嵌入式系统复习资料
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第一章嵌入式系统基础知识1.嵌入式系统基础知识计算机系统的两个发展分支通用计算机与嵌入式计算机嵌入式系统的一般定义、IEEE定义一般定义：以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。
是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统。
（技术角度）嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。
（系统角度）广义定义：任何一个非计算机的计算系统。
IEEE （国际电气和电子工程师协会）定义：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作的机器、设备或装置”。
嵌入式系统4个组成部分嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、用户应用程序嵌入式系统的三个基本要素嵌入性、专用性、计算机系统嵌入式系统的软硬件特点硬件方面：稳定性、低功耗、体积受限、看门狗电路、成本低、系统资源少软件方面：实时性、可裁剪性、精简性、人机界面要求不高嵌入式系统的硬件架构以嵌入式处理器为中心，配置存储器、I/0设备、通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。
嵌入式系统的硬件核心嵌入式微处理器嵌入式处理器的种类嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP、嵌入式SOCS0CSOC是指在单芯片上集成数字信号处理器、微控制器、存储器、数据转换器、接口电路等电路模块，可以直接实现信号采集、转换、存储、处理等功能。
2.嵌入式系统硬件嵌入式微处理器的体系结构冯诺依曼结构：单一的程序和数据总线。
哈佛结构：独立的程序和数据总线。
RISC（精简指令集计算机）的概念及思想精华1979年，美国加州伯克利分校提出了RISC的概念，基本思想是尽量简化计算机指令功能，只保留那些功能简单，能在一个节拍内执行完成的指令，而把较复杂的功能用一段子程序实现。
RISC思想的精华就是通过简化计算机指令功能、简化计算机指令格式，使指令的平均执行周期减少，同时大量使用通用寄存器来提高计算机的工作主频，提高程序的速度。
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Cha11.什么是嵌入式系统？答：根据IEEE（电气和电子工程师协会）的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”（devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。
从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。
目前国内一个普遍被认同的定义是：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。
3.嵌入式系统有哪些部分组成？答：粗略划分：嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统（可选）、嵌入式应用软件稍细划分：嵌入式处理器、外围设备、驱动程序、嵌入式操作系统、应用接口4.嵌入式系统有哪些特点？答：①嵌入式系统是面向具体应用的产品②嵌入式软件特征：实时性、高质量、高可靠、程序固化。
③需要软硬件开发工具和系统软件④需要应用专家参与开发⑤嵌入式系统分散而不可垄断。
6.详细说明什么是MPU、MCU、SOC、SOPC和SCM答：嵌入式微处理器（MPU）：就是和通用计算机的处理器对应的CPU，可以认为是“增强型”通用微处理器。
嵌入式微控制器（MCU）：就是将整个计算机系统的主要硬件集成到一块芯片中，芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、总线，总线逻辑、定时/计数器、Watchdog、I/O、串行口、A/D等各种必要功能和外设。
嵌入式片上系统（SOC）：是追求产品系统最大包容的集成器件。
绝大多数系统构件都在一个系统芯片内部。
嵌入式可编程片上系统（SOPC）：是用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上。
Cha21.ARM的含义是什么？答：ARM是Advanced RISC Machines的缩写，既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的统称，还可以认为是一种技术的名字。
