《嵌入式操作系統(tǒng)原理與應(yīng)用》復(fù)習(xí)大綱

《嵌入式操作系統(tǒng)原理與應(yīng)用》復(fù)習(xí)大綱考試時(shí)間：十八周周三上午9:00~11:00（6月20日）

考場(chǎng)：通信1班A3-305；

通信2班A3-308；

通信3班A3-309；

通信4班A3-310

考試形式：開(kāi)卷，（允許帶教材，上課的課件）

PS:以下內(nèi)容純屬個(gè)人總結(jié)，如需肯定答案型，請(qǐng)勿輕易下載，如有錯(cuò)誤，敬請(qǐng)?bào)w諒

考試范圍：

第一章，其次章，第三章（第1~4節(jié)），第四章（第2~4節(jié)），第五章（第1~3節(jié)），第六章（第1,2,4節(jié)）

考試內(nèi)容大綱：

一、嵌入式系統(tǒng)的定義，嵌入式系統(tǒng)的組成，嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)，嵌入式處理器的分類，

ARM微處理器的簡(jiǎn)介，常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)。

1．嵌入式系統(tǒng)的定義：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,能適應(yīng)系統(tǒng)對(duì)功能、牢靠性、成本、體積、功耗和應(yīng)用環(huán)境有特別要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

嵌入式系統(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)（技術(shù)角度）

嵌入式系統(tǒng)是設(shè)計(jì)完成簡(jiǎn)單功能的硬件和軟件，并使其緊密耦合在一起的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

（系統(tǒng)角度）

2.嵌入式系統(tǒng)的組成：嵌入式系統(tǒng)通常由嵌入式處理器、外圍設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)和

應(yīng)用軟件等幾大部分組成。

3.嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)：軟硬件一體化，集計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、行業(yè)技術(shù)為一體；

需要操作系統(tǒng)支持，代碼小、執(zhí)行速度快；專用緊湊，用途固定，成本敏感；牢靠性要求高；多樣性，應(yīng)用廣泛、種類繁多。

4.嵌入式處理器的分類:(1.微掌握器2.嵌入式微處理器3.DSP處理器4.片上系統(tǒng))

5.ARM微處理器的簡(jiǎn)介：ARM（AdvancedRISCMachines）公司是全球領(lǐng)先的16/32位

RISC微處理器學(xué)問(wèn)產(chǎn)權(quán)設(shè)計(jì)供應(yīng)商。

6.常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)：

a．嵌入式Linuxb.μC/OSc．VxWorksd．μC/OS-Ⅱe．WindowsCEf.PalmOS..

二、嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程，嵌入式系統(tǒng)的幾種調(diào)試方式。

開(kāi)發(fā)流程：a需求分析階段b設(shè)計(jì)階段c生成代碼階段d固化階段

調(diào)試方式：a．源程序模擬器方式b．監(jiān)控器方式c．仿真器方式

三、ARM體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，ARM的流水線結(jié)構(gòu)，ARM的編程模型（處理器模式，寄存器組織，特別模式，存儲(chǔ)器格式），ARM的基本尋址方式，常用的ARM指令集指令（存儲(chǔ)器訪問(wèn)指令，數(shù)據(jù)處理指令）。

1、ARM體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn):

a.RISC型處理器結(jié)構(gòu)

b.ARM/Thumb指令集

c.多處理器狀態(tài)模式

d.嵌入式在線仿真調(diào)試

e.敏捷和便利的接口

1）ARM體系結(jié)構(gòu)具有協(xié)處理器接口

2）ARM處理器核還具有片上總線AMBA(AHB/ASB/APB)

h.低電壓低功耗的設(shè)計(jì)

ARM的流水線結(jié)構(gòu):a.ARM7體系結(jié)構(gòu)采納了3級(jí)流水線，分為取指，譯碼和執(zhí)行。b.5級(jí)流水線分為：取指、指令譯碼、執(zhí)行、數(shù)據(jù)緩存和寫回。

