第一部分-概述(侧重概念)

嵌入式系统三要素：嵌入性、专用性、计算机。(软件+硬件) 特点：专用性、小型化(资源有限)、软硬件一体设计、需要交叉开发环境微控制器——存储器在片内;微处理器——存储器在片外
嵌入式系统软件一般由嵌入式操作系统和应用软件组成;操作系统是连接计算机硬件与应用程序的系统程序实时性分类为：非实时操作系统(如Linux等)、实时操作系统(RTOS)
嵌入式的应用：工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统，POS网络及电子商务，电子政务，环境检测，机器人
冯诺依曼体系和哈佛体系的区别：使用两个独立的存储器模块，分别存储指令和数据|使用独立的两条总线，分别作为CPU与每个存储器之间的专用通信路径，这两条总线之间毫无关联;一般冯·诺依曼结构采用统一Cache，一般哈佛结构采用独立Cache
流水线技术--指令可以并行执行，提高CPU运行效率、内部信息流要求通畅流动
RISC指令特点：硬连线的指令译码逻辑、减少指令和寻址方式的种类、大多数指令单周期执行、分开的Load/Store结构的存取指令、固定指令格式
RISC复杂在编译器，一个周期执行一条指令，指令长度固定; 优势：处理器管芯面积小、开发时间少成本低、易高性能。缺点：代码密度低(需要大存储器空间)、不能执行X86代码、优化编译程序困难 CISC复杂在处理器，指令长度不固定
嵌入式系统的基本设计过程：需求分析、规格说明、体系结构设计、硬件构件软件构件、系统调试与集成可移植操作系统接口--POSIX--Portable Operating System Interface of UNIX

第二部分-ARM = Advanced RISC Machines

Thumb技术特点：支持Thumb的核有2套独立的指令集、ARM32位指令的性能、Thumb16位的代码密度、性能和代码密度均衡
ARM状态处理器执行32位的字对齐的ARM指令，开始执行代码时、执行异常处理时应该处于ARM状态; Thumb状态处理器执行16位的、半字对齐的 Thumb 指令。程序执行过程中可随时切换。操作数寄存器的状态位(位0)为1，BX指令 ARM->Thumb
ARM中"字"是32bit(32位),半字16bit，字节8bit
用户模式(Usr)：用于正常执行程序快速中断模式(FIQ)：用于高速数据传输外部中断模式(IRQ)：用于通常的中断处理管理模式(svc)：操作系统使用的保护模式数据访问终止模式(abt)：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储以及存储保护系统模式(sys)：运行具有特权的操作系统任务未定义指令中止模式(und)：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件除了用户模式外，其它都是特权模式。除了系统模式外的特权模式是异常模式。异常模式主要处理中断和异常
37个32 位长的寄存器，不能被同时访问 1个用作PC（program counter）; 30个用作一般通用寄存器; 1个用作CPSR(current program status register); 5个用作SPSR(saved program status registers) R0～R7为未分组的寄存器，R8～R14为分组寄存器 R8～R12有两个分组的物理寄存器。一个用于除FIQ模式之外的所有寄存器模式，另一个用于FIQ模式。发生FIQ中断后可加速FIQ的处理速度寄存器R13、R14分别有6个分组的物理寄存器。一个用于用户和系统模式，其余5个分别用于5种异常模式 R13常作为堆栈指针(SP) R14为链接寄存器(LR)在结构上有两个特殊功能：每种模式R14用于保存子程序返回地址、发生异常R14设置为异常返回地址。用BL或BLX指令调用子程序时，指令先将下一条指令的PC值拷贝给R14 R15为程序计数器(PC)，PC的值为当前指令的地址值加8个字节 R16为当前程序状态寄存器CPSR(Current Program Status Register)备份的程序状态寄存器SPSR(Saved Program Status Register)异常发生时，SPSR用于保存CPSR的值，从异常退出时则可由SPSR来恢复CPSR Thumb状态下：R0~R7/PC/SP/LR/CPSR
异常响应过程：PC->LR，CPSR->SPSR，根据异常类型，强制设置CPSR的运行模式位，跳转到相应的异常处理程序处异常处理过后：LR-减去一个常量->PC，SPSR->CPSR

