embedded嵌入式系統(tǒng)知識(shí)點(diǎn)

1、1、CMD：即連接器命令文件。輸入指明輸出，描述了硬件資源中的存儲(chǔ)資源以及代碼、 變量、常量等與存儲(chǔ)空間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。根據(jù)目標(biāo)系統(tǒng)寄存器的配置，以及用戶自定義的程序和數(shù)據(jù)的存放地址，由匯編器產(chǎn)生的 浮動(dòng)地址目標(biāo)文件，生成絕對(duì)地址可執(zhí)行文件。2、CMD文件的用途： 描述配置：-0編譯后的輸出文件；-I副文件；-stack棧的大小；-heap堆的大小 描述內(nèi)存空間的分布情況開始于結(jié)束的位置far 內(nèi)容空間的分配：內(nèi)容與存儲(chǔ)空間對(duì)應(yīng)。內(nèi)容包括代碼、變量、常量、矢量、4、RTS6000.lib，即實(shí)時(shí)運(yùn)行庫(kù)文件，保證能夠有 C語言的實(shí)時(shí)運(yùn)行支撐環(huán)境5、進(jìn)行性能分析測(cè)試的目的：檢驗(yàn)程序是否能達(dá)到實(shí)時(shí)必要需

2、求 關(guān)注點(diǎn)：空間復(fù)雜度：代碼的尺寸（size）時(shí)間復(fù)雜度：調(diào)用次數(shù)、周期（單次運(yùn)行時(shí)間）6、DMA:即直接存儲(chǔ)器訪問。其功能是在 CPU不介入下實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器映象兩個(gè)區(qū)域之間數(shù) 據(jù)的傳輸。實(shí)現(xiàn)過程：確定使用的通道對(duì)選定通道的寄存器進(jìn)行設(shè)置： 主控寄存器、源/目的地址寄存器、計(jì)數(shù)寄 存器主控寄存器只能設(shè)置（star）啟動(dòng)或停止，可查詢（status）狀態(tài)（是否中斷或結(jié)束）7、線性匯編改寫的格式定義函數(shù)名稱、實(shí)現(xiàn)參數(shù)傳遞。為暫時(shí)存放臨時(shí)數(shù)據(jù)的寄存器定名，由.reg （ register完成。數(shù)據(jù)初始化。處理程序的循環(huán)體部分。首先定義一個(gè)標(biāo)號(hào)作為循環(huán)返回的標(biāo)志；之后，將循環(huán)變量1）2）3）4）vptr（

3、即count）減一；利用C6x指令的條件執(zhí)行功能通過對(duì)vptr是否為零的判斷條件執(zhí)行 跳轉(zhuǎn)指令。最后，.return實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的返回。5） 一切工作完成后，使用.endproc作為函數(shù)結(jié)束的標(biāo)志。記住變量所是的寄存器（.reg）8完整的匯編程序包括：數(shù)據(jù)初始化、子程序、復(fù)位程序、連接器命令文件9、C程序的優(yōu)化用到的方法：循環(huán)展開、內(nèi)聯(lián)函數(shù)、字訪問（強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換）1、 嵌入式系統(tǒng):以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪 ，應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、 可靠性、成本、體積、功耗和應(yīng)用環(huán)境有特殊要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。是將應(yīng)用程序、 操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)硬件集成在一起的系統(tǒng)。2、嵌入式系統(tǒng)的核心-嵌入式微處理器

4、3、嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)：功耗限制、低成本、多速率、環(huán)境相關(guān)性、系統(tǒng)內(nèi)核小、專用性強(qiáng)、 不可壟斷性、產(chǎn)品相對(duì)穩(wěn)定性、實(shí)時(shí)性4、實(shí)時(shí)性的本質(zhì)：任務(wù)處理所花費(fèi)時(shí)間的可預(yù)測(cè)性，即任務(wù)需要在規(guī)定的時(shí)限內(nèi)完成。 硬實(shí)時(shí)&軟實(shí)時(shí):軟”意味著如果沒有滿足指定的時(shí)間約束并不會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的后果， 而對(duì)于硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)來說卻是災(zāi)難性的。5、軟實(shí)時(shí)和硬實(shí)時(shí)之間的區(qū)別一通常與系統(tǒng)的時(shí)間精度有關(guān)，軟實(shí)時(shí)任務(wù)的調(diào)度精度必 須大于千分之一秒，而硬實(shí)時(shí)任務(wù)為微秒級(jí)。6、 嵌入式系統(tǒng)組成:軟件子系統(tǒng)【應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)（協(xié)議棧）】硬件子系統(tǒng)【處理器、外圍設(shè)備（存儲(chǔ)器、輸入接口、輸出接口）】7、9、10、最小硬件系統(tǒng)：嵌入式控制器時(shí)鐘系統(tǒng)

