杭电嵌入式期末复习

嵌入式复习参考 Powered by xuewei 一、什么是嵌入式系统？它由哪几部分组成？有何特点？
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，从而能 够适应实际应用中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机 系统。 嵌入式系统主要由嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统和应用软件等 组成。 特点：嵌入式系统具有产品特征，具有较长的生命周期；嵌入式系统通常有 减小功耗的要求；嵌入式系统是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新 的知识集成系统； 软硬件可裁剪； 软件要求固态化存储； 系统软件要求高实时性； 嵌入式系统开发需要开发工具和环境；嵌入式系统开发人员以应用专家为主。
二、 嵌入式软件开发过程分为哪几个阶段？每个阶段的特点是什么？
嵌入式开发流程可分为需求分析阶段、 设计阶段、 生成代码阶段和固化阶段。 ①需求分析阶段。需求分析过程主要是搞清需要完成的任务，通过分析用户 需求，确定系统功能、操作界面及应用环境等，并生成相关文档。 ②设计阶段。设计阶段主要是根据需求分析的结果，将系统划分为多个并发 执行的任务， 任务的划分主要以数据流图为分析工具，找出系统中有哪些可并行 的功能，然后把可并行且相对独立的功能单元抽形成一个系统任务。 ③生成代码阶段。生成代码阶段需要完成的工作包括代码编程、交叉编译和 连接、交叉调试和测试等。 代码编程：以详细设计阶段的文档为基础，在宿主机上编写代码。目前嵌入 式软件主要使用C或C++结合汇编语言进行程序设计。 交叉编译和链接：由于嵌入式系统开发和运行环境的不统一，要求开发机上 的编译器能支持交叉编译和链接。 交叉调试：调试器运行在宿主机上，而被调试的程序则运行在基于特定硬件 平台的嵌入式操作系统上。 调试器通过和被调试程序间通信来控制、访问被调试 程序。 测试：单元和系统测试。 ④固化阶段。嵌入式软件调试完成以后，编译器要对源代码重新编译一次， 以产生固化到目标环境的可执行代码，再烧写到目标环境的Flash中。
三、Linux中，内核包括些什么？
进程管理、定时器、中断管理 内存管理、模块管理、网络管理 文件系统、虚拟文件系统接口 设备驱动程序、进程间通信 系统启动等程序

四、进程管理……状态和调度……
进程主要包括如下几个要素：有一段可执行的程序；有进程专用的系统堆栈 空间；有进程专用的存储空间；在内核中有一个进程控制块的数据结构。 进程的3个重要特性：独立性；动态性；并发性。 进程的状态和调度：
Linux进程状态转移图
进程调度用来实现进程状态之间的转换。Linux的调度发生在多进程的情况 下。Linux的实时调度比普通调度只是在调用上的优先，事实上，在内核状态下， 实时进程并不能对普通进程进行抢占。
五、ARM编程模型……寄存器组织……异常（中断流程）
工作模式有7种：用户、FIQ、IRQ、管理、中止、未定义、系统。 工作状态有2种：ARM,32位; Thumb，16位。 R13 SP(堆栈指针) R14 LR(链接寄存器) R15 PC(程序计数器) CPSR的第5位T定义状态。T=0，执行ARM；T=1，执行Thumb。
小端低位在低地址 0x12345678 大端低位在高地址 0x78563412

