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嵌入式复习提纲

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题型： 选择题 10x1’ 填空题 10x2’ 简答题 5x6‘ 程序设计与分析 2x10‘ C设计 10’ 汇编分析 10’ 综合题 和应用相关 20’

一、硬件 2,3,4章 二、软件 C语言-开发工具 三、应用 第十章

第一章 嵌入式系统概述 嵌入式系统的定义： 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可以裁剪，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。具有专用性强、可靠性高、低功耗、实时性强等特点。

嵌入式系统体系结构： 典型的嵌入式系统硬件系统: 嵌入式处理器为中心 存储器 I/0设备 通信模块 电源模块 ……等必要的辅助接口组成

嵌入式系统软件结构一般包含四个层面： 设备驱动层 操作系统层 应用程序接口API层 应用程序

第二章 嵌入式微处理器核心 CISC和RISC指令集区别 类别 CISC RISC 指令系统 指令数量很多 较少，通常少于100 执行时间 有些指令执行时间很长，如整块的存储器内容拷贝；或将多个寄存器的内容拷贝到存贮器 没有较长执行时间的指令

编码长度 编码长度可变，1-15字节 编码长度固定，通常为4个字节 寻址方式 寻址方式多样 简单寻址 操作 可以对存储器和寄存器进行算术和逻辑操作 只能对寄存器对行算术和逻辑操作，Load/Store体系结构 编译 难以用优化编译器生成高效的目标代码程序 采用优化编译技术，生成高效的目标代码程序 ARM编程模型 ARM和Thumb工作状态： ARM:32位，这种状态下执行字对准的ARM指令 Thumb：16位，这种状态下执行半字对准的Thumb指令

ARM的七种运行模式： 模式 特点 用户模式(User,usr) 正常程序执行模式，用于应用程序 快速中断模式(FIQ,fiq) FIQ异常响应时，进入此模式，用于支持高速数据传送或者通道处理 外部中断模式(IRQ,irq) IRQ异常响应时，进入此模式，用于一般中断的处理 管理模式(Supervisor,svc) 系统复位和软件中断响应时，进入此模式，用于系统初始化或操作系统功能 数据访问中止模式(Abort,abt) 存储器保护异常处理 未定义指令中止模式(Undefineed,und) 未定义指令异常处理 系统模式(System,sys) 运行特权操作系统任务(ARM V5以上版本) 除了用户模式外，都为特权模式 特权模式下可以访问所有系统资源，以及任意处理模式的切换。

ARM处理器的寄存器组织： 31个通用寄存器 不分组寄存器 R0~R7 分组寄存器R8~R14 R8_fiq~R14_fiq R13\R14各六个物理寄存器 一组用于用户和系统模式 其余五组分别用于五组异常模式 R13常用作堆栈指针---SP 每种异常模式都有自己的独立物理寄存器 R14用作子程序链接寄存器(Link Register)---LR 两个特殊功能，除此之外作为通用寄存器使用，特殊功能为： 1、 在每种处理器模式下，模式自身的R14用于保存子程序返回地址 2、 当发生异常时，该模式下对应的R14被设为异常返回地址 R15—程序计数器 PC

6个状态寄存器 CPSR SPSR_svc SPSR_abt SPSR_und SPSR_irq SPSR_fiq SPSR用于保存CPSR的当前值，在异常中断程序退出时，可以用用SPSR中保存的值来恢复CPSR

31 30 29 28 27 26-25 24 23-16 15-8 7 6 5 4 3 2 1 0 N Z C V Q …… J …… …… I F T M4 M3 M2 M1 M0 标志域 状态域 扩展域 控制域 N 符号标志位 N=1为负数 N=0为正数 Z 结果为0标志位 Z=1运算结果为零 Z=0运算结果部位零 C进位或借位标志位 加法指令中 发生了进位，C=1表示溢出 减法指令中 发生了借位，C=0表示溢出 对于移位操作的非加/减法指令，C被置为移出值的最后一位 其他运算指令不受影响 V 溢出标志位 当操作数和运算结果为二进制的补码表示的带符号数时，V=1表示溢出 其他不受影响 Q标志位，在ARM V5 E系列处理器中，表示增强的DSP指令是否溢出，其他版本未定义 J标志位 Jazelle状态标志位，V5TEJ以后架构被定义，J=1表示处于此状态