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嵌入式系统复习资料（整理自教学门户，仅供参考）1、什么是嵌入式系统？其特点有些什么？答：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、功耗严格要求专用计算机系统。
”特点：1）是专用计算机系统，用于特定的任务；2）资源较少，可以裁剪；3）功耗低，体积小，集成度高，成本低；4）使用实时操作系统；5）可靠性要求更高，具有系统测试和可靠性评估体系；6）运行环境差异大；7）大部分程序固话在ROM中；8）较长的生命周期；9）嵌入式微处理器通常包含专用调试电路。
2、嵌入式系统的BooTLoader的功能是什么？答：BootLoader是系统加电后、操作系统内核或用户应用程序运行之前，首先必须运行的一段程序代码，通过这段程序，为最终调用操作系统内核、运行用户应用程序准备好正确的环境，（对于嵌入式系统来说，有的使用操作系统，也有的不使用操作系统，但在系统启动时都必须运行BootLoader,为系统运行准备好软硬件环境。
）3、目前嵌入式操作系统有哪些？答：1）μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统内核；2）VxWorks嵌入式实时操作系统；3）WinCE操作系统；4）Linux操作系统；5）Symbian操作系统4、构造嵌入式开发环境有哪几种形式？答：1）交叉开发环境；2）软件模拟环境；3）评估电路板5、嵌入式系统开发的基本流程？答：1）系统定义与需求分析；2）系统设计方案的初步确立；3）初步设计方案的性价比评估与方案评审论证；4）完善初步方案、初步方案实施；5）软硬件集成测试；6）系统功能性能测试及可靠性测试6、什么是可编程片上系统？答：用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上，称作可编程片上系统SOPC它是一种特殊嵌入式系统，首先它是SOC，即由单个芯片实现整个系统的主要逻辑功能，具有一般SOC 基本属性；其次，它又具备软硬件在系统可编程的功能，是可编程系统，具有可裁剪、可扩充、可升级等灵活的设计方式。
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嵌入式系统复习资料一．名词解释SOC：片上系统DSP：数字新号处理ARM：高级精简指令系统处理器RISC：精简指令集计算机CISC：复杂指令计算机MIPS每秒百万条指令ROM：只读储存器RAM：随机存取储存器CPU：中央处理器ASIC：专用集成电路BSP：板级支持包GUI：图形用户界面PLD：可编程逻辑器件FPGA：现场课编程方阵列IDE：集成开发环境MMU：内存管理单元JTAG：联合测试行为组织SDRAM：同步动态随机存取存储器SRAM静态随机存取存储器PLL锁相回路UART：通过异步接手发送装置VFS：虚拟文件系统DMA直接内存存取BIOS基本输入输出系统GCC：GNV编译器家族OS：操作系统NFS：网络文件系统OSI：开放式系统互联TCP/IP：网络通讯协议二．填空题1.嵌入式三要素：嵌入性，专用性，计算机系统2.TDMI的意思：支持Thumble指令集，片上调试，支持长乘法，嵌入式跟踪宏单元3.嵌入式系统分哪两部分：嵌入式硬件系统和嵌入式软件系统4.ARM属于哪种处理器：嵌入式微处理器5.自顶向下的设计步骤：需求分析→规格说明→体系结构设计→软硬件构件设计→系统集成6.软硬件协同设计是指：依据系统目标的要求，综合分析软/硬件功能及资源挖掘系统软/硬件之间的并发性，协同设计软/硬件系统结构7.常用嵌入式系统开发工具：编译器，链接器，定位器，集成开发环境8.ARM的7种运行模式：用户模式，快速中断模式，外部中断模式，管理模式，数据访问终止模式，系统模式，未定义指令终止模式9.ARM2种工作状态：32位字对齐的ARM指令和16位半字对齐Thumb指令10.ARM几种寻址方式（9种）：立即数寻址，寄存器寻址，寄存器移位寻址，寄存器间接寻址，基址变址寻址，相对寻址，基址加寄存器移位间接寻址，多寄存器寻址，堆栈寻址12.ARM指令集中LOAD和STORE主要完成什么功能：Load指令用于从内存中读取数据放入寄存器中；Store 指令用于将寄存器中的数据保存到内存13.ARM复位后PC指针指向多少地址：0X0000,000014.ARM如果是字对齐是什么意思:pc指针地址只能给4的倍数15.S3C2410有几种电源模式：NORMAL模式，IDLE模式，SLOW模式，POWER_OFF模式16：常见flash有哪两大类：NOR flash和NAND flash17.Linux进程4种状态：运行状态，等待状态，暂停状态，僵死状态18.Linux文件类型有那几大类：普通文件，目录文件，设备文件，管道文件，链接文件19.Linux下文件权限有哪3种：用户，同组用户，其他用户20在计算机中哈夫结构和冯诺依曼结构的区别：哈夫结构：将程序指令存储和数据存储分开，指令和数据宽度不同。
