嵌入式系统原理期末复习
第一章 嵌入式系统概述
1.嵌入式系统的特点。
嵌入性、专用性、计算机系统。
1.系统内核小。2.专用性强。3.运行环境差异大。4.可靠性要求高。5.系统精简和高实时性操作系统。6.具有固化在非易失性存储器中的代码。7.嵌入式系统开发工作和环境。
2.嵌入式系统的功能。
1.提供强大的网络服务。2.小型化、低成本、低功耗。3.人性化的人机界面。4.完善的开发平台
3.嵌入式的应用。
1.工业过程控制。2.网络通信设备。3.消费电子产品。4.航空航天设备。5.军事电子设备和现代武器
4.HAL,BSP,RTOS,PDA的中文含义。
HAL：硬件抽象层
BSP：板级支持包
RTOS：实时多任务操作系统、实时操作系统
PDA：非实时操作系统
第二章 ARM微处理器
1.ARM微处理器的特点。
1.小体积、低功耗、低成本、高性能；2.支持Thumb(16位)／ARM(32位)双指令集，能很好地兼容８位／１６位器件；3.大量使用寄存器，指令执行速度更快；4.大多数数据操作都在寄存器中完成；5.寻址方式灵活简单，执行效率高；6.指令长度固定。
2.ARM7和ARM9的区别
1.时钟频率的提高，ARM7是冯诺伊曼结构，ARM9是哈弗结构；２.指令周期的改进；３.MMU内存管理单元，ARM９有ＭＭＵ；４.ARM7比ARM9提供了更好的性能——功耗比；５.ARM9能够很好的向后兼容ARM7上的软件。
3.ARM微处理器的结构，两个指令集状态的区别、转换
ARM微处理器的结构
CISC: 随着计算机技术的发展而不断地引入新的复杂的指令集，为支持新增的指令，计算机体系结构会越来越复杂，但，在CISC指令集的各种指令中，其使用频率却相差悬殊；
RISC：精简指令集计算机
１．采用固定长度的指令格式。
２．使用单周期指令，便于流水线操作执行。
３．大量使用寄存器，数据处理指令只对寄存器进行操作，只有加载／存储指令可以访问存储器，以提高指令的执行效率。
４．在保证高性能的前提下尽量缩小芯片的面积，并降低功耗。
５．所有的指令都可根据前面的执行结果决定是否被执行，从而提高指令的执行效率。
６．可用加载／存储指令批量处理数据，以提高数据的传输效率。
７．可在一条数据处理指令中同时完成逻辑逻辑处理和移位处理。
８．在循环处理中使用地址的自动增减来提高运行效率。
两个指令集状态的区别：
ＡＲＭ指令为３２位的长度，Thumb指令为１６位长度；Thumb指令集为ARM指令集的功能子集，与等价的ARM代价相比较，可节省３０％——４０％以上的存储空间，同时具备３２位代码的所有优点。
转换：
进入Thumb状态：当操作数寄存器的状态位（位0）为1时，可以采用执行BX指令的方法，使微处理器从ARM状态切换到Thumb状态。此外，当处理器处于Thumb状态时发生异常（如IRQ、FIQ、Undef、Abort、SWI等），则异常处理返回时，自动切换到Thumb状态。
进入ARM状态：当操作数寄存器的状态位为0时，执行BX指令时可以使微处理器从Thumb状态切换到ARM状态。此外，在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，也可以使处理器切换到ARM状态。
4.ARM寄存器结构
１．ＡＲＭ处理器共有３７个寄存器，３１个通用寄存器，包括程序计数器(ＰＣ指针)，均为３２位的寄存器。
２．６个状态寄存器，用以标识ＣＰＵ的工作状态及程序的状态，均为３２位，目前只使用于其中的一部分。
5.两种存储格式（大端格式、小端格式）
１．大端格式：字数据的高字节存储在低地址中，地－高
２．小端格式：低地址中存放的是字数据的低地址。
6.ＭＭＵ的主要功能
１．将主存地址从虚拟存储空间映射到物理存储空间。
２．存储器访问权限控制。
３．设置虚拟存储空间的缓冲特性。
7.处理器的模式（每个模式下的寄存器使用情况）
ＡＲＭ微处理器支持７种运行模式：
１．用户模式usr：ＡＲＭ处理器正常的程序执行状态。
２．快速中断模式fiq：用于高速数据传输或通道处理。
３．外部中断模式irq：用于通用的中断处理。
４．管理模式svc：操作系统使用的保护模式。
５．数据访问终止模式abt：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护。
６．系统模式sys：运行具有特权的操作系统任务。
７．未定义指令终止模式und：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理的软件仿真。
除用户模式以外，其余的所有６种模式称之为非用户模式或特权模式；
其中除 用户模式 和 系统模式 以外的５种又称为异常模式，常用于处理中断或异常，以及需要访问受保护的系统资源情况。
1.用户模式usr：R0-R15、ＣＰＳＲ
2.快速中断模式fiq：Ｒ０－Ｒ１５、ＣＰＳＲ、ＳＰＳＲ_irq
3.外部中断模式irq：Ｒ０－Ｒ５、ＣＰＳＲ、ＳＰＳＲ_irq
4.管理模式svc：Ｒ０－Ｒ５、ＣＰＳＲ、ＳＰＳＲ_svc
5.数据访问终止模式abt：Ｒ０－Ｒ５、ＣＰＳＲ、ＳＰＳＲ_abt
6.系统模式sys：R0-R15、ＣＰＳＲ
7.未定义指令终止模式und：Ｒ０－Ｒ５、ＣＰＳＲ、ＳＰＳＲ_und
第三章 ARM9的指令系统
1.ARM处理器的寻址方式(8种)
１．寄存器寻址；
２．立即寻址
３．寄存器间接寻址
４．变址寻址
５．寄存器移位寻址
６．多寄存器寻址
７．堆栈寻址
８．相对寻址
2.堆栈四种工作方式
满递增方式、满递减方式、空递增方式、空递减方式
3.条件码的含义
条件码共有16种，每种条件码可用两个字符表示，这两个字符可以添加在指令祝记符的后面和指令同时使用
4.ARM存储器访问指令（ＬＤＲ、ＬＤＲＢ、ＬＤＲＨ、ＳＴＲ、ＳＴＲＢ、ＳＴＲＨ）