計(jì)算機(jī)嵌入式三級備戰(zhàn)（總結(jié)版）

嵌入式系統(tǒng)

嵌入式系統(tǒng)上的軟件具有結(jié)構(gòu)精簡，代碼輕量化，占用存儲資源少的特點(diǎn)。

嵌入式系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的共同特征是：引導(dǎo)加載程序、外設(shè)驅(qū)動程序、操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧、圖形用戶界面、數(shù)據(jù)庫。

嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工具的主要目的：提高開發(fā)質(zhì)量，縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。

按照軟硬件技術(shù)的復(fù)雜程度進(jìn)行分類，可以把嵌入式系統(tǒng)分為：高端系統(tǒng)、終端系統(tǒng)和低端系統(tǒng)三大類。

仿真平臺指嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中使用的虛擬機(jī)管理軟件、仿真軟件或者指令集模式器

對應(yīng)內(nèi)存容量而言1KB = 1024B，對應(yīng)外存（磁盤、U盤）等容量而言，1KB=1000B

OS裝載方式：串口、以太網(wǎng)和USB裝載。

嵌入式應(yīng)用程序經(jīng)過交叉工具鏈生成映像文件后，需要下載到目標(biāo)機(jī)進(jìn)行調(diào)試。

調(diào)試完畢后映像文件必須有專用工具燒寫到ROM中去，這種燒寫工具俗稱編程器！

文本根據(jù)排版格式可分為：純文本和豐富文本。windows環(huán)境下，txt就是純文本。相對于線性文本，超文本按著網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組織信息。WWW網(wǎng)頁是最為常見超文本。

當(dāng)前速度最快的CPU已經(jīng)超過10GHz。

嵌套向量中斷控制器縮寫為NVIC

GCC是GNU套件的編譯鏈接器，能編譯C語言，匯編語言。

GDB調(diào)試下，file命令是裝入需要調(diào)試的可執(zhí)行文件，run命令執(zhí)行當(dāng)前被調(diào)試的程序。

源文件到可執(zhí)行文件的步驟：預(yù)處理->編譯->匯編->連接。

前向通道和后向通道

前向通道 - 輸入接口，A/D

后向通道 - 輸出接口，D/A

AX88796芯片內(nèi)部寄存器的地址范圍：0x10000000 ~ 0x100003FF

嵌入式系統(tǒng)硬件的邏輯組成

硬件主體中央處理器和存儲器，他們通過IO接口或者IO設(shè)備與外部世界聯(lián)系，并借助總線相互連接

中央處理器主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器和高速緩沖區(qū)（cache）組成

嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)

專用型

隱蔽型

資源受限

高可靠性

軟件固化

實(shí)時性

嵌入式系統(tǒng)的CPU特點(diǎn)

實(shí)時處理

低功耗

結(jié)構(gòu)特拓展性

集成了測試電路

4、8、16、32位字長

CPU

嵌入式系統(tǒng)的CPU主要使用的有DSP、RAM以及FPGA。

DSP介紹

適用于數(shù)字信號處理的微處理器（DSP并非高性能通用處理器，它是一種專用于數(shù)字信號處理的微處理器）

支持單指令多數(shù)據(jù)（SIMD）并行處理的指令

顯著提高音頻、視頻等數(shù)字信號的數(shù)據(jù)處理效率

手機(jī)和數(shù)碼產(chǎn)品均有DSP

嵌入式開發(fā)流程

需求分析和規(guī)格說明 -> 系統(tǒng)設(shè)計(jì) -> 構(gòu)件設(shè)計(jì) -> 系統(tǒng)集成與測試

測試的目的是驗(yàn)證模塊/系統(tǒng)的功能和性能，以及時發(fā)現(xiàn)錯誤

基于嵌入式WEB的應(yīng)用系統(tǒng)中，構(gòu)件設(shè)計(jì)階段需要設(shè)計(jì)支持以太網(wǎng)通信的電路，包括以太網(wǎng)控制電路和以太網(wǎng)驅(qū)動電路。AX8879芯片內(nèi)部寄存器的讀/寫地址，其首地址一般是0x1000 0000

嵌入式開發(fā)特點(diǎn)

宿主機(jī) - 目標(biāo)機(jī)的開發(fā)架構(gòu)

與底層硬件控制程序的關(guān)系密切

軟硬件資源受限制

需要固化程序

嵌入式系統(tǒng)開發(fā)調(diào)試工具

在線仿真器

JTAG適配器

示波器

GPIO

GPIO引腳一般是多功能復(fù)用的，具有0態(tài)，1態(tài)和高阻態(tài)。

作為輸入接口時一般具有緩沖功能，作為輸出接口時一般具有鎖存功能。

GPIO可以實(shí)現(xiàn)并行IO，SPI、UART、I2C都是串行。

UART

UART由發(fā)生器、接收器、控制單元以及波特率發(fā)生器等組成。

可實(shí)現(xiàn)全雙工通信!

RAM芯片中的UART收發(fā)信息時，可以采用FIFO，也可以采用普通模式

一般接收和發(fā)送緩沖區(qū)的FIFO字節(jié)數(shù)一樣的，長度可編程選擇4B、8B、16B、64B。

UART傳送消息的格式是以起始位開始以停止位結(jié)束

UART傳送信息時，一次可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位可以是5，6，7，8位，由編程決定

基于UART可組成RS-232接口

RS232 - 最遠(yuǎn)15m

RS485 - 最遠(yuǎn)1.2k

RAM實(shí)現(xiàn)485總線的功能，需要采用S3C2410芯片內(nèi)部的UART部件外加轉(zhuǎn)換芯片等來實(shí)現(xiàn)。在軟件設(shè)計(jì)時，初始化波特率9600bps，數(shù)據(jù)格式格式為：8位數(shù)據(jù)位，無數(shù)據(jù)檢驗(yàn)位，1位停止位。那么1s時間內(nèi)最多傳輸960個字節(jié)。（注意計(jì)算還得加上起始位和停止位）

CAN

即： 控制器局域網(wǎng)

能夠?qū)崿F(xiàn)多主通信

CAN總線的數(shù)據(jù)幀由7個不同的域組成，其中域的長度可以是0~8位

采用CRC校驗(yàn)

RAM芯片內(nèi)部嵌入CAN控制器

鍵盤

8個GPIO腳最多構(gòu)成64個按鍵的鍵盤

矩陣鍵盤通常有行掃描法和反轉(zhuǎn)法讀取按鍵的特征值（還有一種方法叫做中斷方式）

嵌入式處理器內(nèi)核的分類

按照字長可以分為：8/16/32/64 位結(jié)構(gòu)

按照存儲可以分為：馮諾依曼和哈佛(程序和數(shù)據(jù)分開存儲)結(jié)構(gòu)

按照指令集可以分為：CISC、 RISC結(jié)構(gòu)

CISC(complex instruction set computer 復(fù)雜指令集)

RISC(reduced instruction set computer 精簡指令集)

SOC片上系統(tǒng)

