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2014年計算機三級嵌入式系統開發技術復習
重點內容(1)
嵌入式系統及三要素
定義：以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。
簡單定義：嵌入到對象體系中的專用計算機系統。
三要素：嵌入式系統的三個基本要素是嵌入性、專用性與計算機系統。
(1)嵌入性是把軟件嵌入到Flash存儲器中，
(2)專用性是指針對某個具體應用領域和場合，量體裁衣式的定制適用該場合的專用系統，
(3)計算機系統是指必須具有計算機系統的組成，核心是計算機系統。
三個要素決定了嵌入式系統是嵌入到對象體系中的一種專用的計算機系統。
嵌入式系統設計與開發原則與步驟
1.設計與開發原則
既然嵌入式系統是嵌入到對象體系中的專用的計算機系統，因此嵌入式系統設計的基本原則：物盡其用。這一原則表明，嵌入式系統的硬件和軟件都必須高效率地設計，量體裁衣、去除冗余，以最小成本實現更高的性能，同時盡可能采用高效率的設計算法，以提高系統的整體性能，換句話說同，“物盡其用”就是 “夠用就好”，以最高性價比來設計嵌入式應用系統。
2、設計與開發步驟
嵌入式系統的設計步驟包括需求分析、體系結構設計、硬件設計，軟件設計,執行機構設計、系統集成和系統測試。各個階段之間往往要求不斷的修改，直至完成最終設計目標。
ARM存儲模式
關于存儲模式：大端模式和小端模式，靠GPE8(ENDIAN)高低電平決定，高電平大端模式，低電平小端模式。讓GPE8工作于功能1模式控制。掌握大小端模式存儲結構。
已知一個32位的一個字0x87654321，存放在內存0x12000004~0x12000007中，指出對于大端模式和小端模式下，字節0x65存放的地址。
ARM指令流水線
關于指令流水線：
ARM采用指令流水線技術。不同內核指令流水線的級數不同。采用指令流水線的作用是提高指令執行效率。有3、5、6、7、8級不等。
對于一個具有1條8級指令流水線的ARM處理器，假設每1級所需要的時間為1ns，求這種ARM處理器執行4000條指令最快所需要的時間。如果有兩條這樣的指令流水線那?
ARM常用指令
MOV
MNV
LDR、LDRB、LDRH
STR
ORR
AND
B 注意條件域
ARM偽指令 LDR
ADD
MUL
CMP
TST
B BCC BHI BEQ BCS BLS BGE BLT BGT BLE
ARM指令條件域
ARM芯片選型
基本方法：根據需求，對照ARM芯片的技術要點去按照夠用就好，略有余量的基本原則來選擇。
重點內容(2)
S3C44B0的端口組件及應用
多功能GPIO的配置方法：
1、端口配置寄存器PCONA～PCONG決定A～G端口的功能
2、端口數據寄存器PDATA～PDATG端口A～G的數據，可輸入輸出
3、上拉電阻寄存器PUPC～PUPG決定C～G端口是否內部上拉
4、特殊上拉電阻寄存器
SPUPR決定數據總線是否上拉
S3C44B0的UART開發應用
對于S3C44B0，已知MCLK=60MHz,閱讀程序回答問題：
ARM匯編語言如下，試說明完成的功能。
LDR R0,=rPCONA
LDR R1,=0x3FF
STR R1,[R0] ;A口功能2
LDR R0,=rPCONB
LDR R1,=0x7FF
STR R1,[R0] ;B口功能2
LDR R0,=rPCOND
MOV R1,=0x0055
STR R1,[R0] ;D口中GPD7～GPD4輸入，GPD3～GPD0輸出
LDR R0,=rPCONF
LDR R1,=0x120000
STR R1,[R0] ;GPF6,7為UART1RXD和TXD，其余GPF為輸出
LDR R0,=rPCONG
MOV R1,#0xFFFF
STR R1,[R0] ;F口為外部中斷
解答：具體功能見注釋!
S3C44B0的UART組件及開發應用
常用UART寄存器
1、UART線路控制寄存器ULCON0和ULCON1
決定字符格式(數據位數、停止位、奇偶校驗位，紅外和正常模式)
2、UART控制寄存器UCON0和UCON1
決定中斷類型、發送和接收觸發方式、接收和發送中斷允許等)
3、UART發送接收狀態寄存器UTRSTAT0和UTRSTAT1反映接收和發送狀態
4、 UART發送接收數據寄存器UTXH0和UTXH1保持發送和接收的數據
5、UART波特率發生器決定通信波特率
UBRDIVn =INT(MCLK/(波特率×16)+0.5)-1
S3C44B0的UART開發應用
利用S3C44B0進行串行通信，已知MCLK=60MHz,閱讀程序回答問題：
LDR R0,=rPCONE
ORR R1,R0,#0x28 00 10 10 00
STR R1,[R0];寫PCONE使GPE1GPE2為TXD0和RXD0用于串行通信功能
LDR R0,rUFCON0
MOV R1,#0
STR R1,[R0] ;UFCON0=0禁止FIFO
LDR R0,rULCON0
ORR R1,#0x23 ;00100011
STR R1,[R0] ;字符格式為：8位數據，1位停止位，奇校驗
LDR R0,=rUCON0
ORR R1,R0,#0xC1
STR R1,[R0] ;寫UART0控制寄存器使允許接收中斷正常接收發送
LDR R0,=rUBRDIV0
LDR R1,=325
STR R1,[R0] ;設定波特率為11520BPS
1、說明本程序完成的功能
2、串行通信波特率是多少?
3、對程序進行注釋
解答：1、本程序段完成的是對UART0進行初始化，使用GPE1和GPE2用于UART0的TXD0和RXD0進行串行通信，通信字符格式為8位數據，1位停止位，奇校驗，禁止FIFO，允許接收中斷，正常接收和發送。
2、串行通信波特率根據UBRDIV0=[MCLK/(波特率×16)-0.5]怪整數
所以：波特率=MCLK/((UBRDIV0+0.5)*16)=60000000/(325.5*16)=11520bps
3、注釋如上。
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