 128C 240D 25513.系统控制寄存器NVIC和处理器内核接口紧密耦合，主要目的是（）。

嵌入式系统复习资料1、嵌入式系统的概念：从技术的角度定义：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。

从系统的角度定义：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。

术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统中的一个完整的部分，称为嵌入的系统。

嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统。

2、嵌入式处理器分类：嵌入式微处理器；嵌入式微控制器；嵌入式DSP处理器；嵌入式片上系统（SOC）3、常见的嵌入式操作系统：—嵌入式Linux —Win CE —VxWorks —OSE —Nucleus —Android4、四大处理器内核厂家：MIPS处理器内核，ARM处理器内核，PowerPC，68K/COLDFIRE。

5、ARM体系结构的技术特征：（1）单周期操作。

（2）采用加载/存储指令结构。

（3）固定的32位长度指令。

（4）3地址指令格式。

（5）指令流水线技术。

6、异常返回执行的操作:（1）恢复原来被保护的用户寄存器。

（2）将SPSR_mode寄存器值复制到CPSR中，使得CPSR从相应的SPSR中恢复，以恢复被中断的程序工作状态。

（3）根据异常类型将PC值恢复成断点地址，以执行用户原来运行着的程序。

（4）清除CPSR中的中断禁止标志I和F，开放外部中断和快速中断。

7、ARM数据类型：ARM微处理器中支持字节（8位）、半字（16位）、字（32位）3种数据类型，其中字需要4字节对齐（地址的低两位为0）、半字需要2字节对齐（地址的最低位为0）。

每一种又支持有符号数和无符号数，因此认为共有6种数据类型。

8、ARM流水线的好处：可以减小有效关键路径，从而提高系统的时钟速度或采样速度，或者可以在同样的速度下降低功耗。

9、寄存器寻址和指令系统：1、立即寻址。

ADC R0 ，R0 ，# 1000 ；R0←R0 + 1000 + C2、寄存器寻址。

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。

嵌⼊式系统设计期末复习资料1.嵌⼊式系统概念。

答：从技术的⾓度定义：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。

从系统的⾓度定义：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。

术语嵌⼊式反映了这些系统通常是更⼤系统中的⼀个完整的部分，称为嵌⼊的系统。

嵌⼊的系统中可以共存多个嵌⼊式系统。

2.⾮占先式内核与占先式内核答：⾮占先式内核：要求每个任务⾃我放弃CPU 的所有权。

⾮占先式调度法也称作合作型多任务，各个任务彼此合作共享⼀个CPU。

占先式内核：最⾼优先级的任务⼀旦就绪，总能得到CPU的控制权。

3. 常见的嵌⼊式操作系统答：1.嵌⼊式Linux，2.Win CE，3.VxWorks， 4.µC/OS-II4. ARM体系结构的特点答：1. 每条数据处理指令可同时包含算术逻辑单元（ALU）的运算和移位处理，实现ALU 和移位器的最⼤利⽤；2. 使⽤地址⾃增和⾃减的寻址⽅式优化程序循环；3. 装载/保存指令对数据的批量传输，实现最⼤数据吞吐量;4. ⼤多数指令的条件执⾏，实现最快速的代码执⾏。

5. ARM流⽔线答：分为3级流⽔线，1. 取指（从寄存器装载⼀条指令），2. 译码（识别将要被执⾏的指令），3. 执⾏（处理指令并将结果写回寄存器）7. ARM处理器的状态答：ARM状态：32位，处理器执⾏字⽅式的ARM指令，处理器默认为此状态；Thumb状态：16位，处理器执⾏半字⽅式的Thumb指令。

8. CSPR与SPSR答：寄存器CPSR为当前程序状态寄存器，在异常模式中，另外⼀个寄存器“程序状态保存寄存器（SPSR）”可以被访问。

每种异常都有⾃⼰的SPSR，在进⼊异常时它保存CPSR 的当前值，异常退出时可通过它恢复CPSR。

9. IRQ与FIQ答：2个中断禁⽌位(IRQ禁⽌与FIQ禁⽌)，中断禁⽌控制位I和F当控制位I置位时，IRQ中断被禁⽌；当控制位F置位时，FIQ中断被禁⽌。

复习提纲一、嵌入式系统及ARM处理器概述1.嵌入式系统的概念（IEEE定义和国内普遍认同的定义）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、监视或者辅助操作机器和设备的装置”；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，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。

