嵌入式复习资料整理

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。

题型：1、选择题：20分2、填空题：20分3、判断题：8分4、简答题：16分5、程序分析题：20分6、编程题16分第一章1、嵌入式系统的定义：根据IEEE的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置”。

国内定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁，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。

2、嵌入式系统的组成：嵌入式系统装置由嵌入式计算机系统和执行装置组成。

嵌入式计算机系统由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。

（分层结构）3、立即数（第二操作数）合法性，选择题：将一个32位数右移偶数位可以得到小于255的数为合法，否则为不合法。

例如：0x6a0=0000 0000 0000 0000 0000 0110 1010 0000右移4位==> 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 1010 = 0x6a 小于255，所以合法0x1a600=0000 0000 0000 0001 1010 0110 0000 0000无论右移多少偶数位，所得的数仍然大于255，所以不合法0x16c00=0000 0000 0000 0001 0110 1100 0000 0000右移10位==> 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 1011 =0x5b小于255，所以合法4、全称：AMBA: Advanced Microcontroller Bus Architecture 高级微控制器总线ARM:Advanced RISC MachineCISC:Complex Instruction Set Computer复杂指令集系统RISC: Reduced Instruction Set Computer精简指令集系统RTOS: Real-time Operation System 实时多任务操作系统FAT: File Allocation Table 文件分配表系统UCOS: Micro Controller Operation System 微控制器操作系统片上系统：System On Chip,SOC知识产权核：Intellectual Property Core,IP CoreIP软核：Soft IP CoreIP硬核：Hard IP CoreIP固核：Firm IP Core5、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(Reduced Instruction Set Computer)和复杂指令集系统CISC(Complex Instruction Set Computer)。

1.1.1嵌入式系统的定义1.1.2嵌入式系统的组成1.2嵌入式处理器分类1.3.2 实时操作系统1.3.3 常见的嵌入式操作系统各个操作系统的特点1.4 解决优先级翻转问题的两种方法说出方法即可2.1 交叉编译环境的含义结合实验环境理解2.4 板级支持包概念3.1.1 ARM体系结构特点Thumb指令集与ARM指令的区别3.1.2 ARM体系结构包含哪几部分ARM的流水线结构3级流水线P62 ARM存储器结构P63 DMA3.1.3ARM处理器内核ARM7TDMI处理器内核ARM9TDMI处理器内核3.2.1 数据类型3.2.2 处理器模式3.2.3 处理器工作状态ARM与THUMB两种状态的区别3.2.4 寄存器组织通用寄存器、状态寄存器、程序计数器3.2.5 异常3.2.6 存储器格式大端与小端的区别3.3 掌握ARM基本寻址方式能读懂简单的ARM汇编指令程序段3.5 ARM9与ARM7的比较流水线方面两者区别及特点4.2.1 熟悉ARM汇编支持的伪指令4.2.3 ARM汇编语言程序的基本结构注意ARM汇编程序关键字的含义4.3 基于ARM的硬件启动程序包含那几部分工作？4.4 基于ARM的C语言与汇编语言混合编程掌握寄存器的使用规则、参数的传递规则4.4.3 C语言调用汇编程序方法注意参数的传递（有可能出程序解析题）5.1 S3C2410简介其特点，（填空题）5.1.1 S3C2410A特点掌握其特点，知识点较多体系结构、中断控制器5.2.1 S3C2410A的I/O口工作原理多少的口，分了几组掌握如何对I/O的寄存器编程例如：G口GPGCON、GPGGDAT的相应位如何设置。

