【正文】 有的 Thumb 指令和編程模型與ARM指令和編程模型相對應；Thumb 子程序和 ARM 子程序就可以互相調用；Thumb 指令集中的操作數和指令地址仍為32 位 ；大多數的 Thumb指令是無條件執(zhí)行的，而幾乎所有的 ARM 指令都是有條件執(zhí)行的；Thumb不是一個完整的體系結構，不能指望處理器只執(zhí)行Thumb指令集而不支持ARM指令集。（2）Thumb 指令與ARM 指令的時間效率和空間效率關系 ：Thumb 代碼所需的存儲空間約為ARM 代碼的60％～70％；Thumb 代碼使用的指令數比ARM 代碼多約30％～40％；若使用32 位的存儲器，ARM 代碼比Thumb 代碼快約40％；若使用16 位的存儲器，Thumb 代碼比ARM 代碼快約40％～50％；與ARM 代碼相比較，使用Thumb 代碼，存儲器的功耗會降低約30％。五、典型的ARM核芯片結構：LPC2000系列處理器結構：LPC2000系列微控制器將ARM7TDMI配置為小端模式；內部存儲器包括無等待SRAM和Flash；系統(tǒng)功能包括維持芯片工作的一些基本功能，如系統(tǒng)時鐘、復位等；向量中斷控制器（VIC）可減少中斷響應時間，最多可管理32個中斷請求；外部存儲器控制器（EMC）支持4個BANK的外部SRAM和Flash，每個BANK最大16MB；I2C串行接口為標準I2C總線接口，支持最大速度400KB；具有兩個完全獨立的SPI控制器；具有兩個UART接口，均包含16字節(jié)的接受/發(fā)送FIFO，內置波特率發(fā)生器，UART1具調制解調接口功能；LPC2119/2129/2290/2292包含CAN總線接口；看門狗定時器；通用IO，可受5V電壓，每個IO口可獨立設置為輸入輸出模式；PWMO脈寬調制器，可靈活設置，以適應不同的場合，單邊沿/雙邊沿輸出方式，頻率、占空比可調；實時時鐘，具可編程積存時鐘分頻器，以適應不同的晶振頻率。LPC處理器的啟動過程：一般在32位ARM應用系統(tǒng)中，大多數采用C語言進行軟件編程，但是在運行應用代碼前需要進行系統(tǒng)初始化，常用一匯編文件做啟動代碼，它可以實現異常向量表定義、堆棧初始化、系統(tǒng)變量初始化、地址重映射等操作。時鐘編程方法存儲器映射控制原理：用于控制地址范圍為0x00000x0037存儲區(qū)域的重新映射，該區(qū)域存放著異常向量表，發(fā)生異常時，程序總是跳轉到地址為0x00000x0037的對應入口處，而實際異常向量表可能存在內部Flash、SRAM、Boot Block，為了讓運行在不同存儲器空間的程序對異常進行控制，可通過存儲器映射控制，將位于不同存儲空間的異常向量表重新映射到固定地址0x00000x0037處，以實現異常向量表的來源控制，通過設置存儲器映射控制寄存器的值來實現。流程：內核產生的地址0x00000x0037，經過地址轉換器后，映射到物理存儲器的地址空間（0x800000000x80000037（外部存儲器）/0x7FFFE0000x7FFFE037（Boot Block）/0x400000000x40000037（內部SRAM）/0x000000000x00000037（內部Flash））。存儲器加速模塊MAM外部存儲器控制器（EMC）：EMC模塊為AHB系統(tǒng)總線和外部存儲器件之間提供了一個接口；EMC支持4個獨立配置的存儲器組，每個最大支持16MB，支持字節(jié)定位讀取。GPIO：特性：可獨立控制每個GPIO的方向（輸入、輸出模式）；可獨立設置每個GPIO的輸出狀態(tài)；所有GPIO復位后，默認為輸入態(tài)。IOxPIN[031]: GPIO引腳值；IOxDIR[031]:方向控制位，寫入1－輸出，0－輸入； IOxSET[031]: 輸出置位，寫入1－高電平，0－無效；IOxCLR[031]:寫入1－清零，0－無效。