【正文】 有的 Thumb 指令和編程模型與ARM指令和編程模型相對(duì)應(yīng)；Thumb 子程序和 ARM 子程序就可以互相調(diào)用；Thumb 指令集中的操作數(shù)和指令地址仍為32 位 ；大多數(shù)的 Thumb指令是無(wú)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(gè)完整的體系結(jié)構(gòu)，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(shí)間效率和空間效率關(guān)系 ：Thumb 代碼所需的存儲(chǔ)空間約為ARM 代碼的60％～70％；Thumb 代碼使用的指令數(shù)比ARM 代碼多約30％～40％；若使用32 位的存儲(chǔ)器，ARM 代碼比Thumb 代碼快約40％；若使用16 位的存儲(chǔ)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(chǔ)器的功耗會(huì)降低約30％。五、典型的ARM核芯片結(jié)構(gòu)：LPC2000系列處理器結(jié)構(gòu)：LPC2000系列微控制器將ARM7TDMI配置為小端模式；內(nèi)部存儲(chǔ)器包括無(wú)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(shí)鐘、復(fù)位等；向量中斷控制器（VIC）可減少中斷響應(yīng)時(shí)間，最多可管理32個(gè)中斷請(qǐng)求；外部存儲(chǔ)器控制器（EMC）支持4個(gè)BANK的外部SRAM和Flash，每個(gè)BANK最大16MB；I2C串行接口為標(biāo)準(zhǔn)I2C總線接口，支持最大速度400KB；具有兩個(gè)完全獨(dú)立的SPI控制器；具有兩個(gè)UART接口，均包含16字節(jié)的接受/發(fā)送FIFO，內(nèi)置波特率發(fā)生器，UART1具調(diào)制解調(diào)接口功能；LPC2119/2129/2290/2292包含CAN總線接口；看門狗定時(shí)器；通用IO，可受5V電壓，每個(gè)IO口可獨(dú)立設(shè)置為輸入輸出模式；PWMO脈寬調(diào)制器，可靈活設(shè)置，以適應(yīng)不同的場(chǎng)合，單邊沿/雙邊沿輸出方式，頻率、占空比可調(diào)；實(shí)時(shí)時(shí)鐘，具可編程積存時(shí)鐘分頻器，以適應(yīng)不同的晶振頻率。LPC處理器的啟動(dòng)過程：一般在32位ARM應(yīng)用系統(tǒng)中，大多數(shù)采用C語(yǔ)言進(jìn)行軟件編程，但是在運(yùn)行應(yīng)用代碼前需要進(jìn)行系統(tǒng)初始化，常用一匯編文件做啟動(dòng)代碼，它可以實(shí)現(xiàn)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(shí)鐘編程方法存儲(chǔ)器映射控制原理：用于控制地址范圍為0x00000x0037存儲(chǔ)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(shí)，程序總是跳轉(zhuǎn)到地址為0x00000x0037的對(duì)應(yīng)入口處，而實(shí)際異常向量表可能存在內(nèi)部Flash、SRAM、Boot Block，為了讓運(yùn)行在不同存儲(chǔ)器空間的程序?qū)Ξ惓＿M(jìn)行控制，可通過存儲(chǔ)器映射控制，將位于不同存儲(chǔ)空間的異常向量表重新映射到固定地址0x00000x0037處，以實(shí)現(xiàn)異常向量表的來(lái)源控制，通過設(shè)置存儲(chǔ)器映射控制寄存器的值來(lái)實(shí)現(xiàn)。流程：內(nèi)核產(chǎn)生的地址0x00000x0037，經(jīng)過地址轉(zhuǎn)換器后，映射到物理存儲(chǔ)器的地址空間（0x800000000x80000037（外部存儲(chǔ)器）/0x7FFFE0000x7FFFE037（Boot Block）/0x400000000x40000037（內(nèi)部SRAM）/0x000000000x00000037（內(nèi)部Flash））。存儲(chǔ)器加速模塊MAM外部存儲(chǔ)器控制器（EMC）：EMC模塊為AHB系統(tǒng)總線和外部存儲(chǔ)器件之間提供了一個(gè)接口；EMC支持4個(gè)獨(dú)立配置的存儲(chǔ)器組，每個(gè)最大支持16MB，支持字節(jié)定位讀取。GPIO：特性：可獨(dú)立控制每個(gè)GPIO的方向（輸入、輸出模式）；可獨(dú)立設(shè)置每個(gè)GPIO的輸出狀態(tài)；所有GPIO復(fù)位后，默認(rèn)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(wú)效；IOxCLR[031]:寫入1－清零，0－無(wú)效。示例：：PINSEL0 amp。=0xFFFFFFFC。//設(shè)置引腳連接模塊， IO0DIR |=0x00000001。IO0SET=0x00000001。UART0六、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)概念及操作系統(tǒng)原理：概念：（1）實(shí)時(shí)系統(tǒng)：（指任務(wù)要求在限定時(shí)間內(nèi)完成）如果邏輯和時(shí)序出現(xiàn)偏差將會(huì)引起嚴(yán)重后果的系統(tǒng)。