2.嵌入式系统的组成（硬件组成和软件组成）硬件+软件硬件：由嵌入式微处理器、外围硬件设备组成软件：包括底层系统软件和用户应用软件应用软件嵌入式操作系统硬件设备嵌入式处理器外围设备二、CM4体系结构1.CM4内核三级流水线的三个阶段，如假设某嵌入式处理器有3级流水线，每级流水线所耗时间均为为2ms,则执行25条指令需要耗费时间？三级流水线，分别是取指、译码和执行;（25+5-1）*2=58ms2.CM4内核读取指令及访问数据的三套总线、CM4内核的两种运行模式、两种权限级别，上电复位后是什么模式什么级别三套总线：I-code总线D-code总线系统总线CM4处理器有两种模式：线程模式、handler模式，还支持两种操作级别：特权级、非特权级（用户级）。

复位后是特权级下的线程模式三、CM4内核的寄存器组中，各个寄存器的作用及各个寄存器的访问权限级别、CM4的复位序列R0-R7 低组通用寄存器；R8-R12高组通用寄存器；R13堆栈寄存器；(MSP,PSP)R14连接寄存器；R15程序计数寄存器；xPSR程序状态寄存器；程序状态寄存器(xPSR)程序状态寄存器在其内部又被分为三个子状态寄存器：应用程序状态寄存器（APSR）中断状态寄存器（IPSR）执行状态寄存器（EPSR）通过MRS/MSR 指令，这 3 个PSRs 即可以单独访问，也可以组合访问（ 2 个组合，3 个组合都可以）。

当使用三合一的方式访问时，应使用名字“xPSR”或者“PSR”。

四、CM4程序设计1.CM4寻址方式、常用指令：MOV ANDORR（有1为1，为0为0）BIC（清0）EOR（异或，相异出1）SUB ADD TST TEQ CMPLDR（加载）STR（存储）LDRB（8位无符号字加载）STRB（8位无符号字存储）LDM（多寄存器加载）STM（多寄存器存储）B（无条件跳转）BL BX BLXMRS（读取特殊寄存器的值到通用寄存器）MSR（将通用寄存器的值写到特殊寄存器）2.伪指令：LDR3.指令的条件码如：NE EQ LT GT等，后缀“S”“！”，什么样的指令会影响APSR寄存器的标志位NE（不等于）EQ（等于）LT（小于）GT（大于）等，后缀“S”“！”，什么样的指令会影响APSR寄存器的标志位“S”后缀：指令中使用“S”后缀，指令执行后状态寄存器的条件标志位将被刷新；不使用“S”后缀时，指令执行后状态寄存器的条件标志位不会发生变化。

嵌入式系统复习提纲嵌入式系统的基本概念嵌入式交叉编译平台及工具嵌入式应用软件及程序设计一、嵌入式基本概念：●嵌入式系统定义：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，且软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

它一般由以下几部分组成: 嵌入式微处理器，外围硬件设备，嵌入式操作系统，特定的应用程序特点：应用的特定性和广泛性，技术、知识、资金的密集性，高效性，较长的生命周期，高可靠性，软硬一体，软件为主，无自举开发能力。

三要素：嵌入、专用、计算机。

●ARM微处理器的类型●嵌入式应用系统的硬件结构●ARM9的流水线结构●S3C2440的引脚分类●S3C2410应用系统的AD处理器功能可以提供多达个引脚输入，AD转换精度可达位。

●S3C2410的中断控制寄存器类型以及工作模式二、主要命令使用Cp, mv, tar, cd, ls, mkdir, man, pwd,rm, mount ,chmod, find, gzip, ifconfig,ping三、Linux的目录结构/bin：存放系统所需要的那些命令，比如ls、cp、mkdir等命令；功能和/usr/bin类似，这个目录中的文件都是可执行的、普通用户可以使用的命令。

/boot：这是Linux的内核及引导系统程序所需要的文件目录，比如initrd.img等文件都位于这个目录中，grub系统引导管理器也位于这个目录。

/dev：设备文件存储目录，比如声卡、磁盘。

/etc：系统配置文件的所在，一些服务器的配置文件也在这里；比如用户帐号及密码配置文件。

/home：普通用户目录默认存放目录。

/lib：库文件存放目录/lost+found：当系统意外崩溃或机器意外关机，而产生一些文件碎片放在这里。

当系统启动的过程中fsck 公交会检查这里，并修复已经损坏的文件系统。

/mnt：这个目录是用于存放挂载储存设备的挂载目录的。

1、什么是嵌入式系统？与通用计算机相比，嵌入式系统有哪些特点？嵌入式系统是嵌入到对象体中的专用计算机系统。

它的三要素是嵌入、专用、计算机。

嵌入式系统就是一个具有特定功能或用途的计算机软硬件集合体，即以应用为中心，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。

