2011年计算机软件水平考试嵌入式系统设计师辅导笔记(4)

A、ARM 内核支持7种中断，不同的中断处于不同的处理模式，具有不同的优先级，而且每个中断都有固定的中断地址入口。当一个中断发生是，相应的R14(LR)存储中断返回地址，SPSR 存储当前程序状态寄存器CPSR 的值。

B、由于ARM 内核支持流水线工作，LR 寄存器存储的地址可能是发生中断后面指令的地址，所以不同的中断处理完成后，必须将LR 寄存器值经过处理后再写入P15(PC)寄存器。 C、ARM 异常的具体含义：

a、复位：当处理器的复位电平有效时，产生复位异常，程序跳转到异常复位异常处理程序处执行。 b、未定义的指令：当ARM 处理器或协处理器遇到不能处理的指令时，产生未定义指令异常。可以使用该异常机制进行软件仿真。

c、软件中断：该异常由执行SWI 指令产生，可用于用户模式下的程序调用特权操作指令。可使用该异常机制实现操作系统调用功能。

d、指令预取中止：如果处理器预取指令的地址不存在或该地址不允许当前指令访问，存储器向处理器发出中止信号，但当预取的指令被执行时，才会产生指令预取中止异常。

e、数据访问中止：如果处理器数据访问指令的目标地址不存在，或者该地址不允许当前指令访问，处理器产生数据访问中止异常。 f、外部中断请求：当ARM 外部中断请求管脚有效，而且CPSR 中的I 位为0时，产生IRQ 异常。系统的外设可以通过该异常请求中断服务。

g、快速中断请求：当ARM 快速中断请求管脚有效，而且CPSR 的F 位为0时，产生FIQ 异常。

D、ARM 处理器对异常中断的响应过程

a、将下一条指令的地址存入相应的连接寄存器LR 中。 b、将CPSR 复制到相应的SPSR 中。

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c、根据异常的类型，强制设置CPSR 的运行模式位。

d、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。 E、ARM 处理器从异常中断处理程序中返回

a、恢复中断的程序的处理器状态，将SPSR 复制到CPSR 中。 b、若在进入异常处理时设置了中断禁止位，要在此清除。 c、将连接寄存器LR 的值减去相应的偏移量后送到PC。

F、复位异常中断处理程序不需要返回。在复位异常中断程序开始整个用户程序的执行。

（三）

1、嵌入式软件基础 (1)嵌入式软件的特点： A、规模较小。 B、开发难度大。

C、实时性和可靠性要求高。 D、要求固化存储。 (2)嵌入式软件分类：

A、系统软件：控制和管理嵌入式系统资源，如嵌入式操作系统、驱动程序、中间件等。 B、应用软件：定义嵌入式设备的主要功能和用途，负载与用户进行交互。 C、支撑软件：辅助软件开发的工具软件。 (3)无操作系统的嵌入式软件的两种实现方式： A、循环轮转

优点：简单、直观、开销小、可预测。

缺点：过于简单，所有代码顺序执行，无法处理异步事件，缺乏并行处理能力。 B、前后台系统(在循环轮转的基础上增加了中断处理功能) 前台(事件处理级)：中断服务程序，负载处理异步事件。

后台(任务级)：一个无限循环，负载资源分配、任务管理和系统调度。 (4)有操作系统的三大优点： A、提高系统的可靠性。

B、提高了系统的开发效率，降低了开发成本，缩短了开发周期。 C、有利于系统的扩展与移植。

(5)设备驱动层(也叫板级支持包BSP：包含了嵌入式系统中所有与硬件相关的代码) 大多数的嵌入式硬件设备都需要某种类型软件的初始化和管理。这部分工作由设备驱动层来完成的，它负责直接与硬件大交道，对硬件进行管理和控制，为上层软件提供所需的驱动支持，类似PC 系统中的BIOS 和驱动程序。 (6)板级支持包BSP 的基本思想

把嵌入式操作系统与具体的硬件平台隔离开来。在BSP 当中，把所有与硬件相关的代码都封装起来，并向上提供一个虚拟的硬件平台，而操作系统就运行在这个虚拟的硬件平台上。它使用一组定义好的编程接口来与BSP 进行交互，并通过BSP 来访问真正的硬件。 (7)一般来说。BSP 主要包括两个方面的内容： A、引导加载程序BootLoader。 B、设备驱动程序。

(8)关于引导加载程序BoorLoader

引导加载程序是嵌入式系统加电后运行的第一段软件代码，是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序，它的实现高度依赖于具体的硬件平台，主要的基本功能如下：

A、片级初始化：纯硬件初始化过程，把微处理器从上电的默认状态设置成系统要求的工作

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