嵌入式知识点

嵌入式系统的定义及特点

定义：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、功耗等方面有特殊要求的专用计算机系统。

特点：（1）嵌入式系统是面向特定应用的。嵌入式系统中的CPU是专门为特定应用设计的，具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于整个系统设计趋于小型化。

（2）嵌入式系统涉及先进的计算机技术、半导体技术、电子技术、通信和软件等各个行业。是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。

（3）嵌入式系统的硬件和软件都必须具备高度可定制性。

（4）嵌入式系统的生命周期相当长。嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，其升级换代也是和具体产品同步进行的。

（5）嵌入式系统本身并不具备在其上进行进一步开发的能力。在设计完成以后，用户如果需要修改其中的程序功能，必须借助于一套专门的开发工具和环境。

（6）为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机中，而不是存贮于磁盘等载体中。

特点也可答：1．系统内核小。2．专用性强。3．系统精简。4．高实时性的系统软件(OS)是嵌入式软件的基本要求。5．嵌入式软件开发要想走向标准化，就必须使用多任务的操作系统。6．嵌入式系统开发需要开发工具和环境。7.嵌入式系统与具体应用有机结合在一起，升级换代也是同步进行，所以具有较长的生命周期。8.为了提高运行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片中。

操作系统在嵌入式系统中所起的作用（四个）

嵌入式操作系统（嵌入式linux学习）的功能

嵌入式操作系统除具备了一般操作系统（嵌入式linux系统）最基本的功能，如任务调度、同步机制、中断处理、文件处理等外，还有以下两个方面的功能：

1.构成一个易于编程的虚拟机平台

嵌入式操作系统构成一个虚拟机平台，EOS把底层的硬件细节封装起来，为运行在它上面的软件(如中间件软件和各种应用软件)提供了一个抽象的编程接口。软件开发在这个编程接口的上进行，而不直接与机器硬件层打交道。

第一章一：嵌入式系统基础知识第二章

一：CM3

1.Cortex-M3 是一个 32 位处理器内核。内部的数据路径是 32 位

的，寄存器是32 位的，存储器接口也是 32 位的。CM3 采用了哈

佛结构，拥有独立的指令总线和数据总线。

2.程序计数寄存器

R15 ：程序计数寄存器，指向当前程序地址。

3.特殊功能寄存器

（1）程序状态字寄存器组（PSRs）记录 ALU 标志（0 标志，进位

标志，负数标志，溢出标志），执行状态，以及当前正服务的中断

号；

（2）中断屏蔽寄存器组：PRIMASK 失能所有的中断、FAULTMASK 失

能所有的 fault、BASEPRI 失能所有优先级不高于某个具体数值的

中断；

（3）控制寄存器（CONTROL ），定义特权状态（见后续章节对特权的叙述），并且决定使用哪一个堆栈指针；

4.Cortex-M3 处理器支持两种处理器的操作模式，还支持两级特权

操作。

两种操作模式：（1)处理者模式(handler mode) 异常服务例程的代

码—包括中断服务(2）线程模式（thread mode）普通应用程序的代

码；

两级特权：特权级和用户级，提供一种存储器访问保护机制，使得

普通用户程序代码不能意外地，甚至是恶意地执行涉及到要害的操作。

复位后，处理器默认进入线程模式，特权级访问；a.在 CM3 运行主应用程序时（线程模式），既可以使用特权级，也可以使用用户级；但是异常服务例程必须在特权级下执行；b.在特权级下，程序可以访问所有范围的存储器，并且可以执行所有指令，包括切换到用户级；c.从用户级到特权级的唯一途径就是异常，用户级的程序必须执行一条系统调用指令(SVC)触发 SVC 异常，然后由异常服务例程接管，如果批准了进入，则异常服务例程修改 CONTROL 寄存器，才能在用户级的线程模式下重新进入特权级；5.异常以及异常类型异常:在 ARM 编程领域中，凡是打断程序顺序执行的事件，都被称为异常(exception) 。包括：外部中断、不可屏蔽中断、指令执行了“非法操作”或者访问被禁的内存区间产生的各种错误 fault。