ARM的編程模型:a.處理器模式:ARM體系結(jié)構(gòu)支持7種處理器模式,

處理器模式說(shuō)明

用戶usr正常程序執(zhí)行模式

FIQfiq支持高速數(shù)據(jù)傳送或通道處理

IRQirq用于通用中斷處理

管理svc操作系統(tǒng)愛(ài)護(hù)模式

中止abt實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器和/或存儲(chǔ)器愛(ài)護(hù)

未定義und支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真

系統(tǒng)sys運(yùn)行特權(quán)操作系統(tǒng)任務(wù)

寄存器組織:ARM處理器總共有37個(gè)寄存器：31個(gè)通用寄存器，包括程序計(jì)數(shù)器（PC）。這些寄存器是32位的。6個(gè)狀態(tài)寄存器。這些寄存器也是32位的，但只使用了其中的12位。

特別模式:ARM支持7種類型的特別。

特別類型模式正常地址高向量地址復(fù)位管理0x000000000xFFFF0000未定義指令未定義0x000000040xFFFF0004軟件中斷（SWI）管理0x000000080xFFFF0008預(yù)取中止（取指令存儲(chǔ)器中止）中止0x0000000C0xFFFF000C數(shù)據(jù)中止（數(shù)據(jù)訪問(wèn)存儲(chǔ)器中止）中止0x000000100xFFFF0010IRQ（中斷）IRQ0x000000180xFFFF0018FIQ（快速中斷）FIQ0x0000001C0xFFFF001C

存儲(chǔ)器格式:

ARM處理器支持的基本尋址方式有：寄存器尋址；馬上尋址；寄存器移位尋址；寄存器間接尋址；變址尋址；多寄存器尋址；堆棧尋址；塊復(fù)制尋址；相對(duì)尋址

四、嵌入式集成開(kāi)發(fā)環(huán)境ADS的使用，AXD調(diào)試器的使用(這個(gè)自己看啊哈，我就不搞啦)。ARM匯編偽指令的使用?；贏RM的硬件啟動(dòng)程序分析，C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言混合編程遵守的規(guī)章，匯編程序與C/C++程序相互調(diào)用的方法。

ARM匯編偽指令的使用:

分類指令舉例

符號(hào)定義偽指令GBLA/GBLL/GBLS/LCLA/LCL

L/LCLS/SETA/SETL/SETS/RLI

ST

GBLATest1

;定義一個(gè)名為Test1的全局?jǐn)?shù)值字變量

數(shù)據(jù)定義偽指令DCB/DCW/DCD/DCFD/DCFS/

DCQ/SPACE/

MAP/FIELD

strDCB“Thisisatest”

;安排起始地址為str的一段連續(xù)字節(jié)存儲(chǔ)

單元存放字符串

匯編掌握偽指令I(lǐng)F/ELSE/ENDIF/

WHILE/WEND/

IFTest＝TRUE;假如條件成立

指令序列1;執(zhí)行指令序列1

ELSE;否則執(zhí)行指令序列2

指令序列2

ENDIF

宏指令MACRO/MEND/MEXITMACROSeg

指令序列

MEND

;定義一個(gè)名為Seg的宏指令

其他偽指令A(yù)REA/ALIGN/CODE16/CODE3

2/ENTRY/END/EQU/EXPORT/

GLOBAL/IMPORT/EXTERN/G

ET/INCLUDE/INCBIN

AREA

Init,CODE,READONLY,ALIGN=3

;定義了一個(gè)代碼段，段名為Init，屬性

為只讀，并指定其后的指令為8（23）字

節(jié)對(duì)齊。

硬件啟動(dòng)程序的工作一般包括：

（1）安排中斷向量表

（2）初始化存儲(chǔ)器系統(tǒng)

（3）初始化各工作模式下的堆棧

（4）初始化有特別要求的硬件模塊

（5）初始化用戶程序的執(zhí)行環(huán)境

（6）切換處理器的工作模式

（7）呼叫主應(yīng)用程序

C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言混合編程遵守的規(guī)章：

在C程序和ARM匯編程序之間相互調(diào)用時(shí)必需遵守ATPCS規(guī)章。ATPCS規(guī)定了一些子程序間調(diào)用的基本規(guī)章，比如：

