嵌入式系统教案(李震) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN嵌入式系统教案(李震)嵌入式系统教案教材：《ARM9嵌入式系统设计—基于S3C2410与Linux（第二版）》，徐英慧，马忠梅，王磊，王琳编著，北京航空航天大学出版社课时分配：理论课32学时，实验课8学时，共40学时第1章嵌入式系统基础一、教学目的：介绍嵌入式系统的基本概念，包括嵌入式系统的概念、特点及应用，由本章了解嵌入式系统的基础知识，掌握嵌入式的发展方向。
学时分配：2学时二、教学重点：实时操作系统的多任务内核，实时操作系统的任务管理机制三、教学难点：理解和掌握嵌入式系统中任务间采用的共享数据结构和消息机制等两种通信方式，嵌入式系统的优先级继承，抢占式调度和非抢占式调度间的区别。
四、教学方法：课题讲授及嵌入式系统在精细农业中的应用实例演示五、教学过程设计：（2学时）一、嵌入式系统概念（一）嵌入式系统的定义（二）嵌入式系统的组成（三）嵌入式系统的特点（四）嵌入式系统的应用（五）实时系统二、嵌入式处理器（一）嵌入式处理器分类（二）微控制器的定义及特点（三）嵌入式微处理器的定义及特点，介绍主流的微处理器，包括ARM、MIPS、MC68K、PowerPC、X86微处理器等。
（四）DSP处理器的定义及特点（五）片上系统的定义及特点（六）典型的嵌入式处理器三、嵌入式操作系统（一）操作系统的概念和分类（二）实时操作系统（三）常见的嵌入式操作系统四、实时操作系统的内核（一）任务管理（二）任务间的通信和同步（三）存储器管理（四）定时器和中断管理五、嵌入式技术发展现状及趋势六、思考题1、什么是嵌入式系统它由哪几部分组成（作业）2、嵌入式系统有何特点？（作业）3、嵌入式处理器分为哪几类？4、ARM英文原意是什么它是一个怎样的公司其处理器有何特点5、什么事实时系统实时系统有何特点如何划分6、实时操作系统常用的任务调度算法有哪几种？第2章嵌入式系统开发过程一、教学目的：介绍嵌入式软件的开发过程和调试手段，使学生了解嵌入式软件与普通计算机软件在开发和调试上的区别。
课程编号：“嵌入式系统设计”课程教学大纲Embeded System Design Course Outline50学时 3学分一、课程的性质、目的及任务嵌入式系统设计是计算机科学与技术专业的一门专业基础课程。
随着后PC时代的到来，以高速度、高可靠、低功耗为特征的嵌入式系统的应用日益广泛和深入，嵌入式系统设计在计算机科学与技术专业课程体系中的地位愈发重要。
通过本课程的学习，掌握嵌入式系统的组成和基本原理、ARM体系结构特点、嵌入式系统设计的一般原理及方法、以及嵌入式操作系统的基本原理及应用等。
二、适用专业——计算机科学与技术三、先修课程——计算机组成原理、微型计算机技术、汇编语言、C语言程序设计四、课程的基本要求通过本课程的学习，学生应能达到下列要求：1.掌握嵌入式系统的概念、体系结构、系统组成及设计方法；2.掌握ARM7的微处理器结构和指令系统以及嵌入式系统的分析与设计方法，了解嵌入式操作系统和嵌入式网络技术；3.掌握以S3C44B0系列嵌入式微处理器的硬件资源、指令系统，并以它为核心，能够进行实际系统的设计与分析；4.通过实例学习，重点掌握嵌入式系统的应用开发。
五、课程的教学内容(一)课堂讲授的教学内容0．绪论嵌入式系统开发基础（基本概念、组成结构、硬件组成、操作系统、应用软件开发、嵌入式系统开发流程）1．ARM体系结构及汇编指令集ARM技术概述；ARM处理模式和状态、ARM存储器组织、ARM异常中断；ARM寻址方式；ARM指令集、Thumb 指令集、ARM汇编程序规范、ARM汇编程序特点2．基于ARM的嵌入式系统程序设计基础ARM汇编语言程序设计、嵌入式C语言程序设计及技巧、C语言与汇编语言混合编程、基于ARM的软件开发环境3．基于ARM核微处理器S3C44B0X的扩展接口技术S3C44B0X微处理器及其硬件开发平台、基于S3C44B0X的嵌入式系统体系结构；存储器扩展接口、UART异步串行接口、USB设备接口、通用I/O口应用、A/D和D/A接口应用。