5、、供電系統(tǒng)（電源）、存儲(chǔ)器系統(tǒng)（可選）、復(fù)位及其配置系統(tǒng)、調(diào)試測(cè)試接口 （可選）嵌入式處理器分類：微處理器（Micro processor Un it,MPU）、微控制器（Microco ntroller Un it, MCU）嵌入式 DSP （Embedded Digital Signal Processor,EDSP）、片上系統(tǒng)（System On Chip, SOC）嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要步驟：需求分析、規(guī)格說明、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、構(gòu)件設(shè)計(jì)、調(diào)試與集成CISC:復(fù)雜指令集（尋址方式復(fù)雜）RISC 精簡(jiǎn)指令集（Load/Store結(jié)構(gòu)）具有大量的指令和尋址方式，指令長(zhǎng)度可變 8/2原則：80%勺程序只

6、使用20%勺指令 大多數(shù)程序只使用少量的指令就能夠運(yùn)行只包含最有用的指令，指令長(zhǎng)度固定 確保數(shù)據(jù)通道快速執(zhí)行每一條指令 使CPU硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得更為簡(jiǎn)單11、 馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)：須有存儲(chǔ)器、控制器、運(yùn)算器、輸入輸出設(shè)備。指令和數(shù)據(jù)共享 同一總線。哈佛體系結(jié)構(gòu)：指令與數(shù)據(jù)，占用總線分開12、C62XX數(shù)據(jù)通路:2個(gè)通用寄存器組（A和B）,各15個(gè)寄存器；8 個(gè)功能單元（丄 1,L2,.S1,.S2,.M1,.M2,.D和 D2）;2個(gè)存儲(chǔ)器讀取通路（LD1和LD2）; 2個(gè)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)通路（ST1和ST2 ； 2個(gè)寄存器組交叉通路（1X和2X）; 2個(gè)數(shù)據(jù)尋址通路（DA1和DA2）;13、寄存器的

7、功能單元：分為 A、B兩組（共8個(gè)）.L算術(shù)運(yùn)算；.S邏輯運(yùn)算；.M乘法；.D地址產(chǎn)生+數(shù)據(jù)運(yùn)算14、 并行操作：一個(gè)取指包8條32bit指令（18個(gè)執(zhí)行包）；執(zhí)行包中的每一條指令使用的功能單元必須各不相同 影響并行的因素：資源沖突、延遲間隙15、 C6201芯片共多少個(gè)片外存儲(chǔ)空間？4個(gè)C6201芯片的片外存儲(chǔ)空間的大小？52MMAP0模式下SDRAM是否可以接入C6201芯片的片外存儲(chǔ)空間CE2中？可以。16、在嵌入式系統(tǒng)中，程序的存放由用戶自己指定，實(shí)際分配過程是由連接器完成的。17、流水線：任何指令的處理皆可分成幾個(gè)子操作，每個(gè)子操作由不同單元來完成。對(duì)每 個(gè)單元來說，每隔一個(gè)時(shí)鐘周期

8、可進(jìn)入一條新指令，因而在同一時(shí)間內(nèi)，在不同單元 中可處理多條指令，這種工作方式稱為“流水線”工作方式。18、取指包：取8條指令，8條指令組成一個(gè)取指包（FP）,取指包中的8條指令同時(shí)順序 通過PG PS, PW PR四個(gè)節(jié)拍。執(zhí)行包：在流水線的DP節(jié)拍中，取指包指令根據(jù)并行性分成各執(zhí)行包，執(zhí)行包由1至8條并行指令組成。在DP節(jié)拍期間一個(gè)執(zhí)行包的指令分別分配到相應(yīng)的功能單元。延遲間隙：指一條指令在第一個(gè)執(zhí)行節(jié)拍E1后占用的CPU周期數(shù)。具有延遲間隙的指令， 在最后一個(gè)延遲間隙之前，其結(jié)果不能被使用。如乘法指令有一個(gè)延遲間隙，這意味著這條乘法指令的結(jié)果可被隔一個(gè) CPU周期的下一條指令使用。19、

