嵌入式系统原理与应用技术.docx

嵌入式系统的定义：一般都认为嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，可知足应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功能有严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统的特点：（1）往常是面向特定应用的。拥有功耗低、体积小和集成度高等特点。（2）硬件和软件都必须高效率地设计，对症下药，力求在同样的硅片面积上实现更高的性能，这样才能知足功能、可靠性和功耗的苛刻要求。（3）实时系统操作支持。（4）嵌入式系统与详细应用有机联合在一同，升级换代也同步进行。（5）为了提高运行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般固化在存储器芯片中。 ARM嵌入式微系统的应用：工业控制、网络系统、成像和安全产品、无线通信、消费类电子产品。 ARM嵌入式微办理器的特点：（1）体积小、低功耗、低成本、高性能。（2）支持Thumb（16 位）/ARM（32位）双指令集，兼容8位/16位器件。（3）使用单周期指令，指令简短规整。（4） 大量使用寄存器，大多半数据都在寄存器中达成，只有加载/存储指令能够接见存储器，以提 高指令的履行效率。（5）寻址方式简单灵活，履行效率高。（6）固定长度的指令格式。 5.嵌入式系统一般由嵌入式微办理器、外围硬件设施、嵌入式操作系统、用户软件组成。 哈佛体系构造的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间。 嵌入式办理器主要有四种嵌入式微办理器（EMPU）、嵌入式微控制器（MCU）、嵌入式数字信号办理器（DSP）、嵌入式片上系统（SoC) 4.ARM7采用3级流水线构造，采用冯·诺依曼体系构造；ARM9采用5级流水线构造，采用哈 佛体系构造。 5.ARM办理器共有37个32bit寄存器，包括31个通用寄存器和6个状态寄存器。 6.ARM体系构造能够用2种方法存储字数据，即大端格式和小端格式。 7.ARM办理器既支持32位的ARM指令集又支持16位的THCMB指令集。 8.ARM办理器有7种工作模式，他们分为两大类特权模式、非特权模式。其中用户模式属于非 特权模式。 9.ARM办理器的两种工作状态是①ARM状态,此时办理器履行32位的字对齐的ARM指令。 ②Thumb状态，此时办理器履行16位的、半字对齐的Thumb指令。 嵌入式系统中，堆栈接见有满递增堆栈FA、满递减堆栈FD、空递增堆栈EA、空递减堆栈 ED。 计算机硬件架构，按照数据和指令是否分开寄存可分为冯·诺依曼体系构造、哈佛体系构造，其中冯·诺依曼体系构造构造又称普林斯顿体系构造。 12.RISC的含义是精简指令集计算机，而CISC的含义是复杂指令集计算机。 13.ARM是AdvancedRISCMachines的缩写。 14.IP核含义是知识产权核。 15.嵌入式系统开发和调试中需要ICE，ICE的含义是在线仿真器。 16.ARM体系构造中，字的长度32位，半字对齐存储的时候是2字节对齐。 17.ARM所支持的最大存储器接见空间是232字节4GB 18．若ARM的存储器格式配置为(BigEndian)格式，则关于地点0x0000001s中存储的数据4567H 在地点左低右高的内存空间的寄存结果是(4567)若ARM的存储器格式配置(littleEndian)格 式寄存结果是(6745) 状态寄存器SPSR的条件码标志位N/Z/C/V在（28~31）位。 2.ARM指令“ADDR0,R1,R2”是典型的寄存器寻址。 3.ARM指令“LDRR1,[R3,＃4]”是典型的基址加变址寻址。 1）寄存器寻址ADDR0，R1，R2；R0←R1＋R2 2）立刻寻址（1）ADDR0，R0，＃1；R0←R0＋1 （2）ADDR0，R0，＃0x3f；R0←R0＋0x3f ）寄存器间接寻址（1）LDRR0，[R1];R0←[R1] （2）STRR0，[R1];[R1]←R0 ）基址加偏址寻址（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＋4 5）变址寻址LDRR0，[R1,#4];R0←[R1+4] 6）多寄存器寻址LDMIAR1，{R0，R2，R5}；R0←[R1],R2←[R1+4],R5←[R1+8] 7）堆栈寻址（1）STMFDSP!{R1-R7,LR}；（2）LDMFDSP!{R1-R7,LR}； 8）块复制寻址（1）LDMIAR0!,{R2-R9}；（2）、STMIAR1,{R2,R9}； 9）相对寻址BL 堆栈随着存储器地点的增长而向上增长，基址存储器指向存储器有效数据的最高地点或指向 第一个要读出的数据地点是（满递增堆栈）。向上生长：向高地点方向生长，称为递增堆栈;向 下生长：向低地点方向生长，称为递减堆栈。堆栈指针指向最后压