（2）軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)：系統(tǒng)的宗旨是使各個(gè)任務(wù)運(yùn)行得越快越好，并不要求限定某一任務(wù)必須在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)完成。（3）硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)：各任務(wù)不僅要執(zhí)行無(wú)誤而且要做到準(zhǔn)時(shí)。（4）前后臺(tái)系統(tǒng)：或超循環(huán)系統(tǒng)，應(yīng)用程序是一個(gè)無(wú)限的循環(huán)，循環(huán)中調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)完成相應(yīng)的操作，這部分可以看成后臺(tái)行為。中斷服務(wù)程序處理異步事件，這部分可以看成前臺(tái)行為。后臺(tái)也可以叫做任務(wù)級(jí)。前臺(tái)也叫中斷級(jí)。時(shí)間相關(guān)性很強(qiáng)的關(guān)鍵操作一定是靠中斷服務(wù)來(lái)保證的。（5）代碼的臨界段：也稱為臨界區(qū)，指處理時(shí)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(jìn)入臨界段之前要關(guān)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(wù)所占用的實(shí)體都可稱為資源。資源可以是輸入輸出設(shè)備或一個(gè)變量，結(jié)構(gòu)，數(shù)組等。（7）共享資源：可以被一個(gè)以上任務(wù)使用的資源叫做共享資源。為了防止數(shù)據(jù)被破壞，每個(gè)任務(wù)在與共享資源打交道時(shí)，必須獨(dú)占該資源，這叫做互斥。（8）多任務(wù)：多任務(wù)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)實(shí)際上是靠CPU(中央處理單元)在許多任務(wù)之間轉(zhuǎn)換、調(diào)度。CPU只有一個(gè)，輪番服務(wù)于一系列任務(wù)中的某一個(gè)。多任務(wù)運(yùn)行使CPU的利用率得到最大的發(fā)揮，并使應(yīng)用程序模塊化。在實(shí)時(shí)應(yīng)用中，多任務(wù)化的最大特點(diǎn)是，開發(fā)人員可以將很復(fù)雜的應(yīng)用程序?qū)哟位?。使用多任?wù)，應(yīng)用程序?qū)⒏菀自O(shè)計(jì)與維護(hù)。（9）任務(wù)狀態(tài)：典型地、每個(gè)任務(wù)都是一個(gè)無(wú)限的循環(huán)。每個(gè)任務(wù)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(yùn)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(dāng)于該任務(wù)駐留在內(nèi)存中，但并不被多任務(wù)內(nèi)核所調(diào)度。就緒意味著該任務(wù)已經(jīng)準(zhǔn)備好，可以運(yùn)行了，但由于該任務(wù)的優(yōu)先級(jí)比正在運(yùn)行的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)低，還暫時(shí)不能運(yùn)行。運(yùn)行態(tài)的任務(wù)是指該任務(wù)掌握了CPU的控制權(quán)，正在運(yùn)行中。掛起狀態(tài)也可以叫做等待事件態(tài)WAITING，指該任務(wù)在等待，等待某一事件的發(fā)生，（例如等待某外設(shè)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(shí)脈沖的到來(lái)或等待超時(shí)信號(hào)的到來(lái)以結(jié)束目前的等待，等等）。最后，發(fā)生中斷時(shí)，CPU提供相應(yīng)的中斷服務(wù)，原來(lái)正在運(yùn)行的任務(wù)暫不能運(yùn)行，就進(jìn)入了被中斷狀態(tài)。（10）任務(wù)切換：當(dāng)多任務(wù)內(nèi)核決定運(yùn)行另外的任務(wù)時(shí)，它保存正在運(yùn)行任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)，即CPU寄存器中的全部?jī)?nèi)容。這些內(nèi)容保存在任務(wù)的當(dāng)前狀況保存區(qū)，也就是任務(wù)自己的棧區(qū)之中。入棧工作完成以后，就是把下一個(gè)將要運(yùn)行的任務(wù)的當(dāng)前狀況從該任務(wù)的棧中重新裝入CPU的寄存器，并開始下一個(gè)任務(wù)的運(yùn)行。（11）內(nèi)核：多任務(wù)系統(tǒng)中，內(nèi)核負(fù)責(zé)管理各個(gè)任務(wù)，或者說為每個(gè)任務(wù)分配CPU時(shí)間，并且負(fù)責(zé)任務(wù)之間的通訊。內(nèi)核提供的基本服務(wù)是任務(wù)切換。