SOC已成為嵌入式處理器芯片的主流發(fā)展趨勢

它是集成電路進(jìn)入深亞微米時代的產(chǎn)物

既能把數(shù)字電路也能把模擬電路集成到單個芯片上

包含數(shù)字電路、模擬電路以及射頻電路

單個芯片即可完成采集、轉(zhuǎn)換、存儲、處理和I/O等多種功能

SOC有通用SOC芯片和專用SOC芯片之分

專用SOC芯片按其工藝分為定制芯片和現(xiàn)場可編程芯片兩類

集成電路

集成電路有小規(guī)模(SSI)、中規(guī)模(MSI)、大規(guī)模(LSI)、超大規(guī)模(VLSI)和極大規(guī)模(ULSI)組成，嵌入式處理芯片一般屬于VLSI和USLI。

集成電路大多是在硅襯底上制作，硅襯底是單晶硅錠經(jīng)切割，研磨和拋光而成的圓形薄片。

集成電路中的電路及電子元件，需要反復(fù)交叉氧化、光刻、摻雜和互連等工序才能制成。

嵌入式最小系統(tǒng)組成

嵌入式系統(tǒng)一般包括嵌入式處理器、時鐘電路、電源電路、復(fù)位電路、存儲器和調(diào)試測試接口。

JTAG調(diào)試技術(shù)

JTAG標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的TAP接口具有5根信號線

構(gòu)建一個宿主機(jī) - 目標(biāo)機(jī)的開發(fā)環(huán)境，若目標(biāo)機(jī)是裸機(jī)，那么為了調(diào)試和下載軟件需要將調(diào)試仿真器連接到目標(biāo)機(jī)的JTAG接口！

JATG是一種嵌入式測試技術(shù)，大多數(shù)嵌入式CPU、DSP、FPGA器件都支持JTAG

JTAG允許多個芯片的邊界掃描寄存器BSR通過JTAG接口串聯(lián)在一起，實(shí)現(xiàn)對多個器件的測試

通過JTAG可以實(shí)現(xiàn)在線編程功能

主頻時鐘

0.01s基準(zhǔn)定時時間選用S3C2410芯片內(nèi)部的Timer0部件產(chǎn)生。若系統(tǒng)的主頻參數(shù)PCLK=264MHz，分頻器選擇16，預(yù)分頻系數(shù)選擇為3，那么，Timer0的計(jì)數(shù)常數(shù)為：41250

計(jì)算方法：定時器輸入時鐘頻率 = PCLK/(預(yù)分頻系數(shù)+1)/（分割器值），計(jì)數(shù)常數(shù) = 定時間間隔/（1/定時器輸入時鐘頻率）

帶寬 = 總線頻率 × 數(shù)據(jù)線寬度 / 8 × 次數(shù) / 周期

板級升級包（BSP）

引導(dǎo)加載程序、初始化程序、設(shè)備驅(qū)動程序、配置文件

含有電路板的初始化程序

所有與特定電路板上硬件相關(guān)的功能都集成在板級支持包的庫里

操作系統(tǒng)的上層代碼通過板級支持包訪問底層硬件

ARM

單指令周期和流水線技術(shù)是RAM處理器的技術(shù)特征。

RAM都是RISC，但是存儲結(jié)構(gòu)有的是哈佛結(jié)構(gòu)，有的是馮諾依曼結(jié)構(gòu)。

PowerPC、MC68K、MIPS都是RISC，哈佛結(jié)構(gòu)！

Cortex 系列分為A-R-M ，A系列是面向尖端虛擬內(nèi)存的操作系統(tǒng)和用戶應(yīng)用，R系列是針對實(shí)時系統(tǒng)，M系列是對微控制器。 Cortex - M3系列是哈佛結(jié)構(gòu)。

RAM內(nèi)部一般有：UART/I2C/SPI/CAN/USB/Ethernet等多個互連通信組件

RAM處理器共37個，包括31個通用寄存器（含PC）和6個狀態(tài)寄存器

RAM異常

將CPRS的值保存到將要執(zhí)行的異常中斷對應(yīng)的SPSR中

設(shè)置CPSR的相應(yīng)位

斷點(diǎn)地址保存到R14

PC賦值，轉(zhuǎn)入向量地址

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按照存儲區(qū)域類型劃分為3類，RO段，RW段，ZI段，RO段是指代碼存儲區(qū)和常數(shù)存儲區(qū)，具有只讀屬性

可執(zhí)行輸出文件有3個生成目標(biāo)：Debug、Release、DEbugRel

工程項(xiàng)目按照一定的邏輯來分組管理文件：

文件映射關(guān)系較簡單時：使用編譯、鏈接選項(xiàng)來確定輸入文件的連接關(guān)系

地址映射關(guān)系較復(fù)雜時：使用scatter（分散加載）格式的文件來確定輸入文件的連接關(guān)系

RVDS

RVDS開發(fā)工具套件中，主要包括工程管理器、編譯連接器、調(diào)試器和指令集仿真器。調(diào)試器支持硬件在線調(diào)試和軟件仿真調(diào)試。

電源管理模塊

正常模式

慢速模式

休眠模式 - 僅斷開RAM內(nèi)核時鐘FCLK，CPU處于休眠模式，仍為外圍硬件組件提供時鐘。

掉電模式 - 切斷內(nèi)部電源，除非喚醒邏輯有效，否則內(nèi)核不產(chǎn)生功耗

正常模式下，電源管理模式為內(nèi)核及RAM芯片內(nèi)部所有硬件組成提供時鐘源，用戶可以通過軟件控制暫時不用的內(nèi)置硬件組件處于關(guān)閉狀態(tài)降低功耗。

硬件抽象層HAL

向操作系統(tǒng)內(nèi)核提供了訪問硬件底層的函數(shù)接口

嵌入式軟件中直接訪問底層硬件的例程集合

增加的HAL位于硬件電路板和操作系統(tǒng)內(nèi)核之間

嵌入式電路板的最基本軟件

HAL函數(shù)是移植操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)

HAL隱藏了不同硬件平臺的差異性，從而改善了操作系統(tǒng)的可移植性！

AMBA總線

RAM的總線結(jié)構(gòu)成為 AMBA -先進(jìn)微控制器總線結(jié)構(gòu)（一種開放式總線結(jié)構(gòu)）

從1995的AMBA1.0到目前的AMBA4.0共四個版本！

RAM7 - AMBA1; RAM11 - AMBA2

按照AMBA總線規(guī)范，基于RAM內(nèi)核的嵌入式處理芯片采用系統(tǒng)總線和外圍總線兩層結(jié)構(gòu)的方式構(gòu)建片上系統(tǒng)

連接系統(tǒng)總線的高帶寬組件（AHB接口）主要包括：電源管理和時鐘控制器，測試接口（JTAG），外部存儲器控制接口，DMA控制器，USB主機(jī)，中斷控制器。（可以看出大多數(shù)為控制器）

RTC是與外圍總線（APB接口）連接的硬件組件

MMU

MMU，內(nèi)存管理單元，它是用來管理虛擬存儲器、物理存儲器的控制線路，同時也負(fù)責(zé)虛擬地址映射為物理地址，以及提供硬件機(jī)制的內(nèi)存訪問授權(quán)。

