级嵌入式系统
三级嵌入式系统学习总结
一第一章
1.嵌入式系统概论
嵌入式系统中的软件一般都固化在只读存储器中，用户不能随意更改其中的程序功能。
嵌入式系统的逻辑组成：1）处理器2）存储器3）I/O设备与I/O接口4）数据总线5）软件
嵌入式处理芯片有四种类型：1）微处理器2）数字信号处理器3）微控制器（单片机）4）片上系统
微控制器MCU的低端产品并不会因为高端产品的出现而衰落
在32位MCU中，绝大多数使用RAM内核
EDA：电子设计自动化
IP核可以分为三种：软核、硬核、固核
2.嵌入式系统与数字媒体
计算机中常用的最广泛的西文字符及其编码是ASCII字符集和ASCII码，即美国标准信息交换码，共有128个字符，一个字符占一个字节。
我国目前广泛使用的汉字编码国家标准有GB2312和GB18030
GB2312只有6763个汉字，不够用
GB18030字符集与国际标准UCS/Unicode字符集基本兼容。GB18030采用不等长的编码方法，单字节编码表示ASCII码，双字节编码表示汉字，与GB2312保持向下兼容，四字节编码表示其他字符
Unicode最新版本是。UCS/Unicode在计算机中具体实现时采用不同的编码方案，最常用的是UTF-8和UTF-16，UTF-8采用的是单字节可变长编码；UTF-16采用的是双字节可变长编码文本的类型可以分为简单文本、丰富格式文本、超文本
图像的数据量=图像水平分辨率*图像垂直分辨率*像素深度/8（像素深度指的是每个像素用多少个二进制数来表示）
数字视频的数据量非常大，在进行传输时必须进行压缩，压缩编码标准是国际标准化组织（ISO）制定的，其名称为MPEG。
无线局域网采用的协议主要是IEEE （俗称WIFI）
3.数字通信与计算机网络
微波是一种300MHz-300GHz的电磁波
计算机网络的组成：1）计算机等智能电子设备2）数据通信链路3）通信协议4）网络软件
以太局域网：
1）发送数据设备必须把要传输的数据分成小块（帧）进行传输，一次只能传输1帧；
2）局域网中的每一个终端都有自己唯一的标识，称为物理地址或MAC地址，在发送的每一帧数据中，必须包含自己的MAC地址和接收终端的MAC地址
3）IP协议定义了主机的概念，所有主机及使用一种统一格式的地址标识，称为IP地址。4）以太局域网大多是由集线器或者交换机组网
计算机网络的类型：1）局域网2）城域网2）广域网
IP地址分为A、B、C三类。
IP是由四段数字组成，共32位，8位一段。
A类IP段到(0段和127段不使用)
B类IP段到C类IP段到XP默认分配的子网掩码每段只有255或0
A类的默认子网掩码一个子网最多可以容纳1677万多台电脑
B类的默认子网掩码一个子网最多可以容纳6万台电脑
C类的默认子网掩码一个子网最多可以容纳254台电脑
二第二章
1.嵌入式处理器
嵌入式处理器按照指令集可以分为复杂指令集结构和精简指令集结构，按存储机制可以分为冯诺依曼结构及哈佛结构，按字长可以分为8位、16位、32位等
精简指令集结构采用加载和存储两种指令对存储器进行读写操作。
ARM内核采用多层次的存储结构，在处理器与主存储器之间加入CACHE，综合了哈佛结构和冯诺依曼结构的优点。
ARM处理器的主流为32位，其主要特征如下：1）单周期操作2）只是用加载/存储指令访问内存3）指令长度固定4）三地址指令格式5）指令流水线格式6）低功耗设计ARM由三种指令集，分别是：1）ARM指令集2）Thumb指令集3）Thumb-2指令集
2.典型ARM处理器介绍
ARM处理器分为5类，分别是：1）经典ARM处理器2）ARM Cortex嵌入式处理器3）ARM Cortex实时嵌入式处理器4）ARM Cortex应用处理器5）ARM专家处理器
ARM Cortex处理器包括：1）Cortex-A 面向高端应用的处理器2）Cortex-R 面向实时控制的处理器3）Cortex-M 面向微控制器的处理器
3.ARM处理器体系结构
ARM处理器的工作状态：1）ARM状态，即32位状态2）Thumb 状态，即16位状态3）调试状态
ARM处理器有7种工作模式，分别是1）用户模式User 2）快速中断模式FIQ 3）外部中断模式IRQ 4）管理模式SVC 5）中止模式ABT 6）未定义指令模式UND 7）系统模式SYS
ARM处理器由37个寄存器，包括31个通用寄存器和6个状态寄存器，通用寄存器中不分组的有8个，即R0-R7。
ARM处理器用两种模式存储数据，一是大端模式，即32位的高字节存放在低地址中，低字节存放在高字节中；二是小端模式，即32位的高字节存放在高地址中，低字节存放在低字节中。
MMU，即存储器管理模块，作用是进行虚拟地址到物理地址的映射、存储器访问权限控制MPU是存储器保护单元
4.ARM处理器指令集
指令的条件码：
EQ：相等
NE：不相等
CS：无符号数大于或等于
CC：无符号数小于
HI：无符号数大于
LS：无符号数小于或等于
GE：带符号数大于或等于
LT：带符号数小于
GT：带符号数小于或等于
LE：带符号数小于或等于
PL：正数或0
块拷贝寻址举例：
LDMIA R0，{R1，R2，R5，R9} R1?[R0], R2?[R0+4], R3?[R0+8], R4?[R0+12] STMIA R0，{R1-R7} [R0]?R1，[R0+4]?R2, [R0+8]?R3,[R0+12]?R4，[R0+16]?R5……
程序状态寄存器访问指令举例：
MRS R0，CPSR 传送CPSR中的值到R0
MSR CPSR, R0 传送R0的值到CPSRs
5.ARM汇编语言程序设计
意会
三第三章
1.嵌入式系统硬件组成概述
最小系统的构成：嵌入式处理器、存储器、复位电路、电源电路、时钟电路、调试测试接口典型嵌入式应用系统的硬件组成：最小硬件系统、前向通道、后向通道、人机交互通道以及相互互联通信通道。前向通道即输入接口，由模拟量输入接口和数字量输入接口组成；后巷通道即输出接口，由模拟输出接口和数字输出接口组成；人机交互通道即输入输出接口；2.嵌入式处理芯片
AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）先进微控制器总线体系结构
AMBA规定了两种类型的总线，分别是系统总线和外围总线，通过桥接器进行连接
与系统总线连接的部件：电源及时钟控制器、内核、DMA、外部存储器控制接口、USB主机、SRAM、中断控制器、LCD控制器；
与外围总线连接的部件：GPIO、UART、SPI、IIC、IIS、USB设备、WDT、TIMER、RTC、PWM、ADC/DAC、CAN、Ethernent。
片内程序存储器常用Flash ROM，片内数据存储器常用SRAM。
3.嵌入式系统的存储器
嵌入式系统的存储器结构：嵌入式处理器（内部L1/L2 Cache）、主存储器（内存）、外部存储器（外存），Cache由SRAM承担
MROM：掩膜只读存储器，出厂后信息确定，无法改变；
PROM：一次可编程存储器
EPROM：紫外线可擦除的只读存储器
EEPROM：电擦除可编程存储器
FLASH ROM：闪存；NOR FLASH 和NAND FLASH是流行的闪存
新存储器：FRAM（铁电存储器）、MRAM（磁性存储器）
存储器容量=单元总数*数据位数/单元
并行总线的存储器带宽=总线频率*数据宽度/8*传输次数/总线周期
串行总线的存储器带宽=总线频率/10
4.I/O接口及常用的GPIO
GPIO提供的输入具有缓冲功能，输出有锁存功能
IIC总线有两条数据线，分别是数据线SDA和时钟线SCL。SCL为高，SDA由高变低时启动传输，SCL为高，SDA由高变低时停止传输。传输时高位在前，低位在后，传输的第一个字节为地址，地址的最后一位指示数据传输方向，第9位为应答位。总线控制遵循低电平优先的原则。
SPI是同步串行接口，一般使用四条线，分别是时钟、输入、输出、片选。SPI发送数据时，
数据从主机中从左向右发送给从机（主机数据左对齐），从机数据从右向左发送给主机（从机数据右对齐），发送数据时，高位在前，低位在后
UART：常用于全双工串行异步通信，发数据时，低位在前，高位在后
USB：最多可以连接127个设备。USB系统由USB硬件和USB软件组成。硬件中的主控制器包括一个根集线器，传输时采样翻转不归零。采用半双工差分方式传输数据。
触摸屏分为电阻式和电容式
5.ARM内核典型处理器芯片
S3C2410是韩国三星公司制造的微处理器，以下都是S3C2410的有关介绍
电源管理模块有正常模式、慢速模式、休眠模式、掉电模式。任何情况下复位操作均进入正常模式，在掉电模式和休眠模式下，只要有任何一个外部中断EINT或者RTC时钟中断发生，均将返回到正常模式。
