计算机三级嵌入式知识点(3)

STR R1，[R2]

4）基址加变址寻址 常见的几种形式：

LDR R0，[R1，#4] STR R1，[R2，#8]

LDR R0，[R1，#4]! (！表示指令在完成数据传输后更新基址存储器) LDR R0，[R1]，#4 LDR R0, [R1, R2] STR R0, [R1, R2]

;[R2] R1,间接寻址的寄存器是R2

5）相对寻址

相对寻址以程序计数器PC的当前值为基地址，指令中的地址标号作为偏移量，将两者相加后得到操作数的有效地址。

下列程序中跳转指令BL利用相对寻址方式：

BL Subroutine_A ;跳转子程序Subroutine_A处执行 ?

Subroutine_A：

? MOV PC ,LR

;从子程序返回

6）堆栈寻址 7）块拷贝寻址 （3） （4） （5） （6）

三、嵌入式系统硬件组成

1．嵌入式硬件组成与嵌入式处理芯片（组成，特点，类型，ARM的AMBA总线，嵌入式处理芯片的选型）

（1）基于ARM内核的典型嵌入式应用系统硬件组成

典型嵌入式系统硬件由嵌入式最小硬件系统（电源电路、时钟（晶振）电路、复位电路、

JTAG测试接口）、前向通道（输入接口）、后向通道（输出接口）、人机交互通道（键盘，触摸屏以及LED或LCD显示输出接口）以及相互互联通信通道（CAN通信接口、以太网通信接口、USB通信接口）等组成。

电源电路为整个嵌入式系统提供能量，是整个系统工作的基础，具有极其重要的位置。

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一般来说 ，如果电源电路处理得好，整个系统的故障往往能显著减少。选择设计电源电路是主要考虑以下因素：输出电压电流、输入电压电流（交流还是直流）、安全因素、体积限制、功耗限制、成本限制。

常用的电源模块是交流变直流（AC-DC）模块、直流变直流模块（DC-DC）、低压稳压器

（LDO）。稳压器包括普通稳压器和低压差稳压器LDO。78XX系列属于普通稳压器，LM2576/2596为开关稳压芯片，CAT6219/AS2815/1117/2908等属于低压稳压器。稳压器的最大特点就是低噪声、低成本、纹波小、精度高、电路简单。

（2）基于ARM内核的典型嵌入式芯片的硬件组成

1）存储器及控制器

片内程序存储器通常是用Flash ROM,一般配有几KB到几MB不等。片内数据存储器通常使用SRAM，一般几KB到几百KB。 2）中断控制器

一般采用向量中断（VIC）或嵌套向量中断（NVIC）。Cortex-M支持嵌套的向量中断。 3）DMA控制器（直接存储器访问控制器）

使用DMA控制器，可将数据块从外设传输至内存、从内存传输至外设或从内存传输至内存。

4）电源管理与时钟控制器

5）GPIO接端口（General Purpose Input Output通用输入/输出端口）

作为输入时具有缓冲功能，而作为输出是具有锁存功能，GPIO也可以作为双向I/O使用。在ARM处理芯片中，GPIO引脚通常是多功能的，以减少引脚数，减少功耗。 6）定时计数组件

