嵌入式系統複習

2022-12-31 20:48:05 字數 4734 閱讀 4256

嵌入式處理器可以分為幾大類?

答:嵌入式處理器可以分為以下幾大類:嵌入式微處理器;嵌入式微控制器;嵌入式dsp處理器;嵌入式片上系統(soc)。

p0.2和p0.3口是i2c介面,當設定它們為gpio時,是否需要外接上拉電阻才能輸出高電平?

答:使用gpio注意要點:大部分gpio輸出為推挽方式(個別引腳為開漏輸出),正常拉出/灌入電流均為4ma(短時間極限值40ma);lpc2000系列arm大部分的i/o引腳為推挽方式輸出,但是具有i2c匯流排功能的i/o引腳為開漏輸出(p0.

2/p0.3和p0.11/ p0.

14)。使用這些開漏輸出的引腳作為gpio功能,並用於高電平輸出或引腳狀態輸入時,要接上拉電阻才能正常使用。

向量中斷控制器vic中被設定為幾類?最多可以管理多少個中斷輸入請求?

中斷輸入請求可以在vic中被設定為以下三類:(1)fiq中斷:具有最高優先順序;(2)向量irq中斷:具有中等優先順序;(3)非向量irq中斷:具有最低優先順序;

若lpc2210/2220的bank0儲存塊使用32位匯流排,訪問bank0時,位址a1、a0是否有效?emc模組中的bls0~bls3具有什麼功能?

32位匯流排寬度

資料匯流排d31~d0有效,位址匯流排a1、a0無效,位元組定位訊號中bls0~bls3有效。 32位儲存器件中位元組0、1、2、3的定位表示法:

emc提供了一組位元組定位選擇訊號(bls0~bls3)實現對16位或32位外部儲存器組的位元組操作。

4.6 外部儲存器控制器(emc)

32位匯流排寬度連線方式

1.3 嵌入式作業系統

常見的嵌入式作業系統——μc/os-ii

μc/os-ii是乙個原始碼公開、可移植、可固化、可裁剪、佔先式的實時多工作業系統。其絕大部分原始碼是用ansi c寫的,使其可以方便的移植並支援大多數型別的處理器。μc/os-ii通過了聯邦航空局(faa)商用航行器認證。

自2023年問世以來,μc/os-ii已經被應用到數以百計的產品中。μc/os-ii占用很少的系統資源,並且在高校教學使用是不需要申請許可證。

4.7 引腳連線模組

概述 lpc2000系列微控制器的大部分管腳都具有多種功能,即管腳復用,但是同一引腳在同一時刻只能使用其中乙個功能,通過配置相關暫存器控制多路開關來連線引腳與片內外設。

暫存器描述

lpc2000系列微控制器具有三個32位寬度pinsel暫存器,其中pinsel0和pinsel1控制埠0,pinsel2根據晶元的不同控制的埠數量也不同 。

lpc2000系列微控制器具有引腳功能復用特性,那麼如何設定某個引腳為指定功能?

答: lpc2000系列微控制器的大部分管腳都具有多種功能,即管腳復用,但是同一引腳在同一時刻只能使用其中乙個功能,通過配置引腳連線暫存器:pinselx控制多路開關來連線引腳與片內外設。

lpc2000系列arm7微控制器有三個32位寬度pinsel暫存器,其中pinsel0和pinsel1控制埠0,pinsel2根據晶元的不同控制的埠數量也不同 。

mov指令與ldr指令都是往目標暫存器中傳送資料,但是它們有什麼區別嗎?

答: mov指令用於將資料從乙個暫存器傳送到另乙個暫存器中,或者將乙個常數傳送到乙個暫存器中,但是不能訪問記憶體。ldr指令用於從記憶體中讀取資料放入暫存器中。

最小核心 | μc/os-ii微小核心分析

1、什麼是任務 :並行程式執行的獨立的基本邏輯單位」稱之為「任務」。

獨立的具體含義:通過系統呼叫請求其它任務的服務。

可並行執行的單位 :以認為μc/os-ii為每個任務虛擬了乙個cpu。在對任務進行程式設計時,應該時刻謹記這個觀點。

2、任務的狀態

任務狀態描述:

(1)睡眠狀態:任務駐留在程式空間之中,還沒有交給μc/os-ⅱ管理的狀態,而將任務交給μc/os-ⅱ管理是通過呼叫函式ostaskcreate()實現的;

(2)就緒狀態:任務已經準備好,可以執行了,但由於該任務的優先順序比正在執行的任務的優先順序低,還暫時不能執行的狀態。在μc/os-ⅱ中,當任務一旦建立,這個任務就進入就緒態準備執行;

(3)等待狀態:任務在等待某一事件的發生還不能執行的狀態;

(4)被中斷狀態:因為中斷服務程式正在執行而得不到cpu控制權的狀態;

(5)執行狀態:任務掌握了cpu的控制權,正在執行中的狀態。

lpc2100、lpc2200——電源

1.分析需求

lpc2100、lpc2200需要4組電源輸入:數字3.3v、數字1.

8v、模擬3.3v和模擬1.8v。

因此,理想情況下電源系統需要提供4組獨立的電源:兩組3.3v電源和兩組1.