总共由5个16位定时器timer，4个具备PWM的功能。
定时器输入时钟频率=PCLK/（预分频值+1）*时钟因子
有三个UART，UBRDIV=INT（UCLK/（波特率*16））-1，UCLK可以是PCLK，也可以是UEXTCLK。看门狗定时器的技术脉冲周期为：t_watchdog=1/（PCLK/（预分频值+1）/分频系数），计数初值为WTCON=T/t_watch_dog
6.嵌入式系统外部通信接口
RS-485采用差分信号传输方式
CAN总线也使用差分的方式传输
四第四章
在uC/OS-II中，任务或者中断服务可以通过事件控制模块（ECB）相其他任务发出信号
1.嵌入式系统的软件组成
嵌入式系统的特点：软件与硬件一体化、软件代码时空效率要求高、软件可剪裁、软件应用环境复杂、软件开发难度大、软件面向用户、面向产品、面向应用、软件产业高度分散、软件具有较长的生命周期。
嵌入式系统的软件结构：简单的轮询结构（只进行查询操作）、带中断的轮询结构、监控式操作系统+应用软件的结构、通用嵌入式操作系统+应用软件的结构。
高端嵌入式系统的软件结果层次示例：硬件层、硬件抽象层、操作系统层、中间件层、应用软件层。
中间件是指除了操作系统内核、设备驱动程序和应用软件之外的系统软件。
硬件抽象层（Hardware Abstract Layer HAL）和板极支持包（Board Support Package BSP）是嵌入式系统的底层软件，引入HAL对硬件进行抽象，通过硬件抽象层应用编程接口（HAL API）向上提供服务。
BSP在系统复位之后负责系统软硬件环境的初始化，包括三个方面的内容，一是系统复位时的硬件初始化，包括处理器芯片的初始化和电路板的初始化，二是为操作系统提供硬件相关的驱动程序支持，三是引导加载操作系统。
BSP是操作系统正常运行的前提，其效率和稳定性直接影响整个系统的性能及稳定性。
引导加载程序（引导程序）bootloader是底层软件的一部分，嵌入式系统上电后首先运行引导加载程序，进行系统上电自检、硬件初始化、建立存储空间映射、配置系统参数、建立上层软件运行环境，加载和启动操作系统等等。
嵌入式操作系统的加载方式：1）在ROM中直接运行操作系统代码2）在RAM中运行操作系统代码3）从外存储器加载操作系统代码运行4）从通信端口加载操作系统代码运行。引导加载程序的运行过程，一是让嵌入式系统正常运起来，与处理器体系结构相关的硬件初
始化和板极初始化等操作通常在第一步完成，一般用汇编语言来写。第二是实现操作系统加载的功能，用C语言实现。
设备驱动程序是指直接与硬件相互作用并控制硬件的软件，是对硬件操作的抽象。
2.嵌入式操作系统
实时系统（Real-Time System）是必须在有限和确定的时间内对外部事件做出响应的信息系统。实时系统的关键特性：1）时间约束性2）可预测性3）可靠性4）交互性
硬实时任务：必须在给定的时间内完成，超过时限会引起重大的错误
软实时任务：超过时限不会引发致命错误，而是造成任务的服务质量下降
准实时任务：通常允许偶尔错过最后时限，若超过时限，所进行的操作或计算没有任何意义。实时操作系统采用如下的机制来保持对实时任务的响应和处理的时间确定性：1）事件驱动2）多级中断嵌套处理3）细粒度的任务优先级控制4）实施抢占式调度。
实时操作系统的实时性指标：评价实时操作系统的实时性最重要的指标是响应时间，即系统从事件请求开始到任务完成的时间间隔。除此之外，还有以下的几点：
1）中断延迟时间：从接收到可屏蔽中断请求到操作系统做出响应并转入中断服务程序所需要的最长时间
2）任务切换时间：操作系统在两个独立且具有相同优先级的就绪态任务之间切换所需要的时间
3）任务抢占时间：系统将优先权从低优先级的任务转移到高优先级任务所需要花费的时间。嵌入式操作系统的特点：代码固化存储、可裁剪、实时性、强稳定性、硬件适应性。
嵌入式操作系统的分类：
1）按实时性分
硬实时操作系统：如VxWorks、RTEMS、QNX、uC/OS-II、Nucleus；
软实时操作系统：如WinCE、多种嵌入式Linux系统
2）按开发方式：
专门为嵌入式环境开发的嵌入式操作系统
从通用计算机操作系统移植而来的嵌入式系统
3）按商业模式：
免费的嵌入式操作系统
商业嵌入式操作系统
操作系统是由内核、用户界面、中间件、使用程序等组件组成的，内核起着最重要的作用，其作用是管理系统资源，支持多任务并发执行。
单内核可以分为整体结构和分层结构两种类型。单内核的优点是性能较好系统各个组件可以相互调用。缺点是占用资源多，维护工作量大。单内核的操作系统有：Unix、BSD Unix、Linux、MS-DOS、Windows 9x（Windows 95/98/ME）、Windows CE、Android操作系统。
微内核结构：操作系统仅仅将必须的基本功能放入内核，其他功能在内核之外。采用纯粹微内核的操作系统有AIX、Mach、Minix、VxWorks、QNX等。
常见的嵌入式操作系统：
VxWorks：采用的是微内核结构
QNX：类Unix的实时操作系统，是非常成功的微内核操作系统，其内核仅仅提供进程调度、进程间通信、底层网络通信和中断处理。
Nucleus PLUS：抢占式多任务商业操作系统内核
RTEMS：实时多处理器系统
TinyOS：专门为硬件资源极为有限的无线传感器网络应用而量身定制的操作系统
eCOS：嵌入式可配置操作系统
Linux是单内核结构，采用模块化设计，支持内核线程。
Linux内核可以分为三个层次：最上层是系统调用接口、中间层是内核的核心部分、最下层是BSP。
Linux内核内部包含了若干相关的组成部件，包括1）初始化部件2）进程调度器3）内存管理器4）虚拟文件系统5）网络接口6）进程间通信7）可加载模块8）设备驱动程序
Linux实时化技术的三个途径：1）内核补丁方式2）双内核方式3）超微内核方式
嵌入式linux发行版本：uClinux、RTlinux、Monta Vista Linux、Wind River Linux、RTAI、Xenomai。Android系统采用堆层式软件架构，分为四层，从底层到高层分别是Linux内核、系统运行库、应用程序框架和应用程序。其中，系统运行库由android运行环境和组件库两部分组成。IOS操作系统架构分为四个层次，分别是核心操作系统层、核心服务层、媒体层、触控界面层。
3.uC/OS-II嵌入式操作系统
uC/OS-II的特点：
1）公开源码的高质量实时内核
2）可以移植
3）可裁剪、可固化
4）时间确定性
5）多任务
6）抢占式内核
7）多种系统服务
uC/OS-II的源代码主要有以下几部分构成：
1）系统核心
2）任务管理
3）时钟管理
4）任务同步与任务间通信
5）内存管理
6）处理器相关代码
在uC/OS-II中，任务是操作系统的基本调度单位，由操作系统内核管理。任务由三部分构成，分别是任务的程序代码、任务堆栈和任务控制块。每一个任务的栈空间大小不同，在文件中定义了一个数据类型OS_STK，在应用程序中定义任务堆栈的栈区只需要声明一个OS_STK即可，如OS_STK TaskStk[TASK_STK]。
uC/OS-II的任务处于五种状态之一，分别是等待态、休眠态、就绪态、运行态和被中断态。休眠态指任务代码驻留在内存中还没有交给内核调度的状态；就绪态指任务已经具备运行的条件但因优先级比正在运行的任务低而暂时不能运行的状态；运行态指任务已获得处理器使用权而正在运行的状态；等待态也称为挂起，指正在运行的程序因为等待某一事件发生而将处理器的使用权让出给其他任务而自身挂起；被中断态指因处理器执行中断而被暂停运行的任务状态。
uC/OS-II可以管理64个任务，有64个优先级，0是最高优先级别。最低优先级别由OS_LOWEST_PRIO来定义。任务分为用户任务和系统任务，系统预定义了两个系统任务为应用程序服务，即空闲任务和统计任务。系统总是把最低优先级固定赋给空闲任务。uC/OS-II 采用的是基于优先级的任务调度。
内核通过OSIntExit()判断是否存在更高优先级的就绪任务。
利用宏OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()实现关中断和开中断。
利用函数OSSchedLock()和OSSchedUnLock()给调度器上锁和解锁。
通过函数OSStart（）开始任务调度之前创建
函数OSTaskCreate()和OSTaskCreateExt()都可以创建任务
函数OSTaskDel（）既可以删除任务本身，也可以删除其他的任务。删除自己的调用形式为：OSTaskDel(OS_PRIO_SELF)
