ARM微处理器与嵌入式开发概述：工作模式、内存管理与OS

嵌入式期末考试试卷涵盖了多个重要的IT知识点，主要涉及ARM微处理器、嵌入式系统架构、内存管理、编译链接技术、操作系统选择、堆栈类型、BootLoader功能、以及开发环境设置。 1. ARM微处理器的工作模式：ARM微处理器具有7种工作模式，分为非特权模式和特权模式。用户模式属于非特权模式，这种分类对于理解处理器权限管理和任务切换至关重要。其中，冯诺依曼架构的数据和指令共用一个总线接口，而哈佛架构则分开使用独立的数据和指令总线。 2. 复位后的状态：ARM微处理器复位后，程序计数器PC的地址通常为0x0，初始工作模式为Supervisor，这表示处理器处于最高权限状态，可以执行关键的初始化任务。 3. 虚拟内存与异常处理：ARM支持虚拟内存，通过CP15系统控制协处理器和MMU进行存储管理和异常处理。数据和指令异常时，MMU负责内存映射，确保程序在虚拟和物理内存之间正确切换。 4. 编译链接技术：代码存储和数据排列的字节顺序有小端对齐和大端对齐之分，这对不同的处理器架构兼容性和性能有一定影响。此外，开源的GNU工具链和ARM公司的ADS工具链是构建嵌入式系统常用的不同工具链。 5. 计算机架构与操作系统：以ARM为核心的计算机属于RISC架构，指令长度固定，这有利于高效的执行。常见的嵌入式操作系统包括Windows CE/Mobile、VxWorks、Linux、uCos、Symbian和QNX，这些操作系统各有特点，适合不同的应用场景。 6. 堆栈类型与编程规范：ARM系统中的堆栈类型包括ATPCS规范约定的FD（Fast Data）、FA（Fast Address）、ED（Extended Data）和EA（Extended Address）。其中，ATPCS规范推荐使用FD堆栈。 7. BootLoader的功能：BootLoader在嵌入式系统启动过程中扮演关键角色，它负责初始化硬件、建立内存映射和I/O空间、为操作系统内核准备环境，确保系统稳定启动。 8. 开发环境设置：连接目标板通常使用串口（如RS-232）、以太网口或并口。在Windows主机上，通过超级终端软件建立连接；而在Linux主机上，则使用Minicom软件进行通信和调试。 9. 嵌入式开发环境组件：嵌入式开发环境包含宿主机（用于编译和调试的PC）、目标机（实际运行的嵌入式系统硬件）、调试器、交叉编译工具链、以及其他可能的模拟器或仿真器等工具。 这份试卷全面覆盖了嵌入式系统的基础知识，从处理器架构到内存管理，再到操作系统选择和开发环境设置，为深入理解和实践嵌入式开发提供了丰富的学习材料。