主要包括看门狗定时器（WDT） 监视着程序的运行状态 Timer通用定时器 用于一般的定时

RTC可直接提供年月日时分秒，使应用系统具有独立的日期和时间

脉冲宽度调制解调器（PWM） 用于脉冲宽度的调制，比如电机控制、用于变频调整等。 7）模拟通道组件

8）互联通信组件

（3）ARM的AMBA总线

1）NXP的典型ARM芯片 2）TI的典型ARM芯片 3）Samsung的典型ARM芯片 4）Atmel的典型ARM芯片

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（4）常用ARM嵌入式处理芯片

5）ST的典型ARM芯片 6）Freescale的典型ARM芯片 7）Nuvoton的典型ARM芯片 8）Intel的典型ARM芯片 9）其他ARM芯片厂家

1）性价比原则 性能高，价格低 2）参数选择原则

ARM内核（指令流水线、支持Thumb/Thumb-2指令集、最高时钟频率的限制、最低功耗要求以及低成本要求）

系统时钟频率(频率越高，处理速度越快;通常ARM芯片的速度主要取决于ARM内核） 芯片内部存储器的容量

片内外围电路（GPIO外部引脚条数、定时计数器、LCD液晶显示控制器、多核处理器、ADC、通信接口）

（5）嵌入式处理芯片的选型

2．嵌入式系统的存储器（层次结构，分类，性能指标；片内存储器，片外存储器，外部存储设备等）

3．I/O接口、I/O设备以及外部通信接口（GPIO、I2C、SPI、UART、USB、HDMI等；键盘、LED、LCD、触摸屏、传感器等；RS-232/RS-485、CAN、以太网和常用无线通信接口）

（1）GPIO(通用输入输出接口)

在嵌入式处理器内部，输入具备缓冲功能，输出具有锁存功能。GPIO一般有三态：0态、1态、高阻状态。

（2）集成电路互连总线接口IIC

集成电路互连总线用于连接嵌入式处理器及外围器件，采用串行半双工传输的总线标IIC总线具有的接口线少，控制方式简单，器件封装紧凑，通信速率较高（100kb/s,400kb/s,IIC总线的操作时序

IIC总线只有两条信号线，一条是数据线SDA，另一条是时钟线SCL，所有的操作均通

准。

高速模式可达3.4Mb/s）等优点。

过这两条信号线完成。数据线SDA上的数据必须在时钟的高电平周期保持稳定，它的高/低电平状态只有在SCL时钟信号线是低电平时才能改变。

1）启动和停止条件

总线上的所有器件都不使用总线时，SCL线和SDA线各自的上拉电阻把电平拉高，使

它们均处于高电平。主控制器启动总线操作的条件是当SCL线保持高电平时SDA线有高电平转为低电平，此时主控制器在SCL产生时钟信号，SDA线开始传输数据。若SCL线为高电平时SDA由低转为高，则总线工作停止，恢复空闲状态

2）数据传送格式

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3）应答（ACK）信号传送 4）读/写操作 5）总线仲裁 6）异常中断条件

（3）串行外设接口SPI

（4）串行异步通信接口UART （5）高清多媒体接口HDMI

（6）常用简单输入设备（键盘、触摸屏、传感器） （7）常用简单输出设备（LED、数码管、LCD、）

（8）基于UART的RS—232/RS—485 CAN总线接口 以太网通信接口常用无线通信接口（GPS模块、GPRS模块、WiFi模块、蓝牙模块、射频无线收发模块）

4．基于ARM内核的典型嵌入式处理芯片（S3C2410/S3C2440芯片的内部结构，如片上总线、DMA、时钟控制、中断控制、GPIO、UART、I2C、SPI、Timer、RTC、WDT及其他硬件组件）

四、嵌入式系统软件

1．嵌入式系统的软件组成与实时操作系统（嵌入式系统软件组成，嵌入式操作系统的发展，实时系统与实时操作系统，微内核与宏内核，嵌入式操作系统的仿真平台等）

2．板级支持软件包（BSP）和引导加载程序Bootloader（硬件抽象层HAL，BSP的功能和移植，Bootloader的执行过程，U-boot及其移植等）

3．嵌入式Linux操作系统（嵌入式Linux的发展和自由软件，嵌入式Linux内核的结构、系统调用接口，常见嵌入式Linux等）

4．嵌入式操作系统μC/OS-II（基本特点、代码结构、任务管理与调度、任务通信、中断处理、移植等）

五、嵌入式系统的开发

1．嵌入式系统的开发过程和工具（开发步骤，交叉开发平台和工具，系统的调试工具等）

2．系统开发工具软件（ADS、RVDS的特点与使用，GCC的常用命令与参数）

3．以S3C2410/S3C2440为背景的应用系统开发（硬件接口及部件的综合使用；无操作系统

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环境下的系统开发；μC/OS-II环境下的系统开发）

考试方式

考试时间：120分钟，满分100分

包含：选择题（40分）、填空题（40分）、综合题（20分）

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