嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用技術(shù)

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1、.1.嵌入式系統(tǒng)的定義：一般都認(rèn)為嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，可滿足應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積和功能有嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。2.嵌入式系統(tǒng)的特征：（1）通常是面向特定應(yīng)用的。具有功耗低、體積小和集成度高等特點。（2）硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計，量體裁衣，力爭在同樣的硅片面積上實現(xiàn)更高的性能，這樣才能滿足功能、可靠性和功耗的苛刻要求。（3）實時系統(tǒng)操作支持。（4）嵌入式系統(tǒng)與具體應(yīng)用有機結(jié)合在一起，升級換代也同步進(jìn)行。（5）為了提高運行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)

2、中的軟件一般固化在存儲器芯片中。3.ARM嵌入式微系統(tǒng)的應(yīng)用：工業(yè)控制、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、成像和安全產(chǎn)品、無線通信、消費類電子產(chǎn)品。4.ARM嵌入式微處理器的特點：（1）體積小、低功耗、低成本、高性能。（2）支持Thumb（16位）/ARM（32位）雙指令集，兼容8位/16位器件。（3）使用單周期指令，指令簡潔規(guī)整。（4）大量使用寄存器，大多數(shù)數(shù)據(jù)都在寄存器中完成，只有加載/存儲指令可以訪問存儲器，以提高指令的執(zhí)行效率。（5）尋址方式簡單靈活，執(zhí)行效率高。（6）固定長度的指令格式。5.嵌入式系統(tǒng)一般由嵌入式微處理器、外

3、圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)、用戶軟件構(gòu)成。2.哈佛體系結(jié)構(gòu)的主要特點是將程序和數(shù)據(jù)存儲在不同的存儲空間。3.嵌入式處理器主要有四種嵌入式微處理器（EMPU）、嵌入式微控制器（MCU）、嵌入式數(shù)字信號處理器（DSP）、嵌入式片上系統(tǒng)（SoC)4.ARM7采用3級流水線結(jié)構(gòu)，采用馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)；ARM9采用5...級流水線結(jié)構(gòu)，采用哈佛體系結(jié)構(gòu)。5.ARM處理器共有37個32bit寄存器，包括31個通用寄存器和6個狀態(tài)寄存器。6.ARM體系結(jié)構(gòu)可以用2種方法存儲字?jǐn)?shù)據(jù)，即大端格式和小端格式。7.ARM處理器既支

4、持32位的ARM指令集又支持16位的THCMB指令集。8.ARM處理器有7種工作模式，他們分為兩大類特權(quán)模式、非特權(quán)模式。其中用戶模式屬于非特權(quán)模式。9.ARM處理器的兩種工作狀態(tài)是①ARM狀態(tài),此時處理器執(zhí)行32位的字對齊的ARM指令。②Thumb狀態(tài)，此時處理器執(zhí)行16位的、半字對齊的Thumb指令。10.嵌入式系統(tǒng)中，堆棧訪問有滿遞增堆棧FA、滿遞減堆棧FD、空遞增堆棧EA、空遞減堆棧ED。11.計算機硬件架構(gòu)，按照數(shù)據(jù)和指令是否分開存放可分為馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)、哈佛體系結(jié)構(gòu)，其中馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)又

5、稱普林斯頓體系結(jié)構(gòu)。12.RISC的含義是精簡指令集計算機，而CISC的含義是復(fù)雜指令集計算機。13.ARM是AdvancedRISCMachines的縮寫。14.IP核含義是知識產(chǎn)權(quán)核。15.嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和調(diào)試中需要ICE，ICE的含義是在線仿真器。16.ARM體系結(jié)構(gòu)中，字的長度32位，半字對齊存儲的時候是2字節(jié)對齊。17.ARM所支持的最大存儲器訪問空間是232字節(jié)4GB...18．若ARM的存儲器格式配置為(BigEndian)格式，則對于地址0x0000001s中存儲的數(shù)據(jù)4567H在地址左低右高的

6、內(nèi)存空間的存放結(jié)果是(4567)若ARM的存儲器格式配置(littleEndian)格式存放結(jié)果是(6745)1.狀態(tài)寄存器SPSR的條件碼標(biāo)志位N/Z/C/V在（28~31）位。2.ARM指令“ADDR0,R1,R2”是典型的寄存器尋址。3.ARM指令“LDRR1,[R3,＃4]”是典型的基址加變址尋址。1）寄存器尋址ADDR0，R1，R2；R0←R1＋R22）立即尋址（1）ADDR0，R0，＃1；R0←R0＋1（2）ADDR0，R0，＃0x3f；R0←R0＋0x3f3）寄存器間接尋址（1）LDRR0，[R1

7、];R0←[R1]（2）STRR0，[R1];[R1]←R04）基址加偏址尋址（1）LDRR0，[R1，＃4]；R0←[R1＋4]（2）LDRR0，[R1，＃4]??；R0←[R1＋4]、R1←R1＋4（3）LDRR0，[R1]，＃4；R0←[R1]、R1←R1＋45）變址尋址LDRR0，[R1,#4];R0←[R1+4]6）多寄存器尋址LDMIAR1，{R0，R2，R5}；R0←[R1],R2←[R1+4],R5←[R1+8]7）堆棧尋址（1）STMFDSP!{R1-R7,LR}；（2）LDMFDSP!{R1-

8、R7,LR}；8）塊復(fù)制尋址（1）LDMIAR0!,{R2-R9}；（2）、STMIA...R1,{R2,R9}；9）相對尋址BL4.堆棧隨著存儲器地址的增長而向上增長，基址存儲器指向存儲器有效數(shù)據(jù)的最高地址或指向第一個要讀出的數(shù)據(jù)位置是（滿遞增堆棧）。向上生長：向高地址方向生長，稱為遞增堆棧;向下生長：向低地址方向生長，稱為遞減堆棧。堆棧指針指向最后壓入的堆棧的有效數(shù)據(jù)項，稱為滿堆棧