示例：：PINSEL0 amp。=0xFFFFFFFC。//設置引腳連接模塊， IO0DIR |=0x00000001。IO0SET=0x00000001。UART0六、實時操作系統(tǒng)概念及操作系統(tǒng)原理：概念：（1）實時系統(tǒng)：（指任務要求在限定時間內完成）如果邏輯和時序出現偏差將會引起嚴重后果的系統(tǒng)。（2）軟實時系統(tǒng)：系統(tǒng)的宗旨是使各個任務運行得越快越好，并不要求限定某一任務必須在多長時間內完成。（3）硬實時系統(tǒng)：各任務不僅要執(zhí)行無誤而且要做到準時。（4）前后臺系統(tǒng)：或超循環(huán)系統(tǒng)，應用程序是一個無限的循環(huán)，循環(huán)中調用相應的函數完成相應的操作，這部分可以看成后臺行為。中斷服務程序處理異步事件，這部分可以看成前臺行為。后臺也可以叫做任務級。前臺也叫中斷級。時間相關性很強的關鍵操作一定是靠中斷服務來保證的。（5）代碼的臨界段：也稱為臨界區(qū)，指處理時不可分割的代碼。一旦這部分代碼開始執(zhí)行，則不允許任何中斷打入。為確保臨界段代碼的執(zhí)行，在進入臨界段之前要關中斷，而臨界段代碼執(zhí)行完以后要立即開中斷。（6）資源：任何為任務所占用的實體都可稱為資源。資源可以是輸入輸出設備或一個變量，結構，數組等。（7）共享資源：可以被一個以上任務使用的資源叫做共享資源。為了防止數據被破壞，每個任務在與共享資源打交道時，必須獨占該資源，這叫做互斥。（8）多任務：多任務運行的實現實際上是靠CPU(中央處理單元)在許多任務之間轉換、調度。CPU只有一個，輪番服務于一系列任務中的某一個。多任務運行使CPU的利用率得到最大的發(fā)揮，并使應用程序模塊化。在實時應用中，多任務化的最大特點是，開發(fā)人員可以將很復雜的應用程序層次化。使用多任務，應用程序將更容易設計與維護。（9）任務狀態(tài)：典型地、每個任務都是一個無限的循環(huán)。每個任務都處在以下5種狀態(tài)之一的狀態(tài)下，這5種狀態(tài)是休眠態(tài)，就緒態(tài)、運行態(tài)、掛起態(tài)(等待某一事件發(fā)生)和被中斷態(tài)。休眠態(tài)相當于該任務駐留在內存中，但并不被多任務內核所調度。就緒意味著該任務已經準備好，可以運行了，但由于該任務的優(yōu)先級比正在運行的任務的優(yōu)先級低，還暫時不能運行。運行態(tài)的任務是指該任務掌握了CPU的控制權，正在運行中。掛起狀態(tài)也可以叫做等待事件態(tài)WAITING，指該任務在等待，等待某一事件的發(fā)生，（例如等待某外設的I/O操作，等待某共享資源由暫不能使用變成能使用狀態(tài)，等待定時脈沖的到來或等待超時信號的到來以結束目前的等待，等等）。最后，發(fā)生中斷時，CPU提供相應的中斷服務，原來正在運行的任務暫不能運行，就進入了被中斷狀態(tài)。（10）任務切換：當多任務內核決定運行另外的任務時，它保存正在運行任務的當前狀態(tài)，即CPU寄存器中的全部內容。這些內容保存在任務的當前狀況保存區(qū)，也就是任務自己的棧區(qū)之中。入棧工作完成以后，就是把下一個將要運行的任務的當前狀況從該任務的棧中重新裝入CPU的寄存器，并開始下一個任務的運行。（11）內核：多任務系統(tǒng)中，內核負責管理各個任務，或者說為每個任務分配CPU時間，并且負責任務之間的通訊。內核提供的基本服務是任務切換。（12）調度：是內核的主要職責之一，就是要決定該輪到哪個任務運行了。多數實時內核是基于優(yōu)先級調度法的。每個任務根據其重要程度的不同被賦予一定的優(yōu)先級。基于優(yōu)先級的調度法指，CPU總是讓處在就緒態(tài)的優(yōu)先級最高的任務先運行。（13）不可剝奪型內核：要求每個任務自我放棄CPU的所有權。異步事件還是由中斷服務來處理。