特点：⏹专用性，多样性⏹功耗低，体积小⏹可靠性，健壮性⏹实时性，操作系统内核小⏹创新性，生命周期长⏹可裁剪性⏹需要专门的开发环境和工具2、嵌入式处理器有哪几类？试举例说明SOC、SOPC。

（1）MCU微控制器价格低廉，功能优良，处理能力非常有限。

嵌入式工业的主流产品（2）MPU嵌入式微处理器和工业控制计算机相比，具有体积小、质量轻、成本低、可靠性高的优点。

（3）DSP数字信号处理是专门用于信号处理方面的处理器，在其系统结构和指令算法方面进行了特殊设计。

（4）SOC片上系统片上系统是IC设计的发展趋势。

采用SOC设计技术，可以大幅度的提高系统的可靠性，减小体统的面积，降低功耗和成本，极大的提高了系统的性价比。

（5）SOPC他是片上系统，即由单个芯片可以完成整个系统的主要逻辑功能。

其次，他是可编程系统，具有灵活的设计方式，可裁剪，可扩充、可升级、具备软硬件在系统可编程的功能。

3.嵌入式系统的硬件、软件各由哪些部分组成？硬件：由基于ARM内核的微处理器（内含外围接口电路）、电源电路、内存储器、看门狗及复位电路、人机交互和其他的输入输出接口电路组成。

软件组成：操作系统、应用软件、驱动层软件4、目前常见嵌入式操作系统有哪些？µC/OS-II 嵌入式操作系统内核VxWorks嵌入式实时操作系统WinCE操作系统Linux操作系统Symbian操作系统android操作系统iPhone OS操作系统WebOS操作系统MeeGo操作系统5、ARM微处理器有何特点？ARM的体系结构采用了RISC处理器设计技术,执行效率高.体积小，功耗低，成本低，性能好多寄存器结构，多数操作在寄存器中完成指令长度固定，寻址方式灵活高效两种指令集（16/32位）具备在线仿真调试功能多处理器模式RISC处理器的特征与其指令特点。

嵌入式系统复习大纲第一章嵌入式系统概述1.嵌入式系统的定义答：1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。

5.嵌入式处理器的分类答：1嵌入式微处理器MPU 2嵌入式微控制器MCU 3 嵌入式DSP处理器4嵌入式片上系统SOC 5 嵌入式可编程片上系统SOPC6. 嵌入式操作系统的作用是什么？请举出3种常见的操作系统。

答：用于管理存储器分配、中断处理、任务间通信和定时器响应，以及提供多任务处理等功能。

嵌入式操作系统，大大地提高了嵌入式系统硬件工作效率，并为应用软件开发提供了极大的便利。

3种常见的操作系统：WinCE、Vxworks、uClinux2.在ARM系列中，ARM7， ARM9分别是什么体系结构。

ARM7是冯·诺依曼体系结构 ARM9是哈佛体系结构4. ARM处理器有几种工作状态，各自的特点。

工作状态之间如何进行转换，异常响应时，处理器处于何种状态。

答：ARM有两种工作状态：①ARM状态,此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令。

②Thumb状态，此时处理器执行16位的、半字对齐的Thumb指令.在程序的执行过程中,微处理器可以随时在两种工作状态之间切换,并且不影响处理器运行模式和相应寄存器中的内容。

但ARM微处理器在上电或复位后，应该处于ARM状态。

执行BX跳转指令，将操作数的状态位（位0）设置为1时，可以使处理器从ARM状态切换到Thumb状态。

此外，当处理器处于Thumb状态时发生异（如IRQ、FIQ、Undef、Abort、SWI等），则异常处理返回时，自动切换到Thumb状态。

将操作数的状态位（位0）设置为0时，可以使处理器从Thumb状态切换到ARM状态。

此外，当处理器进行异常处理时,把PC指针放入异常模式链接寄存器中,并从异常向量地址开始执行程序,系统自动ARM状态。

THUMB指令集在功能上只是ARM指令集的一个子集,某些功能只能在ARM状态下执行,如CPSR和协处理器的访问.进行异常响应时,处理器会自动进入ARM状态.即使是一个单纯的THUMB应用系统,必须加一个汇编的交互头程序,因为系统总是自动从ARM开始启动5.ARM体系结构所支持的最大寻址空间为4GB；8.ARM处理器一共有几种中工作模式，分别是？那种模式下，专业寄存器最多。