函数OSTaskDelRel()的作用是让某个任务使用完资源后先释放资源，再执行OSTaskDel来删除自己
函数OSTaskSuspend()可以挂起一个任务，被挂起的任务只能等待其他的任务调用OSTaskResume（）函数才能实现任务恢复
函数OSTimeTick（）返回是否等待超时或等待事件的任务是否超时
用UNIT32U OSTimeGet（）获得tick计数器的当前值，可以调用OSTimeSet()改变tick计数器的当前值。
通过OSTimeDly（）或者OSTimeDlyHMSM（）延迟处于运行态的任务
由OSSemCreate（）函数创建信号量
由OSSemDel（）函数删除一个信号量
由OSSemPost（）释放信号量
由OSSemPend（）等待信号量
由OSSemAccept（）无等待的请求信号量
由OSSenQuery（）查询信号量状态
调用OSInit（）进行内核初始化
五第五章
1.开发嵌入式系统的基础知识
（1）嵌入式系统的开发过程
1）需求分析与规格说明
2）系统设计：根据规格说明书中所描述的系统需要实现的功能，确定如何实现这些功能的硬件和软件结构。
3）构件设计：设计或者选择符合系统结构和规格说明中所需要的具体构件，有通用的构件，如CPU、存储器芯片，也有专用的构件，如AX88796（不知道是什么玩意）
4）系统集成与测试
（2）嵌入式系统的开发平台与工具
嵌入式系统的开发特点
1）使用宿主机-目标机的开发架构
2）与底层硬件控制程序的关系密切
3）软硬件资源受到限制
4）需要固化程序
IDE（Integrated Development Environment）：集成开发环境
（3）嵌入式系统的调试
四种调试技术：
1）在线仿真器（In-Circuit Emulator ICE）：ICE具有与索要开发的嵌入式系统相同的嵌入式处理器，进行调试时，用在线仿真器取代被调试系统的处理器。
2）片上调试技术JTAG
3）驻留监控软件调试：使用驻留监控软件（Resident Monitors），即固化在目标机ROM中
的程序，在目标机中运行。
4）指令集模拟器（Instruction Set Simulator ISS）在宿主机上模拟应用程序在目标机上润兴行为的一个软件工具。主要应用于没有目标机开发板硬件、有开发板硬件，但使用开发板成本高、被调试的程序模块不需要在实际开发板上执行、对模块代码进行语法检查、避免因对硬件不熟悉而在调试硬件方面耗费过多精力。
常用的两种指令集模拟器：ARMulator、SkyEye
2.系统开发工具软件
（1）工具软件（ARM Developer Suite）：支持开发的嵌入式应用软件通常是无操作系统的，即使有，也是uC/OS-II这样的小型系统。
的工程项目：一个工程项目至少应包括一个生产目标，即用于生成特定输出文件的生成选项以及所用的全部文件的集合。
生成选项包括汇编选项、编译选项、连接选项和连接后选项。
三个可执行文件的模板：
1）Debug：生成的额输出文件包括所有调试信息，用于在开发过程中使用；
2）Release：生成的输出文件中不包括调试信息，用于生成实际发行的软件
3）DebugRel：生成的输出文件包含了基本的调试信息。
当地址映射关系比较简单时，使用编译、连接选项来确定输入文件的连接顺序
当地址映射关系比较复杂时，使用scatter（分散加载）格式的文件来确定输入文件的连接顺序。
连接中的地址映射：
ADS把编译后的目标文件信息按照3种存储区域类型进行划分，分别是：
1）RO端段：代码存储区和常数存储区，具有只读的性质
2）RW段：指初始值为非0的全局变量数据区，具有可读可写的性质
3）ZI段：指初始值为0的全局变量数据区，包括未初始化的全局变量，具有可读可写的性质。
下载时域和运行时域：
下载时域是下载时的存储空间；运行时域是运行时的存储空间。
1）simple连接类型：应用于地址映射简单的工程项目。RW base文本框配置的是RW字段的和ZI字段运行时域的地址，输入的地址值必须是字对准的，即能被4整除。
2）对地址映射关系较为复杂的项目，使用scatter连接类型，需要提供一个scatter格式的文件（.scf）。配置文件是一个文本文件，使用BNF语法来进行描述。
在scatter类型下，下载时域的语法结构如下：
Load_name Base_Add Attribute size{…}
Load_name是下载时域的名称，是下载时域的唯一标识。Base_Add是下载时域的首地址，Attribute是下载时域的数属性，可省略。size是下载时域的容量大小。
在scatter类型下，运行时域的描述语法结构如下：
Exec_name Base_Add Attribute Size
Exec_name是运行时域的名称。属性可省略。
在scatter类型下，输入端的描述结构如下：
*代表若干个任意字符，？代表一个任意字符
Load_1 0x0000 0x8000
{
Exec_1 0x0000 0x8000
{
*(+RO)
}
Exec_2 0x10000 0x6000
{
*(+RW，+ZI)
}
}
上述是一个简单的配置文件，定义了一个下载时域，名称为Load_1，首地址是0x0000，域的容量是0x8000，定义了两个运行时域，第一个名称为Exec_1，首地址为0x0000，容量为0x8000，域中包含了所有的代码和常数，即包含了所有RO属性的输入段。第二个域中包含了所有的RW、ZI属性的输入段。
（2）RVDS（RealView Development Suite）
要使用RVDS来调试程序，必须使用RealView-ICE仿真器
RVDS的功能模块包括工程管理器（IDE）、编译链接器（RVCT）、调试器（RVD）和指令集仿真器（RVISS）等。
RVDS能够记录ARM CPU从开始执行程序到停止执行程序这段时间所执行的所有操作，称为Trace功能；而Profile功能指RVDS可以对Trace功能所记录的内容进行性能分析。
（3）GNU（GNU’s Not Unix）是一种常用于基于Linux操作系统的嵌入式软件的工具套件的简称。
GCC是GNU开发工具套件中的核心工具软件，是一种针对linux操作系统环境下运行程序的编译工具。它由源文件生成可执行文件的过程是预处理，编译，汇编，连接。汇编阶段，生成二进制目标文件，以．ｏ为文件的结尾。
Linux操作系统中的可执行文件没有统一的文件后缀，按文件的属性来进行区分，若GCC生成可执行文件时没有指定文件名，则GCC生成一个名为的可执行文件。
GCC所规定的文件后缀与文件类型的对应关系：
.c：用C语言编写的源程序文件
.a：由目标文件构成的源文件
.C、.cc、.cxx：用C++语言编写的源文件
.h：头文件，可以被其他源文件包含
.i：已经预处理过的C语言编写的源程序文件
.ii：已经过预处理的C++语言编写的源程序文件
.o：编译及汇编后生成的目标文件
.s：编译后生成的汇编语言程序
.S：汇编语言编写的源文件程序。
GCC的命令及参数：
基本命令格式为gcc [options] [filenames]，其中，options代表编译命令所需要的参数，filename 表示命令中所涉及到的文件名称。
针对不同的嵌入式处理器，GCC的命令格式不同，如针对ARM，GCC基本命令格式为：arm-linux-gcc [options] [filenames]
GCC命令的参数（针对ARM）
-c：仅完成编译操作而不进行编译操作，编译器把输入的文件生成后缀为.o的目标文件
-E：仅完成预处理操作而不进行后续处理操作，生成后缀为i的文件
-S：仅完成预处理操作、编译操作而不进行后续操作，输出后缀为.s的文件
-o filename_out：确定编译后的输出文件名为filename_out，可以根据自己的需求确定生成
的输出文件名称，但不能与源文件名称相同。若不指定，则输出为
-g：编译时产生一个用于调试的符号表，对元层序进行调试
-O：对程序进行优化编译
-I dirname：将目录名为dirname的目录加入到源程序头文件的目录列表中
-L dirname: 将目录为dirname的目录加入到库文件的目录列表中
假设源文件名称为，以下是几个常见的GCC编译命令：
arm-linux-gcc-o test ：生成文件名为test的输出文件
Arm-linux-gcc-c-o ：生成文件名为的目标文件
Arm-linux-gcc-S-o ：生成文件名为的汇编语言文件
Arm-linux-gcc-E-o ：生成名为的文件