中斷服務可以使一個高優(yōu)先級的任務由掛起狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)。但中斷服務以后控制權還是回到原來被中斷了的那個任務，直到該任務主動放棄CPU的使用權時，那個高優(yōu)先級的任務才能獲得CPU的使用權。優(yōu)點是響應中斷快；幾乎不需要使用信號量保護共享數據。缺陷在于其響應時間，高優(yōu)先級的任務已經進入就緒態(tài)，但還不能運行，要等，也許要等很長時間，直到當前運行著的任務釋放CPU。無法保證系統(tǒng)的實時性。（14)可剝奪型內核：最高優(yōu)先級的任務一旦就緒，總能得到CPU的控制權。當一個運行著的任務使一個比它優(yōu)先級高的任務進入了就緒態(tài)，當前任務的CPU使用權就被剝奪了。如果是中斷服務子程序使一個高優(yōu)先級的任務進入就緒態(tài)，中斷完成時，中斷了的任務被掛起，優(yōu)先級高的那個任務開始運行。保證了系統(tǒng)的實時性。（15）可重入型函數：可以被一個以上的任務調用，而不必擔心數據的破壞?？芍厝胄秃瘮等魏螘r候都可以被中斷，一段時間以后又可以運行，而相應數據不會丟失。可重入型函數或者只使用局部變量，即變量保存在CPU寄存器中或堆棧中。如果使用全局變量，則要予以保護。（16）時間片輪番調度法：當兩個或兩個以上任務有同樣優(yōu)先級，內核允許一個任務運行事先確定的一段時間，叫做時間額度，然后切換給另一個任務。（17）任務優(yōu)先級：是表示任務被調度的優(yōu)先程度。每個任務都有其優(yōu)先級。任務越重要，賦予的優(yōu)先級應越高。（18）靜態(tài)優(yōu)先級：應用程序執(zhí)行過程中諸任務優(yōu)先級不變，在靜態(tài)優(yōu)先級系統(tǒng)中，諸任務以及它們的時間約束在程序編譯時是已知的。（19）動態(tài)優(yōu)先級：應用程序執(zhí)行過程中，任務的優(yōu)先級是可變的，實時內核應當避免出現優(yōu)先級反轉問題。（20）優(yōu)先級反轉：優(yōu)先級高和優(yōu)先級低的任務在運行時，由于共享資源的占用問題，而出現的優(yōu)先級反轉問題，即在執(zhí)行過程中，優(yōu)先級高的任務反而要等優(yōu)先級低的任務先運行完后，釋放共享資源，才能運行。糾正的方法：提高正在使用共享資源的任務的優(yōu)先級，但耗費CPU時間；內核能自動變換任務的優(yōu)先級，稱優(yōu)先級繼承，但是UCOSII不支持。（21）任務優(yōu)先級分配：單調執(zhí)行率調度法RMS：基于哪個任務執(zhí)行的次數最頻繁,執(zhí)行最頻繁的任務優(yōu)先級最高（22）任務互斥：實現任務間通訊最簡便到辦法是使用共享數據結構，但是必須保證每個任務在處理共享數據時的排它性，以避免競爭和數據的破壞。與共享資源打交道時，使之滿足互斥條件最一般的方法有：關中斷；使用測試并置位指令TAS；禁止做任務切換；利用信號量。（23）信號量：信號量實際上是一種約定機制，用于：控制共享資源的使用權(滿足互斥條件)；標志某事件的發(fā)生；使兩個任務的行為同步。注意：信號，只取兩個值0和1的信號量；計數器型，值有多種形式。對信號量只能實施三種操作：初始化(INITIALIZE)，也可稱作建立(CREATE)；等信號(WAIT)也可稱作掛起(PEND)；給信號(SIGNAL)或發(fā)信號(POST)。信號量初始化時要給信號量賦初值，等待信號量的任務表(Waiting list)應清為空。P/V操作：P操作既是減1操作，任務執(zhí)行等待(WAIT)操作，有可能執(zhí)行P操作；V操作既是加1操作，任務以發(fā)信號操作(SIGNAL)釋放信號量。（24）死鎖：也稱作抱死，指兩個任務無限期地互相等待對方控制著的資源。