嵌入式系统复习（一）

第一章 

嵌入式系统的定义、特点

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，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。

特点：嵌入性 专用性 计算机系统

嵌入式系统典型组成结构

嵌入式计算机系统一般由硬件层、硬件抽象层(中间层)、操作系统层和应用软件层构成

硬件层

有：嵌入式微处理器，他是硬件层的核心，与通用未处理器不同，体系结构可采用冯诺依曼 结构或者哈佛结构。指令系统可采用CISC或者RISC。

存储器：CACHE 位于主存与未处理器内核之间，存放最近一段时间微处理器使用最多的一段代码和数据，容量小 存取速度快。

主存  是微处理器能直接访问的寄存器，存放系统和用户的程序以及数据 片内容量小，速度快，片外容量大。

辅助存储器：存放大数据量的程序代码或信息，用来长期保存用户的信息。 容量大，速度慢。

通用设备接口和I/O接口

嵌入式系统与外界交互需要一定形式的通用设备结构

通用接口有A/D D/A 转换接口等。

I/O 接口有RS-232接口 Ethernet接口 USB接口、 音频接口、 视频接口、I2C SPI 以及IrDA接口等。、

中间层（HAL 或BSP）

将系统上层软件与底层硬件分开来，使系统的底层驱动程序与硬件无关

一般包括：先关底层硬件的初始化，数据的输入/输出操作 硬件设备的配置

BSP 的特点 ：硬件相关性，操作系统相关性

操作系统层(系统软件层)

嵌入式操作系统的特点有如下方面

文件系统   

GUI  基本要求 ：轻型、占用资源少、高性能、高可靠性

便于移植 可配置。

应用软件层：应用软件层是由于实时系统开发的应用程序组成，用来实现被控对象的控制功能。

功能层是面向被控对象和用户的，为方便用户操作，往往需要提供一个友好的人机界面。

嵌入式微处理器分类

 嵌入式操作系统分类

嵌入式linux windows CE symbian Android uC/OS-II VxWorks

嵌入式如何分类？ 从特性来看嵌入式OS 可分为硬实时和软实时，从商业模式看分为开源和闭源，从应用角度看分为通用的嵌入式OS和专用的嵌入式OS 。私有和专用的OS ，而嵌入式Linux就是软实时，开源和通用OS 、硬实时的嵌入式OS，我们一般称为RTOS。

第二章

嵌入式系统硬件与通用微机硬件的区别

嵌入式最小系统

ARM体系结构

ARM 是Advance RISC Machine 缩写

ARM是一个CPU的内核

RISC的特点

与CISC区别

ARM处理器的特点

流水线技术

处理器按照一系列步骤来执行每一条指令，典型的步骤如下

1）从存储器读取指令(fetch)

2) 译码以鉴别它属于哪一条指令(decode)

3）从指令中提取指令的操作数（这些操作数往往存在于寄存器reg中）

4）将操作数进行组合以得到结果或存储器地址（ALU）

5）如果需要，则访问存储器以存储数据（mem）

6）将结果写回到寄存器堆(res)

有一种方法可以明显改善硬件资源的使用率和处理器的吞吐量，这就是在当前一条指令结束之前就开始执行下一条指令，即通常所说的流水线(Pipeline)技术。流水线是RISC处理器执行指令时采用的机制。

大、小端存储模式

ARM的工作模式以及异常处理过程

ARM的寄存器（R13、R14、R15与SP、LR、PC，程序状态寄存器）

ARM Cortex（A/R/M）的含义

Cache及MMU的功能

ARM指令（数据传递、堆栈操作、程序状态寄存器改写、条件执行等）

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未完待续