寄存器的使用規(guī)章

子程序之間通過(guò)寄存器r0～r3來(lái)傳遞參數(shù)，當(dāng)參數(shù)個(gè)數(shù)多于4個(gè)時(shí)，使用堆棧來(lái)傳遞參數(shù)。在子程序中，使用寄存器r4～r11保存局部變量。

寄存器r12用于保存堆棧指針SP，當(dāng)子程序返回時(shí)使用該寄存器出棧，記作IP。寄存器r13用作堆棧指針，記作SP。寄存器r14稱為鏈接寄存器，記作LR。該寄存器用于保存子程序的返回地址。寄存器r15稱為程序計(jì)數(shù)器，記作PC。

堆棧的使用規(guī)章

堆棧采納滿遞減類型（FD，F(xiàn)ullDescending），即堆棧通過(guò)減小存儲(chǔ)器地址而向下增長(zhǎng)，堆棧指針指向內(nèi)含有效數(shù)據(jù)項(xiàng)的最低地址。

參數(shù)的傳遞規(guī)章

整數(shù)參數(shù)的前4個(gè)使用r0～r3傳遞，其他參數(shù)使用堆棧傳遞；浮點(diǎn)參數(shù)使用編號(hào)最小且能夠滿意需要的一組連續(xù)的FP寄存器傳遞參數(shù)

子程序的返回結(jié)果為一個(gè)32位整數(shù)時(shí)，通過(guò)r0返回；返回結(jié)果為一個(gè)64位整數(shù)時(shí)，通過(guò)r0和r1返回；依此類推。結(jié)果為浮點(diǎn)數(shù)時(shí)，通過(guò)浮點(diǎn)運(yùn)算部件的寄存器F0、D0或S0返回

匯編程序與C/C++程序相互調(diào)用的方法：

匯編程序調(diào)用C程序的方法為：首先在匯編程序中使用IMPORT偽指令事先聲明將要調(diào)用的C語(yǔ)言函數(shù)；然后通過(guò)BL指令來(lái)調(diào)用C函數(shù)。

例如在一個(gè)C源文件中定義了如下求和函數(shù)：

intadd(intx,inty){

return(x+y);

}

調(diào)用add()函數(shù)的匯編程序結(jié)構(gòu)如下：

IMPORTadd;聲明要調(diào)用的C函數(shù)

…

MOVr0,1

MOVr1,2

BLadd;調(diào)用C函數(shù)add

C程序調(diào)用匯編子程序的方法為：首先在匯編程序中使用EXPORT偽指令聲明被調(diào)用的子程序，表示該子程序?qū)⒃谄渌募斜徽{(diào)用；然后在C程序中使用extern關(guān)鍵字聲明要調(diào)用的匯編子程序?yàn)橥獠亢瘮?shù)。

五、把握通用I/O（GPI/O）的設(shè)置方法，利用通用I/O口掌握LED燈和按鍵。（例子）

了解2440的中斷源分布，把握中斷的篩選機(jī)制（開(kāi)啟中斷，清除中斷），了解中斷向量表。（自己睇書?。?/p>

舉例:通過(guò)對(duì)G口的操作掌握CPU板左下角的LED1和LED2實(shí)現(xiàn)輪番閃耀。

voidMain(void){

intflag,i;

Target_Init();//進(jìn)行硬件初始化操作，包括對(duì)I/O口的初始化操作

for(;;){

if(flag==0){

for(i=0;i<1000000;i++);//延時(shí)

rGPGCON=rGPGCON//配置第8、第9位為輸出引腳

rGPGDAT=rGPGDAT//第8位輸出為低電平

//第9位輸出高電平

for(i=0;i<10000000;i++);//延時(shí)

flag=1;

}

else{

for(i=0;i<1000000;i++);//延時(shí)

rGPGCON=rGPGCON//配置第8、第9位為輸出引腳

rGPGDAT=rGPGDAT//第8位輸出為