I=1禁止IRQ中断 F=1禁止FIQ中断 T控制位 指令执行状态控制位 T=0 表示执行ARM指令 T=1 表示执行Thumb指令

M[4:0]控制运行模式 M[4:0] 模式

10000 用户模式

10001 FIQ模式

10010 IRQ模式

10011 管理模式

10111 数据访问模式

11011 未定义指令模式

11111 系统模式

ARM的异常处理 异常类型P36 异常类型 处理器模式 优先级 向量表偏移量 复位 管理 1 0x0000000 未定义指令 未定义指令模式 6 0x0000004 软件中断SWI 管理 6 0x0000008 指令预取中止 数据访问中止 6 0x000000c 数据中止 数据访问中止 2 0x0000010 保留 / 0x0000014 外部中断请求(IRQ) 外部中断请求 4 0x0000018 快速中断请求(FIQ) 快速中断请求 3 0x000001c

异常响应 1、 将下一条指令的地址存入相应的异常模式的链接寄存器LR 2、 复制CPSR寄存器的内容至对应模式下的SPSR_寄存器中 3、 对CPSR寄存器的一些控制位进行设置： 响应后都切换到ARM状态，CPSR[5]=0，无论当前状态 CPSR[4:0]设置为被响应异常的模式编码 COSR[7]=1，禁止IRQ中断 如果为复位模式或FIQ模式，CPSR[6]=1，禁止FIQ中断 4、 将程序计数器(PC)设置为异常向量的地址，使程序从相应的异常向量地址开始执行异常处理程序。

异常的返回 1. 将SPSR_中的内容恢复到CPSR中 2. 将LR的值减去偏移量后送入PC,偏移量根据异常类型的不同而有所区别 3. 若在进入异常处理时设置了中断禁止位，要在此清楚 异常类型 返回指令 含义 软件中断SWI MOVS PC,R14_svc 指向SWI指令的下一条指令 未定义指令 MOVS PC,R14_und 指向未定义指令的下一条指令 指令预取中止 SUBS PC,R14_abt,#4 指向导致预取指令中止异常的那条指令 快速中断请求 SUBS PC,R14_fiq,#4 FIQ处理程序的返回地址 外部中断请求 SUBS PC,R14_irq,#4 IRQ处理程序的返回地址 数据中止 SUBS PC,R14_abt,#8 指向导致数据中止异常的那条指令 复位 无 没有定义LR

存储方式： 小端模式：低地址中存放的是子数据或者半字数据的低字节，高地址是高字节 大端模式：低地址中存放的是子数据或者半字数据的高字节，高地址是低字节

RISC 思想在ARM 处理器设计中的体现： 流水线 寄存器 指令集 Load/Store 结构

第三章 ARM嵌入微处理器指令集 ARM指令格式 {}{S} ,{,} <>为必须 {}为可选的 Opcode 指令操作码 Cond 执行条件 S 决定执行的操作结果是否影响CPSR寄存器的值 Rd 目标寄存器 Rn 包含第一个操作数的寄存器 Operand2 第二个操作数。采用的寻址方式可以为立即寻址、寄存器寻址及寄存器移位寻址