（可能会有些编程题）5.2.2 I/O口编程实例掌握P231的例子。

5.3.1 ARM中断原理5.3.2 S3C2410A的中断控制器多少中断源、中断请求信号、优先级逻辑、中断的类别。

5.4 DMA的工作原理理解DMA工作原理，能说明。

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．章导论1.1嵌入式系统概念、ARM的特点、嵌入式软件1.3.3支持的流水等级1.5 Cortex-M处理器的内核架构STM32F103系列工作频率、供电电压范围、所支持的外设USB、ADC、ADC、GPIO2. 章Cortex-M3处理器1、Cortex-M3处理器位数、组成、支持几级流水线技术及架构2、Cortex-M3内核组成、工作模式、堆栈3、NVIC的功能、中断优先级、分组、函数初始化、所支持的IRQ中断3．章STM32最小系统设计3.1 从Cortex-M3到STM32F1031、STM32F103可驱动系统时钟（SYSCLK）的时钟源2、最小系统的组成3.2存储器与总线架构AHB 、APB1、APB2所挂外设、DMA的作用3.3中断和事件1、系统时钟（SYSCLK）、NIVC配置的优先权等级位数5.章通用和复用功能I/O5.1 GPIO功能描述1、GPIO的配置寄存器、数据寄存器、置位/复位寄存器等的个数2、GPIO端口可配置的输入、输出模式、表5-23、I/O端口寄存器被访问的方式4、复用端口初始化步骤、使能其时钟的函数6.定时器6.1 定时器的4个功能模块：时钟产生模块、时基单元、输入检测、输出比较6.2 时钟产生模块1、功能2、时钟源：AHB、APB、CK_INT之间的关系6.3 时基单元1、功能2、有关的寄存器：PSC、CNT、ARR、RCR、SR3、影子寄存器4、定时器的3钟计数模式：向上、向下、中央对齐及其特点5、定时器的设置：已知定时器时钟，设置PSC和ARR实现定时6、定时器的编程：定时器的初始化、开定时器中断、编写中断处理函数等6.4 输入捕获1、功能或基本原理2、有关寄存器：CNT、CCRx3、输入捕获与输出比较共享CCRx，不能同时使用4、输入捕获中断5、输入捕获的初始化6、改变输入捕获边沿的极性6.5 输出比较1、功能2、有关的寄存器:CNT、CCRx3、掌握输出比较模式与极性，有效电平与输出电平4、输出比较的编程：初始化：GPIO、GPIO重映射、时基单元、输出比较PWM：周期、占空比、改变占空比7、USART7.1 串行通信与并行通信的特点7.2 USART、1-wire、IIC、IIS、SPI7.3 USART数据传输和帧1、以字节为传输单位，帧为字节批量传输单位2、帧的构成7.4 流控7.5 开始位7.6 停止位7.7 奇偶校验和CRC校验7.8 分数分频器的设置/波特率7.9 发送和接收状态变化1、TDR和TXE2、RDR和RXNE3、移位寄存器和TC4、发送和接受数据5、发送和接收的函数6、中断标志读取函数7.10 USART编程1、USART的初始化1.1 GPIO口的设置1.2 USART初始化配置：波特率、硬件流控、USART模式（发送/接收）、奇偶校验、停止位长度、数据位长度（字长）1.3开USART中断8 SPI8.1 SPI接口的特点：同步串行、高位在前发送、环形总线、8/16位的数据帧、单主多从8.2 SPI接口的构成1、SCLK/SCK、SS2、MOSI3、MISO8.3 SPI移位发送数据的特点8.4 SPI的时序1、CPOL：空闲时电平2、CPHA：采样时刻8.5 SPI主模式/从模式的区别1、主模式负责提供SCK时钟2、MISO和MOSI的发送和接收9、IIC9.1 IIC总线的特点1、功能：IC间2、多主多从3、双向2线制9.2 IIC的术语1、发送器2、接收器3、主机4、从机5、多株机6、仲裁7、同步8、地址9、SCL和SDA9.3 IIC总线的传输特性1、数据有效性2、起始条件、停止条件3、重复起始信号：什么是重复起始信号？什么时候产生？4、应答和非应答：什么是应答和非应答？由谁产生5、空闲电平9.4 IIC通信1、IIC传输格式：起始信号、从机地址、数据、停止信号2、寻址字节：地址和读写方向3、仲裁和同步9.5 IIC编程1、引脚配置2、起始信号、停止信号、应答和非应答3、数据位的发送11章模拟数字模块1、模数转换的步骤、模数转换器所具有的通道个数及可测得的外部信号源个数2、模数转换器的特性3、ADC校准的方式、DAC初始化所对应的寄存器4、使能ADC的时钟函数及配置其引脚的输入模式、初始化函数5、温度传感器所连接的通道。

1、什么是嵌入式系统？它由及部分组成？嵌入式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。

简单的说就是系统的应用软件与系统的硬件一体化，类似与BIOS的工作方式。

具有软件代码小，高度自动化，响应速度快等特点。

特别适合于要求实时的和多任务的体系。

嵌入式系统一般有3个主要的组成部分：硬件、实时操作系统以及应用软件。

2、嵌入式系统的三要素是什么？嵌入式系统的三要素是嵌入、专用、计算机；其中嵌入性指的是嵌入到对象体系中，有对象环境要求；专用性是指软、硬件按对象要求裁减；计算机指实现对象的智能化功能。