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第一章嵌入式系统概述1．嵌入式系统是什么？目前，对嵌入式系统的定义多种多样:IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义为：用于对机器和设备进行控制，监视或者辅助操作的装置。
从技术的角度定义：以应用为中心，以计算机为基础，并且软硬件可裁剪，适用于对功能、可靠性、成本、体积和功耗有严格要求的专用计算机系统。
从系统的角度定义：嵌入式系统是完成复杂功能的硬件和软件，并使之紧密耦合在一起的计算机系统。
嵌入式系统是指嵌入式操作系统和功能软件集成在以微控制器或微处理器为核心的微型计算机硬件体系中所形成的简单便捷，稳定可靠，机电一体化产品整体。
简单地说，嵌入式系统是软件体系和硬件体系紧密结合的一体化系统。
2．嵌入式系统由哪几个部分组成？嵌入式系统由硬件平台和系统软件组成。
硬件平台指嵌入式处理器和与之通过接口连接的外围硬件平台。
系统软件指实时操作系统和用户应用软件。
3．嵌入式微(?)处理器有几种类型？各有什么特点?嵌入式微处理器（EMPU）：比较适合于大容量的数据计算和处理，具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。
与嵌入式控制器相比，速度快，运算功能强大，可对各类数据进行快速处理。
嵌入式微控制器（EMCU）：比较适合于基于逻辑运算和简单数据计算结果的控制，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。
嵌入式DSP（EDSP）：对系统结构和指令的某些部分进行了特殊设计，使之适合于执行DSP 算法，编译效率较高，指令执行速度也较快。
总而言之，就是运算速度快。
嵌入式片上系统（ESOC）：根据应用系统设计者定义，可以在一个硅片上集成一个更为复杂的系统。
整个嵌入式系统的大部分尽可集成到一块或几块芯片上，应用系统电路板将变得很整洁，对于减少体积和功耗，提高可靠性十分有益。
4．你能列举几种熟悉的操作系统吗？µCOS-Ⅱ，µCLinux，WinCE，VxWorks，TRON，µITRON，eCos，Nucleus，OSE等。
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一1.嵌入式系统定义―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。
‖2.嵌入式系统与pc和单片机的区别嵌入式系统≠ PC机●嵌入式系统一般是专用系统，而PC是通用计算平台●嵌入式系统的资源比PC少得多●嵌入式系统软件故障带来的后果比PC机大得多●嵌入式系统一般采用实时操作系统●嵌入式系统大都有成本、功耗的要求●嵌入式系统得到多种微处理体系的支持●嵌入式系统需要专用的开发工具嵌入式系统≠单片机系统●目前嵌入式系统的主流是以32位嵌入式微处理器为核心的硬件设计和基于实时操作系统（RTOS）的软件设计;●单片机系统多为4位、8位、16位机，不适合运行操作系统，难以完成复杂的运算及处理功能;●嵌入式系统强调基于平台的设计、软硬件协同设计；单片机大多采用软硬件流水设计;●嵌入式系统设计的核心是软件设计（占70%左右的工作量）；单片机系统软硬件设计所占比例基本相同。
3.实时系统的定义（软、硬）实时系统：如果逻辑和时序出现偏差将会引起严重后果的系统软实时系统：系统的宗旨是使各个任务运行得越快越好，并不要求限定某一任务必须在多长时间内完成（响应时间为数十秒）硬实时系统：各任务不仅要执行无误而且要做到准时(响应时间在ms 或us级)二1. BSP的概念和特点BSP（板级支持包）是介于底层硬件和操作系统之间的软件层，它完成系统上电后最初的硬件和软件初始化，并对底层硬件进行封装，使得操作系统不再面对具体的操作。
BSP的特点：1）硬件相关性：因为嵌入式系统的硬件具有应用相关性，所以，作为高层软件与硬件之间的接口，BSP必须为操作系统提供操作和控制具体硬件的方法。
2）操作系统相关性：不同的操作系统具有各自的软件层次结构，因此，针对不同的操作系统具有特定的接口形式。
2. SoC定义SoC 就是System on Chip ，SoC嵌入式系统微处理器就是一种电路系统。
嵌入式系统原理复习资料
选择题1、在嵌入式系统的存储结构中，存储速度最快的是（ B ）。
A．Cache B．寄存器组 C．Flash D．内存2、16位的2Mbit×4banks×16的SDRAM容量为（ D ）。
A．8MB B．32MB C．128MB D．16MB 3、以下说法正确的是( ABD )A．不需将软件引导到RAM中而是让其直接在NorFlash上运行，这种方式启动最快。
B．ARM9对I/O端口进行寻址采用的是存储器映射法。
C．NAND Flash的檫除和写入速度比NOR Flash慢。