Arm-linux-gcc-g-o test ：编译器在生成的输出文件test中加入GDB能够使用的调试信息Arm-linux-gcc-I/test/include –o test ：将目录test/include加入到都文件的目录列表中。GDB是GNU开发工具套件中的程序调试工具，提供单步执行和断点执行的功能，观察程序执行时变量值的变化。
为了是GDB能够进行调试，编译时应该在命令中加入-g参数
GDB的基本功能：
File：装入需要调试的文件，如file test
Run：执行当前被调试的程序
Kill：终止当前被调试的程序
Next：执行一行源代码，遇到函数调用不进入函数内部
Step：执行一行源代码，遇到函数调用进入函数内部
Break：设置断点
Watch：观察变量的值
List：列出部分源代码
Quit：终止GDB运行
在基于ARM CPU的误操作系统的嵌入式应用系统设计时，设计者需设计一个简易的系统启动引导程序，改程序首先完成中断向量表的设置、堆栈指针的设置以及其他的硬件初始化工作，然后直接引导用户程序的主函数运行。
第六章补充
摩尔定律：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。
当前世界上集成电路批量生产的主流技术已经达到45nm或者32nm的水平（亚微米）CPU的时钟频率母亲已经达到3-4GHz水平
先进的CMOS集成技术已经可以实现水、模拟、射频等不同电路的集成
SoC开发流程答题分为总体设计、逻辑设计、综合与仿真、芯片制造四个阶段
SoC设计中大量使用已有的通过验证的IC电路设计的文件，以提高设计效率，减少重复开发，这些设计文件属于知识产权保护的范围，通常称为IP核
U-Boot的全全称是Universal Bootloader，是一个规模庞大的bootloader开源软件，以PPCBoot 和ARMBoot为基础，除了支持PowerPC系列处理器之外，还支持X86、ARM等多种常用体系结构的处理器，支持嵌入式Linux、VxWorks、QNX、RTEMS、Windows CE等操作系统，用两个阶段完成操作系统的引导与加载
在uC/OS-II操作系统中，每个人物都有自己独立的栈空间。Bootloader的任务是加载和引导启动操作系统。想要移植uc/os-ii系统到特定的嵌入式电路板上，则支持其处理机的C编译
器必须能够产生可重入代码。
模拟信号数字化的三个步骤：采样、量化、编码
IPV4的IP长度为32位；IPV6的IP地址有128位
uC/OS-II是目前嵌入式操作系统领域中最小的内核之一，它只提供任务调度、任务间通信与同步、任务管理、时间管理和内存管理等功能，内核裁剪到最小状态后编译出来的代码只有8KB，资源小号非常少。
嵌入式系统实验报告
实验报告 课程名称：嵌入式系统 学院：信息工程 专业：电子信息工程 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 开课时间：学年第一学期
实验名称：IO接口（跑马灯） 实验时间：11.16 实验成绩： 一、实验目的 1.掌握 STM32F4 基本IO口的使用。 2.使用STM32F4 IO口的推挽输出功能，利用GPIO_Set函数来设置完成对 IO 口的配置。 3.控制STM32F4的IO口输出，实现控制ALIENTEK 探索者STM32F4开发板上的两个LED实现一个类似跑马灯的效果。 二、实验原理 本次实验的关键在于如何控制STM32F4的IO口输出。IO主要由：MODER、OTYPER、OSPEEDR、PUPDR、ODR、IDR、AFRH和AFRL等8个寄存器的控制，并且本次实验主要用到IO口的推挽输出功能，利用GPIO_Set函数来设置，即可完成对IO口的配置。所以可以通过了开发板上的两个LED灯来实现一个类似跑马灯的效果。 三、实验资源 实验器材: 探索者STM32F4开发板 硬件资源: 1.DS0(连接在PF9) 2.DS1(连接在PF10) 四、实验内容及步骤 1.硬件设计 2.软件设计 （1）新建TEST工程，在该工程文件夹下面新建一个 HARDWARE文件夹，用来存储以后与硬件相关的代码。然后在 HARDWARE 文件夹下新建一个LED文件夹，用来存放与LED相关的代码。 （2）打开USER文件夹下的test.uvproj工程，新建一个文件，然后保存在 LED 文件夹下面，保存为 led.c，在led.c中输入相应的代码。
（3）采用 GPIO_Set 函数实现IO配置。LED_Init 调用 GPIO_Set 函数完成对 PF9 和 PF10 ALIENTEK 探索者 STM32F407 开发板教程 119 STM32F4 开发指南(寄存器版) 的模式配置，控制 LED0 和 LED1 输出 1（LED 灭），使两个 LED 的初始化。 （4）新建一个led.h文件，保存在 LED 文件夹下，在led.h中输入相应的代码。 3.下载验证 使用 flymcu 下载（也可以通过JLINK等仿真器下载），如图 1.2所示： 图1.2 运行结果如图1.3所示：
嵌入式系统知识点
嵌入式系统知识点 1.什么是嵌入式系统。 2.嵌入式系统三要素 3.嵌入式处理器的类型 4.大端存储格式的规则是______；小端存储格式的规则是。 5.ARM是______的处理器，有_____个工作状态，工作在_____状态时，执行的是32位指令集，工作在_____状态时，执行的是16位指令集。_____指令集是_____指令集的子集。 6.ARM有_____种工作模式。它们的名称和缩写分别是：（）。其中特权模式是指：（），异常模式又是指：（）。当前工作模式状态及设置是由_____寄存器中的M[4：0]五位决定的，每种模式对应的M[4：0]值是：（）。 7.ARM的异常中断有_____种，它们的名称是：（），对应的中断入口地址是：（），默认的优先级是：（）。 8.ARM核内共有_____寄存器，分_____、_____两类。按工作模式不同可分_____个寄存器组。在ARM状态时的寄存器有：所有模式下均能访问的寄存器是（）；除（）模式外均能访问寄存器R0-R12，（）模式只使用自己的专用寄存器R8-R12；在（）模式中，每个模式均有自己的R13、R14、SPSR 寄存器。其中R13是作_____寄存器共_____个、R14是作_____寄存器共_____个、R15是作_____寄存器共_____个。在Thumb状态下的寄存器：通用寄存器是_____，有_____组；SP堆栈指针寄存器共有_____个，LR_____寄存器共有_____个；PC_____寄存器有_____个，CPSR_____寄存器有_____个，SPSR_____寄存器有_____个。 9.ARM7系列是_____级流水线，即_____、_____、_____。程序计数器R15（PC）总是指向取指的指令，因此PC总是指向第_____条指令。 对于ARM指令有： PC值=当前程序执行位置+_____； 对于Thumb指令有： PC值=当前程序执行位置+_____。 10.ARM的寻址方式有七种，它们是：（）。 11.LDR指令 LDR R4, STSRT ;将存储地址为START的字数据读入R4
嵌入式系统开发课程-多路数据采集系统设计
嵌入式系统开发课程-多路数据采集系统设计 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
多路数据采集系统设计
1题目要求 所设计的数据采集系统，共有16路信号输入，每路信号都是0~10mV，每秒钟采集一遍，将其数据传给上位PC计算机，本采集地址为50H。要求多路模拟开关用4067，A/D转换用ADC0809，运算放大器用OP07，单片机用89C51，芯片用 MAX232。 设计其电路原理图，用C51语言编制工作程序。 2总体方案设计 根据题目要求，传感器首先采集16路信号，然后被多路模拟开关4067选通某一路信号，接着通过信号调理电路，由A/D转换器进行模/数转换后发送给单片机，之后通过MAX232由RS232串口进行通讯，最终将数据传递到上位PC计算机。因此，数据采集系统主要包括以下几个主要环节： 2.1信号选通环节 由于题目要求采集的信号路数达到了16路，每一路信号的流通路线均相同。如果为每路信号都设置相应的放大、A/D转换单元，成本将大幅度提升。因此可以接入一个多路模拟开关4076，轮流选通每一路信号，实现多路信号共用一个运算放大器和A/D转换单元，即降低了成本，又简化了电路。 4067为16路模拟开关，其内部包括一个16选1的译码器和被译码输出所控制的16个双向模拟开关。当禁止端INH置0时，在I/N0－I/N15中被选中的某个输入端与输出公共端X接通，外部地址输入端A、B、C、D决定了被选通端；当INH置1时，所有模拟开关均处于断路状态。 2.2信号调理电路 为了方便信号的进一步传输和处理，一般均要在传感器的输出端接入信号调理电路，对传感器输出的信号进行变换、隔离、放大、滤波等处理。此处的信号波动范围只有0～10mV，属于微弱信号，需要进行放大处理。按照题目要求，本文设计的系统选用运算放大器OP07。OP07是一种高精的度单片运算放大器，其输入失调电压和漂移值均很低，适合用作前级放大器。 2.3A/D转换器 由于单片机只能处理数字信号，所以需要接入A/D转换器将模拟信号转换成数字信号。本文采用题目提供的ADC0809，它可以和单片机直接通讯。ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 此处采用中断的方式使数据在单片机与ADC0809之间进行交换，端口地址为 FF50H；P0口和WR信号共同生成单片机的启动转换信号；为了在启动转换的同时选通通道，将通道地址锁存信号ALE与START相连；把P0口和RD同时处在有效位的组
