计算机等级考试四级嵌入式工程师10(DOC).doc

### 计算机等级考试四级嵌入式工程师知识点解析 #### 一、嵌入式系统基础知识 **嵌入式系统**是一种专用计算机系统，用于控制、监视或辅助设备、机器和工厂的操作。这类系统通常包括处理器、外围设备以及用于特定功能的定制软件。 #### 二、微处理器基础 1. **微处理器的存放器（寄存器）**：现代微处理器内部包含多个寄存器，用于暂存数据和指令。这些寄存器根据其用途可以分为通用寄存器和专用寄存器。例如，题目中提到的`DI`、`SP`、`BP`和`BX`均为8086微处理器中的寄存器。 - `DI`（Destination Index）：目的地索引寄存器，通常用于间接寻址。 - `SP`（Stack Pointer）：堆栈指针寄存器，指向当前栈顶的位置。 - `BP`（Base Pointer）：基址指针寄存器，常用于间接寻址，尤其在函数调用时。 - `BX`（Base Register）：基址寄存器，同样用于间接寻址。 2. **补码计算**：补码是一种二进制数值表示方法，特别适用于计算机内部进行加减运算。例如，在字长为8位的情况下，计算`X-Y`的补码值，其中`X=-127`，`Y=-1`，首先将两个数转换为补码形式，然后执行减法操作。 3. **地址总线宽度与内存空间**：地址总线宽度决定了微处理器能够直接访问的内存地址范围。例如，如果地址总线宽度为32位，则该微处理器能够直接寻址的内存空间为\(2^{32}\)个字节，即4GB。 #### 三、微处理器控制信号与模式 1. **Pentium微处理器控制信号**： - **SMI请求**：系统管理中断请求，用于进入系统管理模式。 - **NMI请求**：不可屏蔽中断请求。 - **INTR请求**：可屏蔽中断请求。 - **INT请求**：软件中断请求。 2. **Pentium微处理器模式**：虚拟8086模式允许在保护模式下运行传统的MS-DOS应用程序，通过设置标志寄存器中的VIF（Virtual Interrupt Flag）和VIP（Virtual Interrupt Pending）位来控制中断行为。 #### 四、指令执行与流水线技术 1. **指令寻址方式**：直接寻址是指操作数的地址直接包含在指令中。 2. **指令流水线**：指令流水线是一种提高处理器性能的技术，通过将指令执行过程分解为多个阶段，并将这些阶段并行执行来实现。吞吐率是指单位时间内流水线上完成的指令数量。 #### 五、同步与异步通信 1. **TW状态**：8086CPU在外设速度与CPU速度不匹配时，需要在T3状态前插入TW（等待）状态，以适应慢速外设。 2. **BCD码**：压缩BCD码是一种二进制编码的十进制数表示方法，每个字节表示两位十进制数字。 #### 六、存储器组织与管理 1. **存储器容量扩展**：使用译码器和其他存储芯片构建大容量存储器。 2. **EPROM特性**：EPROM是可擦除可编程的只读存储器，不是电可擦除的可编程只读存储器（EEPROM）。 3. **高速缓存技术**：高速缓存通常使用SRAM芯片，因其速度快且无需刷新。 4. **局部译码法**：局部译码法会导致部分地址重叠，每个存储单元可能有多个地址。 5. **分页管理**：Pentium微处理器使用控制寄存器CR3来存储页目录基地址。 6. **中断向量表**：实模式下的中断向量表占用1KB内存空间。 #### 七、输入/输出接口与通信协议 1. **8259A中断控制器**：8259A是一种常用的可编程中断控制器，支持级联使用。 2. **异步通信**：异步通信中，起始位通常为一位低电平信号，用于同步接收方和发送方。 #### 八、总结 本文详细解析了嵌入式领域内与微处理器相关的基础知识和技术细节，涵盖了微处理器寄存器的使用方式、补码计算、地址总线与内存空间的关系、控制信号与模式、指令流水线优化、存储器管理、中断处理以及输入/输出接口等方面的知识点。通过这些知识点的学习，可以帮助读者更好地理解和掌握嵌入式系统的硬件设计与软件开发原理。