一、嵌入式系统原理与应用课程总结

这个学期我学习了《嵌入式原理与应用》这门课程，虽然这个学期马上就要结束了，对嵌入式的学习也要告一段落了，但是我觉得收获还是很大的。学期开始，我开始学习《嵌入式系统及应用》，由于初次接触嵌入式系统，感觉蛮难的，所以收获不是很大，很多的概念都比较模糊，真是茫然无从下手。虽然一个学期的学习时间不是很长，但是我觉得对嵌入式系统也已经有了一个大致的概念。对它的历史发展与今后展望都有了一定的了解。嵌入式技术的掌握是需要一个过程的，对嵌入式技术的全面掌握是有相当难度的。如果要真正掌握的话还是需要一步步积累才能熟练掌握的，所以我们还要自己多加学习，不断地回顾以前学到的知识，也要吸收新的概念与技术，使自己的学习目标更加明确，学习方法更加完善，也体会到软件开发的乐趣，更加清楚的认识到自己在软件开发学习上的一些不足之处，并且不断改进以提高自己。

通过这门课程的学习，我了解到了嵌入式系统是一种为特定设备服务，软硬件可裁剪的计算机系统，其英文名称是Embedded System。嵌入式系统的范围很广，特点是形式变化多样、体积小，可以灵活地适应各种设备的需求。嵌入式系统的一些例子：手机、汽车、ATM、数字电视、医疗仪器等等。嵌入式系统本身是一个相对模糊的定义，一个手持的MP3和一个PC104的微型工业控制计算机都可以认为是嵌入式系统。总体来说，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备”。一个典型的桌面Linux系统包括3个主要的软件层---linux内核、C库和应用程序代码。内核是唯一可以完全控制硬件的层，内核驱动程序代表应用程序与硬件之间进行会话。内核之上是C库，负责把POSIX

API转换为内核可以识别的形式，然后调用内核，从应用程序向内核传递参数。应用程序依靠驱动内核来完成特定的任务。嵌入式系统的发展是从电子计算机诞生以来，计算机的发展有两个方向：一个方向是体积大型化、处理能力超强的大型计算机；另一个是向体积小型化，功能多样化的方向发展。嵌入式微控制器，即传统意义上的单片机，是目前嵌入式系统的前身。一般都是8位或者16位。嵌入式微处理器，单片机的发展时间较早，处理能力很低，只能应用在一些相对简单的控制领域。嵌入式微处理器是近几年随着大规模集成电路发展同步发展起来的。与单片机相比，嵌入式微处理器的处理能力更强，主流的嵌入式微处理器都是32位的。嵌入式微处理器在一个芯片上集成了复杂的功能，有的还把常见的外部设备控制器也集成到芯片内部。未来嵌入式系统的发展方向，随着微电子技术的发展和电子制造工艺的进步，嵌入式系统硬件的体积会不断缩小，系统稳定性也在不断增强，可以把更多功能集成到一个芯片上；同时功耗方面也不断降低。随着网络的普及和IPv6技术的应用，IPv6技术主要解决了IPv4的IP地址数目紧缺的现状，越来越多的嵌入式设备也会加入到网络中。典型的嵌入式系统的组成，嵌入式系统包括硬件和软件。硬件包括了嵌入式微处理器和嵌入式微控制器以及一些外围元器件和外部设备；软件包括了嵌入式操作系统和应用软件。嵌入式系统硬件种类繁多，有许多硬件和软件的解决方案，不同嵌入式系统软硬件很难兼容，软件必须修改而硬件必须重新设计才能使用。不仅如此，我们还要对软件硬件都有所了解才可以逐渐有所领悟。软件和硬件都是学习嵌入式系统必不可少的方面。 其实我现在仍旧觉得在嵌入式系统这个博大精深的领域，我还有太多太多不懂的地方，需要学习的还有很读。嵌入式软件开发应用广泛而且前景很好，目前正处于人才紧缺的关口，嵌入式技术在未来能够得到更加广泛的应用。学好嵌入式，C语言很重要，所以感觉自己有必要在学习、积累一下这方面的知识。很多东西的学习不死一帆风顺也是比较耗时的，嵌入式也不例外，要想学好还必须下大力气，还必须坚持。这次的课程让我明确了一点：嵌入式开发对于提升我们的系统知识有很大的帮助，尤其是操作系统的知识。嵌入式系统开发对于我们的知识面要求非常的广，且要有一定的深度。，平时上完理论课很少有时间上机进行时间或者隔几天才上机练习，等到上机时一些东西可能遗忘了，比较耗费时间。在课上，有老师在前面演示我们感觉看得懂或感觉没问题，可轮到我们独立完成的时候，因为实际操作的少，跟着问题就来了。有些即使老师讲了很多遍的问题，我们不会，老师还是会走进我们给我们耐心的指导，还给我们讲一些学习的方法，一些软件开发需要注意的细节，让我们知道自己在哪方面不足，需要加强，也让我们了解到哪些需要认真的学习，那些是重点，不是没有方向的乱学一通，结果什么也学不好。经过这次的课程，我真真确确地感受到了嵌入式在我们生活中工作中的运用，这些软件、程序能让我们提高工作的效率，更直观更便捷的切入主题。当然，在学习的过程中并不是一帆风顺的，在这之中，因为要操作的东西很多，有时错一步，后面的结果就无法显示，而自己的水平根本检查不出来是哪里出了错。这时候，老师都会耐心的过来帮助我们一起去解决。在平时我们就需要好好的查阅书籍或者上网搜集相关资料去解决问题。