指令条件码表 操作码 条件码助记符后缀 标志 含义 0000 EQ Z=1 相等

0001 NE Z=0 不相等

0010 CS/HS C=1 无符号数大于或等于 0011 CC/LO C=0 无符号数小于

0100 MI N=1 负数

0101 PL N=0 正整或零

0110 VS V=1 溢出

0111 VC V=0 没有溢出

1000 HI C=1 且 Z=0 无符号数大于

1001 LS C=0 且 Z=1 无符号数小于或等于

1010 GE N=V 有符号数大于或等于

1011 LT N!=V 有符号数小于

1100 GT Z=0 且 N=V 有符号数大于

1101 LE Z=1 且 N!=V 有符号数小于或等于

1110 AL 任何 无条件执行(默认)

1111 NV 任何 从不执行

ARM处理器的寻址方式 寻址方式 方式 特点 立即寻址 MOV R1，#0x10 特殊的寻址方式，操作数在指令中直接给出，取出指令也就取出了操作数 寄存器寻址 MOV R1，R2 ADD R0，R1，R2 寄存器中的数值即为操作数，经常采用的一种寻址方式 寄存器间接寻址 STR R0,[R1] ;R0R1 LDR R0,[R1] ;R1R0 寄存器中的数值作为操作数的地址，操作数存放在指定的存储单元中 寄存器移位寻址 MOV R0,R1,LSL #2 MOV R0,R1,ASR #2 ADD R0,R0,R1,LSL R3 MOV R0,R1,ROR R3 ARM指令集特有 第二操作数是寄存器的数值进行相应的移位而得到，移位位数可以是立即数或者寄存器 基址加变址寻址 前变址法： LDR R0,[R1,#4] ;R0[R1+4] LDR R0,[R1,#4]! ;R0[R1+4],R1=R1+4 !表示完成后更新基址寄存器 后变址法： LDR R0,[R1],#4 ;R0[R1],R1=R1+4 可以是立即数或者是寄存器 寄存器(基址寄存器)的内容与指令中给出的地址偏移量相加

块拷贝寻址 后增IA 先增IB 后减DA 先减DB STMIA R0,{R1-R3,R8} ;[R0]R1 LDMIA R0,{R1-R3,R8} ;R1[R0] 多寄存器寻址，基址寄存器R1的值作为操作数的有效地址，从中取出操作数存入寄存器R0中，然后将R1的内容加4来更新基址寄存器 堆栈寻址 满递增堆栈 FA 蛮递减堆栈 FD 空递增堆栈 EA 空递减堆栈 ED STMFD SP!,{R1-R3,R8} 使用一个乘坐堆栈指针的专用寄存器指示当前的操作位置

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嵌入式系统复习提纲

嵌入式系统复习提纲

处理器通过总线方式或GPIO方式扩展 外围硬件。
存储器设备
嵌入式系统的存储器包括主存和外存。 大多数嵌入式系统的代码和数据都存
储在处理器可直接访问的存储空间即 主存中。 系统上电后在主存中的代码直接运行。 主存储器的特点是速度快，一般采用 ROM、EPROM、Nor Flash、SRAM、 DRAM、SDRAM等存储器件。
➢ARM状态，此时处理器执行32位的字对齐 的ARM指令；
➢Thumb状态，此时处理器执行16位的、半 字对齐的Thumb指令。
ARM的寄存器组织
系统和用户 R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 (PC)
CPSR
ARM状态 通用寄存器和程序计数器
在Thumb指令集中，某些指令强制性的要 求使用R13作为堆栈指针。
由于处理器的每种运行模式均有自己独立 的物理寄存器R13，在初始化部分，都要 初始化每种模式下的R13，这样，当程序 的运行进入异常模式时，可以将需要保护 的寄存器放入R13所指向的堆栈，而当程 序从异常模式返回时，则从对应的堆栈中 恢复。
ARM状态 程序状态寄存器
CPSR
CPSR
SPSR_svc
SPSR_abt
CPSR SPSR_irq
未定义 R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13_ und R14_ und R15 (PC)
CPSR SPSR_und
堆栈指针—R13
R13在ARM指令中常用作堆栈指针SP，但 这只是一种习惯用法，用户也可使用其他 的寄存器作为堆栈指针。
该模式主要用于运行系统中的一些特权任务
FIQ模式 用于处理快速中断，支持高速数据传输
嵌入式期末复习提纲(包含复习资料)

嵌入式期末复习提纲(包含复习资料)

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。

嵌入式复习大纲word资料52页

嵌入式复习大纲word资料52页

嵌入式系统复习题第一章嵌入式系统历史与现代特征1.什么是嵌入式系统？答：嵌入式系统是“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。

