南邮ARM嵌入式期末复习

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1、1•嵌入式系统定义：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。2.嵌入式系统的组成结构，层次关系、硬件：［书］硬件层中包含嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口。［课件］硬件层由嵌入式微处理器、存储系统、通信模块、人机接口、其它I/O接口（A/D、D/A、通用I/O等）以及电源等组成。3•嵌入式处理器的分类，有哪些典型的嵌入式处理器：嵌入式处理器的分类：嵌入式微处理器，嵌入式微控制器，嵌入式DSP处理器，SoC片上系统。典型的嵌入式处理器有：Am186/8

2、8,386EX,SC-400,PowerPC,68000,MIPS,ARM/StrongARM4.ARM处理器模式、内核版本（TDMI）、工作状态、寄存器组织、CPSR、SPSR1）ARM微处理器支持7种运行模式。①用户模式（usr）：ARM处理器正常的程序执行状态。②快速中断模式（fiq）：用于高速数据传输或通道处理。③外部中断模式（irq）：用于通用的中断处理。④管理模式（svc）：操作系统使用的保护模式。⑤数据访问终止模式（abt）：当据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护⑥系统模式（sys）：运行具有特权的操作系统任务。⑦未定义指

3、令中止模式（und）：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硕件协处理器的软件仿真。2）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一带有嵌入式追踪宏单元ETM（EmbeddedTraceMacro）,用来设置断点和观察点的调试硕件。3）工作状态：①ARH状态（32位，执行字对齐的32位ARM指令）：当操作数寄存器的状态位【0】为0时，执行BX指令进入此状态，当ARM处理器进行异常处理时，如果把PC指针放入异常模式链接寄存器中，则程序从界常向量地址开始执行，也可以使处

4、理器进入ARM状态。②Thumb状态（16位，执行半字对齐的16位Thumb指令）：当操作数寄存器的状态位【0】为1时，执行BX指令进入此状态，如呆ARM处理器在Thumb状态进入界常，则界常处理返回时，自动切换到此模式。⑤程序计数器PC（R15）寄存器R15用作程序计数器（PC）。在ARM状态下，位［1:0］为0,位［31:2］用于保存PC；在Thumb状态下，位［0］为0,位［31:1］用于保存PC。在ARM状态下,PC的0和1位是0,在Thumb状态下，PC的0位是0。⑥寄存器R16用作当前程序状态寄存器（CPSR）它包括条件标志位、中断禁止位、当

5、前处理器模式标志位，以及其他一些相关的控制和状态位。每一种运行模式下乂都有一个专用的物理状态寄存器，称为备份的程序状态寄存器（SPSR）,当异常发生时，SPSR用于保存CPSR的当前值,当异常退出时则由SPSR来恢复CPSR。5.异常的处理1）异常类型：复位：当处理器的复位电平有效时产生复位异常，程序跳转到到复位异常处理程序处执行未定义指令：当ARM处理器遇到不能处理的指令时产生未定义指令异常可使用该机制进行软件软件中断：该异常由执行SWI指令产生，可用于用户模式下程序调用特权操作指令。指令预取中止：若处理器预取指令地址不存在，或该地址不允许当前指令访问

6、，存储器会向处理器发出中止信号，但当预取指令被执行时，才会产生指令预取中止异常数据中止：若处理器数据访问指令的地址不存在或该地址不允许当前指令访问时产生中止异常IRQ（外部中断请求）：当处理的外部中断请求引脚有效，且CPSR中的I位为0时，产生IRQ异常。系统的外设可通过该异常请求中断服务FIQ（快速中断请求）：当处理器的快速中断请求引脚有效，CPSR中的F为0时，产生FIQ异常2）处理流程：当一个异常出现以后，ARM微处理器会执行以下儿步操作。①将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR,以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。若异常是从AR

7、M状态进入，LR寄存器中保存的是下一条指令的地址；若异常是从Thumb状态进入，则在LR寄存器中保存当前PC的偏移量。在软件中断异常SWI,指令MOVPC,R14_svc总是返回到下一条指令，不管SWI是在ARM状态执行,还是在Thumb状态执行。②将CPSR复制到相应的SPSR中。③根据异常类型，强制设置CPSR的运行模式位。④强制PC从相关的异常向量地址取下一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理程序处。还可以设置中断禁止位，以禁止中断发生。如果异常发生时，处理器处于Thumb状态，则当异常向量地址加载入PC时，处理器自动切换到ARM状态。⑤异常处理完

8、毕之后，ARM微处理器会执行以下几步操作从异常返回：将连接寄存器LR的值减去相应