虛擬地址到物理地址的轉(zhuǎn)換通過查找頁表來完成，每次在訪問內(nèi)存時先插TLB，查不到再到內(nèi)存中查整個頁表。

ARM7 ≠ ARMv7

RAM7 - 馮諾依曼的結(jié)構(gòu)。 RAM9~RAM11 采用哈佛結(jié)構(gòu)！

ARMv7是一種構(gòu)架。ARM7是一種處理器型號，ARM7（馮諾依曼結(jié)構(gòu)）是在ARMv4構(gòu)架上設(shè)計(jì)出來的處理器。**RAM11（ARMv6架構(gòu)）之后便是以Cortex（ARMv7架構(gòu)）**來命名了！

ARM7沒有MMU(內(nèi)存管理單元)，只能叫做MCU（微控制器），不能運(yùn)行諸如Linux、WinCE（大型嵌入式操作系統(tǒng)）等這些現(xiàn)代的多用戶多進(jìn)程操作系統(tǒng)，因?yàn)檫\(yùn)行這些系統(tǒng)需要MMU，才能給每個用戶進(jìn)程分配進(jìn)程自己獨(dú)立的地址空間。ucOS、ucLinux這些精簡實(shí)時的RTOS不需要MMU，當(dāng)然可以在ARM7上運(yùn)行。

ARM9、ARM11，是嵌入式CPU（處理器），帶有MMU，可以運(yùn)行諸如Linux等多用戶多進(jìn)程的操作系統(tǒng)，應(yīng)用場合也不同于ARM7。

此外，Cortex-M系列還細(xì)分為M0、M3、M4和超低功耗的M0+，用戶依據(jù)成本、性能、功耗等因素來選擇芯片。

Cortex-M系列（ARMv7架構(gòu)）的指令集只有Thumb-2。

ARM處理器 ≠ ARM處理器核

處理器核：在某種架構(gòu)的基礎(chǔ)上具有取指令和執(zhí)行指令的組件。

處理器： 以處理器核為中心，加上MMU，中斷控制器，浮點(diǎn)運(yùn)算器，總線接口等就構(gòu)成了RAM處理器。

當(dāng)然了，單獨(dú)的處理器核也可以作為某一代RAM處理器的。

RAM常考寄存器

R13 - SP （堆棧指針）

R14 - LR（鏈接寄存器）

R15 - PC（程序計(jì)數(shù)器）

xPSR - （CPSR 和 SPSR）狀態(tài)寄存器

SP寄存器

SP有兩個，分別為R13(MSP)和R13(PSP)即主堆棧指針（MSP）和進(jìn)程堆棧指針（PSP），但在同一時刻只能有一個可以看到，這也就是所謂的“banked”寄存器。

這些寄存器都是32位的。

CPSR寄存器

CPSR(當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器)在任何處理器模式下被訪問。它包含了條件標(biāo)志位、中斷禁止位、當(dāng)前處理器模式標(biāo)志以及其他的一些控制和狀態(tài)位。

RAM中表示程序狀態(tài)的寄存器是CPSR，其中狀態(tài)位T的作用是在RAM狀態(tài)與Thumb狀態(tài)間進(jìn)行切換，當(dāng)T = 1時處理器處于的狀態(tài)是Thumb狀態(tài)。

N為符號標(biāo)志位 - N=1表示運(yùn)算結(jié)果為負(fù)，否則運(yùn)算結(jié)果為正

F為禁止快讀中斷為 - F=1表示禁止快速中斷控制位，否則允許！

V為溢出標(biāo)志位，等于1表示溢出

Z為全0標(biāo)志，運(yùn)算結(jié)果為0

SPSR寄存器

每一種處理器模式下（看下面的其中運(yùn)行模式）都有一個專用的物理狀態(tài)寄存器，稱為SPSR（備份程序狀態(tài)寄存器）。

當(dāng)特定的異常中斷發(fā)生時，這個寄存器用于存放當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器的內(nèi)容。在異常中斷退出時，可以用SPSR來恢復(fù)CPSR。

由于用戶模式和系統(tǒng)模式不是異常中斷模式，所以他沒有SPSR。當(dāng)用戶在用戶模式或系統(tǒng)模式訪問SPSR，將產(chǎn)生不可預(yù)知的后果。

控制寄存器和數(shù)據(jù)寄存器

控制寄存器是4個字節(jié)，比如端口E的控制寄存器rGPECON = 0x00005555

數(shù)據(jù)寄存器是2個字節(jié)，比如端口E的數(shù)據(jù)寄存器rGPEDAT=0x0020

關(guān)于賦值，也寫一個小例子

rGPDCON = ((rGPDCON | 0x00005555) & 0xFFFF5555);//GPD0~GPD7配置為輸出模式

先置位，然后再清零。

ARM微處理器的七種運(yùn)行模式

用戶模式：user （沒有SPSR寄存器）：正常程序執(zhí)行的模式

系統(tǒng)模式 – SYS （沒有SPSR寄存器）： 用于運(yùn)行特權(quán)級的操作系統(tǒng)任務(wù)

快速中斷模式 – FIQ ：用于高速數(shù)據(jù)傳輸和通道處理、高速中斷！

外部中斷模式 – IRQ ：用于通常的中斷處理

管理模式 – SVC ：又稱特權(quán)模式，操作系統(tǒng)使用的一種保護(hù)模式

終止模式 – ABT ：用于虛擬存儲及存儲保護(hù)，處理存儲器故障

未定義指令模式 – UND ：用于支持通過軟件方針硬件的協(xié)處理器

經(jīng)典RAM的七種異常

復(fù)位RESET

未定義指令 UND

軟件中斷 SWI

指令預(yù)取終止 PABT

數(shù)據(jù)訪問終止 DABT

外部中斷請求 IRQ

快速中斷FIQ

IRQ

IRQ異常對應(yīng)的異常向量地址為：0x00000018

IRQ異常向量地址和下一個異常向量地址之間的間隔為4個字節(jié)

復(fù)位異常的異常向量地址是0x00000000。系統(tǒng)上電復(fù)位后，將從該地址處執(zhí)行程序，RAM9的體系結(jié)構(gòu)規(guī)定的各異常向量地址間隔通常是4個字節(jié)，以此復(fù)位異常向量地址處通常存儲一條分支指令