第三部分-ARM汇编

带S的(如ADDS)都会影响CPSR
每个立即数都由一个8位常数循环右移偶数位得到逻辑移位都补0，算术右移补最高位，只有循环右移没有循环左移，RRX连同C标志循环右移一位 ADD R3，R2，R1，LSR #2 R3=R2+R1/4
U控制位为1时加上偏移量;U控制位为0时减去偏移量事先更新方式：[R1,#4]！事后更新方式：[R1],#4
块拷贝寻址是多寄存器传送指令LDM/STM的寻址方式 ARM指令中的堆栈形式STMFD/LDMFD SP！ {R1-R7，LR} 注：一定要带有！ Thumb指令中的堆栈形式PUSH/POP {R1-R7，LR} B[L]->[将下一条指令的地址拷贝到链接寄存器(R14/LR)]中跳转到指定的地址执行程序 BX[L]->带[连接和]状态切换的跳转指令注：跳转的范围是±32MB，寻址方式：相对寻址 CPSR的第5位T，若T置位，则认为指令流为16位的Thumb指令;否则为标准的ARM指令。只有在命名中有字母T的ARM处理器才支持Thumb指令
...
1. BGLS(A/L) test1--定义全局变量。LCLS--定义局部变量 test1 SETS(A/L)----赋值
2. Reglist RLIST {R0-R5,R8,R10} 定义寄存器列表
3. LTORG声明一个数据缓冲(literal pool)的开始
4. MAP 0x100,R0定义结构化内存表首地址的值为0x100＋R0 MAP=^ FIELD=# 都仅用于定义数据结构，并不实际分配存储单元
5. DataSpace SPACE 100分配连续100字节的存储单元并初始化为0 SPACE=%
6. Str DCB "This is a test!"分配一片连续的字节存储单元并初始化 DCB==
7. DataTest DCW 1,2,3分配一片连续的半字存储单元并初始化(DCWU不要求半字对齐) DCD=&
8. AREA Init,CODE,READONLY,ALIEN=3指定后面的指令为8字节对齐
9. EQU=*
10. EXPORT声明一个全局的标号，该标号可在其他的文件中引用 IMPORT通知编译器要使用的标号在其他的源文件中定义，但要在当前源文件中引用(无论用不用都会加入当前源文件符号表，与extern区别) 可以使用INCLUDE代替GET
11. start MOV R0,#0 ADR R1,start -->变为SUB R1,pc,#0xC
12. BL指令完成两个操作：将返回地址放在LR寄存器中、将PC寄存器值设置成目标子程序的首地址存储器最基本的参数是容量和数据宽度 Nor Flash读速度快，用来存储代码;Nand Flash常用来存储数据嵌入式软件的特性：规模小，开发难度大/快速启动，直接运行/实时性和可靠性要求高/开发平台和运行平台各不相同软实时RTOS:嵌入式Linux/WinCE,硬实时RTOS:VxWorks/OSE/Nuclear,著名的open RTOS:uC/OS/TEMS,自主知识产权的RTOS:HOPEN/Delta OS

第四部分-UC/OS

UC/OS–II 2.5版本支持最多64个任务。每个任务有一个特定的优先级，优先级越高，其数值越小运行状态：运行、就绪、挂起、中断、休眠

系统设计：需求分析->总体设计->硬件开发及过程控制/代码生成->系统联调/程序固化

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AREA  Block，CODE，READONLY ;设置本段程序的名						;称（Block）及属性
num	EQU  20	   ;设置将要复制的字数
		ENTRY      	   ;标识程序入口点
Start	LDR  r0，=src  ;r0寄存器指向源数据区src
		LDR  r1，=dst  ;r1寄存器指向目标数据区dst
		MOV  r2;#num ;r2指定将要复制的字数
		MOV  sp，#0x400 ;设置数据栈指针（r13），
				 ;用于保存工作寄存器数值
Blockcopy            	;进行以8个字为单位的数据复制
  		MOVS  r3，r2，LSR ＃3 ;需要进行的以8个字
					;为单位的复制次数
		BEQ   Copywords 	;对于剩下不足8个字的数据，
					;跳转到copywords，以字为单位复制
   	STMFD  sp!，｛r4-r11｝;保存工作寄存器

Octcopy
		LDMIA  r0!，｛r4-r11｝;从源数据区读取8个字的数据， 
				;放到8个寄存器中，并更新源数据区指针r0
		STMIA  r1!，｛r4-r11｝;将这8个字数据写入到目标数据
					;区中，并更新目标数据区指针r1
		SUBS  r3，r3，#1      ;将块复制次数减1
		BNE   Octcopy    ;循环，直到完成以8个字为单位的块复制
		LDMFD  sp!，{r4-r11}  ;恢复工作寄存器值
Copywords
		ANDS  r2，r2，#7       ;剩下不足8个字的数据的字数
		BEQ   Stop             ;数据复制完成
Wordcopy
		LDR   r3，[r0]，＃4 ;从源数据区读取1个字的数据，
				;放到r3寄存器中并更新目标数据区指针r0

		STR  r3，［r1］，＃4 	;将这r3中数据写入到目标数据区中，
					;并更新目标数据区指针r1
		SUBS r2，r2，＃l 	;将字数减l
		BNE  Wordcopy   	;循环，直到完成以字为单位的数据复制
Stop	MOV  r0， #0x18	;程序退出
		LDR  r1，=0x20026
		SWI  0x123456

		AREA  BlockData ，DATA，READWRITE ;定义数据区
Src	DCD  1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 1, 2, 3, 4  ;定义源数据区src
Dst	DCD  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0  ;定义目标数据区dst
		END  			;结束汇编


AREA  Jump，CODE，READONLY 		;设置本段程序的
									;名称（Jump）及属性
num	EQU  2 							;跳转表中的子程序个数
		ENTRY        				;程序执行的入口点
Start
		MOV   r0，#0 				;设置3个参数，然后调用子程序										;arithfunc，进行算术运算
		MOV   r1，#3 
		MOV   r2，#2
		BL    arithfunc  				;调用子程序arithfunc
Stop									;程序退出
		MOV  r0， #0x18
		LDR  r1，=0x20026
		SWI  0x123456
Arithfunc			  					;子程序arithfunc入口点
		CMP   	r0，#num      	  	;判断选择子程序的参数是否在
					  				;有效范围之内
		MOVHS 	pc，lr   	  		;若不在，则直接返回
		ADR		r3，JumpTable   	;读取跳转表的基地址（ADR是伪指令）
		LDR		pc，[r3，r0，LSL #2] 	;根据参数r0的值跳转到
									;相应的子程序
JumpTable
		DCD		DoAdd
		DCD		DoSub
DoAdd    							;子程序DoAdd执行加法操作
 		ADD	r0，r1，r2
 		MOV	pc，lr
DoSub 								;子程序DoSub执行减法操作
 		SUB	r0，r1，r2
		MOV	pc，lr
		END           				;结束汇编

嵌入式系统复习整理

第一部分-概述(侧重概念)

第二部分-ARM = Advanced RISC Machines

第三部分-ARM汇编

第四部分-UC/OS

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