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ARM 課程考試相關(guān)知識點(diǎn) 主要： l 嵌入式系統的五個(gè)特性 包括：專(zhuān)用性，可剪裁性，可靠性，低功耗性和實(shí)時(shí)性。 l 嵌入式系統的特點(diǎn)：專(zhuān)用性強，可剪裁性好，實(shí)時(shí)性和可靠性好，功耗低 l 嵌入式操作系統的特點(diǎn)：微型化，可裁剪性，實(shí)時(shí)性，高可靠性，易移植性 l 嵌入式系統設計過(guò)程的主要步驟（5個(gè)）： n 1、系統需求分析 n 2、體系結構設計 n 3、硬件/軟件設計 n 4、系統集成 n 5、系統測試 l ARM處理器的五個(gè)系列：（體系架構是否是馮諾依曼）ARM7和ARM9的體系架構？ n ARM7（馮諾依曼結構） n ARM9（哈佛體系結構） n ARM9E（哈佛體系結構） n ARM10E n SecurCore 馮諾依曼結構指數據空間和地址空間不分開(kāi)；哈佛結構數據空間和地址空間是分開(kāi)的 l 操作系統指令執行的三個(gè)階段 n 1、獲得指令 n 2、分析指令 n 3、執行指令 l 代碼密度：就是處理完成一個(gè)完整的操作,需要的指令條數，按字節計算 越少效率越高 l MMU(Memory Management Unit)：存儲器管理單元。P176 存儲器管理單元MMU主要完成以下工作： 虛擬存儲空間到物理存儲空間的映射； 存儲器訪(fǎng)問(wèn)權限的控制； 設置虛擬存儲空間的緩沖的特征。 MMU可以將某些地址變換條目鎖定在快表【TLB（translation lookaside buffer）】中，從而使得進(jìn)行與該地址變換條目相關(guān)的地址變換速度保持很快。MMU可以將整個(gè)存儲空間分為最多16個(gè)域。 功能：將虛擬地址映射為物理地址；提供硬件機制的內存訪(fǎng)問(wèn)授權。 l ARM的尋址方式 n 立即數尋址 n 寄存器尋址 n 寄存器移位尋址 n 寄存器間接尋址 n 多寄存器尋址 n 基址變址尋址 n 相對尋址 n 堆棧尋址 n 塊拷貝尋址 l 嵌入式系統/操作系統？主要由哪幾部分組成 嵌入式系統的組成部分： n 嵌入式處理器 （ARM，MIPS，PowerPC） n 外圍設備（存儲器 接口） n 嵌入式操作系統 n 應用軟件 l ARM的最小系統，畫(huà)出框圖，并說(shuō)明。 1. ARM芯片。 2. 電源電路、復位電路，晶振電路。 電源電路：S3C4510B及部分外圍器件的工作電壓為3.3V，還有部分外圍器件的工作電壓為5V，因此整個(gè)最小系統需要兩組工作電壓，即： 3.3V和5V。5V電壓由外部電源引入， 3.3V電壓由5V轉3.3V 的DC－DC轉換器獲得 復位電路：復位電路完成系統的上電復位和系統在運行時(shí)的按鍵復位功能。復位電路可由簡(jiǎn)單的RC電路構成，也可使用其他的相對較復雜，但功能更完善的電路完成。 晶振電路：晶振電路用于向CPU提供工作時(shí)鐘。 3. 存儲器（FLASH和SDRAM） 4. UART接口電路。 UART接口電路用于TTL電平與RS232電平之間的轉換。常用的UART接口芯片為MAXIM公司生產(chǎn)的MAX232。 5. JTAG調試接口。 利用ARM處理器中的調試模塊的功能，通過(guò)其JTAG邊界掃描口來(lái)與仿真器連接，以達到對芯片內部的工作狀態(tài)進(jìn)行監控的目的。 結構框圖： file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-10538.png l ADS 由哪幾部分組成及其主要功能。 ADS（ARM Developer Suite），即ARM開(kāi)發(fā)工具。ADS由命令行開(kāi)發(fā)工具，ARM時(shí)實(shí)庫，GUI開(kāi)發(fā)環(huán)境(Code Warrior和AXD)，實(shí)用程序和支持軟件組成。 