嵌入式系统课程设计
《嵌入式系统设计与应用》课程设计 题目嵌入式系统的实践教学探讨 1．嵌入式系统设计与应用课程的内容概述 1.1 内容概述 本课程适用于计算机类专业，是一门重要的专业课程。它的任务是掌握嵌入式系统的基本概念；掌握嵌入式处理器 ARM 体系结构，包括ARM总体结构、存储器组织、系统控制模块和I/O外围控制模块；掌握ARM指令集和Thumb指令集；掌握ARM汇编语言和C语言编程方法；了解基于ARM 的开发调试方法。它的目的是了解和掌握嵌入式处理器的原理及其应用方法。 1）介绍嵌入式系统开发的基础知识，从嵌入式计算机的历史由来、嵌入式系统的定义、嵌入式系统的基本特点、嵌入式系统的分类及应 用、嵌入式系统软硬件各部分组成、嵌入式系统的开发流程、嵌入 式技术的发展趋势等方面进行了介绍，涉及到嵌入式系统开发的基 本内容，使学生系统地建立起的嵌入式系统整体概念。 2）对ARM技术进行全面论述，使学生对ARM技术有个全面的了解和掌握，建立起以ARM技术为基础的嵌入式系统应用和以ARM核为基础 的嵌入式芯片设计的技术基础。 3）ARM指令系统特点，ARM 指令系统，Thumb 指令系统，ARM 宏汇编，ARM 汇编语言程序设计，嵌入式 C 语言程序设计。 1.2实践教学探讨 在IEEE 计算机协会2004年6月发布的Computing Curricula Computer Engineering Report， Ironman Draf t 报告中把嵌入式系统课程列为计算机工程学科的领域之一，把软硬件协同设计列为高层次的选修课程。美国科罗拉多州立大学“嵌入式系统认证”课程目录包括实时嵌入式系统导论、嵌入式系统设计和嵌入式系统工程训练课程。美国华盛顿大学嵌入式系统课程名称是嵌入式系统
嵌入式系统调研报告
VxWorks的版本与开发 姓名：李贻鹏 班级：软工12级5班 学号：U201217489
VxWorks简介 VxWorks 是美国Wind River System 公司推出的一个实时操作系统。Tornado 是WRS 公司推出的一套实时操作系统开发环境，类似MicrosoftVisual C，但是提供了更丰富的调试、仿真环境和工具。VxWorks 是美国Wind River System 公司（以下简称风河公司，即WRS 公司）推出的一个实时操作系统。Tornado 是WRS 公司推出的一套实时操作系统开发环境，类似MicrosoftVisual C，但是提供了更丰富的调试、仿真环境和工具。
VxWorks以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。在美国的F-16、FA-18战斗机、B-2 隐形轰炸机和爱国者导弹上，甚至连1997年4月在火星表面登陆的火星探测器、2008年5月登陆的凤凰号，和2012年8月登陆的好奇号也都使用到了VxWorks上。 VxWorks特点与优点 广泛的连接性：连接性是物联网的关键要求，VxWorks支持行业领先的标准和协议，提供创新的高性能网络能力。VxWorks也可以增加连接协议，比如：USB、CAN、蓝牙、Continua以及模块性，该模块性有利于连接之前断开的设备，而无需重做其嵌入软件的核心系统。 完整的安全性：物联网要求普遍连接，而这种普遍连接会将设备与系统暴露在比以往更多的风险下。通过使用VxWorks，您可以利用一整套综合的内置安全功能，为您的内置系统设计必要的安全级别，这些安全功能适用于开发、启动与执行、运行、传输和空程/关机阶段。 可扩展与可升级结构：VxWorks具备的模块化和永不过时的结构将主内核与协议、应用和其他程序包分离开来。随着市场需求与标准的发展，您可以利用该结构为产品添加新的功能，而无需重新测试或检定整个系统。 风险更低的快速集成第三方技术：VxWorks具有无与伦比的第三方技术生态系统，提供经过验证、现成可用的各种解决方案。利用该生态系统，您可以开发出具有先进功能与性能的差异化产品，缩短上市时间、降低风险与开发成本。 升级更容易、检测更简单：新型模块化VxWorks结构可以让您瞬间完成程序包和编译程序的升级与漏洞修补，无需更换或重新检测包括操作系统核心在内的整个系统。 保证实时性能与可靠性：VxWorks是一套同时具备确定性与响应性的高性能实时操作系统，适用于最严格的时间限制。比如：美国国家航空航天局价值25亿美元的好奇号火星车成功着陆于距离地球3.52亿英里远的星球上，他们选择的控制系统就是VxWorks。 多核利益最大化：VxWorks提供综合多核处理器支持，其中包括非对称多处理（AMP）与对称多处理（SMP）操作系统配置与硬件优化多核加速性能。增加VxWorks微内核与风河（Wind River）管理程序技术，可以让您的内置系统硬件拥有更大灵活性。强大且灵活的多核性能与可伸缩性，让VxWorks成为了下一代智能内置连接系统优化体积、重量、功率和性能的最佳选择。
嵌入式系统在智能手机中的应用
姓名：杨德品 学号：1200901892 专业：计算机软件与理论 嵌入式系统在智能手机中的应用
所谓的智能手机是指像个人电脑一样，具有独立的操作系统，可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序来不断对手机的功能进行扩充，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的这样一类手机的总称。实现智能手机的智能化是因为在手机内安装了相应开放式操作系统，而无论是何种智能化手机，嵌入式系统的身影都无处不在。嵌入式系统是指硬件以一个高性能的处理器（通常是32位处理器）为基础，软件以一个多任务操作系统为基础的综合平台。我们就以目前最火的iphone手机为例来介绍嵌入式系统在手机中的应用。 iphone手机使用的是ios操作系统。ios（原名iphoneOS)是由苹果公司为iPhone开发的操作系统。就像其基于的Mac OS X操作系统一样，它也是以Darwin为基础的。iOS的系统架构分为四个层次：核心操作系统层（the Core OS layer），核心服务层（the Core Services layer），媒体层（the Media layer），可轻触层（the Cocoa Touch layer）。操作系统占用大概240MB的内存空间。iOS在用户界面的概念基础上是能够使用多点触控直接操作。关于智能手机的大脑——cpu，iPhone4 使用的是Apple自家的 A-4处理器集成独立显卡，频率为 1GHZ=1024Mhz/1000Mhz，架构为ARM Cortex A9，而iPhone 3GS的ARM处理器则为Cortex-A8核心，频率600MHz。强大的高性能处理器加上苹果公司在开源系统linux基础上自行研发的ios操作系统，构成了iphone手机的嵌入式系统，再配置与操作系统相兼容的各种应用软件，就使得iphone的功能变得智能强大，再加之人性化的硬件设计和苹果公司强大的推广能力，让iphone在智能手机领域里所向披靡。 作为三网融合到一个终端典范的智能手机，除了实现通讯功能外，还可以实现很多计算机和消费电子产品的功能，而且体积小，具有便携性和多功能性的双重优势，通过安装应用软件后，能随时随地的满足不同消费者的差异化需求，因而具有其他产品不可替代的独特优势。 IC技术的进步为智能手机的技术进步、功能实现和性能提升提供了强有利的支撑。3G启动后，带宽的显著提升，为智能手机的许多新功能流畅实现、性能提升提供了强有力的保证。如拥有DMB（数字多媒体广播）功能的智能手机在
