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嵌入式系统原理与设计 第一章 嵌入式系统概述 1、什么是嵌入式系统？ 嵌入式系统和普通人的生活非常紧密，如日常生活中使用的手机、微波炉、有线电视机顶盒等，都属于嵌入式系统。与通常使用的PC机相比，嵌入式系统的形式变化多样、体积小，可以灵活地适应各种设备的需求。因此，可以把嵌入式系统理解为一种为特定设备服务的，软件硬件可裁剪的计算机系统。嵌入式系统的英文名称是Embedded System。 目前被我国科学家普遍认同的定义是：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专用计算机系统。 嵌入式系统具有哪些特点？ 嵌入式系统通常是面向特定应用的嵌入式CPU，与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中，执行的是带有特定要求的预先定义的任务，如实时性、安全性、可用性等。它通常具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统； 嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争力。由于嵌入式系统通常需要进行大量生产，所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。 嵌入式系统与通用计算机相比有哪些区别？ 嵌入式系统通常是面向特定应用的嵌入式CPU，与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中，执行的是带有特定要求的预先定义的任务，如实时性、安全性、可用性等。它通常具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。 与通常使用的PC机相比，嵌入式系统的形式变化多样、体积小，可以灵活地适应各种设备的需求。 以应用为中心； 以计算机技术为基础 软件和硬件可裁减 对系统性能要求严格 软件的固件化 需要专用的开发工具 嵌入式系统有哪些组成部分？简单说明各部分的功能与作用。 嵌入式处理器：嵌入式处理器是嵌入式系统核心部件。 外围设备：是指在一个嵌入式系统中，除嵌入式处理器以外用于完成存储、通信、调试、显示等辅助功能的其他部件。 嵌入式操作系统： 应用软件： 5、嵌入式系统的核心计算系统可以抽象出一个典型的组成模型：硬件层、中间层、软件层和功能层。 嵌入式处理器分哪四大类？ 低端的微控制器 中高端的嵌入式微处理器 通信领域的DSP处理器 高度集成的片上系统 常用的嵌入式操作系统哪些？各有什么的特点？ 常见的嵌入式操作系统有Windows?CE、VxWorks、μC/OS、嵌入式linux。 第二章 ARM体系结构和存储器管理 1、ARM内核版本命名规则是怎样的？说明ARM7TDMI的含义。 ARM内核命名时以数字表示内核的版本号，以字母表示内核所支持的额外功能。 规则如下： ARM{x}{y}{z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{-S} 大括号内的字母是可选的，各个字母的含义如下。 x—系列号，如ARM7中的“7”、ARM9中的“9”。 y—内部存储管理/保护单元，如ARM72中的“2”、ARM94中的“4”。 z—内含有高速缓存（Cache）。 T—支持16位的Thumb指令集。 D—支持JTAG片上调试。 M—支持用于长乘法操作（64位结果）的ARM指令，包含快速乘法器。I—带有嵌入式追踪宏单元ETM（Embedded Trace Macro），用来设置断点和观察点的调试硬件。 E—增强型DSP指令（基于TDMI）。 J—含有Java加速器Jazelle，与Java虚拟机相比，Jazelle使Java代码运行速度提高了8倍，功耗降低到原来的80%。 F—向量浮点单元。 S—可综合版本，意味着处理器内核是以源代码形式提供的。这种源代码形式又可以被编译成一种易于EDA工具使用的形式。 ARM体系结构中的字、半字及字节分别是多少位？ 字32位；半字16位；字节8位； ARM处理器的工作状态有哪2种？这2种工作状态的特点是什么？怎么确定处理器的目前的工作状态？ ARM：32位，这种状态下执行字对齐的ARM指令，当操作数寄存器的状态位为1时，执行BX指令进入Thumb状态 Thumb：16位，这种状态下执行半字对齐的Thumb指令，当操作数寄存器的状态位为0时，执行BX指令进入ARM状态 4、ARM体系结构的存储字数据的方法有哪2种？这