异常： 当正常的程序执行流程发生暂时的停止时，称之为异常，例如处理一个外部 的中断请求。在处理异常之前，当前处理器的状态必须保留，以便当异常处理完 成之后，当前程序可以继续执行。 响应： 将下一条指令的地址存入相应LR，以便程序在处理异常返回时能从正确的位 置重新开始执行；将CPSR复制到相应的SPSR中；根据异常类型，强制设置CPSR 的运行模式位； 强制PC从相关的异常向量地址取下一条指令执行，从而跳转到相 应的异常理程序处。 返回：将LR的值回送到PC中；将SPSR复制回CPSR中；若进入异常处理时设置 了中断禁止位，则清除。
六、驱动程序开发。
驱动程序三个部分：初始化和释放；与应用程序接口的设计；内部函数的实现。 设备文件类型：块设备；字符设备；网络设备。 设备驱动程序主要功能： ①对设备初始化和释放； ②把数据从内核传送到硬件和从硬件读取数据； ③传送应用程序和设备文件之间的数据； ④检测和处理设备出现的错误。 ⑤设备驱动程序的开发方式主要有两种：基于内核的方式和基于模块的方式。 设备驱动程序开发流程： ①定义主、次设备号，也可以动态获取。 ②实现驱动初始化和清除函数。 如果驱动程序采用模块方式，则要实现模块初始 化和清除函数。 ③设计所要实现的文件操作，定义file_operations结构。 ④实现所需要的文件调用，如read、write等 ⑤实现中断服务函数并向内核注册。 ⑥将驱动编译到内核或编译成模块并加载。(insmod) ⑦生成设备节点文件。(mknod)

七、编程。（ARM makefile gcc）
1、c=a*b+d AREA CHENGJIA,CODE,READONLY ENTRY start mov r0,#1 mov r1,#2 mov r2,#3 mla r3,r0,r1,r2 ;r3=r0*r1+r2 stop mov r0,#0x18 ldr r1,=0x20026 swi 0x123456 end 运行结果： R3=5
2、if(a+b<3) y=12; else y=0; AREA JUMP,CODE,READONLY ENTRY start mov r0,#1 mov r1,#1 add r2,r0,r1 ;a+b subs r2,r2,#3 ;a+b-3 bcc tst ;if <,jump mov r3,#0 ;else r3=0 bl stop ;stop tst mov r3,#12 ;r3=12 stop mov r0,#0x18 ldr r1,=0x20026 swi 0x123456 end 运行结果： R3=12 若改作 mov r0,#1；mov r1,#3；则运行结果为 R3=0

3、for(i=0;i<10;i++) {a[i]=b[i]+c;} AREA CHENGJIA,CODE,READONLY ENTRY start ldr r0,=a ldr r1,=b mov r2,#0x0c mov r5,#11 loop ldr r4,[r1],#4 ;r4<=r1,r1<=r1+4 add r3,r4,r2 str r3,[r0] add r0,r0,#4 subs r5,r5,#1 blne loop stop mov r0,#0x18 ldr r1,=0x20026 swi 0x123456 AREA BlockData,DATA,READWRITE a DCD 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 b DCD 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 end 运行结果
4、for(i=0;i<4;i++) {c[i]=a[i]*b[i];} AREA CHENGJIA,CODE,READONLY ENTRY start ldr r0,=a ldr r1,=b ldr r6,=c mov r5,#4 loop ldr r2,[r0],#4 ldr r3,[r1],#4 mul r4,r2,r3 str r4,[r6] add r6,r6,#4

subs blne stop mov ldr swi AREA a DCD b DCD c DCD end 运行结果
r5,r5,#1 loop r0,#0x18 r1,=0x20026 0x123456 BlockData,DATA,READWRITE 1,2,3,4 1,2,3,4 0,0,0,0
5、x=array[5]+y AREA CHENGJIA,CODE,READONLY ENTRY start ldr r0,=a mov r1,#3 mov r2,#0; ldr r3,[r0],#20 ;r3<=r0,r0<=r0+4*5 ldr r3,[r0] add r2,r3,r1 stop mov r0,#0x18 ldr r1,=0x20026 swi 0x123456 AREA BlockData,DATA,READWRITE a DCD 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 end 运行结果 r2=8 (5+3)

*ARM Thumb切换 CODE 32 ar adr r0,thub+1 ;把语句标号thub所在地址赋给r0， 末位r0[0]置1 bx thub adr r0,ar bic r0,r0,#1 bx r0 ; ;末位r0[0]清0 ; 转到ARM主程序 r0 ;转到Thumb主程序
CODE 16
6、makefile example (1)写程序 #include main() { printf(“hello world!\n”); } 并保存为 hello.c (2)gcc编译 gcc –o hello hello.c 生成可执行程序 hello (3)若是写makefile文件，则如下 hello: hello.c gcc –o hello hello.c 保存
然后在终端输入 make,即可生成可执行程序 hello 输入./hello，即可运行程序