第1章嵌入式系统概述.doc

第1章嵌入式系统概述.doc第1章嵌入式系统概述1、什么是嵌入式系统?嵌入式系统的特点是什么?嵌入式系统概念:IEEE对嵌入式系统的定义:用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置。(2)—般定义:以应用为屮心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统的特点:专用的计算机系统(2)必须满足环境耍求(3)必须能满足对象系统的控制要求(4)是集成计算机技术与各行业应用的集成系统(5)具有较长的牛命周期(6)软件固化在非易失性存储器屮(7)必须能满足实时性要求(8)需要专用开发环境和开发工具5、简单分析儿种嵌入式操作系统的主要特点,>uCOSII及VxWorkso嵌入式Linux:有多个主流版本,根据应用需求,性能略有差别。MCLinux是Linux小型化后,适合于没有MMU的微处理器芯片而裁剪成的操作系统,口CLinux保持了传统Linux操作系统的主要特性,包括稳定、强大的网络和文件系统的支持,PCLinux裁剪了大量的Linux内核以缩小尺寸,适合像512KBRAMJMBFbsh这样小容量、低成本的嵌入式系统0RT_Linux即能兼容通常的Linux,又能保证强实时性o(2)WindowsCE:开发平台主要为WinCEPlatformBuilder,有时也用EVC环境开发一些较上层的应用。WinCE开发难度远低于嵌入式Linux,实时性略低,常用于手机、PDA等手持设备屮。(3)uCOSII:结构小巧、抢先式的实吋嵌入式操作系统,具有执行效率高、占用空间小、可移植性强、实吋性能好和可扩展性能等优点。主要用于小型嵌入式系统。⑷VxWorks:集成开发环境为Tornado,Vxworks因出现稍早,实时性很强,并且内核可极微(最小8K),可靠性较高等。通常应用在通信设备等实时性要求较高的系统屮。第2章 嵌入式处理器体系结构1、具体说明ARM7TDMI的含义,其屮的T、D、M、I分别代表什么?ARM7TDMI是ARM7处理器系列成员之一,采用V4T版本指令。T表示Thumb,该内核可从16位指令集切换到32位ARM指令集;D表示Debug,该内核屮放置了用于调试的结构,支持片内Debug调试;M表示Multiplier,支持位乘法;I表示EmbeddedICE,内含嵌入式ICE宏单元,支持片上断点和观察点。10、 ARMV4及以上版本的CPSR的哪一位反映了处理器的状态?若CPSR=0x000000090,分析系统状态。CPSR=0x000000090表示当前处理器工作于ARM状态,系统处于用户模式下。CPSR的BIT5(T)反映当前处理器工作于ARM状态或Thumb状态。11、 ARM有哪几个异常类型,为什么FIQ的服务程序地址要位于OxlC?在复位后,ARM处理器处于何种模式,何种状态?ARM的7种异常类型:复位RESET异常、未定义的指令UND界常、软件屮断SWI界常、指令预取中止PABT异常、数据访问中止DABT异常、外部中断请求IRQ异常、快速中断请求FIQ异常。在有快速小断发牛时,CPU从OxlC处取出指令执行。ARM复位后处于管理模式,工作于ARM状态。12、 为什么要使用Thumb模式,与ARM代码相比较,Thumb代码的两大优势是什么?为了兼容数据总线宽度为16位的应用系统,使用了ARM指令系统的一个子集Thumb指令系统。与等价的32位代码相比,Thumb指令集在保留32位代码优势时,大大节省了系统的存储空间。13、 说明AMBA、AHB、ASB以及APB的英文全称及其含义。AMBA(AdvancedMicrocontrollerBusArchitecture)即先进的微控制器总线体系结构,是ARM公司公布的总线标准,这一标准定义了AHB、ASB、APB及AMBA共4种高性能的系统总线规范。AHB(AdvancedHigh_performanceBus)先进的高性能总线,用于连接高性能系统组件或高宽带组件。它支持突发数据传输方式及单个数据传输方式,所有时序参考同一个时钟。ASB(AdvancedSystemBus)即先进的系统总线,用于连接高性能的系统模块。它支持突发数据传输。APB(edPeripheralBus)即先进的外围接口总线,是一个简单的接口。它支持低性能的外围接口,APB是用来连接系统的周边组件。16、简述MMU从虚拟地址到物理地址的转换过程和方法。虚拟地址到物理地址的转换过程:当ARM要访问存储器吋,MMU先查找TLB屮的虚拟地址表,如果ARM的结构支持分开的地址TLB和指令TLB,那么它在取指令时使用指令TLB,其它的所有访问类别使用数据TLB;如果TLB'I'没有虚拟地址的入口,则是转换表遍历硬件从