嵌入式系统复习重点一、题型填空题 2`×10单选题 2`×5名词解释 2`×5简答题 5`×6设计题 15`×2二、考点第一章嵌入式系统概述1、嵌入式系统从技术角度的定义及其特点（见PPT第一章）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。

特点：嵌入性、内含计算机、专用性。

2、嵌入式系统的未来P3产品市场窗口现在预计翻番的周期狂热到6～9个月；全球重新定义市场的机会和膨胀的应用空间；互联现在是一个需求而不是辅助性的，包括用有线和刚刚显露头角的无线技术；基于电子的产品更复杂化；互联嵌入式系统产生新的依赖网络基础设施的应用；微处理器的处理能力按莫尔定律（Moore’s L aw）预计的速度在增加。

该定律认为集成电路和晶体管个数每18个月翻一番。

3、什么是嵌入式处理器及嵌入式系统的分类P5嵌入式处理器：为完成特殊应用而设计的特殊目的的处理器。

嵌入式系统可以分为以下几大类：嵌入式微处理器EMPU；嵌入式微控制器MCU；嵌入式DSP处理器；嵌入式片上系统SOC。

4、嵌入式操作系统相关的基本概念P7-10（可能考名词解释）前后台系统：对基于芯片的开发来说，应用程序一般是一个无限的循环，可称为前后台系统或超循环系统。

循环中调用相应的函数完成相应的操作，这部分可以看成后台行为，后台也可以叫做任务级，这种系统在处理的及时性上比实际可以做到的要差。

中断服务程序处理异步事件，这部分可以看成前台行为，前台也叫中断级，时间相关性很强的关键操作一定是靠中断服务程序来保证的。

操作系统：操作系统是计算机中最基本的程序。

操作系统负责计算机系统中全部软硬资源的分配与回收、控制与协调等并发的活动；操作系统提供用户接口，使用户获得良好的工作环境；操作系统为用户扩展新的系统功能提供软件平台。

实时操作系统：实时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，用户的应用程序是运行于RTOS之上的各个任务，RTOS根据各个任务的要求，进行资源(包括存储器、外设等)管理、消息管理、任务调度、异常处理等工作。

1.嵌入式系统定义p1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.嵌入式系统的组成结构，层次关系p4、板级支持包p61．硬件层硬件层由嵌入式微处理器、存储系统、通信模块、人机接口、其它I/O接口（A/D、D/A、通用I/O等）以及电源等组成。

嵌入式系统的硬件层以嵌入式微处理器为核心。

2．中间层硬件层与软件层之间为中间层，它把系统软件与底层硬件部分隔离，使得系统的底层设备驱动程序与硬件无关。

中间层一般包括：硬件抽象层（Hardware Abstract Layer，HAL）板级支持包（Board Support Package，BSP）3．软件层实时操作系统（Real Time Operating System，）文件系统图形用户接口（Graphical User Interfaces，GUI）网络系统通用组件模块RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。

4．功能层功能层由基于RTOS开发的应用程序组成，用来完成实际所需的应用功能。

功能层是面向被控对象和用户的，当需要用户操作时往往需要提供一个友好的人机界面。

3.嵌入式处理器的分类，有哪些典型的嵌入式处理器p8嵌入式处理器的分类：嵌入式微控制器（MCU），嵌入式微处理器（MPU），嵌入式DSP 处理器，SoC 片上系统。

1.嵌入式微控制器(MicroController)嵌入式微控制器又称单片机，就是将整个计算机系统集成到一块芯片中。

嵌入式微控制器将CPU、存储器（少量的RAM、ROM或两者都有）和其他外设封装在同一片集成电路里，因为其片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，因此称为微控制器。

与嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本降低、可靠性提高。

由于微控制器低廉的价格、优良的功能，所以拥有的品种和数量最多，是目前嵌入式系统工业的主流。

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。