计算机三级嵌入式考试知识点整理

（计算机三级嵌入式考试只考选择题和填空题）

1. 嵌入式系统的设计的三个阶段之一：1. 设计2.实现3.测试

2. RISC架构的ARM微处理器的一般特点：1. 体积小、低功耗 2. 大量使用寄存器3. 寻址方式灵活简

3. 通常所讲的交叉编译就是在X86架构的宿主机上生成适用于ARM架构的格式

(elf)的可执行代码

4. Boot Loader 阶段1所完成的步骤的是:1. 硬件设备初始化2. 拷贝Boot Loader的阶段2到RAM空间中3. 设置堆栈

5. ARM的7种运行状态之一:1. 快中断状态2. 中断状态3. 无定义状态4.管理状态5.快速中断状态6.系统状态7.用户状态

6. 命令可以把server的/tmp mount 到 client的/mnt/tmp 并且是：mount -o ro server:/tmp /mnt/tmp

7. 哪个GUI是由中国人主持的一个自由软件项目：MinuGUI

8. 嵌入式图形用户接口（GUI）的主要特点：1. 运行时占用的系统资源少 2. 模块化结构，便于移植和定制3.可靠性高

9. RISC 指令系统特点的是:1. 指令长度固定，指令种类少2. 设置大量通用寄存，访问存储器指令简单3. 选取使用频率较高的一些简单指令

10. 通常所说的 32 位微处理器是指 CPU 字长为 32 位

11. 在嵌入式软件交叉调试过程中，宿主机与目标机之间的连接与通信方式有:1.串口2.并口3.网络4.JTAG

12. ADD R0,R1,[R2]属于寄存器间接寻址

13. ADD R0,R0,#1属于立即寻址

14. 数据字越长则精度越高

15. 典型的计算机系统结构是冯诺依曼体系结构

16. 将传统的计算机系统芯片化，是嵌入式系统诞生后的∑发展模式发展模式

17. RISC指令系统特点的是：1. 大量使用寄存器2. 采用固定长度指令格式3.使用单周期指令4.寻址方式多