”特点：1）是专用的计算机系统，用于特定的任务；2）资源较少，可以裁减；3）功耗低，体积小，集成度高，成本低；4）使用实时操作系统；5）可靠性要求更高，具有系统测试和可靠性评估体系；6）运行环境差异大；7）大部分程序固化在ROM中；8）较长的生命周期；9）嵌入式微处理器通常包含专用调试电路。

2.嵌入式系统的特点有哪些？嵌入式系统与通用计算机系统的异同是什么？3.嵌入式系统的主要应用领域有哪些？4.从硬件组成来看，一般的嵌入式系统由哪几部分组成？画出简图。

5.按实时性来分，嵌入式系统可以分为几类？他们的特点是什么？6.按软件结构来分，嵌入式系统可以分为哪几类？它们的优缺点是什么？分别适用于哪些系统？1）轮询系统2）前后台系统3）单处理器多任务系统4）多处理器多任务系统7.指令系统（指令集：RISC/CISC/VLISC）的特性与分类及各指令系统的特点。

8.影响嵌入式软件可靠性的主要因素有哪些？如何保证嵌入式软件的可靠性？嵌入式硬件的可靠性嵌入式软件的可靠性（软件规模、软件内部结构、软件运行环境）9.前后台系统的组成和运行模式如何？需要考虑的主要因素有哪些？主要性能指标是什么？10.嵌入式系统开发的基本流程包括哪些？答：1）系统定义与需求分析；2）系统设计方案的初步确立；3）初步设计方案性价比评估与方案评审论证；4）完善初步方案、初步方案实施；5）软硬件集成测试；6）系统功能性能测试及可靠性测试。

答：嵌入式系统开发流程一般可分为4个阶段：需求分析阶段、硬件开发阶段、软件开发阶段和程序固化阶段。

11.嵌入式系统的发展历程可以分为哪几个阶段？发展趋势如何？12.嵌入式系统的危机与发展特征。

13.影响系统响应时间的主要因素有哪些？“中断响应+任务执行”：（1）任务调度算法；（2）任务执行时间；（3）事件发生频率；（4）任务数量；（5）中断响应时间；（6）任务响应时间；（7）资源共享；（8）任务间的通信。

嵌入式系统基础-复习提纲

嵌入式系统基础-复习提纲

嵌入式系统基础复习题第1章嵌入式系统概论1、什么是嵌入式系统？嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。

2、嵌入式系统的3个基本特点？嵌入性、专用性、计算机3、什么是嵌入式处理器，嵌入式处理器可以分为几大类？嵌入式处理器是为了完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

分为嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统（SOC）。

4、什么是嵌入式操作系统和？有何特点？列出常见的几种嵌入式操作系统及特点。

5、试比较说明JA TG工具和ISP工具的异同点？6、从硬件系统来看，嵌入式系统由哪几部分组成？画出简图。

第2章ARM7体系结构1、什么是RISC指令系统？什么是CISC指令系统？RISC是精简指令集计算机的缩写。

CISC是复杂指令集计算机的缩写。

2、ARM与ARM公司有什么区别？举出2个以上的ARM公司当前应用比较多的ARM处理器核？ARM7系列、ARM9系列、ARM10系列、ARM11系列、intel的Xscale系列和MPCore系列。

3、ARM7TDMI中的T、D、S、I分别表示什么含义？T：支持高密度16位的Thumb指令集D：支持片上调试S：ARM7TDMI 的可综合（synthesizable）版本（软核）I：支持EmbededICE观察硬件M：支持64位乘法4、ARM7TDMI处理器采用什么样的体系结构，其可寻址地址空间多大？ARM处理器使用冯.诺依曼结构使用单个平面的232个8位字节地址空间。

地址空间可以看作是包含230个32位字，或231个16位半字。

5、ARM7TDMI与ARM9处理器采用几级流水线处理，使用何种存储器编址方式？ARM7TDMI处理器采用三级流水线。

ARM处理器将存储器看做是一个从0开始的线性递增的字节集合。

6、ARM处理器有几种模式和ARM处理器状态有什么区别？各种工作模式下分别有什么特点?R M处理器模式指用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、未定义模式和系统模式。