S3C2410必備知識

S3C2410擁有2個串口，UART0/UART1

控制組件包括存儲器控制器、總線控制器、外部主控器、NAND FLASH（以頁為單位進(jìn)行閃存）

存儲器控制器提供訪問外部存儲器所需的存儲器控制信號，支持大小端模式，地址空間供1GB，8個BANK，每個BANK128MB。

以ARM芯片為信合的嵌入式系統(tǒng)其I/O與存儲器采用統(tǒng)一編址的方式，并不像×86那樣采用I/O映射編址（獨(dú)立編址）

只有BANK0是總線16、32位的訪問，其他BANK均可以進(jìn)行8、16、32位的訪問

GPIO 有GPIOA~H

哈佛體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)與程序存儲分開

哈佛體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)與程序存儲分開

內(nèi)部集成ADC

矩陣按鍵代碼

#define KEYOUTPUT (*(VOLATILE int8u *)0X56000044) #define KEYINPUT (*(VOLATILE int8u *)0X56000044) INT16U ScanKey() { INT16U key = 0xFFFF; INT16U i; INT8U temp=0xFF, output; rGPECON = ((rGPECON & 0xFFFFFF00) | 0x00000055); //初始化GPE0~GPE3為輸出 rGPECON = rGPECON & 0xFFFFFF0F; //初始化GPE4~GPE7為輸入 //判斷鍵盤中是否有鍵按下 for(i=1; ((i<=8) && (i>0)); i<<=1) { output |= 0xFF; output &= (~i); KEYOUTPUT = output; temp = KEYINPUT; if((temp & 0xF0) != 0xF0)//判斷列信號是否全部為1 { key = (~i); key <<= 8; key |= ((temp & 0xF0)|0x0F); return key; } } return 0xFFFF; } //key返回判斷哪個按鍵的方法：最高4位和最低四位都是1， //即 1111 ---- ---- 1111，然后次高字節(jié)是行，再次高是列， //比如第2行第3個按鍵按下, 對應(yīng)為 1111 1101 1011 1111 - 0xFDBF

網(wǎng)絡(luò)

WLAN通信協(xié)議是802.11，傳輸速率可達(dá)到11Mbps，54Mbps，108Mbps。

IP

IP地址分為A類、B類、C類三個基本類。另外兩類分別為組播地址和備用地址。

IP地址解決了網(wǎng)絡(luò)中所有計(jì)算機(jī)統(tǒng)一編址的問題

IP數(shù)據(jù)報是一種獨(dú)立于各種物理網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包格式

路由器是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)互連的關(guān)鍵設(shè)備

A類

1.0.0.0 到126.255.255.255

分配給具有大量主機(jī)而局域網(wǎng)絡(luò)數(shù)量較少的大型網(wǎng)絡(luò)

由1個字節(jié)的網(wǎng)絡(luò)地址和3個字節(jié)主機(jī)地址組成

網(wǎng)絡(luò)地址的最高位必須是“0”，即第一字段的范圍 0~127，但是由于全0和全1的地址用作特殊用途，實(shí)際可指派的第一個字段范圍是1~126

每個IP地址可連16387064臺主機(jī)，Internet有126個A類地址

可以用于多目的地址發(fā)送，言外之意可以組播

B類

128.0.0.0到191.255.255.255

用于國際性大公司和政府機(jī)構(gòu)

前兩個八位字節(jié)指明網(wǎng)絡(luò)，后兩個八位字節(jié)指明網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)

C類

C類IP地址范圍192.0.0.0 ~ 223.255.255.255

第1、2、3字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)地址，第四個字節(jié)為主機(jī)地址

C類地址數(shù)量較多，使用于局部局域網(wǎng)中，每個網(wǎng)絡(luò)中最多包含254臺計(jì)算機(jī)

用于一般小公司 校園網(wǎng) 研究機(jī)構(gòu)

以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀（里面不包括IP地址）

前導(dǎo)碼（7個字節(jié)） -> 幀起始界定符(1字節(jié)) -> 目的MAC地址(6字節(jié)) -> 源MAC地址（6字節(jié)）-> 類型/長度（2字節(jié)） -> 數(shù)據(jù)(46~1500字節(jié)) ->幀校驗(yàn)序列(4字節(jié))

局域網(wǎng)采用分組交換技術(shù)

發(fā)送設(shè)備MAC地址 - > 接收設(shè)備MAC地址 -> 控制信息 ->有效載荷 -> 校驗(yàn)信息

路由器

多個異構(gòu)或者同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)

網(wǎng)絡(luò)層

集線器來放大信號實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸

協(xié)議轉(zhuǎn)換器：用于傳輸層及以上各層的協(xié)議轉(zhuǎn)換

熱點(diǎn) - 正式名稱無線接入點(diǎn)，它實(shí)際上是一個無線交換機(jī)或無線路由器。

局域網(wǎng)

按照介質(zhì)所使用的訪問控制方法可分為：以太網(wǎng)，F(xiàn)DDI網(wǎng)和令牌網(wǎng)

必不可少的部分是集線器與交換機(jī)

指令集

Thumb指令集是16位的，ARM指令集是32位的，中間有Thumb-2作為橋接。

ARM處理器的三種工作狀態(tài)

ARM狀態(tài) (指令寬度32)

Thumb 及 Thumb-2狀態(tài)

調(diào)試狀態(tài)

Thumb狀態(tài)和ARM狀態(tài)的切換

通過BX指令，寫數(shù)據(jù)到操作數(shù)寄存器（R0）的最低位。

R0[0]=1 – 從RAM狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)。 R0[0]=0 – 從Thumb狀態(tài)切換到RAM狀態(tài)。

RAM復(fù)位后的狀態(tài)

ARM處理器復(fù)位后的狀態(tài)都是ARM狀態(tài)

BootLoader

U-BOOT

Linux中引導(dǎo)程序加載時所支持不同體系結(jié)構(gòu)處理器種類最多的Bootloader 是- U-BOOT。

全稱universal-Boot-Loader

支持PowerPC、x86、ARM等多種體系結(jié)構(gòu)的處理器

支持嵌入式Linux、VxWorks、QNX、RTEMS、Windows CE等操作系統(tǒng)

采用兩個階段完成操作系統(tǒng)的引導(dǎo)加載

引導(dǎo)加載程序主要完成：加電自檢、外設(shè)存在自檢**、內(nèi)存地址映射**、初始化外圍設(shè)備、內(nèi)存尋址定位、加載并啟動操作系統(tǒng)

BootLoader通常分為stage1和stage2兩大部分。依賴于CPU的體系結(jié)構(gòu)，比如設(shè)備初始化代碼通常放在stage1中，且使用匯編語言實(shí)現(xiàn)，以達(dá)到短小精悍的目的。stage2通常用于C語言實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能，同時代碼也具有更好的可讀性和可移植性。

BootLoader的stage1的基本步驟是：基本硬件初始化，為加載stage2準(zhǔn)備RAM空間，拷貝stage2的執(zhí)行代碼到RAM空間中，設(shè)置棧區(qū)指針SP，跳轉(zhuǎn)到stage2的C程序入口點(diǎn)。

作用

改變程序大小端排序

關(guān)閉看門狗

屏蔽中斷

設(shè)置各個時鐘

設(shè)置從SLEEP或者IDLE啟動時的程序

初始化SDRAM

設(shè)置各模式指向的堆棧

設(shè)置好中斷向量表

判斷是從NOR FLASH（行讀寫，較慢）還是NAND FLASH（頁讀寫）啟動，

將文件拷到SDRAM中

操作系統(tǒng)

