嵌入式基础知识

1.嵌入式系统的定义

以应用为中心，以计算技术为基础软硬件可裁剪，适应系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机技术。

主要由嵌入式微控制器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户应用软件等部分分组成。 具有“嵌入式” 、“专用性”、“计算机系统” 3个基本要素。

2.  嵌入式系统与通用计算机系统的区别是什么？ 

3.嵌入式系统的组成

4.  ARM9 及ARM9E微处理器系列

 5级流流水线 

 ARM7 处理器采用取指 、译码、执行的三级流水线设计，而ARM9 采用取指、译码、执行、缓冲、回写的5级流水线设计。使用5级流水线，每个时钟周期可以执行5条指令。提高了处理性能。

5.  哈佛结构和冯诺依曼结构的区别

 根据计算机存储器结构机器总线连接形式，计算机系统可以分为冯诺依曼结构和哈佛结构

冯诺依曼结构具有共用的数据存储空间和程序存储精简，它们共享存储器总线。

哈佛结构则具有分离的数据和程序空间以及分离的总线，哈佛结构在指令取值和取数可以并行，因此具有更高的执行效率。

ARM9 采用的是哈佛结构，而ARM7 采用的是冯诺依曼结构

 在RISC 架构的处理中大约有30% 的指令是Load-Store 指令，而采用哈佛结构将大大提升两个指令的执行速度，提高系统效率。

6.  高速缓存和写缓存

一般来说处理器的处理速度远远高于存储器的访问速度，而当存储器访问，成为系统性能的瓶颈时，处理再快再快无法发挥作用。

高速缓存（Cache）和写缓存（Write Buffer） 可以很好地解决这个问题，它们存储了最近常用的代码和数据，以供CPU 快速存储。

7.  MMU   存储管理单元 

MMU是存储管理单元，是用来管理虚拟内存系统的器件。

MMU是CPU的一部分，本身有少量的存储空间存放从虚拟地址到物理地址的匹配表。

所有数据请求都送往MMU,由MMU 决定数据是在RAM 内还是在大容量存储设备内。

如果数据处在存储空间内，MMU 将产生页面错误中断。

MMU的主要功能

将虚拟地址转为物理地址

控制存储器存取允许，MMU关掉时，虚地址直接输出到物理地址总线。

每当程序存取一块内存时，它会把相应的虚拟地址（virtual  address）  传送给MMU ,MMU 会爱PWM中查找这块内存的实际地址，也就是物理地址（physical address） ，物理地址可以在内存中或是磁盘上任何位置。

如果程序要存取的地址在磁盘上，就必须把包含该地址的页从磁盘上读到内存中，并且必须更新PMW以反应这个变化（ pagefault   页错）。

MMU -内存保护

例如A进程 的程序尝试访问属于B 进程的虚拟地址中的数据时，MMU 会产生一个异常（Exception） 来阻止A的越界操作。一个进程的失败不会影响其他进程的运行，从而提高系统稳定性。