3、嵌入式系统一般由几层组成？嵌入式系统一般由硬件层、中间层、软件层和功能层组成。

4、Linux作为嵌入式系统的优势？（1）可应用于多种硬件平台。

（2）添加部件非常容易（3）支持大量硬件（4）程序源码全部公开（5）完善的开发工具5、何为虚拟内存？虚拟内存的管理有何作用？使用虚拟地址寻址整个系统的主存和辅存为虚拟内存。

可以运行体积比物理内存还要大的应用程序，也可以实现“按需调页”，既满足了程序的运行速度，又节约了物理内存。

6、进程内存区域涉及哪几种数据段？代码段：可执行的操作命令数据段：已初始化的全局变量BSS段：未初始化的全局变量堆：进程运行中被分配的内存段栈：程序临时创建的局部变量7、简述内核空间和用户空间的区别?内核空间：任何操作都可以执行用户空间：禁止处理器对硬件的直接访问和对内容的未授权访问。

两者分别引用不同的内存映射，即程序代码段使用不同的“地址空间”8、简述共享内存的作用①、共享内存区域是被多个进程共享的一部分物理内存②、进程可以直接访问该共享内存区域，并通过该区域进行通信。

③、进程间快速共享数据④、共享虚拟内存的页面出现在每一个共享该页面的进程的页表中，但它不需要所有进程的虚拟内存都有相同的虚拟地址9、简述内存管理与虚拟文件系统之间的关系内存管理利用虚拟文件系统支持交换，交换进程定期由调度程序调度，这也是内存管理依赖于进程调度的唯一原因。

嵌⼊式期末考试复习资料1、ARM 微处理器有 7种⼯作模式，它们分为两类⾮特权模式、特权模式。

其中⽤户模式属于⾮特权模式 ARM 处理器有两种总线架构，数据和指令使⽤同⼀接⼝的是冯诺依曼，数据和指令分开使⽤不同接⼝的是哈佛结4、ARM 微处理器复位后，PC 的地址通常是 0x0 ，初始的⼯作模式是Supervisor 。

5、ARM 微处理器⽀持虚拟内存，它是通过系统控制协处理器 CP15 和MMU（存储管理部件）来进⾏虚拟内存的存储和管理。

当系统发⽣数据异常和指令领取异常时，异常处理程序透过嵌⼊式操作系统的内存管理机制，通过MMU 交换物理内存和虚拟内存的页⾯，以保证程序正常执⾏。

6、编译链接代码时，有两种存储代码和数据的字节顺序，⼀种是⼩端对齐，另⼀种是打断对齐7、构建嵌⼊式系统开发环境的⼯具链有多种，其中开放源码的⼯具链是 GNU ⼯具链，ARM 公司提供的⼯具链是 ADS ⼯具链计算机有CISC 和RISC 两种类型，以ARM 微处理器为核⼼的计算机属于 RISC 类型，其指令长度是定长的1、⽬前使⽤的嵌⼊式操作系统主要有哪些？请举出六种较常⽤的。

Windows CE/Windows Mobile 、VxWork 、Linux 、uCos 、Symbian 、QNX 任选六 2、ARM 系统中的堆栈有四种，如下图。

请按图标出四种堆栈的类型。

ATPCS 编程规范约定使⽤的堆栈是哪⼀种？答：FD 、FA 、ED 、EA 。

ATPCS 编程规范约定使⽤的堆栈是FD3、Boot Loader 在嵌⼊式系统中主要起什么作⽤？完成哪些主要的⼯作？答：Boot Loader 是在嵌⼊式系统复位启动时，操作系统内核运⾏前，执⾏的⼀段程序。