IOS 的前身是 UNIX-BSD（宏內(nèi)核架構(gòu)，但是是微內(nèi)核操作系統(tǒng)）

內(nèi)核的概念

內(nèi)核提供任務(wù)調(diào)度、任務(wù)間通信與同步、任務(wù)管理、時間管理和存儲管理。

典型的單片機(jī)程序在程序指針復(fù)位后，首先進(jìn)行堆棧、中斷、中斷向量、定時器、串行口等接口設(shè)置、初始化數(shù)據(jù)存儲區(qū)和顯示內(nèi)容，然后就來到了一個監(jiān)測、等待或空循環(huán)，在這個循環(huán)中，CPU可以監(jiān)視外設(shè)、響應(yīng)中斷或用戶輸入。 這段主程序可以看作是一個內(nèi)核，內(nèi)核負(fù)責(zé)系統(tǒng)的初始化和開放、調(diào)度其它任務(wù)，相當(dāng)于C語言中的主函數(shù)。

現(xiàn)代操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為減少系統(tǒng)本身的開銷，往往將一些與硬件緊密相關(guān)的（如中斷處理程序、設(shè)備驅(qū)動程序等）、基本的、公共的、運(yùn)行頻率較高的模塊（如時鐘管理、進(jìn)程調(diào)度等）以及關(guān)鍵性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)獨(dú)立開來，使之常駐內(nèi)存，并對他們進(jìn)行保護(hù)。通常把這一部分稱之為操作系統(tǒng)的內(nèi)核。

Linux

UCLinux、RTLinux、uC/OS - II是開源嵌入式操作系統(tǒng)

Linux最初以Unix為原型，以實(shí)現(xiàn)POSIX標(biāo)準(zhǔn)作為其目標(biāo)。

OS服務(wù)組件、用戶進(jìn)程、Linux內(nèi)核、硬件

系統(tǒng)調(diào)用是Linux中用戶進(jìn)程和操作系統(tǒng)之間的重要接口！

Linux和Unix

其兩者源碼是完全不相同的，盡管函數(shù)和命令的功能處理結(jié)果、函數(shù)名稱和參數(shù)十分相同，以及Unix的行命令、驅(qū)動程序和應(yīng)用程序在Linux上能夠運(yùn)行。

Linux運(yùn)行效率沒有Unix高！

Linux命令

arm - linux - gcc交叉編譯器來編譯應(yīng)用程序

要對一個應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)試排錯，應(yīng)在編譯指令中加g參數(shù)對它進(jìn)行編譯

Linux內(nèi)核主要由5個子系統(tǒng)組成

進(jìn)程調(diào)度（SCHED）

內(nèi)存（任務(wù)）管理（MM）

虛擬文件系統(tǒng)（VFS）

網(wǎng)絡(luò)接口（NET）

進(jìn)程間通信（IPC）

進(jìn)程調(diào)度模塊負(fù)責(zé)控制進(jìn)程對CPU資源的使用，所采取的調(diào)度策略是使得各個進(jìn)程能夠平均訪問CPU，同時保證內(nèi)核能及時地執(zhí)行硬件操作。

內(nèi)存管理模塊的功能之一是屏蔽各種硬件接口內(nèi)存結(jié)構(gòu)的差異并向上返回一個統(tǒng)一的訪問接口

網(wǎng)絡(luò)接口模塊包含網(wǎng)絡(luò)接口驅(qū)動程序

支持進(jìn)程之間的各種通信機(jī)制，其通信機(jī)制包括：信號、管道、消息隊(duì)列、信號量、共享內(nèi)存、套接字（socket）

微內(nèi)核和宏內(nèi)核

微內(nèi)核特征

內(nèi)核小巧，傳統(tǒng)操作系統(tǒng)中的許多部分都被移出內(nèi)核。

接口一致，所有進(jìn)程請求使用統(tǒng)一接口，進(jìn)程不區(qū)分內(nèi)核模式和用戶模式服務(wù)。

各個功能模塊之間松散耦合，只完成服務(wù)功能，系統(tǒng)管理功能交給一個或多個特權(quán)服務(wù)程序。

微內(nèi)核擴(kuò)充方便，但是各個功能之間的切換引起的開銷很大！

屬于微內(nèi)核的典型嵌入式操作系統(tǒng)有：Symbian、VxWorks、QNX、uC/OS - II、IOS，而Symbian是普通實(shí)時操作系統(tǒng)

VxWorks收取授權(quán)費(fèi)和版權(quán)費(fèi)。

VxWokrs用于尖端科技中

宏內(nèi)核

傳統(tǒng)操作系統(tǒng)常采用的結(jié)構(gòu)

應(yīng)用程序效率高

切換開銷小

對外來時間反應(yīng)速度快

內(nèi)存大

拓展性不高，維護(hù)困難

可預(yù)測性較低

可靠性較低

Android OS是典型的宏內(nèi)核操作系統(tǒng)

宏內(nèi)核又稱為單內(nèi)核！

Tiny OS

是開放源代碼操作系統(tǒng)，屬于深度輕量級的操作系統(tǒng)，專為嵌入式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，功耗較低，特別適合傳感器這種受內(nèi)存，功耗限制的設(shè)備。

輕線程，主動消息和組件化編程。

QNX

符合POSIX基本標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)時標(biāo)準(zhǔn)

微內(nèi)核操作系統(tǒng)

內(nèi)核提供四種服務(wù)：進(jìn)程調(diào)度，進(jìn)程間通信，底層網(wǎng)絡(luò)通信和中斷處理

uC/OS-II

搶占式實(shí)時操作系統(tǒng)

搶占式實(shí)時操作系統(tǒng)且每個任務(wù)都有自用棧

使用它的棧空間校驗(yàn)函數(shù)，可以確定每個任務(wù)到底需要多少棧空間

該系統(tǒng)不包含設(shè)備驅(qū)動程序，只是一個純內(nèi)核

不支持時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度，所以賦給每個任務(wù)的優(yōu)先級是不相同的

允許每個任務(wù)之間有不同的棧空間

升級版的UC/OS - III是商用操作系統(tǒng)

II 具有良好的可剪裁性和可移植性

能夠支持的任務(wù)數(shù)最多是64（保留8個給系統(tǒng)，實(shí)際剩下56個）

最多允許的中斷嵌套層數(shù)可以達(dá)到255層

軟件結(jié)構(gòu)一般具有：應(yīng)用軟件層，API層，內(nèi)核層和設(shè)備驅(qū)動層

該系統(tǒng)能提供周期性時鐘信號（時鐘節(jié)拍），用于實(shí)現(xiàn)任務(wù)的正確延時和超時確認(rèn)，節(jié)拍率在10~100Hz之間

用戶必須在多任務(wù)調(diào)度啟動以后再使能時鐘節(jié)拍中斷

在中斷返回之前，必須調(diào)用退出中斷函數(shù) voidIntExit(void)

互斥信號量可以解決優(yōu)先級反轉(zhuǎn)的問題

事件控制塊用以對信號的管理

任務(wù)管理中空閑任務(wù)是系統(tǒng)創(chuàng)建的第一個任務(wù)（空閑任務(wù)永遠(yuǎn)不會處于掛起態(tài)，還可能運(yùn)行態(tài)，即使優(yōu)先級最低，一旦其他任務(wù)都被堵塞他就可以執(zhí)行了！）