9、 多功能緩沖串口 （McBSP ）串口，三個(gè)通道，可分多個(gè)，可緩沖，（2發(fā)送一3接收） 特點(diǎn)：?收/發(fā)獨(dú)立、全雙工、雙緩沖數(shù)據(jù)通信，允許連續(xù)的數(shù)據(jù)流?可以接標(biāo)準(zhǔn)的編/解碼器、模擬接口芯片? 支持多種協(xié)議下的接口傳輸： T1E1、MVIP、ST-BUS IOM-2、AC97 IIS SPI?支持多通道操作（128）?內(nèi)置u-律（美日）和A彳聿（歐）壓擴(kuò)硬件：G.711協(xié)議PCM編碼方式的一部分。 ?內(nèi)部傳輸時(shí)鐘和幀同步信號(hào)可編程程度高? 數(shù)據(jù)字長(zhǎng)可以是8/1216/20/24Z32bit20、 數(shù)據(jù)通道：完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，DX負(fù)責(zé)發(fā)送，21、傳輸一緩沖收發(fā)（收多發(fā)少）:接收操作采取三級(jí)緩沖方

10、式：接收移位寄存器存器DRR發(fā)送操作采取兩級(jí)緩沖方式：數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器22、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 一IDRAM1）總?cè)萘?64k bytes （甚至 512k bytes）; 2） 3） CPU與DMC間為2*64-bit數(shù)據(jù)總線；4）DR負(fù)責(zé)接收。RSRDXR接收緩沖寄存器RBR數(shù)據(jù)接收寄發(fā)送移位寄存器XSR單周期雙存取DMC與IDRAM間4*16-bit數(shù)據(jù)總線23、中斷：為使DSP具有對(duì)外界異步事件的處理能力而設(shè)置。處理器需要怎樣做支持中斷：1）保存當(dāng)前處理現(xiàn)場(chǎng)；2）完成中斷任務(wù)；3）恢復(fù)各寄存器和現(xiàn)場(chǎng)；4）返回繼續(xù)執(zhí)行被暫時(shí)中斷的程序24、編譯、匯編和連接一一.out文件優(yōu)化器選項(xiàng)：-o0優(yōu)化

11、寄存器使用；-01本地優(yōu)化；-02-0全局優(yōu)化；-03文件級(jí)優(yōu)化25、C語言數(shù)據(jù)類型：char（ 1字節(jié)），short（2字節(jié)），int（4字節(jié)）,long（40位）27、數(shù)據(jù)初始化方法1. 調(diào)試器加載程序（loader）自動(dòng)完成原理：用.short，.word等匯編指令生成變量及其初始值；連接器為這些變量 分配地址調(diào)試器從.out文件中讀取變量初值，通過主機(jī)接口，放入目標(biāo)存儲(chǔ)器 中相應(yīng)的變量地址缺點(diǎn)：只適用于程序開發(fā)階段使用，不適用于嵌入式系統(tǒng)。2. 人工初始化-在應(yīng)用程序前插入數(shù)據(jù)初始化程序段MVKMVKHSTW缺點(diǎn)：每個(gè)數(shù)據(jù)的初始化要用三條指令，占用很大程序空間3. 拷貝法：數(shù)據(jù)從ROM

12、拷貝到RAM所謂拷貝法，就是將變量的初值-即初始化數(shù)據(jù)單獨(dú)存放在一個(gè)初始化數(shù)據(jù)段內(nèi) （ROM）。程序復(fù)位后，一段初始化程序?qū)⒊跏蓟瘮?shù)據(jù)段內(nèi)的變量初值拷貝到相應(yīng)變 量地址。這種方法簡(jiǎn)省程序存儲(chǔ)空間，也是C程序進(jìn)行初始化的方法。28、拷貝法使用步驟：1. 常量定義；2.定義變量；3.變量初始化；4.數(shù)據(jù)段分配：在連接器命令文件內(nèi)做*.cmd29、 程序復(fù)位原因：DMA把應(yīng)用程序從片外ext 1搬移到片內(nèi)程序RAM。需要程序控制在上電后從0地址轉(zhuǎn)移到片內(nèi)應(yīng)用程序。30、定界：數(shù)據(jù)或代碼在存儲(chǔ)器內(nèi)的開始地址有一定要求。常數(shù)定界遵循先大后小；代碼無定界要求；3、存儲(chǔ)器映射MEMORY /內(nèi)存描述EPRO

