潜入式考试要点

【潜入式考试要点】主要涉及ARM架构的基础知识，包括CPU组成原理、中断处理和异常管理，以及操作系统中进程和线程的概念、通信与同步机制。以下是对这些知识点的详细阐述： 1. **ARM架构**： - **CISC与RISC**：CISC（复杂指令集计算机）的特点是指令集丰富，执行效率不一，而RISC（精简指令集计算机）则简化指令，强调优化编译，以提升执行效率。ARM属于RISC架构，采用Load/Store体系，指令数量少，执行速度快。 2. **进程与线程**： - **进程**：是程序的运行实例，包含程序代码、数据、当前状态（如PC、寄存器值、堆栈、系统资源）等。 - **线程**：是进程内的执行流程，可并发执行，共享进程的资源。线程间的通信分为低级通信（状态和控制信息交换）和高级通信（如共享内存和消息传递）。 3. **操作系统通信与同步**： - **通信**：包括低级通信（状态、整数值传递）和高级通信（共享内存、消息队列）。消息传递通过邮箱和消息队列实现。 - **同步**：任务同步常用的是信号量机制，如PV操作，用于协调任务执行速率，确保资源的正确分配。 4. **ARM寄存器组织**： - ARM有37个寄存器，包括31个通用寄存器和6个状态寄存器。通用寄存器分为未分组和分组两类，PC（程序计数器）是r15，SP（堆栈指针）是r13，LR（链接寄存器）是r14，CPSR（当前程序状态寄存器）负责保存状态信息。 5. **ARM工作模式**： - ARM共有7种工作模式，包括User（用户模式）、FIQ（快速中断模式）、IRQ（普通中断模式）、Supervisor（监督者模式）、Abort（异常模式）、Undefined（未定义指令模式）和System（系统模式）。 6. **中断与异常处理**： - 当异常发生时，ARM核心会保存现场，切换到相应的异常模式，设置中断禁止位，保存返回地址，并跳转到异常处理程序。 - 异常返回时，会恢复CPSR和PC，从异常模式返回到之前的工作模式。 7. **ATPCS（ARM/Thumb程序调用规范）**： - 规定了子程序调用的规则，如寄存器使用、堆栈操作和参数传递。当参数超过4个时，超出部分会存储在堆栈中。 8. **条件执行**： - ARM指令集大多数指令支持条件执行，通过4位条件码决定指令是否执行。条件码包括N（负）、Z（零）、C（进位）和V（溢出），根据运算结果改变并决定执行与否。 通过深入理解以上知识点，可以有效掌握ARM处理器的基础操作和嵌入式系统的运行机制，这对于理解和编写高效的嵌入式程序至关重要。在实际应用中，熟练运用这些概念能提高代码的执行效率，优化系统资源的利用，以及更有效地处理中断和异常情况。