《嵌入式系统设计原理》辅导。
第一章嵌入式系统概述。
1、嵌入式系统的基本结构。
经过不断的发展，原先嵌入式系统的3层结构逐步演化成为一种4层结构，包括：硬件平台、硬件抽象层、嵌入式实时操作系统（rtos）和嵌入式实时应用程序，如图所示：
2、嵌入式系统硬件平台的基本组成。
嵌入式系统的硬件平台是以嵌入式处理器为核心，由存储器、i/o单元电路、通信模块、外部设备等必要的辅助接口组成的，如图所示。
3、板级支持包（bsp)
bsp是硬件抽象层的一种具体实现，它隔离了所支持的嵌入式操作系统与底层硬件平台之间的相关性，使嵌入式操作系统能够通用于bsp所支持的硬件平台。bsp是介于底层硬件和操作系统之间的软件层次，它完成系统上电后最初的硬件和软件初始化，为上层的驱动程序提供访问硬件设备寄存器的函数包。
4、实时系统的特点及分类。
实时系统的特点是，如果逻辑和时序出现偏差将会引起严重后果的系统。大多数嵌入式系统都属于实时系统，根据实时性的强弱分为两种类型的实时系统：软实时系统和硬实时系统。
第二章嵌入式系统基本知识。
1、嵌入式微处理器分类。
嵌入式微处理器包括嵌入式微控制器、嵌入式dsp处理器、嵌入式微处理器、嵌入式片上系统四类。
2、嵌入式片上系统（soc）
soc嵌入式系统微处理器就是一种电路系统。它结合了许多功能区块，将功能做在一个芯片上。soc最大的特点是实现了软硬件无缝结合，直接在处理器片内嵌入操作系统的**模块。
3、arm7tdmi处理器。
在arm7tdmi的指令流水线中，每条指令可以分为取指、译码、执行3个阶段执行。arm7tdmi处理器有arm和thumb两种工作状态。
4、power pc处理器。
power pc既有高端产品，又有低端产品， 应用领域十分广泛， 基于power pc架构的处理器主要有：
1） ibm power pc ，motorola power pc
5、嵌入式实时操作系统分类。
常用的嵌入式实时操作系统一般分为3大类：商用系统、专用系统和开放系统。商用系统：
vxworks、windows ce等；专用系统：android、symbian等；开放系统：linux、uc/os-ii等；
6、影响cpu性能的因素。
影响cpu性能的因素主要有：流水线、超标量和缓存；
7、存储器sram与dram的差别。
1）sram比dram快；(2）sram比dram耗电多；(3）dram存储密度比sram高得多；(4）drm需要周期性刷新；
8、前后台系统。
在前后台系统中，应用程序是一个无限的循环，循环中调用相应的函数完成相应的操作，这部分可以看成后台行为。中断处理程序处理异步事件，这部分可以看成前台行为；当中断处理程序处理完异步事件后，程序将回到后台程序继续运行。
9、临界区。
临界区是指处理时不可分割的访问共享资源的**。为确保多个进程互斥访问共享资源，可采用在进入临界区之前要关中断，而临界区**执行完以后要立即开中断的方法，也可采用信号量机制来实现。
10、可剥夺型内核与不可剥夺型内核的区别。
使用可剥夺型内核时最高优先级的任务一旦就绪，总能得到cpu的控制权。当一个运行着的任务使一个比它优先级高的任务进入了就绪态，当前任务的cpu使用权就被剥夺了，那个高优先级的任务立刻得到了cpu的控制权。如果是中断服务子程序使一个高优先级的任务进入就绪态，中断完成时，中断了的任务被挂起，优先级高的那个任务开始运行。
不可剥夺型内核要求每个任务自我放弃cpu的所有权。异步事件由中断服务来处理，中断服务可以使一个高优先级的任务由挂起状态变为就绪状态。但中断服务以后控制权还是回到原来被中断了的那个任务，直到该任务主动放弃cpu的使用权时，那个高优先级的任务才能获得cpu的使用权。
11、可重入型函数。
可重入型函数可以被一个以上的任务调用，而不必担心数据的破坏。可重入型函数任何时候都可以被中断，一段时间以后又可以运行，而相应数据不会丢失。使用以下技术之一即可使一个函数具有可重入性：
(1) 把函数中使用的临时变量定义为局部变量；(2) 调用函数之前关中断，调动后再开中断；(3) 用信号量禁止该函数在使用过程中被再次调用；
12、嵌入式系统设计步骤。
1）系统需求分析：确定设计任务和设计目标，并提炼出设计规格说明书，作为正式设计指导和验收的标准。系统的需求一般分功能性需求和非功能性需求两方面；（2）体系结构设计：
描述系统如何实现所述的功能和非功能需求，包括对硬件、软件和执行装置的功能划分以及系统的软件、硬件选型等；（3）硬件/软件协同设计：基于体系结构，对系统的软件、硬件进行详细设计。为了缩短产品开发周期，设计往往是并行的；（4）系统集成：
把系统的软件、硬件和执行装置集成在一起，进行调试，发现并改进单元设计过程中的错误；（5）系统测试：对设计好的系统进行测试，看其是否满足规格说明书中给定的功能要求。
第三章 arm微处理器体系结构。
1、arm指令集和单纯的risc定义的不同。