13、M :IP_RAM :SBSRAMID_RAM :SECTIONSmyCode :myDate :命令SECTIONS用于把目標(biāo)文件中的各個(gè)代碼段和數(shù)據(jù)分配到MEMORY定義的存儲(chǔ)器內(nèi)。采用連接器命令文件說明系統(tǒng)存儲(chǔ)器配置和映射，方便程序在不同系統(tǒng)之間移植7、線性匯編改寫的格式.def_DP.cproccp tr0,c ptr1, vptr/*為暫時(shí)存放臨時(shí)數(shù)據(jù)的寄存器定名*/addr_a,addr_xm,np roduct,sumorigi n=/內(nèi)存分配 EPROM SBSRAMDP.reg.reg.reg/*數(shù)據(jù)初始化*/MVMV ZEROLoop :oh , lengh= 800hcp

14、 tr0,addr_a cp tr1,addr_x sum/*處理程序的循環(huán)體部分*/LDHLDHMPYADDSUBvptr B*addr_a+,m *addr_x+,n m,n,p roduct sum,p roduct,sum vp tr,1, vptr loopsum/定義函數(shù)名稱/實(shí)現(xiàn)參數(shù)傳遞實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的返回函數(shù)結(jié)束的標(biāo)志.return.endproc26、用匯編指令編寫 y=mx+b1）1aMVK .S1m, AOMVKH .S1m, A0;&m A0MVK .S1x, A2MVKH .S1x, A2;&x A2MVK .S1b, A4MVKH .S1b, A4;&b A41bLDH

15、.D1*A0, A1;取mLDH .D1*A2, A3;取xLDH .D1*A4, A5;取bNOP4存儲(chǔ)數(shù)據(jù)：y寄存器- 存儲(chǔ)器2)31、匯編語言優(yōu)化1）使用并行指令2）用有用的指令（取代數(shù)據(jù)取入寄存器：m,x,b存儲(chǔ)器 寄存器la.初始化數(shù)據(jù)指針：把數(shù)據(jù)地址放入指針寄存器 （指令MVK和MVKH）lb.取數(shù)據(jù)：進(jìn)行存儲(chǔ)器和寄存器之間的讀寫操作 乘法；3）加法；4）loop :Idh.d1*A8+,A2loop :ldh.d1*A8+,A211Idh.d2*B9+,B3IIldh.d2*B9+,B3nop4sub.12B0,1,B0b0b.s1loopmp y.mixA2,B3,A4nop2

16、nopmp y.mixA2,B3,A4add.l1A4,A6,A6nop add.l1A4,A6,A6sub.12B0,1,B0b0b.s1loopnop5NOP）填充延遲間隙：前后對(duì)比a1 1 a0A0A1LDW.D1LDW.D1*A5+ , A0*A6+ , A1Xx1 1 x0A7A3MPY.M1A0, A1 , A3A1*x1a0*x0MP YH.M1A0, A1, A7+a1x1+a0X0A4ADD 丄1A3,A7,A4LDW/M PYH使用字訪問半字?jǐn)?shù)據(jù)）3)4)5)? LD的nop由4降為2 ? B的nop由5降為2 循環(huán)展開字長(zhǎng)優(yōu)化（使用 軟件流水32、混合語言編程-編寫C可調(diào)

17、用的匯編程序A）建立C環(huán)境1）在C程序前聲明線性匯編函數(shù)2）調(diào)用匯編函數(shù)Paren t.C/* p rototy pe */In t child（i nt,l nt）;Void main （void） int x = 7;Int y;I* call function */Y = child（x,5）;B）建立匯編環(huán)境1）匯編函數(shù)的入口地址聲明為全局變量 匯編函數(shù)的入口地址一C函數(shù)名前加下劃線2）定義函數(shù)入口地址；child.ASM.defchildchild :In strIn strIn str;make the label_fu nc ;visible to lin ker;defi ne

18、 fun cti on;entry point.def_DP；聲明函數(shù)名，建立匯編環(huán)境.cprocparamO,p aram1；函數(shù)參數(shù).reservereserve_reg；需要保護(hù)的寄存器.regIocal_val0,local_val1,；函數(shù)內(nèi)的寄存器變量MVp aram0,local_val0；建立函數(shù)參數(shù)與MVp aram1,local_val1；寄存器變量名得關(guān)系;算法C）編寫線性匯編函數(shù)：入口代碼、算法、出口代碼_DP :return_value;函數(shù)返回，return_value為物理寄存器或寄存器變量名29、點(diǎn)積實(shí)驗(yàn) C 代碼#include short DP(short *m, short *n, short count);/ 聲明點(diǎn)積運(yùn)算子函數(shù) DP( )/* 參與點(diǎn)積運(yùn)算的兩數(shù)組 a, x 初始化 */short a30 = 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31,