通过Boot Loader ，初始化硬件设备，建⽴内存和I/O 空间映射图，为最2、ARM ⽀持两个指令集，ARM 核因运⾏的指令集不同，分别有两个状态 ARM 、 Thumb，状态寄存器CPSR 的 T 位反映了处理器运⾏不同指令的当前状态3、ARM 核有多个寄存器，其中⼤部分⽤于通⽤寄存器，有⼩部分作为专⽤寄存器， R15 寄存器⽤于存储PC ，R13通常⽤来存储 SPHi Address Hi Address4、搭建嵌⼊式开发环境，连接⽬标板，⼀般使⽤什么通信接⼝连接？在Windows 主机上使⽤什么软件建⽴连接？在Linux主机上使⽤什么软件建⽴连接？1、答：RS-232，以太⽹⼝、并⼝在Windows主机上使⽤超级终端软件在Linux主机上使⽤Minicom软件5嵌⼊式开发环境主要包括哪些组件？嵌⼊式系统开发需要交叉编译和在线调试的开发环境，主要包括●宿主机●⽬标机（评估电路板）●基于JTAG的ICD仿真器、或调试监控软件、或在线仿真器ICE●运⾏于宿主机的交叉编译器和链接器、以及开发⼯具链或软件开发环境●嵌⼊式操作系统6 在进⾏基于ARM核的嵌⼊式系统软件开发时，调⽤如下函数：int do_something(int arg1,void *arg2,char arg3,int *arg4)这四个参数通过什么⽅式从调⽤程序传⼊被调函数？根据ATPCS编程规范，调⽤函数和⼦程序通过R0——R3四个寄存器传递参数，超过四个参数使⽤堆栈传递。

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。

嵌入式系统复习提纲第一章1，什么是嵌入式系统？IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义是什么？一般定义是什么？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、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

”●广义上讲，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可称为嵌入式系统。

●从狭义上讲，我们更加强调那些使用嵌入式微处理器构成独立系统，具有自己操作系统，具有特定功能，用于特定场合的嵌入式系统。

这里所谓的嵌入式系统是指狭义上的嵌入式系统。

2，嵌入式系统有哪些重要的特征？（1）系统内核小●由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。

●比如ENEA公司的OSE分布式系统，内核只有5K，而Windows的内核则要大得多。

（２）专用性强●嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植。

●即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。

●同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改，程序的编译下载要和系统相结合，这种修改和通用软件的“升级”是完全不同的概念。

（３）系统精简●嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能设计及实现上过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。

（４）高实时性OS● 这是嵌入式软件的基本要求，而且软件要求固态存储，以提高速度。

软件代码要求高质量和高可靠性、实时性。

3， 实时系统的定义是什么？答：实时系统的正确性依赖于运行结果的逻辑正确性和运行结果产生的时间正确性，即实时系统必须在规定的时间范围内正确地响应外部物理过程的变化。

4，在典型的嵌入式系统组成中，可以分为哪四层？每一层具体是通常包含哪些单元？中间层BSP 有哪些基本功能？ 答：硬件层，中间层，软件层，功能层● 中间层BSP 功能之一：硬件初始化 ● 片级初始化：主要完成CPU 的初始化，把CPU 从上电时的缺省状态逐步设置成为系统所要求的工作状态。

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。

第一章1、嵌入式系统的应用范围：军事国防、消费电子、信息家电、网络通信、工业控制。

2、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，软件与硬件可裁剪，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。

（嵌入式的三要素：嵌入型、专用性与计算机系统）。

3、嵌入式系统的特点：1)专用性强；2）实时约束；3）RTOS；4）高可靠性；5）低功耗；6）专用的开发工具和开发环境；7）系统精简；4、嵌入式系统的组成：（1）处理器：MCU、MPU、DSP、SOC；（2）外围接口及设备：存储器、通信接口、I/O接口、输入输出设备、电源等；（3）嵌入式操作系统：windows CE、UCLinux、Vxworks、UC/OS;（4）应用软件：Bootloader5、嵌入式系统的硬件：嵌入式微处理器（MCU、MPU、DSP、SOC），外围电路，外部设备；嵌入式系统的软件：无操作系统（NOSES），小型操作系统软件（SOSES），大型操作系统软件（LOSES）注：ARM处理器三大部件：ALU、控制器、寄存器。

6、嵌入式处理器特点：（1）实时多任务；（2）结构可扩展；（3）很强的存储区保护功能；（4）低功耗；7、DSP处理器两种工作方式：（1）经过单片机的DSP可单独构成处理器；（2）作为协处理器，具有单片机功能和数字处理功能；第二章1、IP核分类：软核、固核、硬核；2、ARM处理器系列：（1）ARM7系列（三级流水，thumb指令集，ARM7TDMI）;(2)ARM9系列（DSP处理能力，ARM920T）（3）ARM/OE（增强DSP）（4）SecurCone 系列（提供解密安全方案）；（5）StrongARM系列（Zntle产权）；（6）XScale系列（Intel产权）；（7）Cortex系列（A：性能密集型；R：要求实时性；M：要求低成本）3、ARM系列的变量后缀：（1）T：thumb指令集；（2）D：JTAG调试器；（3）快速乘法器；（4）E：增强DSP指令；（5）J：Jave加速器4、ARM{X}{Y}{Z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{S} :x—系列号，y—内部存储管理和保护单元，Z—含有高速缓存。