中斷服務(wù)子程序的偽碼結(jié)構(gòu)：保存全部CPU寄存器到棧，調(diào)用OSIntEnter()或者OSIntNesting變量加1，執(zhí)行中斷服務(wù)代碼或發(fā)出IPC信息通知特定任務(wù)去執(zhí)行中斷服務(wù)，調(diào)用OSIntExit()函數(shù)，恢復(fù)所有CPU寄存器，執(zhí)行中斷返回指令。

uC/OS-II 移植到一個 嵌入式系統(tǒng)電路板上正常運(yùn)行，必須具備的條件

處理器的C編譯器能產(chǎn)生可重入代碼，且用C語言就可以打開和關(guān)閉中斷。

處理器支持中斷，并且能產(chǎn)生定時中斷。（通常在10至100Hz之間）。

處理器支持能夠容納一定量數(shù)據(jù)（可能幾千字節(jié)）的硬件棧區(qū)。

uC/OS-II 保護(hù)任務(wù)之間的共享數(shù)據(jù)和提供任務(wù)之間的通信，可達(dá)到保護(hù)目的方法通常有

利用宏OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITCAL來打開和關(guān)閉中斷。

利用函數(shù)OSSchedLock()和OSSchedUnlock()對任務(wù)調(diào)度函數(shù)上鎖和開鎖。

利用信號量、互斥量、郵箱和消息隊(duì)列進(jìn)行任務(wù)間通信。

系統(tǒng)啟動過程中，Bootloader執(zhí)行完畢后，調(diào)用應(yīng)用程序主文件（通常是main.c）里的main函數(shù)。main函數(shù)在執(zhí)行過程中除了用戶函數(shù)和硬件初始化函數(shù)之外，需要執(zhí)行下面三個重要函數(shù)：OSInit() -> OSTaskCreate() -> OSStart()(注意先后順序)

OSInit()函數(shù)先建立最初的任務(wù)就緒表，然后建立4個空白的數(shù)據(jù)鏈表，即：任務(wù)控制塊鏈表，事件控制塊鏈表、標(biāo)志鏈表、內(nèi)存控制塊鏈表。

系統(tǒng)中任務(wù)的五種狀態(tài)

休眠態(tài)（任務(wù)停留在內(nèi)存中，還沒有交給內(nèi)核管理。）

就緒態(tài)（該任務(wù)已經(jīng)準(zhǔn)備好，可以運(yùn)行了，但是由于任務(wù)的優(yōu)先級比正在運(yùn)行任務(wù)的優(yōu)先級低，還暫時不能運(yùn)行。）（還有一種情況被更高優(yōu)先級打斷！）

運(yùn)行態(tài)（任務(wù)得到了CPU的控制權(quán)正在運(yùn)行之中）

掛起態(tài)

被中斷態(tài)（發(fā)生中斷執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)，原來在正在運(yùn)行后的任務(wù)暫時停止運(yùn)行，進(jìn)入被中斷狀態(tài)）

一些系統(tǒng)函數(shù)

OSTaskCreate() - 任務(wù)創(chuàng)建相關(guān)

OSCtxSw() - 真正實(shí)現(xiàn)任務(wù)切換的函數(shù)

OSIntExit() - 中斷級的調(diào)度

OSTickISR() - 時鐘節(jié)拍中斷服務(wù)子程序，與時間管理相關(guān)

OSSched() - 任務(wù)前導(dǎo)函數(shù)，任務(wù)級的調(diào)度函數(shù)

判斷任務(wù)調(diào)度的三個條件是：

中斷嵌套層數(shù)共享全程變量OSIntNesting = 0，也就是所有的ISR已經(jīng)執(zhí)行完畢

任務(wù)調(diào)度加鎖層數(shù)共享全程變量OSLockNesting = 0，也就是調(diào)度沒有被禁止

就緒表找到最高優(yōu)先級比當(dāng)前任務(wù)的優(yōu)先級高

OSIntExit() - 中斷級的調(diào)度函數(shù)

系統(tǒng)事件控制塊的相關(guān)函數(shù)

OSSemCreate()(信號量創(chuàng)建)

OSMutexCreate()(創(chuàng)建互斥體)

OSMboxCreate()(建立一個郵箱)

OSQCreate()(創(chuàng)建事件控制塊)

就緒任務(wù)登記在就緒表中，OSRdyTbl[ ] 是就緒表的位圖映像矩陣，每一位代表了一個優(yōu)先級任務(wù)的就緒狀態(tài)，成為就緒位，該矩陣最多有64位。

一些系統(tǒng)文件

OS_CPU_C.C - 創(chuàng)建任務(wù)的自用棧空間、定義用戶接口的hook原型

OS_CORE.C - 核心調(diào)度代碼，包括系統(tǒng)初始化、啟動多任務(wù)調(diào)度開始運(yùn)行、任務(wù)創(chuàng)建管理與調(diào)度、TCB初始化、就緒表初始化、ECB初始化、任務(wù)事件就緒表、空閑任務(wù)

OS_MEM.C - 內(nèi)存管理，包括創(chuàng)建分區(qū)，獲得存儲塊

OS_TASK.C - 任務(wù)管理，包括改變一個任務(wù)的優(yōu)先級、創(chuàng)建或者刪除一個任務(wù)，恢復(fù)一個被掛起的任務(wù)

uC/OS系統(tǒng)時鐘內(nèi)核的基本功能（通過GLIBC調(diào)用通用函數(shù)和內(nèi)核的內(nèi)部功能）

任務(wù)管理

時間管理

內(nèi)存管理

任務(wù)調(diào)度

任務(wù)間通信和同步

實(shí)時操作系統(tǒng)與非實(shí)時操作系統(tǒng)

實(shí)時系統(tǒng)

民航導(dǎo)航系統(tǒng)

防空預(yù)警系統(tǒng)

電力輸送控制系統(tǒng)

非實(shí)時

視頻播放系統(tǒng)

博客發(fā)布系統(tǒng)

手機(jī)交互式城市交通導(dǎo)航系統(tǒng)

實(shí)時操作系統(tǒng)

RTOS響應(yīng)中斷請求并且完成相應(yīng)的中斷服務(wù)子函數(shù)的時間非常快！精細(xì)衡量這個時間一致性變化的術(shù)語是抖動！

中斷服務(wù)子函數(shù)也是可以調(diào)用函數(shù)然后進(jìn)行事件處理的，中斷服務(wù)子程序返回的最后一步執(zhí)行中斷返回指令。

RTOS特征(主要特征是能夠及時響應(yīng)外部發(fā)生的隨機(jī)任務(wù)請求并且能夠在規(guī)定的時限內(nèi)完成任務(wù)。)（

不包括輪轉(zhuǎn)調(diào)度）

異步IO和中斷處理能力

任務(wù)切換時間和中斷延遲時間確定

優(yōu)先級中斷和調(diào)度

搶占式調(diào)度

內(nèi)存鎖定

連續(xù)文件

同步

RTOS的實(shí)時性能主要由三個指標(biāo)衡量

響應(yīng)時間（包括中斷延遲時間和任務(wù)切換時間）（任務(wù)切換時間又包括人物搶占時間）

吞吐量

生存時間

響應(yīng)時間有兩個指標(biāo) - 中斷延遲時間和任務(wù)切換時間

實(shí)時系統(tǒng)對時間約束要求的嚴(yán)格性，使可預(yù)測性成為實(shí)時系統(tǒng)的一項(xiàng)重要性能要求，它是指RTOS能夠?qū)ν獠渴录捻憫?yīng)時間和實(shí)時任務(wù)的執(zhí)行時間進(jìn)行判斷，以確定被時間觸發(fā)的實(shí)時任務(wù)能否在規(guī)定的時間內(nèi)完成。

