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1、一 1 嵌入式系统主要由嵌入式处理器、支撑硬件和嵌入式软件组成。2 嵌入性、专用性、计算机系统是嵌入式系统的3个基本要素。3 嵌入式系统特点：1系统内核小2专用性强3运行环境差异大4可靠性要求高5精简系统额高实时性操作系统6具有固化在非易失性储存器中的代码7 嵌入式系统开发工作和环境4单片机经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。SCM：单片微型计算机（single chip microcomputer）MCU：微控制器（micro controller unit）5嵌入式系统硬件平台是以嵌入式处理器为核心，由储存器、I/O单元电路、通信模块、外部设备等必要的辅助接口组成的6 嵌入式操作系统的主
2、要特点：1体积小2实时性3特殊的开发调试环境7 实时多任务操作系统（RTOS）简称实时操作系统8 嵌入式系统分类按软件实时性需求分类：非实时系统、软实时系统和硬实时系统按系统的复杂程度分类：小型嵌入式系统、中型嵌入式系统、复杂嵌入式系统RISC：精简指令集计算机（reduced instruction set computer）9 嵌入式主要应用领域：1工业过程控制2网络通信设备3消费电子产品4航空航天设备5军事电子设备和现代武器二1 ARM（advanced RISC machines）有三种含义：1一个公司名称2一类微处理器的通称3一种技术的名称2 ARM微处理器的特点：1小体积、低功耗、
3、低成本、高性能2支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集，能很好地兼容8位/16位器件3大量使用寄存器，指令执行速度更快4大多数数据操作位都在寄存器中完成5寻址方式灵活简单，执行效率高6指令长度固定3 ARM处理器的产品系列包括ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E、ARM11、SecurCore、Cortex等4 MMU：储存管理单元（memory management unit）5 ARM处理器的工作状态有两种：1）ARM状态，此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令2）Thumb状态，此时处理器执行16位的、半字对齐的Thumb指令6 大端格式：在这种格式中，字数据的高字
4、节储存在低地址中，而字数据的低字节则存放在高地址中7 小端格式：与大端格式相反，在小端存储格式中，低字段中存放的是字数据的低字节，高地址存放的是字数据的高字节8 快表（translation lookaside buffer，TAB）技术来提高地址变换效率9 MMU中的地址变换过程：虚拟存储空间到物理存储空间的映射是以内存块为单位进行的10 ARM920T支持的存储块大小有一下几种：1）段（section）是大小为1MB的存储块2）大页（large pages）是大小为64KB的存储块3）小页（small pages）是大小为4KB的存储块4）极小页（tiny pages）是大小为1KB的存储
5、块11 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）：当数据或指令预取终止是进入该模式，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）未定义指令终止模式（und）：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真以上除用户模式以外，其余的所有6种模式称之为非用户模式或特权模式（privileged modest）12 ARM状态下的
6、寄存器组织：1）通用寄存器：包括R0R15，可分三类。未分组寄存器R0R7；分组寄存器R8R14；程序计数器PC（R15）2）未分组寄存器R0R7：在所有的运行模式下，未分组寄存器都指向同一个物理寄存器，它们未被系统用作特殊的用途3）分组寄存器R8R14：对于R8R12来说，每个寄存器对应两个不同的物理寄存器；对R13、R14来说，每个寄存器对应6个不同的物理寄存器，其中的一个是用户模式与系统模式共用，另外5个物理寄存器对应于其他5种不同的运行模式。R13在ARM指令中常用作堆栈指针；R14也称为子程序链接寄存器（Subroutine Link Register）或链接寄存器LR。当执行BL子