（12）調(diào)度：是內(nèi)核的主要職責(zé)之一，就是要決定該輪到哪個(gè)任務(wù)運(yùn)行了。多數(shù)實(shí)時(shí)內(nèi)核是基于優(yōu)先級(jí)調(diào)度法的。每個(gè)任務(wù)根據(jù)其重要程度的不同被賦予一定的優(yōu)先級(jí)?；趦?yōu)先級(jí)的調(diào)度法指，CPU總是讓處在就緒態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)先運(yùn)行。（13）不可剝奪型內(nèi)核：要求每個(gè)任務(wù)自我放棄CPU的所有權(quán)。異步事件還是由中斷服務(wù)來(lái)處理。中斷服務(wù)可以使一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)由掛起狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)。但中斷服務(wù)以后控制權(quán)還是回到原來(lái)被中斷了的那個(gè)任務(wù)，直到該任務(wù)主動(dòng)放棄CPU的使用權(quán)時(shí)，那個(gè)高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)才能獲得CPU的使用權(quán)。優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)中斷快；幾乎不需要使用信號(hào)量保護(hù)共享數(shù)據(jù)。缺陷在于其響應(yīng)時(shí)間，高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)已經(jīng)進(jìn)入就緒態(tài)，但還不能運(yùn)行，要等，也許要等很長(zhǎng)時(shí)間，直到當(dāng)前運(yùn)行著的任務(wù)釋放CPU。無(wú)法保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。（14)可剝奪型內(nèi)核：最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)一旦就緒，總能得到CPU的控制權(quán)。當(dāng)一個(gè)運(yùn)行著的任務(wù)使一個(gè)比它優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)進(jìn)入了就緒態(tài)，當(dāng)前任務(wù)的CPU使用權(quán)就被剝奪了。如果是中斷服務(wù)子程序使一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)，中斷完成時(shí)，中斷了的任務(wù)被掛起，優(yōu)先級(jí)高的那個(gè)任務(wù)開始運(yùn)行。保證了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。（15）可重入型函數(shù)：可以被一個(gè)以上的任務(wù)調(diào)用，而不必?fù)?dān)心數(shù)據(jù)的破壞?？芍厝胄秃瘮?shù)任何時(shí)候都可以被中斷，一段時(shí)間以后又可以運(yùn)行，而相應(yīng)數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。可重入型函數(shù)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(hù)。（16）時(shí)間片輪番調(diào)度法：當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上任務(wù)有同樣優(yōu)先級(jí)，內(nèi)核允許一個(gè)任務(wù)運(yùn)行事先確定的一段時(shí)間，叫做時(shí)間額度，然后切換給另一個(gè)任務(wù)。（17）任務(wù)優(yōu)先級(jí)：是表示任務(wù)被調(diào)度的優(yōu)先程度。每個(gè)任務(wù)都有其優(yōu)先級(jí)。任務(wù)越重要，賦予的優(yōu)先級(jí)應(yīng)越高。（18）靜態(tài)優(yōu)先級(jí)：應(yīng)用程序執(zhí)行過程中諸任務(wù)優(yōu)先級(jí)不變，在靜態(tài)優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)中，諸任務(wù)以及它們的時(shí)間約束在程序編譯時(shí)是已知的。（19）動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)：應(yīng)用程序執(zhí)行過程中，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)是可變的，實(shí)時(shí)內(nèi)核應(yīng)當(dāng)避免出現(xiàn)優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問題。