一般按照相應(yīng)時間能將實(shí)時系統(tǒng)分為三類：強(qiáng)實(shí)時系統(tǒng)，其相應(yīng)時間一般在ms級或us級；普通實(shí)時操作系統(tǒng)一般在s級，弱實(shí)時系統(tǒng)一般在數(shù)十s級。

任務(wù)時限有兩種

截止時間：任務(wù)開始執(zhí)行時間到任務(wù)必須完成的時間間隔。

任務(wù)執(zhí)行預(yù)設(shè)：又叫任務(wù)最快完成時間，這是在無中斷響應(yīng)情況下的任務(wù)最快執(zhí)行時間。

硬實(shí)時操作系統(tǒng)和軟實(shí)時操作系統(tǒng)

任務(wù)執(zhí)行時間超過截止時間系統(tǒng)的總損益就為負(fù)，這種實(shí)時系統(tǒng)成為硬實(shí)時系統(tǒng)。而且伴隨有嚴(yán)重的后果，比如飛機(jī)控制器、核反應(yīng)堆處理裝置。

軟實(shí)時操作系統(tǒng)超過時限并不會造成嚴(yán)重的影響比如：DVD播放機(jī)。

存儲器

半導(dǎo)體存儲器芯片的存儲容量取決于該芯片的地址總線的條數(shù)和數(shù)據(jù)總線的位數(shù)。

存儲器帶寬與存儲器總線的工作頻率有關(guān)，也與數(shù)據(jù)線的位數(shù)和每個總線周期的傳輸次數(shù)有關(guān)！

系統(tǒng)正在運(yùn)行的程序的大部分?jǐn)?shù)據(jù)和代碼存放在主存儲器（內(nèi)存）中

系統(tǒng)尚未運(yùn)行的程序的大部分?jǐn)?shù)據(jù)和代碼存放在外部存儲器中

分類

按照存取特性分為：RAM和ROM

按照物理位置分為：片內(nèi)存儲器和片外存儲器以及外部存儲器

按照存儲信息的類型分為：程序存儲區(qū)和數(shù)據(jù)存儲器

RAM

RAM - 高速讀取， DRAM - 高集成度

RAM 通常又有DRAM和SRAM之分，SRAM較DRAM電路復(fù)雜，但是速度更快，高速緩沖區(qū)(cache)就是典型的SRAM。 SRAM的復(fù)雜決定了它做不大，至多幾十K。

內(nèi)存條就是DRAM，速度較SRAM慢，但是可以做的很大，比如內(nèi)存條就是典型的DRAM，其容量就上G了。

FRAM - 鐵電隨機(jī)存取存儲器，MRAM - 磁性隨機(jī)存取存儲器。

（以上兩個隨機(jī)存儲器是非易失性存儲器）

FLASH

Flash閃存有兩大類，或非型（NOR Flash）和與非型（NAND Flash）。

或非以字節(jié)為單位進(jìn)行隨機(jī)存取，存儲在里面的程序可以被CPU執(zhí)行。與非以頁為單位進(jìn)行存取，速度較前者慢。

與非門讀出程序或數(shù)據(jù)時，是先將其預(yù)存入RAM，然后才被使用的。雖然速度較慢，但是其壽命，容量成本等方面有很大優(yōu)勢，常用的U盤基本都是NAND Flash。

DDR

DDR - dual data rate - 雙倍數(shù)據(jù)速率

DDR2 - 使原來DDR可預(yù)取讀取2位變成可預(yù)取讀取4位或8位，把DDR的數(shù)據(jù)傳輸速率又提升了兩倍或四倍

USB

USB2.0 的速度可達(dá)到 480Mb/s

USB3.0的速度可達(dá)到 5Gb/s, 即640MB/s

半雙工差分方式通信

編碼

ASCII

ASCII共128個字符，96個可打印字符，32個控制字符。

ASCII是7位編碼，但在計(jì)算機(jī)里用一個字節(jié)存放（計(jì)算機(jī)最基本的存儲和處理單位）

每個字節(jié)多出的1位在計(jì)算機(jī)內(nèi)部常保持為0，在數(shù)據(jù)傳輸中是奇偶校驗(yàn)位。

漢字編碼

GB2312 – 兩字節(jié)編碼（每個字節(jié)最高位默認(rèn)為1），包含常用的中國漢字和圖形符號。

GB18030 與國際Unicode相兼容。單字節(jié)對應(yīng)ASCII，雙字節(jié)對應(yīng)漢字（GB2312在這完全適用，但是比它范圍廣），其余四字節(jié)對應(yīng)其他字符。

Unicode

UTF-8 – 單字節(jié)可變長編碼，單字節(jié)向下兼容ASCII，音節(jié)文字對應(yīng)兩字節(jié)，CJK漢字(china japan koera 中日韓漢字)對應(yīng)三字節(jié)，其余對應(yīng)四字節(jié)。Linux 常用。

UTF-16 – 雙字節(jié)可變長編碼，CJK漢字及常用字符兩字節(jié)，其余四字節(jié)。JAVA .NET 常用。

同步IO和異步IO

CPU的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于磁盤、網(wǎng)絡(luò)等IO。在一個線程中，CPU執(zhí)行代碼的速度極快，然而，一旦遇到IO操作，如讀寫文件、發(fā)送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)時，就需要等待IO操作完成，才能繼續(xù)進(jìn)行下一步操作。這種情況稱為

同步IO。

在IO操作的過程中，當(dāng)前線程被掛起，而其他需要CPU執(zhí)行的代碼就無法被當(dāng)前線程執(zhí)行了。因?yàn)橐粋€IO操作就阻塞了當(dāng)前線程，導(dǎo)致其他代碼無法執(zhí)行，所以我們必須使用多線程或者多進(jìn)程來并發(fā)執(zhí)行代碼，為多個用戶服務(wù)。每個用戶都會分配一個線程，如果遇到IO導(dǎo)致線程被掛起，其他用戶的線程不受影響。

多線程和多進(jìn)程的模型雖然解決了并發(fā)問題，但是系統(tǒng)不能無上限地增加線程。由于系統(tǒng)切換線程的開銷也很大，所以，一旦線程數(shù)量過多，CPU的時間就花在線程切換上了，真正運(yùn)行代碼的時間就少了，結(jié)果導(dǎo)致性能嚴(yán)重下降。

另一種解決IO問題的方法是

異步IO。

當(dāng)代碼需要執(zhí)行一個耗時的IO操作時，它只發(fā)出IO指令，并不等待IO結(jié)果，然后就去執(zhí)行其他代碼了。一段時間后，當(dāng)IO返回結(jié)果時，再通知CPU進(jìn)行處理。