功能：ADS 是全套的實(shí)時(shí)開(kāi)發(fā)軟件工具，包編譯器生成的代碼密度和執行速度優(yōu)異�？煽焖俚蛢r(jià)地創(chuàng )建ARM 結構應用。 l ARM與Thumb指令集的聯(lián)系與區別。 Thumb指令集是將ARM指令集的 子集重新編碼形成的一個(gè)指令集。ARM指令長(cháng)度為32位，Thumb指令長(cháng)度位為16位。這樣，使用Thumb指令集可以得到密度更高的代碼，這對于需要嚴格控制產(chǎn)品成本的設計是非常有意義的。 與ARM指令集相比，Thumb指令集具有以下局限: n 完成相同的操作，Thumb指令通常需要更多的指令。因此，在對系統運行時(shí)間要求苛刻的應用場(chǎng)合，ARM指令集更為合適。 n Thumb指令集沒(méi)有包含進(jìn)行異常處理時(shí)需要的一些指令。因此在異常中斷的低級處理時(shí)，還需要使用ARM指令。這種限制決定了Thumb指令需要和ARM指令配合使用。對于支持Thumb指令的ARM體系版本，使用字符T來(lái)表示。 l Vxworks的開(kāi)發(fā)平臺是 tornado 。 l EVC EVC，以太網(wǎng)虛連接（Ethernet Virtual Connection），與ATM技術(shù)中的PVC/SVC的概念是非常類(lèi)似的。EVC是描述一種端到端的概念，我們可以把它想象成邏輯管道，以太網(wǎng)幀一旦進(jìn)入到管道中，是不會(huì )泄露的，除非從管道的另一個(gè)口子出來(lái)。 l 大端/小端模式 n 大端模式： 所謂的大端模式，是指數據的低位（就是權值較小的后面那幾位）保存在內存的高地址中，而數據的高位，保存在內存的低地址中，這樣的存儲模式有點(diǎn)兒類(lèi)似于把數據當作字符串順序處理：地址由小向大增加，而數據從高位往低位放； n 小端模式： 所謂的小端模式，是指數據的低位保存在內存的低地址中，而數 據的高位保存在內存的高地址中，這種存儲模式將地址的高低和數據位權有效地結合起來(lái)，高地址部分權值高，低地址部分權值低，和我們的邏輯方法一致。 l I²C SPI 特性 I²C（Inter－Integrated Circuit）總線(xiàn)是由PHILIPS公司開(kāi)發(fā)的兩線(xiàn)式串行總線(xiàn)，用于連接微控制器及其外圍設備。是微電子通信控制領(lǐng)域廣泛采用的一種總線(xiàn)標準。它是同步通信的一種特殊形式，具有接口線(xiàn)少，控制方式簡(jiǎn)單，器件封裝形式小，通信速率較高等優(yōu)點(diǎn)。 SPI：高速同步串行口。是一種標準的四線(xiàn)同步雙向串行總線(xiàn)。 l ARM對異常中斷響應及返回過(guò)程。 u 對異常中斷的響應過(guò)程： n 保存處理器當前狀態(tài)，中斷屏蔽位以及各條件標志位。這是通過(guò)將當前程序狀態(tài)寄存器CPSR的內容保存到要執行的異常中斷對應SPSR寄存器中實(shí)現的。各異常中斷有自己的物理SPSR寄存器。 n 設置當前程序狀態(tài)寄存器CPSR中的相應位。包括：設置CPSR中的位，使處理器進(jìn)入相應的執行模式；設置CPSR中的位，禁止IRQ中斷，當進(jìn)入FIQ模式時(shí)，禁止FIQ中斷。 n 將寄存器lr_mode設置成返回地址。 n 將程序寄存器值（PC），設置該異常中斷的中斷向量地址，從而跳轉到相應的異常處理程序處執行。 u 返回過(guò)程： n 恢復被中斷的處理器狀態(tài)，即將SPSR_mode寄存器內容復制到CPSR中。 