7、程序调用指令时，R14中得到R15（程序计数器PC）的备份4）程序计数器PC：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，为31:1用于保存PC5）CPSR：当前程序状态寄存器（current program status register）是在任何运行模式下都可以访问的通用状态寄存器，它包括条件标志位、中断禁止位、当前处理器模式标志位，以及其他一些相关的控制和状态位 SPSR：备份的程序状态寄存器（saved program status register）作用是当处理器响应异常中断时，处理器硬件自动把当前CPRS的
8、状态存储到SPSR中去，以免中断处理程序在使用CPSR时改变原来的状态，对中断返回造成影响13 ARM体系结构包括当前程序状态寄存器（CPRS）和5个备份的程序状态寄存器（SPSR）。备份的程序状态寄存器（SPSR）用来进行异常处理，功能包括3种：1）保存ALU中的当前操作信息2）控制允许和禁止中断3）设置处理器的运行模式14 条件码标志位（conditon code flags）：N、Z、C、V均为条件码标志位15控制位：CPSR的低8位（包括I、F、T和M4:0）称为控制位，当发生异常时这些位可以被改变 中断禁止位I、F：I=1，禁止TRQ中断；F=1，禁止FIQ中断 T标志位：该位反映处
9、理器的运行状态。当T=1时，程序运行于Thumb状态，否则运行于ARM状态。 运行模式位M4:0：M0、M1、M2、M3、M4是模式位。这些位决定了处理器的运行模式16 保留位：CPSR中的其余位为保留位，当改变CPSR中的条件标志位或者控制位时，保留位不要被改变，在程序中也不要使用保留位来存储数据17 当正常的程序执行流程发生暂时的停止时，称之为异常（Exceptions）九1 Linux内核由进程管理、内存管理、虚拟文件系统、网络接口和进程间通信5大子系统组成1） 进程调度。Linux属于多进度的操作系统，该模块用来控制进程对CPU资源的使用2） 内存管理。Linux内存管理模块支持虚拟内
10、存，能够允许多个进程安全地共享内存空间。这种功能支持虚拟内存，即在计算机中运行的程序，其代码、数据、堆栈的总量可以超过实际内存的大小，操作系统只是把当前使用的程序块保留在内存中，其余的程序块则保留在磁盘中3） 虚拟文件系统。虚拟文件系统（VFS）用于支持外部设备的驱动和储存，这个功能屏蔽了各种硬件的具体细节，为所有的设备提供了统一的接口。VFS提供了多达数十种不同的文件系统，它可以分为逻辑文件系统和设备驱动程序4） 网络接口。网络接口提供了对各种网络标准的存取和网络硬件的支持。Linux网络接口模块分为网络设备接口、网络接口核心、网络协议族及网络接口socket层5） 进程通信。进程间通信（I
11、PC）用于支持多进程间的信息交换2 Linux文件系统包括：1）基本的文件结构系统，包括一些必须的目录，比如：/dev,/proc,/bin,/etc,/lib,./usr,/tmp等2）基本程序运行所需的库函数，如Glibc/C-libc3）基本的系统配置文件，比如rc，inittab等脚本文件4）必要的设备文件支持，如/dev/hd*,/dev/tty*,/dev/fd05）基本的应用程序，如sh,ls,cp,mv等3 Linux文件系统目录的组成符合FHS（filesystem hierarchy standard,文件系统科学分类标准），在Linux下可看到系统的根目录组成内容如下：1
12、）/dev。设备文件2）/root。Root用户主目录3）/usr。这是个最庞大的目录4）/var。该目录中包含经常变化的文件5）/home。用户主目录的默认位置6）/proc。不保存在系统的外部存储器重，操作系统在内存中创建这一文件目录，是虚拟的目录，即系统内存的映射，其中包含一些和系统相关的信息7）/bin。该目录包含二进制（binary）文件的可执行程序8）/sbin。与bin目录类似，存放系统编译后的可执行文件、命令9）/etc。重要目录，Linux的很多系统（全局）配置文件就在该目录下10）/boot。该目录存放系统启动时所需的各种文件，如内核的镜像文件，引导加载器（bootstrap loader）使用的文件LILO和GRUB（11）/lib。标准程序设计库12）/mnt。该目录用来为其他文件系统提供安装点。13）/tmp。共用的临时文件存储点14）/initrd。用来在计算机启动时挂载initrdImg映像文件及载入所需设备模块的目录，注意不要随便删除/initrd/目录，如果删除了该目录，将无法重新引导系统