指令相關(guān)

子程序返回調(diào)用程序除了MOV PC, LR。還可以MOV R15, LR

匯編語言調(diào)用一個名為My的子程序的指令為： BL My 子程序返回調(diào)用程序的指令為：MOV PC, LR。

Thumb - 2指令集中關(guān)外部中斷使用的指令是：CPSID I。開外部中斷的指令為：CPSIE I。

EQ表示相等，NE表示不等

RAM匯編程序采用分支指令B

子程序調(diào)用指令BL

條件轉(zhuǎn)移指令BX

RAM匯編中沒有專門的指令實(shí)現(xiàn)循環(huán)，一般采用比較指令CMP、ADD、SUB等

才能產(chǎn)生條件的指令，然后再通過帶狀態(tài)的條件轉(zhuǎn)移指令BX來實(shí)現(xiàn)。

指令后面加個！表示更新基地址寄存器符號

寄存器間接尋址就是以寄存器中的值作為操作數(shù)地址，而操作數(shù)本身存放在存儲器中。用于間接尋址的寄存器必須用[ ] 括起來

Test EQU 50 定義 標(biāo)號 Test的值為50!

RAM完成有條件無符號加法運(yùn)算，并更新CPSR中的狀態(tài)，條件如果是相等，要求指令執(zhí)行R1+R2，結(jié)果放入R3中，則這條指令A(yù)DDCEQ R3, R1, R2。如果條件是大于，要求執(zhí)行R1 - R2，結(jié)果放入R3，則該指令是SUBHIS R3, R1, R2

指令的條件碼總結(jié)

EQ - 相等

NE - 不等

MI - minus負(fù)數(shù)

PL - plus正數(shù)或0

vs - overflow set溢出

vc - overflow clear未溢出

GT - greater than帶符號數(shù)大于

GE - greater and equal帶符號數(shù)大于或等于

LT - lower than帶符號數(shù)小于

LE - lower equal帶符號數(shù)小于或等于

HI - high無符號數(shù)大于

CS - carry same無符號數(shù)大于或等于

CC - carry clear無符號數(shù)小于

LS - low and same無符號數(shù)小于或等于

常考指令

LDR 字?jǐn)?shù)據(jù)加載指令(存儲器到寄存器的數(shù)據(jù)傳送指令)

LDRB 字節(jié)數(shù)據(jù)加載指令

LDRH 半字?jǐn)?shù)據(jù)加載指令

STR 字?jǐn)?shù)據(jù)存儲指令

STRB 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲指令

STRH 半字?jǐn)?shù)據(jù)存儲指令

STR R0, [R1] - 將R0中一個字的數(shù)據(jù)，存入以R1的值為地址的存儲器中。

LDR R0, [R1] - 以R1的值為地址的存儲器中的字?jǐn)?shù)據(jù)（為32位）讀入寄存器R0

LDRH R0, [R1] -以R1的值為地址的存儲器中的半字?jǐn)?shù)據(jù)（為16位）讀入寄存器R0

LDRB R0, [R1] -以R1的值為地址的存儲器的字節(jié)數(shù)據(jù)（為8位）讀入寄存器R0

注意了，LDR R1, #0x12345678 LDR是加載存儲指令，表示存儲器到寄存器的數(shù)據(jù)傳送，而#是立即數(shù)符號，表示立即數(shù)尋址**。所以這樣寫是不正確的！**

ADC R1, R2, R3 表示 R1 = R2+R3+C（C表示進(jìn)位）（ADD表示加法）（ADC表示）

置1清0的操作

常見的操作是：or可實(shí)現(xiàn)置1，and可實(shí)現(xiàn)清0。比如ORR R0，R0，＃00000003 該指令設(shè)置R0的0、1位，其余位保持不變。再比如AND R0，R0，＃FFFFFFFE實(shí)現(xiàn)R0的最低位清零。還有一個是用ARM的指令進(jìn)行位清0，BIC R1, R1 #0X00000088

立即數(shù)

匯編語言中中操作數(shù)有三種：寄存器操作數(shù)、存儲器操作數(shù)和立即數(shù)。

其中立即數(shù)相當(dāng)于高級語言中的常量（常數(shù)），它是直接出現(xiàn)在指令中的數(shù)，不用存儲在寄存器或存儲器中的數(shù)，如指令A(yù)DD AL,06H中的06H即為立即數(shù)。

大小端存儲

所謂的大端模式就是，低地址存儲高位字節(jié)。

所謂的小端模式就是，低地址存儲低位字節(jié)。

計(jì)算機(jī)存儲結(jié)構(gòu)

馮諾依曼，是一種程序指令儲存和數(shù)據(jù)儲存在一起的存儲器結(jié)構(gòu)

哈佛結(jié)構(gòu)，是一種將程序指令儲存和數(shù)據(jù)儲存分開的存儲器結(jié)構(gòu)

音頻圖像

音頻

數(shù)字音頻的正確處理順序是：取樣 -> 量化 -> 編碼

數(shù)字音頻的主要參數(shù)：取樣頻率、量化位數(shù)、聲道數(shù)目、使用的壓縮編碼方法、比特率

比特率（碼率）計(jì)算方式：碼率 = 取樣頻率×量化位數(shù)×聲道數(shù)，壓縮后的碼率和壓縮前的碼率也就差一個壓縮比。

mp3

MPEG - 1層③算法進(jìn)行有損的壓縮編碼，以8~12倍的比率大幅度降低了聲音的數(shù)據(jù)量

圖像

包括BMP.、TIF、GIF、JPEG、PNG

數(shù)字圖像的獲取過程分為：掃描、分色、取樣

GIF是互聯(lián)網(wǎng)上廣泛使用的一種圖像文件格式，它的顏色數(shù)目較少，不超過

256色

，文件特別小，適合互聯(lián)網(wǎng)傳輸

JPEG是

靜止圖像數(shù)據(jù)壓縮編碼

的國際標(biāo)準(zhǔn)，特別適合處理各種連續(xù)色調(diào)的彩色和灰度圖像，算法復(fù)雜度適中，軟硬件皆可實(shí)現(xiàn)。

屏幕

觸摸屏

電阻式觸摸屏（軟屏），結(jié)構(gòu)簡單價格低

電容式觸摸屏（硬屏），結(jié)構(gòu)復(fù)雜價格高

電容式觸摸屏可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸和滑動操作

般寫硬筆字的觸摸屏是電阻屏

LCD顯示屏

LCD顯示屏自身不帶控制器，沒有驅(qū)動電路，僅僅是顯示器件，價格最低

LCD顯示模塊內(nèi)置LCD顯示屏，控制器和驅(qū)動模塊，有字符型和圖形點(diǎn)陣型

PC機(jī)通常使用的是LCD顯示器，除具備顯示屏外，還包括驅(qū)動器，控制器以及外殼，是完整的LCD顯示設(shè)備

DVI、VGA以及HDMI是一種接口標(biāo)準(zhǔn)

其他

微波通信：手機(jī)通信、衛(wèi)星通信、無線局域網(wǎng)

調(diào)頻廣播屬于短波以及超短波通信。

Linux 嵌入式

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