1）一些特定的指令周期数可变，改善了load/store指令的性能；（2）内嵌桶形移位器产生了更为复杂的指令；（3）增加thumb16位指令集，增强了内核的功能；（4）指令的条件执行减少了分支指令的数目，提高了**密度。
2、cisc与risc两种架构的主要差异。
risc使用相当少的指令类型及寻址模式；微程控尽量采用软件架构实现；在单一执行的周期内完成指令；微处理器中拥有更多的寄存器；使用最佳化的程序**编译；简易的译码指令格式；高度并行化处理；cpu硬件结构设计更为简单；
cisc具有大量的指令和寻址方式；80%的程序只使用20%的指令； 大多数程序只使用少量的指令就能够运行；更侧重于硬件执行指令的功能性，使cisc指令变得更复杂；指令长度通常不固定，执行也需要多个周期；
第四章 arm微处理器指令系统。
1、arm的运行模式。
arm 处理器支持用户、快速中断、外部中断、管理员、系统、数据访问中止、未定义指令中止7种工作模式。
2、arm指令的寻址方式。
arm指令系统支持6种寻址方式：
1）立即寻址：add r0,r0,#
2）寄存器寻址：add r0,r1,r2
3）寄存器间接寻址：adr r0,[r1]
4）基址变址寻址：ldr r0,[r1],#
5）多寄存器寻址：ldmia r0,
6）堆栈寻址：stmfd sp!
3、arm汇编语言编程例子1。阅读、理解并掌握以下编程思路和arm汇编程序**。
说明]设数组x中有x1、x2、……x10十个数，试编制一个arm汇编程序把该数组中的十个数求和后，将其结果以十六进制数的形式在屏幕上显示出来。
编程思路：先将数组x的10个元素累加求和，将结果放入r1寄存器，然后把r1寄存器内的二进制数用十六进制数的形式在屏幕上显示出来。由于arm指令集中没有循环左移结构，所以只能用逻辑右移lsr或循环右移ror结构来实现：
第1次右移28位； 第2次右移24位；
第3次右移20位； 第4次右移16位；
第5次右移12位； 第6次右移8位；
第7次右移4位； 第8次右移0位；
每次移位前，把r1寄存器的内容赋给r0,然后移动相应位数，再用0xf与r0相与后，把r0寄存器的内容转换成ascii码，在屏幕上显示出来，循环次数是已知的，计数值为8., 程序**如下：
arm汇编程序**]
area hellow,code,readonly ;声明**区。
swi_writec equ &0输出r0中的字符。
swi_exit equ &11程序结束。
entry ；**入口。
start: adr r0, x获取数组x首址。
mov r1, #0累求和初值。
mov r4, #0计数器初值。
sum1: ldrh r5,[r0],#2获取数组元素。
add r1,r1,r5累加求和。
add r4,r4,#1计数器+1
cmp r4, #
jnz sum1
mov r4, #0计数器初值。
mov r2,#28移动位数初值。
rotate: mov r0,r1, lsr r2 ；移位。
and r0, r0, #0x0f ；屏蔽无用高位。
add r0,r0, #0x30convert hex to ascii
cmp r0, #0x3ais it＞9？
blt printitjump if digit = 0 to 9 (30h-39h)
add r0,r0, #7digit is a to f(41h-46h)
printit： swine swi_writec显示r0中的字符。
sub r2,r2,#4移动位数-4
add r4,r4,#1计数器+1
cmp r4, #
jnz rotate
endpro: swi swi_exit执行结束
xdcw x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10
end程序结束。
4、arm汇编语言编程例子2。阅读、理解并掌握以下编程思路和arm汇编程序**。
说明]设有数组x和y。x数组中有x1、x2、……x10十个数，y中有y1、y2、……y10十个数。编制程序计算：
z1=x1+y1z2=x2+y2z3=x3-y3 z4=x4-y4
z5=x5-y5z6=x6+y6z7=x7-y7 z8=x8-y8
z9=x9+y9z10=x10+y10
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ustc bbs embedded斑竹d j主讲。感谢hongtao chen以及networking斑竹jun zxjun的大量幕后工作！感谢james zhang以及网络中心提供聚会的场地和大力支持！欢迎访问我的主页。聚会详情如下 名称 嵌入式系统设计以及嵌入式linux展望 时间 本周星期天 ...
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