n 返回到發(fā)生異常中斷指令的下一條指令處執行，即將lr_mode寄存器的內容復制到程序計數器PC中 l ARM處理器模式 n 用戶(hù)模式(User) n 快速中斷模式(FIQ)Fast Interrupt Request n 外部中斷模式(IRQ) Interrupt Request n 特權模式(Supervisor) n 數據訪(fǎng)問(wèn)中止模式(Abort) n 未定義指令中止模式(Undefined) n 系統模式(System) l 在嵌入式OS中對I/O接口芯片有哪些尋址方式 n I/O端口尋址方式有兩種:一種是存儲器映射方式,即把端口地址與存儲器地址統一編址;另一種是I/O映射方式,即把I/O端口地址與存儲器地址分別進(jìn)行獨立的編址.CPU對輸入輸出設備的訪(fǎng)問(wèn)采用按地址訪(fǎng)問(wèn)的形式,即先送地址碼,以確定訪(fǎng)問(wèn)的具體設備,然后進(jìn)行信息交換.因此,各種外設都要進(jìn)行編址.目前有兩種編址方式:獨立編址與存儲器統一編址. n 執行ARM 系統I/O 功能的標準方法是使用存儲器映射的I/O。裝載或保存I/O 值時(shí)，使用提供給I/O 功能的特殊存儲器地址。通常，從存儲器映射的I/O 地址裝載用于輸入，而保存到存儲器映射的I/O 地址則用于輸出。裝載和保存都可用于執行控制功能，用于取代它們正常的輸入或輸出功能。存儲器映射的I/O 位置的動(dòng)作通常不同于正常的存儲器位置的動(dòng)作。例如，正常存儲器位置的兩次連續裝載每次都會(huì )返回相同的值，除非中間插入了保存的操作。對于存儲器映射的I/O 位置，第二次裝載返回的值可以不同于第一次返回的值。因為第一次裝載的副作用（例如從緩沖區移走已裝載的值）或是因為插入另一個(gè)存儲器映射I/O 位置的裝載和保存的副作用。 l 什么是快速上下文切換技術(shù) n 快速上下文切換技術(shù)通過(guò)修改系統中不同進(jìn)程的虛擬地址，避免在進(jìn)程間切換時(shí)造成的虛擬地址到物理地址的重映射，從而提高系統的性能。FCSE（Fast Context Switch Extension，快速上下文切換）位于CPU和MMU之間，如果兩個(gè)進(jìn)程使用了同樣的虛擬地址空間，則對CPU而言，兩個(gè)進(jìn)程使用了同樣的虛擬地址空間�？焖偕舷挛那袚Q機構對各進(jìn)程的虛擬地址進(jìn)行變換，這樣系統中除了CPU之外的部分看到的是經(jīng)過(guò)快速上下文切換機構變換的虛擬地址�？焖偕舷挛那袚Q機構將各進(jìn)程的虛擬空間變換成不同的虛擬空間，這樣在進(jìn)行進(jìn)程間切換時(shí)就不需要進(jìn)行虛擬地址到物理地址的重映射。 l 什么是進(jìn)程切換 n 進(jìn)行進(jìn)程切換就是從正在運行的進(jìn)程中收回處理器，然后再使待運行進(jìn)程來(lái)占用處理器。這里所說(shuō)的從某個(gè)進(jìn)程收回處理器，實(shí)質(zhì)上就是把進(jìn)程存放在處理器的寄存器中的中間數據找個(gè)地方存起來(lái)，從而把處理器的寄存器騰出來(lái)讓其他進(jìn)程使用。 l 基于嵌入式LINUX開(kāi)發(fā)流程和步驟 n 建立開(kāi)發(fā)環(huán)境：操作系統一般使用RedHat-Linux，下載相應的GCC交叉編譯器進(jìn)行安裝或者安裝產(chǎn)品廠(chǎng)家提供的交叉編譯器。 n 配置開(kāi)發(fā)主機：配置MINICOM，一般的參數為波特率為115 200bps，數據位為8位，停止位為1，無(wú)奇偶校驗，軟件硬件流控設為無(wú)。配置網(wǎng)絡(luò )，主要是配置NFS 網(wǎng)絡(luò )文件系統，需要關(guān)閉防火墻，簡(jiǎn)化嵌入式網(wǎng)絡(luò )調試環(huán)境設置過(guò)程 n 建立引導裝載程序BOOTLOADER：從網(wǎng)絡(luò )上下載一些公開(kāi)源代碼的BOOTLOADER，如U-BOOT、BLOB、VIVI、LILO、ARM-BOOT、RED-BOOT等，根據自己具體的芯片進(jìn)行移植修改。 n 下載別人已經(jīng)移植好的Linux操作系統 n 建立根文件系統：從www.busybox.net下載使用BUSYBOX軟件進(jìn)行功能裁減，產(chǎn)生一個(gè)最基本的根文件系統，再根據自己的應用需要添加其他程序。