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1、什么是嵌入式系统？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”，简单的讲就是嵌入到对象体中的专用计算机系统。

以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可剪裁，适用应用系统对功能，，可靠性，成本，体积，功耗严格要求要用的专用计算机系统。

它的三要素是：嵌入、专用、计算机。

2、比较嵌入式系统与通用PC的区别？通用计算机系统采用标准化、模块化的设计，其技术要求是高速、海量的信息处理，技术发展方向是处理速度、总线宽度、存储容量的无限提升。

而嵌入式系统怎采用针对性较强的专业化设计，技术要求是满足具体应用，技术发展方向是在保证应用系统的技术要求和可靠性的前提下，尽可能减小成本、体积和功耗。

3、嵌入式系统有哪些组成部分？其主要功能是什么？它通常由三部分组成：嵌入式微处理器、相关的硬件支持设备以及嵌入式软件系统。

4、嵌入式系统有哪些特点？（1）只执行特定的功能；（2）以微控制器、外围器件为中心，系统构成可大可小；（3）有严格的时序性和稳定性要求；（4）自动操作循环，等待中断控制；（5）程序被烧写在存储芯片中。

5、目前使用的嵌入式操作系统主要有哪些？请举出六种较常用的。

Windows CE/Windows Mobile、VxWork、Linux、uCos、Symbian、QNX任选六6、嵌入式系统分类：按表现形式：芯片级嵌入式系哦他能够，模块级嵌入式系统，系统嵌入式系统按实时性（即软件范畴的要求分类）：实时系统和非实时系统第二章1、ARM的含义是什么？ARM(Advanced RISC Machines)，既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。

1991年ARM公司成立于英国剑桥，该公司专门从事基于RISC技术芯片设计开发，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，靠转让技术设计许可，由合作公司生产各具有特色的芯片2、ARM处理器的特点？低功耗、低成本、高性能；采用RISC体系结构；大量使用寄存器；高效的指令系统。

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。

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与实现。

1.嵌入式平台移植步骤（移植bootload,操作系统的移植）？①硬件平台上,bootloader移植。

②内核的修改、配置、编译③驱动程序的移植，包括编写、编译驱动程序。

④文件系统的移植，包括其修改、配置、编译。

⑤开发环境的移植⑥应用程序编写2.搭建嵌入式可开发平台，主机连接目标板，使用通信接口连接方式？通信接口连接方式：串口连接、网口连接、并口连接。

软件建立连接：①在Linux卜，使用minicom②在windows系统下，使用超级终端。

3.将内核映像、根文件系统映像传输到空的开发板上并启动需要哪些步骤？连线一＞烧写bootloader—＞丿書动bootloader—＞配置PFT服务一＞bootloader传输引导文件系统、linux内核一＞启动4.bootloader主要作用，完成工作，分为儿部分？Bootloader定义：在操作系统内核运行前运行的一段小程序，可以对硬件设备，如CPU、SDRAM、Flash、串口等进行初始化，也可以下载到开发板，对Flash进行擦除和编程，引导和加载内核镜像。

主要作用：①初始化RAM （必需）②初始化串口（可选，推荐）③启动内核镜像（必需）主要任务：⑴boot loader的stagel①基本破件初始化②为加载stage准备RAM空间③拷贝stage2到ARM中④设置堆栈指针SP⑤跳转到stage2的入口点⑵bootloader的stage2①初始化木阶段要使用的硕件设备②检测系统的内存映射（memory map）③加载内核映像和根文件系统映像④设置内核启动参数⑤调用内核5.利用开发环境在开发板上运行C语言编写程序？6.伪指令的含义：在ARM汇编程序里，有一些特殊指令助记符，这些助记符与指令系统的助记符不同，没有相对应的操作码，通常称这些特殊指令助记符为伪指令，他们所完成的操作称为伪操作。

（在ARM的汇编程序中，有如下几种伪指令：符号定义伪指令、数据定义伪指令、汇编控制伪指令、宏指令以及其他伪指令）7.vivi是韩国mizi公司开发的boot loader,适用于ARM9处理器。