嵌入式系统原理与接口复习要点及思考题答案(计)
嵌入式系统原理与接口复习要点及思考题答案(计)
各位：根据掌握要点认真复习，后面附有作业题答案。 第1章掌握要点 1.1.1节嵌入式系统的概念 1.1．3节嵌入式系统的特点 1.3节嵌入式处理器 1.4节嵌入式系统的组成（看课件，有补充的内容） 补：1.嵌入式系统开发过程？ 2.嵌入式系统调试常用的基本方法 3.交叉编译和交叉调试 4.嵌入式操作系统 第2章掌握要点 2.1节计算机体系结构分类 2.3.1节 ARM和Thumb状态 2.3.2节 RISC技术 2.3.3节流水线技术 2.4.1 ARM存储系统 2.4.2 Cache:写通、写回、读操作分配cache、写操作分配cache、工作原理、地址映像 2.4.3节 ARM存储系统 补充: (见课件) 1. ARM简介：ARM的命名方式、5种变形
2.理解片内Flash的3种编程方法。 3.理解ARM7芯片存储器存储空间分布。（8个bank，每个bank32MB）第3章掌握要点 3.1节ARM编程模式：处理器模式、处理器工作状态、寄存器组织、 异常中断 3.2节指令格式和寻址方式 3.3节指令系统：掌握和熟练应用课件所讲的指令、可编程序段 第5章掌握要点 5.1节键盘接口：行扫描法原理、掌握编写驱动程序 5.2节 LED显示器接口：理解工作原理，掌握编写驱动程序 5．5.1节 UART异步串行接口：异步通信格式、接收的4种错误类型、初始化、发送程序、接收程序 第1章作业题答案： 1.什么是嵌入式系统？ ?第一种，根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。 ?第二种，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。
嵌入式系统设计课程设计
电气与电子信息工程学院 嵌入式系统设计课程设计 设计题目：基于AT89S52单片机的游戏机嵌入式系统设计与制作专业班级：电子信息工程2008级（2）班 学号：200840210212 姓名：童俊 指导教师：邓彬伟李玉平 设计时间：2011/11/14～2011/12/2 设计地点：K2自动化综合实验室
嵌入式系统设计课程设计成绩评定表 姓名童俊学号200840210212 专业班级电子信息工程2008级（2）班 课程设计题目：基于AT89S52单片机的游戏机嵌入式系统设计与制作 课程设计答辩或质疑记录： 1、什么叫嵌入式系统？ 答：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可剪裁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。 2.所做的电路中有哪几个任务？ 答：总共六个，分别是：功能选择，贪吃蛇游戏，时间温度显示，PS2键盘控制，温度采集，时间采集。 3.贪吃蛇这个游戏是怎么实现的？ 答：在这个游戏中主要用到两个长度为二的数组控制蛇的头部坐标和尾部坐标，蛇的初始化长度为3，通过定时器没隔一定的时间给蛇一个步进信号，在蛇移动的过程中和转弯的过程中需判断前面是否有食物，是否碰到自己身体。食物的坐标也是通过定时器的高八位和第八位的数字余上30所的。 成绩评定依据： 实物制作（40％）： 课程设计考勤情况（20％）： 课程设计答辩情况（20％）： 完成设计任务及报告规范性（20％）： 最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师签字： 2010年12 月20 日
课程设计任务书 2011 ～2012 学年第 1 学期 学生姓名：林忠航专业班级： 08电信本1、2 指导教师：邓彬伟、李玉平工作部门：电信教研室 一、课程设计题目 嵌入式系统设计课程设计 二、课程设计目的 为了提高嵌入式系统设计与实际的应用能力，开始为期三周的嵌入式系统设计课程设计。通过实训使学生在巩固所学单片机知识的基础之进一步把其与μC/OS-II操作系统的移植结合起来，增强学生对所学知识的实际应用能力和以及与当前专业的前沿知识结合，达到对μC/OS-II操作系统的学习和理解，为以后从事嵌入式工作的研究和开发打好基础。 三、课程设计内容 设计基于51单片机的嵌入式系统，把μC/OS-II操作系统移植到51单片机上，能完成基本的输入和输出，输入采用4*4的键盘，输出采用1602液晶。再此基础之上，每个同学根据自己的特长扩展应用系统，具体可参考以下五种扩展方案的实现。 1、设计的游戏机，在游戏机工作时有背景音乐放出。 2、设计的是电子琴以及1602液晶显示。 3、设计的流水灯、蜂鸣器、闪烁灯任务。， 4、设计的流水灯和电子书功能。 5、（1)所有灯灭，（2）1602显示 93）LED灯闪烁，显示字符。 四、进度安排 序号设计内容所用时间 1 布置任务，学习μC/OS-II操作系统5天 2 开发μC/OS-II操作系统的移植代码3天 3 制作基于51单片机的硬件系统2天 4 软硬件集成和调试2天 5 答辩、撰写设计报告书3天 合计15天 五、基本要求 1、设计基于51单片机的输入和输出电路。 2、用4×4的键盘作为输入设备。 3、用LED或LCD进行显示。
嵌入式系统课程简介
本科课程简介 嵌入式系统 课程代码：开课学院：电气工程学院 开课学期：第一学期授课对象：大四本科生 学分： 1.5 课程负责人：曹玉胜 课程简介： 本课程是电气工程专业本科生高年级选修课。课程教学所要达到的目的是：使学生掌握嵌入式系统体系结构和开发过程；嵌入式处理器结构（ARM架构为主），嵌入式系统的存储器及各种I/O接口；嵌入式操作系统；嵌入式网络与安全以及嵌入式系统的综合开发应用。通过操作ARM实验平台，使学生对嵌入式系统软硬件设计有一个全面的概念和动手能力的训练。 课程的要求学生必须同时掌握硬件与软件方面的基本知识与技能.在硬件方面,要求学生了解嵌入式系统的基本原理及相关微处理器,存储器,周边设备,接口的基本知识.在软件方面,要求学生熟悉嵌入式操作系统,了解嵌入式系统开发的一般过程,掌握实时操作系统(RTOS)的基本功能和设计方法,了解和熟悉一些常用的嵌入式系统的开发工具和开发方法,熟悉嵌入式系统的典型应用及产品设计开发的步骤等.此外也可使学生具备软件与硬件综合测试与调试技能。 主要教学内容： 第一章嵌入式系统绪论 1 嵌入式系统的定义 2 嵌入式系统的产生与发展 3 嵌入式系统的特点 4 嵌入式系统的组成 5 嵌入式系统在各个领域的应用 6 嵌入式系统未来的发展趋势 第二章嵌入式系统的基本知识 1 嵌入式系统的开发流程 2 嵌入式系统的开发环境 3 嵌入式系统的开发工具 4 嵌入式应用程序的一般开发方法 第三章嵌入式处理器 1 嵌入式处理器的组成、分类（微处理器，微控制器，SOC）和特点 2 ARM嵌入式处理器的模式架构、异常处理、寻址方式和指令体系 3 ARM基本指令和伪指令的编程方法、ARM汇编应用程序的基本设计 第四章嵌入式系统的存储器 1 存储器的分类、结构、组织、性能指标和工作时序 2 只读存储器ROM 3 随机存储器RAM
(完整版)2014完整ARM嵌入式系统实验报告
郑州航空工业管理学院 嵌入式系统实验报告 （修订版） 20 – 20第学期 赵成，张克新编著
院系： 姓名： 专业： 学号： 电子通信工程系 2014年3月制
实验一ARM体系结构与编程方法 一、实验目的 了解ARM9 S3C2410A嵌入式微处理器芯片的体系结构，熟悉ARM微处理器的工作模式、指令状态、寄存器组及异常中断的概念，掌握ARM指令系统，能在ADS1.2 IDE中进行ARM汇编语言程序设计。 二、实验内容 1．ADS1.2 IDE的安装、环境配置及工程项目的建立； 2．ARM汇编语言程序设计（参考附录A）： （1）两个寄存器值相加； （2）LDR、STR指令操作； （3）使用多寄存器传送指令进行数据复制； （4）使用查表法实现程序跳转； （5）使用BX指令切换处理器状态； （6）微处理器工作模式切换； 三、预备知识 了解ARM嵌入式微处理器芯片的体系结构及指令体系；熟悉汇编语言及可编程微处理器的程序设计方法。 四、实验设备 1. 硬件环境配置 计算机：Intel(R) Pentium(R) 及以上； 内存：1GB及以上； 实验设备：UP-NETARM2410-S嵌入式开发平台，J-Link V8仿真器； 2. 软件环境配置
