题型 | 数量 | 范围 |
---|---|---|
选择题 | 10X2’ - | |
填空题 | 20X1’ | - |
判断题 | don’t know | - |
简答题 | 4X5’ | - |
程序题 | 12’+8’ | - |
-本章主要考小题
-P4页
分为以下几类:
-P5页
嵌入式微处理器 EMPU——————(Embedded Microprocessor Unit)
嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点,但是在电路板上必须包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等器件,从而降低了系统的可靠性,技术保密性也较差。嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在一块电路板上,称为单板计算机
微控制器(单片机) MCU—————(Microcontroller Unit)
嵌入式微控制器又称单片机,它是将整个计算机系统集成到一块芯片中。嵌入式微控制器一般以某一种微处理器内核为核心,芯片内部集成各种必要功能和外设。
和嵌入式微处理器相比,微控制器的最大特点是单片化,体积大大减小,从而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。微控制器的片上外设资源一般比较丰富,适合于控制,因此称微控制器。
DSP处理器 DSP—————————(digital Signal Processor)
DSP处理器对系统结构和指令进行了特殊设计,使其适合于执行DSP算法,编译效率较高,指令执行速度也较高。在数字滤波、FFT、谱分析等方面DSP算法正在大量进入嵌入式领域,DSP应用正从在通用单片机中以普通指令实现DSP功能,过渡到采用嵌入式DSP处理器。
片上系统 SoC——————————(System on Chip)
在一个硅片上实现一个更为复杂的系统,这就是System On Chip(SOC)。用户只需定义出其整个应用系统,仿真通过后就可以将设计图交给半导体工厂制作样品。这样除个别无法集成的器件以外,整个嵌入式系统大部分均可集成到一块或几块芯片中去,应用系统电路板将变得很简洁,对于减小体积和功耗、提高可靠性非常有利。
SoC可以分为通用和专用两类。
注:了解各自的适用范围与区别
发展史概述
计算机系统由硬件和软件组成,在发展初期没有操作系统这个概念,用户使用监控程序来使用计算机。随着计算机技术的发展,计算机系统的硬件、软件资源也愈来愈丰富,监控程序已不能适应计算机应用的要求。于是在六十年代中期监控程序又进一步发展形成了操作系统(Operating System)。发展到现在,广泛使用的有三种操作系统即多道批处理操作系统、分时操作系统以及实时操作系统。
嵌入式操作系统采用实时操作系统
操作系统分类:
备注:
实时操作系统强调实时性、可靠性、灵活性
-P7页 ppt P20页
-P11 ppt P35(目测选择题)
注: 注意了解各自的优缺点,通读留个印象
-简答题X3,小题
-P16页,了解特性
个人科普用,老师只要求了解这两个名词,并且大头考RISC,此段可以忽略
-P17,老师重点提到下面两个
Cortex-M3处理器
该处理器是首款基于ARMv7-M架构的处理器,采用了纯Thumb2指令的执行方式,具有极高的运算能力和中断响应能力。
Cortex-M3主要应用于汽车车身系统,工业控制系统和无线网络等对功耗和成本敏感的嵌入式应用领域
ARM7(系列)
该系列包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、带有高速缓存处理器宏单元的ARM720T和扩充了Jazelle的ARM7EJ-S。该系列处理器提供Thumb 16位压缩指令集和EmbededICE软件调试方式,适用于更大规模的SoC设计中。
ARM7系列广泛应用于多媒体和嵌入式设备,包括Internet设备、网络和调制解调器设备,以及移动电话、PDA等无线设备。
ppt P17页
字母 | 全写 | 意义 |
---|---|---|
T | Thumb | 支持高密度16位的Thumb指令集 |
D | Debug | 支持片上调试 |
M | Multiplier | 支持64位乘法,内嵌硬件乘法器 |
I | 嵌入式ICE | 支持EmbededICE观察硬件;仿真功能模块,支持片上断点和调试点。 |
S | synthesizable | ARM7TDMI 的可综合(synthesizable)版本(软核),对应用工程师来说其编程模型与ARM7TDMI 一致 |
书P20 ppt P20页,了解三个动作及作用、有点,可能考简答或填空
正常操作过程中,在执行一条指令的同时对下一条(第二条)指令进行译码,并将第三条指令从存储器中取出。
无论处理器处于何种状态,程序计数器R15(PC)总是指向“正在取指”的指令,而不是指向“正在执行”的指令或者正在“译码”的指令。
解:
其他参照ppt与书
-P23页 ppt P24页,可以忽略具体管脚名,主要记住周围的功能与接口,最可能的考法是对着图片填空
-P24页 ppt P28页
两个状态之间的切换并不影响处理器模式或寄存器内容。
注:不考状态切换相关知识,T是CPSR的一个控制位,注意结合下文看,CPSR也是必考点
31个通用32位寄存器
6个32位状态寄存器(目前均只使用了其中的12位)
寄存器R13、R14分别有6个分组的物理寄存器。1个用于用户和系统模式,其余5个分别用于5种异常模式。
寄存器R13通常作为堆栈指针(SP),用于保存待使用的寄存器的内容。
寄存器R14称为链接寄存器(LR),在结构上有两个特殊功能:
寄存器R15称为程序计数器(PC),它指向正在“取指”的指令。
上下文有介绍
-P28页 ppt P34页
-R15
它指向正在“取指”的指令,由于ARM体系结构采用了多级流水线技术,对于ARM指令集而言,PC总是指向当前正在执行指令的下两条指令的地址,即PC的值为当前指令的地址值加8个字节程序状态寄存器。
注:记住每个寄存器是做什么的以及各个位的含义(CPSR)
书 p36 ppt P43
简介
CPSR(当前程序状态寄存器)在任何处理器模式下被访问。它包含了条件标志位、中断禁止位、当前处理器模式标志以及其他的一些控制和状态位。每一种处理器模式下都有一个专用的物理状态寄存器,称为SPSR(备份程序状态寄存器)。当特定的异常中断发生时,这个寄存器用于存放当前程序状态寄存器的内容。
在异常中断退出时,可以用SPSR来恢复CPSR。由于用户模式和系统模式不是异常中断模式,所以他没有SPSR。当用户在用户模式或系统模式访问SPSR,将产生不可预知的后果。
ARM内核包含1个CPSR和5个仅供异常处理程序使用的SPSR。ARM的所有模式共享一个CPSR。CPSR反映当前处理器的状态,其包含:
助记:
字符 | 释义 | value |
---|---|---|
N | nagetive | 负或小于 |
Z | Zero | 零 |
C | Carry | 进位或借位拓展 |
V | oVerflow | 溢出标志 |
记住CPSR每个位的作用,老师强调过,可能简答或填空,可参照ppt P44页往后详细了解
-P41页 ppt P49页 记住异常优先级
当多个异常同时发生时,一个固定的优先级决定系统处理它们的顺序。
不考
-4.3-4.6 了解即可
-4.7-4.16 重点
P88页看一看
P89页的特性:
-P112页,老师由此引入一个Bootloader的概念、记住你认为有用的
在嵌入式操作系统中,BootLoader是在操作系统内核运行之前运行。可以初始化硬件设备、建立内存空间映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适状态,以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。在嵌入式系统中,通常并没有像BIOS那样的固件程序(注,有的嵌入式CPU也会内嵌一段短小的启动程序)&
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