D．Nand Flash的存储密度小于Nor Flash。
4、ADD R0，R0，#1 属于（ D）。
♦A．基址变址寻址♦B．寄存器寻址♦C．寄存器间接寻址♦D．立即寻址5、（）语句将存储器地址为R1的半字数据读入寄存器R0，并将R0的高16位清零。
♦A．LDR R0,[R1]♦B．STRH R0, [R1]♦C．LDRH R0,[R1]♦D．LDRB R0, [R1]6、在下列ARM微处理器的运行模式中，不属于异常模式的是（A ）。
A．系统模式B．FIQC．IRQD．数据访问中止模式7、在ARM处理器中，（A ）寄存器包括全局的中断禁止位，控制中断禁止位就可以打开或者关闭中断。
A．CPSRB．SPSRC．IPD．PC8、嵌入式系统应用软件一般在宿主机上开发，在目标机上运行，因此需要一个（ B）环境。
A．分布式计算 B．交叉编译C．交互平台D．交互操作平台9、通常所说的32位微处理器是指（A ）。
♦A．地址总线的宽度为32位♦B．通用寄存器数目为32个♦C．CPU字长为32位♦D．处理的数据长度只能为32位10、在ARM处理器的内部寄存器中，用作子程序连接寄存器的是（C ）。
♦A．R12♦B．R13♦C．R14♦D．R15♦S3C2410芯片的I/O端口一共有几个？各端口各有几根I/O引脚？♦每个I/O端口有几个寄存器？有何作用？4、如何告诉汇编编译器下面的指令序列是ARM指令还是Thumb指令？回答：CODE16，CODE325、EQU伪指令相当于C语言的什么语句？回答：#define，用于为一个常量定义字符名称6、如何使用本源文件以外的符号？回答：IMPORT指示符告诉编译器当前的符号不是在本源文件中定义的，而是在其他源文件中定义的，在本源文件中可能引用该符号7、如何将本源文件的符号开放给外部源文件使用？回答：EXPRORT声明一个符号可以被其他文件引用。
嵌入式系统复习资料整理
1.嵌入式系统的定义嵌入式计算机系统简称为嵌入式系统，将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。
嵌入式系统：、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。
嵌入式操作系统的特点：可固化、可配置、可剪裁、独立的板级支持包，可修改、不同的CPU有不同的版本、应用的开发需要有集成的交叉开发工具嵌入式操作系统的组成：嵌入式操作系统、操作系统内核、文件系统、网络协议栈、GUI 、USB协议栈等2.通用计算机系统与嵌入式系统的比较形式和类型看得见的计算机。
按其体系结构、运算速度和结构规模等因素分为大、中、小型机和微机。
组成通用处理器、标准总线和外设。
软件和硬件相对独立。
开发方式开发平台和运行平台是通用计算机二次开发应用程序可重新编程形式和类型看不见的计算机形式多样应用领域广泛，按应用来分类组成面向应用的嵌入式微处理器，总线和外部接口多集成在处理器内部，软件与硬件是紧密集成在一起的。
开发方式采用交叉开发方式，开发平台一般是通用计算机，运行平台是嵌入式系统。
二次开发一般不能在编程微处理器构成的嵌入式系统（以家电为例）4位、8位、16位、32位处理器○简单的冰箱、洗衣机、微波炉、电视机（CRT电视）80-90年代的发达国家的高端家电=2010年的家电下乡产品4位处理器固化的专用嵌入式芯片○除了媒体播放器和LCD电视机以外的量产的智能家电8位处理器、需要写程序进去的产品3 .单片机又称微控制器(Microcontroller)(MCU)将嵌入式应用所需要的微处理器、I/O接口、A/D、D/A转换、串行接口以及RAM、ROM通通集成到一个VLSI中, 制造出面向I/O设计的微控制器，就是我们俗称的单片机DSP 数字信号处理器与CPU(MCU)相比：有更多的硬件运算单元乘除法、矩阵数字运算速度快存储和外设管理相对简单适合数字滤波器和媒体编解码算法的运算音频、视频处理智能仪表调制解调器ARM32位RISC嵌入式处理器ARM公司负责研发处理器内核的IP众多的公司购买IP的知识产权后制造出形式多样的MCU，如：○不同档次手机的处理器○上网本、PSP、平板电脑○嵌入式工业终端和银行ATM机4. 嵌入式系统的特点（1）形式多样、面向特定应用硬件和软件都必须高效率地设计，避免冗余低功耗的需求低成本高可靠软件的一体化(OS&APP（2）多种类型的处理器和处理器体系结构MCU&DSPMCU:ARMMIPSPowerPC（3）实时性和可靠性要求较高（4）操作系统可剪裁、轻量型、实时可靠、可固化（5）嵌入式系统开发需要专门工具和特殊方法5. 嵌入式系统的发展趋势更高的集成度更低功耗普遍的网络支持更加标准化6. ARM经典处理器：ARM11、ARM9™和ARM7™处理器系列Cortex-A 系列：共享同一体系结构，因此具有完整的应用兼容性，支持传统的ARM、Thumb®指令集和新增的高性能紧凑型Thumb-2 指令集Cortex-R 系列：快速- 以高时钟频率获得高处理性能。