最簡單的防止發(fā)生死鎖的方法是讓每個任務都：先得到全部需要的資源再做下一步的工作；用同樣的順序去申請多個資源；釋放資源時使用相反的順序。（25）同步：可以利用信號量使某任務與中斷服務同步(或者是與另一個任務同步，這兩個任務間沒有數據交換)。單向同步：任務與中斷服務之間/兩任務之間；雙向同步:兩任務之間可以用信號量同步它們的行為，兩個任務需要互相等待對方執(zhí)行，等待自身所需的事件發(fā)生（信號量），同步執(zhí)行。（26）任務間的通訊：有時很需要任務間的或中斷服務與任務間的通訊。任務間信息的傳遞有兩個途徑：通過全程變量或發(fā)消息給另一個任務。用全程變量時，必須保證每個任務或中斷服務程序獨享該變量。中斷服務中保證獨享的唯一辦法是關中斷。如果兩個任務共享某變量，各任務實現獨享該變量的辦法可以是關中斷再開中斷，或使用信號量(如前面提到的那樣)。（27）消息郵箱：通過內核服務可以給任務發(fā)送消息。典型的消息郵箱也稱作交換消息，是用一個指針型變量，通過內核服務，一個任務或一個中斷服務程序可以把一則消息(即一個指針)放到郵箱里去。同樣，一個或多個任務可以通過內核服務接收這則消息。發(fā)送消息的任務和接收消息的任務約定，該指針指向的內容就是那則消息。內核一般提供以下郵箱服務：郵箱內消息的內容初始化，郵箱里最初可以有，也可以沒有消息；將消息放入郵箱(POST)；等待有消息進入郵箱(PEND)；如果郵箱內有消息，就接受這則消息。如果郵箱里沒有消息，則任務并不被掛起(ACCEPT)，用返回代碼表示調用結果，是收到了消息還是沒有收到消息。消息郵箱也可以當作只取兩個值的信號量來用。郵箱里有消息，表示資源可以使用，而空郵箱表示資源已被其它任務占用。（28）消息隊列：消息隊列用于給任務發(fā)消息。消息隊列實際上是郵箱陣列。通常，先進入消息隊列的消息先傳給任務，也就是說，任務先得到的是最先進入消息隊列的消息，即先進先出原則(FIFO)。然而μC/OSⅡ也允許使用后進先出方式(LIFO)。內核提供的消息隊列服務如下：消息隊列初始化。隊列初始化時總是清為空；放一則消息到隊列中去(Post)；等待一則消息的到來(Pend)；如果隊列中有消息則任務可以得到消息，但如果此時隊列為空，內核并不將該任務掛起(Accept)。如果有消息，則消息從隊列中取走。沒有消息則用特別的返回代碼通知調用者，隊列中沒有消息。任務的組成：代碼、TCB、私有堆棧。一個任務通常是一個無限的循環(huán)，絕不會返回的，但可通過調用函數自我刪除，也可建立新任務。OS的內核原理：（1）任務狀態(tài)圖（任務狀態(tài)的切換過程）：睡眠態(tài)（DORMANT）指任務駐留在程序空間之中，還沒有交給μC/OSⅡ管理，把任務交給μC/OSⅡ是通過調用下述兩個函數之一：OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()。當任務一旦建立，這個任務就進入就緒態(tài)準備運行。任務的建立可以是在多任務運行開始之前，也可以是動態(tài)地被一個運行著的任務建立。如果一個任務是被另一個任務建立的，而這個任務的優(yōu)先級高于建立它的那個任務，則這個剛剛建立的任務將立即得到CPU的控制權。一個任務可以通過調用OSTaskDel()返回到睡眠態(tài)，或通過調用該函數讓另一個任務進入睡眠態(tài)。調用OSStart()可以啟動多任務。OSStart()函數運行進入就緒態(tài)的優(yōu)先級最高的任務。就緒的任務只有當所有優(yōu)先級高于這個任務的任務轉為等待狀態(tài)，或者是被刪除了，才能進入運行態(tài)。正在運行的任務可以通過調用兩個函數之一將自身延遲一段時間，這兩個函數是OSTimeDly()或OSTimeDlyHMSM()。這個任務于是進入等待狀態(tài)，等待這段時間過去，下一個優(yōu)先級最高的、并進入了就緒態(tài)的任務立刻被賦予了CPU的控制權。等待的時間過去以后，系統(tǒng)服務