8v電源,它們需要單點接地或大面積接地。如果系統的其它部分還有其它電源需求,則還需要更多的末級電源。但如果不使用lpc2000的ad功能,或對ad的要求不高,模擬電源和數字電源可以不分開供電。

這裡假設不使用lpc2000的ad功能,且其它部分對電源沒有特殊要求。這樣,末級只需要提供兩組電源。

4.5 儲存器加速模組(mam)

lpc2000微控制器擴充套件了器件內部flash匯流排寬度為128位,用於提高處理器的指令執行速度。這個介面通過儲存器加速模組(mam)來控制。

片內flash通過128位寬度的匯流排與arm核心相連,具有很高的速度,加上特有的儲存器加速功能,因此可以將程式直接放在flash上執行。

4.16 看門狗

看門狗簡介

在嵌入式應用中,cpu必須可靠工作,即使因為某種原因進入了乙個錯誤狀態,系統也應該可以自動恢復。看門狗的用途就是使微控制器在進入錯誤狀態後的一定時間內復位。

其原理是在系統正常工作時,使用者程式每隔一段時間執行餵狗動作(一些暫存器的特定操作),如果系統出錯,餵狗間隔超過看門狗溢位時間,那麼看門狗將會產生復位訊號,使微控制器復位。

看門狗復位是通過設定看門狗相關暫存器,當看門狗定時器溢位後,引發復位。

3.2 指令集介紹

arm指令集——arm資料處理指令

資料處理指令大致可分為3類:資料傳送指令;算術邏輯運算指令;比較指令。

資料處理指令只能對暫存器的內容進行操作,而不能對記憶體中的資料進行操作。所有arm資料處理指令均可選擇使用s字尾,並影響狀態標誌。

2.5 arm處理器模式

簡介arm體系結構支援7種處理器模式,分別為:使用者模式、快中斷模式、中斷模式、管理模式、中止模式、未定義模式和系統模式。這樣的好處是可以更好的支援作業系統並提高工作效率。

arm7tdmi完全支援這七種模式。

第3章 arm7tdmi(-s)指令系統

arm處理器是基於精簡指令集計算機(risc)原理設計的,指令集和相關解碼機制較為簡單。arm7tdmi(-s)具有32位arm指令集和16位thumb指令集,arm指令集效率高,但是**密度低;而thumb指令集具有較高的**密度,卻仍然保持arm的大多數效能上的優勢,它是arm指令集的子集。所有的arm指令都是可以有條件執行的,而thumb指令僅有一條指令具備條件執行功能。

arm程式和thumb程式可相互呼叫,相互之間的狀態切換開銷幾乎為零。

2.6 arm內部暫存器

簡介在arm處理器內部共有37個使用者可訪問的暫存器,分別為31個通用32位暫存器和6個狀態暫存器。

arm處理器共有7種不同的處理器模式,每種模式都有一組相應的暫存器組,最多可以18個活動的暫存器。

3.1 arm處理器定址方式

定址方式分類

定址方式是根據指令中給出的位址碼欄位來實現尋找真實運算元位址的方式。arm處理器具有8種基本定址方式。

1.暫存器定址;2.立即定址;3.暫存器移位定址; 4.暫存器間接定址;5.基址定址; 6.多暫存器定址;7.堆疊定址; 8.相對定址。

1.3 嵌入式作業系統

實時作業系統的特點

總的來說實時作業系統是事件驅動的,能對來自外界的作用和訊號在限定的時間範圍內作出響應。它強調的是實時性、可靠性和靈活性, 與實時應用軟體相結合成為有機的整體起著核心作用, 由它來管理和協調各項工作,為應用軟體提供良好的執行軟體環境及開發環境。

從實時系統的應用特點來看實時作業系統可以分為兩種:一般實時作業系統和嵌入式實時作業系統。

最小核心 | μc/os-ii微小核心分析時間管理

如果某任務需要申請延時一段時間,系統呼叫系統服務函式ostimedly()來實現,呼叫該函式會使c/os-ⅱ進行一次任務排程,並且執行下乙個處於就緒態優先順序最高的任務。任務呼叫ostimedly()後,一旦規定的時間期滿,它就會馬上進入就緒態。ostimedly()僅有乙個引數ticks表明任務需要延時的時間,以系統時鐘節拍為單位。

μc/os-ii提供的時間管理服務函式是以系統節拍為處理單位的。

4.14 uart(0、1)

lpc2000系列微控制器具有兩個功能強大的uart,其特性如下:(1)16位元組接收fifo和16位元組傳送fifo;(2)暫存器位置符合16c550工業標準;(3)接收fifo觸發點可設定為1、4、8或14位元組;(4)內建波特率發生器;(5)uart1含有標準數據機介面訊號 。

lpc2114系列arm就是通過uart0進行isp通訊操作,只有uart1才有modem中斷

暫存器彙總

外部中斷標誌暫存器(extint):

若引腳上出現了符合要求的訊號,extint暫存器中對應的中斷標誌將被置位。向該暫存器的eint0~eint3位寫入1,可將其清零。

注意:在電平觸發方式下,清除中斷標誌只有在引腳處於無效狀態時才可實現。比如設定為低電平中斷,則只有在中斷引腳恢復為高電平後才能清除中斷標誌。

外部中斷喚醒暫存器(extwake):

設定該暫存器允許相應的外部中斷將處理器從掉電模式喚醒。實現掉電喚醒不需要在向量中斷控制器(vic)中使能相應的中斷。該暫存器的低四位(extwake[3:

0])分別對應外部中斷3~0。

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