1.国内嵌入式系统行业对嵌入式系统的定义是什么？如何理解答：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。
从这个定义看以看出嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统要求进行合理的裁剪利用。
因此有人把嵌入式系统比作是一个针对特定的应用而量身定做的专用计算机系统。
2.当前最常见的源码开放的嵌入式操作系统有哪些，请举出两例，并分析其特点答：嵌入式linux和嵌入式实时操作系统uc/os-IILinux：（1）linux是源码开放的，每一个技术细节都是透明的，易于裁剪定制。
（2）目前嵌入式linux已经在多种嵌入式处理器芯片移植成功，有大量且不断增加的开发工具，这些工具为嵌入式系统开发提供了良好的开发环境。
（3）Linux内核小、功能强大、运作稳定、效率高。
Ucos：（1）源代码公开（2）可移植性。
（3）可固化（4）可裁剪（5）占先式（6）多任务（7）可确定性。
（8）系统服务第2章ARM技术与ARM体系结构3.arm处理器的工作模式有哪几种，其中哪些为特权模式，哪些为异常模式，并指出处理器在什么情况下进入相应的模式。
答：ARM 处理器共有7 种工作模式：用户模式：非特权模式，也就是正常程序执行的模式，大部分任务在这种模式下执行。
在用户模式下，如果没异常发生，不允许应用程序自行改变处理器的工作模式，如果有异常发生，处理器会自动切换工作模式FIQ 模式：也称为快速中断模式，支持高速数据传输和通道处理，当一个高优先级(fast)中断产生时将会进入这种模式。
IRQ 模式：也称为普通中断模式，:当一个低优先级中断产生时将会进入这种模式。
在这模式下按中断的处理器方式又分为向量中断和非向量中断两种。
通常的中断处理都在IRQ 模式下进行。
SVC 模式：称之为管理模式，它是一种操作系统保护模式。
当复位或软中断指令执行时处理器将进入这种模式。
arm汇编程序退出方式1.引言概述部分的内容如下所示：1.1 概述ARM汇编语言是一种低级的程序设计语言，专门用于编写ARM架构下的机器指令。
与高级语言相比，ARM汇编语言更加底层且与硬件关联密切，可以直接操作寄存器、内存和设备等。
在编写ARM汇编程序时，了解如何正确退出程序是非常重要的。
程序的退出方式通常有两种：正常退出和异常退出。
正常退出是指程序在完成所需的任务后，通过一系列指令主动结束程序的执行。
异常退出是指在程序执行过程中发生了错误或异常情况，导致程序意外终止。
无论是正常退出还是异常退出，程序的结束都需要进行一系列的清理工作，如关闭文件、释放内存等，以确保程序能够正确退出并回收资源。
在ARM汇编程序中，正常退出通常通过以下几种方式实现：1. 返回指令：使用指令`BX LR`或`MOV PC, LR`将程序的执行流程返回到调用该函数的位置。
这通常用于函数的正常返回。
2. 终止指令：使用指令`MOV PC, 0`或`MOV PC, R0`将程序的执行流程直接跳转到地址0处，从而结束程序的执行。
这通常用于主程序的结束。
异常退出则需要通过异常处理机制来实现，例如使用相关的中断处理程序或异常处理程序。
当程序发生异常情况时，处理程序会根据异常类型进行相应的处理和清理工作，最终将程序的执行流程返回到预定的位置。
本文将重点讨论ARM汇编程序的退出方式，以及如何正确地进行清理工作，确保程序的正常退出和资源的释放。
在接下来的章节中，我们将详细介绍不同的退出方式，并提供示例代码以说明其用法和注意事项。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将围绕ARM汇编程序的退出方式展开讨论。
首先在引言部分进行了概述，介绍了本文的背景和意义。
接着通过文章结构的说明，将向读者展示本文的组织架构和思路。
在正文部分，将重点讨论两个要点，分别是“第一个要点”和“第二个要点”。
通过详细的解释和实例分析，将阐明ARM汇编程序退出的不同方式及其相关的特点和优缺点。