根文件系統在嵌入式系統中一般設為只讀，需要使用mkcramfs、genromfs等工具產(chǎn)生燒寫(xiě)映像文件。 n 建立應用程序的Flash磁盤(pán)分區 n 一般使用JFFS2或YAFFS文件系統，這需要在內核中提供這些文件系統的驅動(dòng)，有的系統使用一個(gè)線(xiàn)性Flash（NOR型）512KB～32MB，有的系統使用非線(xiàn)性Flash（NAND型）8～512MB，有的兩個(gè)同時(shí)使用，需要根據應用規劃Flash的分區方案。 n 開(kāi)發(fā)應用程序 n 應用程序可以放入根文件系統中，也可以放入YAFFS、JFFS2文件系統中，有的應用不使用根文件系統，直接將應用程序和內核設計在一起，這有點(diǎn)類(lèi)似于μCOS-II的方式。 n 燒寫(xiě)內核、根文件系統、應用程序 n 發(fā)布產(chǎn)品 次要： u ARM處理器的幾種工作狀態(tài)/工作方式。 ARM處理器的工作狀態(tài)一般分為兩種，并可在兩種狀態(tài)間切換 ： 第一種為ARM狀態(tài)：此時(shí)ARM處理器執行32位的字對齊的ARM指令。 第二種為T(mén)humb狀態(tài)：此時(shí)ARM處理器執行16位的，半字對齊的Thumb指令。 u 存儲系統的存取方式。（大端/小端格式） u 寫(xiě)出五種及以上嵌入式操作系統名稱(chēng)及其特點(diǎn)。 n μCLinux n μC/OS n Windows CE n VxWorks n Palm OS n QNX u 什么叫同步、異步、系統監視定時(shí)。 n 在同步定時(shí)協(xié)議中，事件出現在總線(xiàn)上的時(shí)刻由總線(xiàn)時(shí)鐘信號來(lái)確定。由于采用了公共時(shí)鐘，每個(gè)功能模塊什么時(shí)候發(fā)送或接收信息都由統一時(shí)鐘規定，因此，同步定時(shí)具有較高的傳輸頻率。 同步定時(shí)適用于總線(xiàn)長(cháng)度較短、各功能模塊存取時(shí)間比較接近的情況。 n 在異步定時(shí)協(xié)議中，后一事件出現在總線(xiàn)上的時(shí)刻取決于前一事件的出現，即建立在應答式或互鎖機制基礎上。在這種系統中，不需要統一的共公時(shí)鐘信號�？偩�(xiàn)周期的長(cháng)度是可變的。 異步定時(shí)的優(yōu)點(diǎn)是總線(xiàn)周期長(cháng)度可變，不把響應時(shí)間強加到功能模塊上，因而允許快速和慢速的功能模塊都能連接到同一總線(xiàn)上。但這以增加總線(xiàn)的復雜性和成本為代價(jià)。 u 如何將AD/DA與ARM相連。 軟件啟動(dòng)：1、定義與AD相關(guān)的寄存器。 2、定義與AD相關(guān)的寄存器的初始化。 3、rADCCON|=0x01；啟動(dòng)AD 硬件啟動(dòng)：1、復位AD轉換器相關(guān)寄存器 2、 外接用高電平觸發(fā)ADCCON[0] u CPSR（當前程序狀態(tài)寄存器）——>SPSR（備份程序狀態(tài)寄存器） u SWI n SWI（Software Interrupt），可以直譯為軟中斷（指令），在 RISC OS中使用 SWI 來(lái)訪(fǎng)問(wèn)操作系統例程或第三方生產(chǎn)的模塊。許多應用使用模塊來(lái)給其他應用提供低層外部訪(fǎng)問(wèn)。 u ARM7系列包括ARM7TDMI,ARM7TDMI-S……，其中TD代表的意思是。 n ARM7DMI：T表示支持Thumb，D表示支持片上調試 Debug，M表示內嵌硬件乘法器 Multiplier，I表示嵌入式ICE 仿真器，支持片上斷點(diǎn)和調試點(diǎn) in-circuit emulater u ADS的升級版（realview） |