操作系统：Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2； 集成开发环境：ARM Developer Suite (ADS) 1.2。 五、实验分析 1．安装的ADS1.2 IDE中包括和两个软件组件。在ADS1.2中建立类型的工程，工程目标配置为；接着，还需要对工程进行、及链接器设置；最后，配置仿真环境为仿真方式。 2．写出ARM汇编语言的最简程序结构，然后在代码段中实现两个寄存器值的加法运算，给出运算部分相应指令的注释。 ; 文件名：
嵌入式系统原理与应用复习知识点总结
第一章 1、嵌入式系统的应用范围：军事国防、消费电子、信息家电、网络通信、工业 控制。 2、嵌入式系统定义：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件 与硬件可裁剪，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。（嵌入式的三要素：嵌入型、专用性与计算机系统）。 3、嵌入式系统的特点：1)专用性强；2）实时约束；3）RTOS；4）高可靠性；5） 低功耗；6）专用的开发工具和开发环境；7）系统精简； 4、嵌入式系统的组成： （1）处理器：MCU、MPU、DSP、SOC； （2）外围接口及设备：存储器、通信接口、I/O 接口、输入输出设备、电源等；（3）嵌入式操作系统：windows CE、UCLinux、Vxworks、UC/OS; （4）应用软件：Bootloader 5、嵌入式系统的硬件：嵌入式微处理器（MCU、MPU、DSP、SOC），外围电路， 外部设备； 嵌入式系统的软件：无操作系统（NOSES），小型操作系统软件（SOSE）S，大型 操作系统软件（LOSES）注：ARM 处理器三大部件：ALU、控制器、寄存器。 6、嵌入式处理器特点：（1）实时多任务；（2）结构可扩展；（3）很强的存储区 保护功能；（4）低功耗； 7、DSP处理器两种工作方式：（1）经过单片机的DSP可单独构成处理器；（2） 作为协处理器，具有单片机功能和数字处理功能； 第二章 1、IP核分类：软核、固核、硬核； 2、ARM 处理器系列：（1）ARM7系列（三级流水，thumb 指令集，ARM7TDMI）; (2)ARM9系列（DSP处理能力，ARM920T）（3）ARM/OE（增强DSP）（4）SecurCone 系列（提供解密安全方案）；（5）StrongARM系列（Zntle 产权）；（6）XScale系列（Intel 产权）；（7）Cortex 系列（A：性能密集型；R：要求实时性；M：要求低 成本） 3、ARM 系列的变量后缀：（1）T：thumb 指令集；（2）D：JTAG调试器；（3）快
嵌入式系统课程设计
《嵌入式系统课程设计》 姓名：梅航赵震王继潘晨阳陈川江李洪波朱啸林何永强张智炫班级：10计算机 专业：计算机科学与技术 学院：电气与信息工程学院 2013年12月
1.题目选择 如皋港港口物流交易平台 2.项目描述 如皋港物流交易平台一共分为两期完成：一期工程主要是宣传如皋港的港口文化和港口风采，弘扬如皋港精神；二期工程着重于港口的物流交易部分，一个关于货主，物流公司和平台方的三方交易。 2.1 一期内容描述 2.1.1 首页 首页版面内容主要包括会员登录区域、董事长致辞、港口要闻（图文展示）、招商引资（项目发布）、视频新闻、创先争优、港口论坛、港航资讯、如皋港电子信息交易平台图片链接、如皋港货运物流信息平台图片链接、如皋港电子口岸平台图片链接，及各相关行业网站图片链接等内容: 1.会员登录区域 提供会员登录，会员登录分为员工登录和客户登录两部分，所有用户均由管理员根据员工及客户级别统一分配用户和初始密码及用户权限，用户登录后可修改初始密码。 2.董事长致辞 董事长致辞版块在首页的左上角显眼位置，提供董事长的工作照及亲笔致辞、签名印章等等。
3.港口要闻 作为中国·如皋港对外新闻发布的唯一官方平台，该版块将置于整版最中央最上方位置，作为如皋港的重大新闻、图文资讯发布浏览平台，右侧区域作为新闻图片展示窗口，实现图片定时切换功能。 4.招商引资 作为如皋港重大招商项目信息发布的官方平台，提供招商项目信息的发布浏览，包括项目简介、项目前景、项目现状、合作方式等内容的发布。 5.视频新闻 发布关于如皋港重大活动、会议的视频新闻供会员及游客观看，更直观的展示如皋港对外形象。 6.创先争优剪影（社会管理创新） 作为新型国有企业，在市委市政府的统一领导下，党建工作尤为重要，在此区域将发布党建工作活动新闻。 7.港口论坛 港口论坛作为思想的聚集地，为港口的发展建言献策，同时提升港口凝聚力。 8.港航资讯 提供港航资讯浏览，通过抓取相关港航业新闻，保持与港口行业与时俱进。 9.如皋港电子信息交易平台 作为中国·如皋港的重要子系统，如皋港电子商务平台的登录页面须在整版的右侧提供显眼的图片登录链接，点击图片链接后进入如皋港电子商务平台，提供马木材贸易、长江煤市、邦略再生资源等交易平台。客户用户根据自身用户权限可直接进入各大平台进行在线咨询交易。（具体功能描述见后） 10.如皋港货运物流信息交易平台 首页提供图片链接，点击后进入如皋港货运物流信息交易平台页面，登录用户可直接进入交易平台（具体功能描述见后） 11.如皋港电子口岸平台 首页提供图片链接，登录用户点击后直接进入如皋港电子口岸平台（具体功能描述见后） 12.各行业网站链接
《嵌入式操作系统》实验报告
《嵌入式操作系统》实验报告 班级计算机 学号 姓名 指导教师庄旭菲
内蒙古工业大学信息工程学院计算机系 2018年6月 实验一Linux内核移植与编译实验 1. 实验目的 了解Linux 内核相关知识与内核结构 了解Linux 内核在ARM 设备上移植的基本步骤和方法 掌握Linux 内核裁剪与定制的基本方法 2. 实验内容 分析Linux 内核的基本结构，了解Linux 内核在ARM 设备上移植的一些基本步骤及常识。 学习Linux 内核裁剪定制的基本配置方法，利用UP-Magic210 型设备配套Linux 内核进行自定义功能(如helloworld 显示)的添加，并重新编译内核源码，生成内核压缩文件zImage，下载到UP-Magic210 型设备中测试。 3. 实验步骤 实验目录：/UP-Magic210/SRC/kernel/编译内核：在宿主机端为UP-Magic210 设备的Linux 内核编写简单的测试驱动（内核）程序并修改内核目录中相关文件，添加对测试驱动程序的支持。 (1)、使用vim 编辑器手动编写实验代码
内如如下： #include
嵌入式系统在汽车中的应用
科信学院结课报告 二○一六年11 月27 日
1.绪论 本学期新加入了嵌入式系统这门课程，在刚接触这门课程时就觉得这门课程与单片机十分相似，感觉和单片机差不多。从20世纪七十年代单片机的出现到各式各样的嵌入式微处理器，微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了近30年的发展历史。 嵌入式系统是用来控制或者监视机器、装置、工厂等大规模设备的系统。国内普遍认同的嵌入式系统定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。
本学期新加入了嵌入式系统这门课程，在刚接触这门课程时就觉得这门课程与单片机十分相似，感觉和单片机差不多。从20世纪七十年代单片机的出现到各式各样的嵌入式微处理器，微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了近30年的发展历史。 嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。70年代单片机的出现，使得汽车、家电、工业机器、通信装置以及成千上万种产品可以通过内嵌电子装置来获得更佳的使用性能：更容易使用、更快、更便宜。这些装置已经初步具备了嵌入式的应用特点，但是这时的应用只是使用8位的芯片，执行一些单线程的程序，还谈不上“系统”的概念。随着医疗电子、智能家居、物流管理和电力控制等方面的不断风靡，嵌入式系统利用自身积累的底蕴经验，重视和把握这个机会，想办法在已经成熟的平台和产品基础上与应用传感单元的结合，扩展物联和感知的支持能力，发掘某种领域物联网应用。作为物联网重要技术组成的嵌入式系统，嵌入式系统的视角有助于深刻地、全面地理解物联网的本质。 嵌入式系统（Embedded system），是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”，根据英国电气工程师协会（ U.K. Institution of Electrical Engineer）的定义，嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。嵌入式系统通常进行大量生产，所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。[1] 嵌入式系统是用来控制或者监视机器、装置、工厂等大规模设备的系统。国内普遍认同的嵌入式系统定义为：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。 嵌入式系统的核心是由一个或几个预先编程好以用来执行少数几项任务的微处理器或者单片机组成。与通用计算机能够运行用户选择的软件不同，嵌入式系统上的软件通常是暂时不变的；所以经常称为“固件”。 随着人们生活水平的日益提高和汽车技术的不断发展,汽车逐渐进入千家万户,中国各大城市的汽车保有量快速增加.近年来,全国经济发展驶入快车道,道路运输网络逐步完善,居民消费层次不断提升,全国“机动化”浪潮持续向前推进,驾车新手增多无疑增加了许多交通隐患. 嵌入式在汽车中的应用: 1:智能温度调控 2:电喷燃油系统控制 3:ABS 智能防侧滑失控系统控制 4:车内娱乐系统 5:智能雷达限速<与前后车保持距离,防止追尾!> 6:智能导航 7:智能驾驶<疲劳驾驶状态提醒,及酒后开车自动熄火,人工智能自动驾驶技术还在探索中....> 8:整车状态自检:胎压,制动系统,动力系统,及液压防震系统等! 随着汽车数量和驾车新手的急剧增加,交通事故、汽车盗抢也成为一个较为严峻的社会问题.虽然智能系统在各类汽车上的应用从某种程度上解决了汽车的安全问题,但一方面,汽车数量和驾车新手的增加,造成世界各类交通事故层出不全,死亡人
嵌入式系统原理与设计知识点整理
第一章嵌入式处理器 1嵌入式系统的概念组成： 定义：以应用为主，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，满足系统对功能、性能、可靠性、体积和功耗有严格要求的计算机系统。 组成：硬件：处理器、存储器、I / O设备、传感器 软件：①系统软件， ②应用软件。 2.嵌入式处理器分类特点： 分类：①MPU（Micro Processor Unit）微处理器。一块芯片，没有集成外设接口。部主要由运算器，控制器，寄存器组成。 ②MCU（Micro Controller Unit）微控制器（单片机）。一块芯片集成整个计算机系统。 ③EDSP（Embled Digital Signal Processor）数字信号处理器。运算速度快，擅长于大量重复数据处理 ④SOC（System On Chip）偏上系统。一块芯片，部集成了MPU和某一应用常用的功能模块 3.嵌入式处理器与通用计算机处理器的区别： ①嵌入式处理器种类繁多，功能多样 ②嵌入式处理器能力相对较弱，功耗低 ③嵌入式系统提供灵活的地址空间寻址能力 ④嵌入式系统集成了外设接口 4.①哈佛体系结构：指令和数据分开存储————————（嵌入式存储结构） 特征：在同一机器周期指令和数据同时传输 ②·诺依曼体系结构：指令和数据共用一个存储器——（通用式存数结构） 数据存储结构（多字节）： 大端方式：低地址存高位；小端方式：高地址存高位 6.ARM指令集命名：V1~V8 （ARMV表示的是指令集）
7.ARM核命名：. 命名规则：ARM｛x｝｛y｝｛z｝｛T｝｛D｝｛M｝｛I｝｛E｝｛J｝｛F｝｛S｝｛x｝——系列（版本） ｛y｝——当数值为“2”时，表示MMU（存管理单元） ｛z｝——当数值为“0”时，表示缓存Cache ｛T｝——支持16位Thumb指令集 ｛D｝——支持片上Debug（调试） ｛M｝——嵌硬件乘法器 ｛I｝——嵌ICE（在线仿真器）——支持片上断点及调试点 ｛E｝——支持DSP指令 ｛J｝——支持Jazzle技术 ｛F｝——支持硬件浮点 ｛S｝——可综合版本 8. JTAG调试接口的概念及作用： ①概念：（Joint Test Action Group）联合测试行动小组→检测PCB和IC芯片标准。（P CB→印刷电路板IC→集成芯片） ②作用（1）硬件基本功能测试读写 （2）软件下载：将运行代码下载到目标机RAM中 （3）软件调试：设置断点和调试点 （4）FLASH烧写：将运行最终代码烧写到FLASH存储器中。 9.GPIO概念：（General Purpose I/O Ports）通用输入/输出接口，即处理器引脚。 10.S3C2410/S3C2440 GPIO引脚 S3C2410共有117个引脚，可分成A——H共8个组，（GPA，GPB，…GPH组） S3C2440共有130个引脚，可分成A——J共9个组，（GPA，GPB，…，GPH，GPJ 组） 11.GPxCON寄存器,GPxDAT寄存器,GpxUP寄存器的功能，各位含义和用法 ①GPxCON寄存器（控制寄存器）——设置引脚功能 →GPACON（A组有23根引脚，一位对应一个引脚，共32位，拿出0~22位，其余没用） （若某一位是）0：（代表该位的引脚是一个）输出引脚 1：地址引脚 →GPBCON——GPH/JCON（用法一致，两位设置一个引脚） 00：输入引脚 01：输出引脚 10：特殊引脚 11：保留不用 GPBCON ②GPxDAT寄存器（数据寄存器）——设置引脚状态及读取引脚状态 若某一位对应的是输出引脚，写此寄存器相应位可令引脚输出高/低电平。 若某一位对应的是输入引脚，读取此寄存器可知相应引脚电平状态。GPBDAT
嵌入式系统设计课程设计
嵌入式理论及应用 设计题目:基于μC/OS-II8*8点阵的设计与制作 嵌入式系统设计课程设计 一、概述 1. 单片机介绍 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。 2. 单片机历史 单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。 1.SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。 2.MCU即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。 3.单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。 3. 单片机的应用领域 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便于更换。此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。 二、单片机的结构与原理 1.AT89C55芯片 AT89C55单片机芯片内部结构框图如图1所示。
嵌入式系统实验报告
嵌入式系统实验报告文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
大连理工大学 本科实验报告 课程名称：嵌入式系统实验 学院（系）：电子信息与电气工程学部 专业：自动化 班级： 0804 学号： 学生姓名：何韬 2011年 11月 18日 大连理工大学实验报告 学院（系）：电信专业：自动化班级： 0804 姓名：何韬学号：组： ___ 实验时间： 2011-11-12 实验室： d108 实验台： 指导教师签字：成绩： 实验二ARM的串行口实验 一、实验目的和要求 见预习报告 二、实验原理和内容 见预习报告 三、主要仪器设备
硬件：ARM嵌入式开发平台、用于ARM7TDMI 的JTAG 仿真器、PC机Pentium100 以上、串口线。 软件：PC 机操作系统win98、Win2000 或WinXP 、ARM SDT 或集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序。 四、实验步骤 见预习报告 五、核心代码 在主函数中实现将从串口0接收到的数据发送到串口0（） int main(void) { char c1[1]; char err; ARMTargetInit(); 通过调用OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()创建至少一个任务; . OSStart(); /ucos-ii/" /* uC/OS interface */ #include "../ucos-ii/add/" #include "../inc/" #include "../inc/sys/" #include "../src/gui/" #include <> #include <>