（20）優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)：優(yōu)先級(jí)高和優(yōu)先級(jí)低的任務(wù)在運(yùn)行時(shí)，由于共享資源的占用問題，而出現(xiàn)的優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問題，即在執(zhí)行過程中，優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)反而要等優(yōu)先級(jí)低的任務(wù)先運(yùn)行完后，釋放共享資源，才能運(yùn)行。糾正的方法：提高正在使用共享資源的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，但耗費(fèi)CPU時(shí)間；內(nèi)核能自動(dòng)變換任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，稱優(yōu)先級(jí)繼承，但是UCOSII不支持。（21）任務(wù)優(yōu)先級(jí)分配：?jiǎn)握{(diào)執(zhí)行率調(diào)度法RMS：基于哪個(gè)任務(wù)執(zhí)行的次數(shù)最頻繁,執(zhí)行最頻繁的任務(wù)優(yōu)先級(jí)最高（22）任務(wù)互斥：實(shí)現(xiàn)任務(wù)間通訊最簡(jiǎn)便到辦法是使用共享數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但是必須保證每個(gè)任務(wù)在處理共享數(shù)據(jù)時(shí)的排它性，以避免競(jìng)爭(zhēng)和數(shù)據(jù)的破壞。與共享資源打交道時(shí)，使之滿足互斥條件最一般的方法有：關(guān)中斷；使用測(cè)試并置位指令TAS；禁止做任務(wù)切換；利用信號(hào)量。（23）信號(hào)量：信號(hào)量實(shí)際上是一種約定機(jī)制，用于：控制共享資源的使用權(quán)(滿足互斥條件)；標(biāo)志某事件的發(fā)生；使兩個(gè)任務(wù)的行為同步。注意：信號(hào)，只取兩個(gè)值0和1的信號(hào)量；計(jì)數(shù)器型，值有多種形式。對(duì)信號(hào)量只能實(shí)施三種操作：初始化(INITIALIZE)，也可稱作建立(CREATE)；等信號(hào)(WAIT)也可稱作掛起(PEND)；給信號(hào)(SIGNAL)或發(fā)信號(hào)(POST)。信號(hào)量初始化時(shí)要給信號(hào)量賦初值，等待信號(hào)量的任務(wù)表(Waiting list)應(yīng)清為空。P/V操作：P操作既是減1操作，任務(wù)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(wù)以發(fā)信號(hào)操作(SIGNAL)釋放信號(hào)量。（24）死鎖：也稱作抱死，指兩個(gè)任務(wù)無(wú)限期地互相等待對(duì)方控制著的資源。最簡(jiǎn)單的防止發(fā)生死鎖的方法是讓每個(gè)任務(wù)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(qǐng)多個(gè)資源；釋放資源時(shí)使用相反的順序。（25）同步：可以利用信號(hào)量使某任務(wù)與中斷服務(wù)同步(或者是與另一個(gè)任務(wù)同步，這兩個(gè)任務(wù)間沒有數(shù)據(jù)交換)。單向同步：任務(wù)與中斷服務(wù)之間/兩任務(wù)之間；雙向同步:兩任務(wù)之間可以用信號(hào)量同步它們的行為，兩個(gè)任務(wù)需要互相等待對(duì)方執(zhí)行，等待自身所需的事件發(fā)生（信號(hào)量），同步執(zhí)行。（26）任務(wù)間的通訊：有時(shí)很需要任務(wù)間的或中斷服務(wù)與任務(wù)間的通訊。任務(wù)間信息的傳遞有兩個(gè)途徑：通過全程變量或發(fā)消息給另一個(gè)任務(wù)。用全程變量時(shí)，必須保證每個(gè)任務(wù)或中斷服務(wù)程序獨(dú)享該變量。中斷服務(wù)中保證獨(dú)享的唯一辦法是關(guān)中斷。如果兩個(gè)任務(wù)共享某變量，各任務(wù)實(shí)現(xiàn)獨(dú)享該變量的辦法可以是關(guān)中斷再開中斷，或使用信號(hào)量(如前面提到的那樣)。（27）消息郵箱：通過內(nèi)核服務(wù)可以給任務(wù)發(fā)送消息。典型的消息郵箱也稱作交換消息，是用一個(gè)指針型變量，通過內(nèi)核服務(wù)，一個(gè)任務(wù)或一個(gè)中斷服務(wù)程序可以把一則消息(即一個(gè)指針)放到郵箱里去。同樣，一個(gè)或多個(gè)任務(wù)可以通過內(nèi)核服務(wù)接收這則消息。發(fā)送消息的任務(wù)和接收消息的任務(wù)約定，該指針指向的內(nèi)容就是那則消息。內(nèi)核一般提供以下郵箱服務(wù)：郵箱內(nèi)消息的內(nèi)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(jìn)入郵箱(PEND)；如果郵箱內(nèi)有消息，就接受這則消息。如果郵箱里沒有消息，則任務(wù)并不被掛起(ACCEPT)，用返回代碼表示調(diào)用結(jié)果，是收到了消息還是沒有收到消息。消息郵箱也可以當(dāng)作只取兩個(gè)值的信號(hào)量來(lái)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(wù)占用。（28）消息隊(duì)列：消息隊(duì)列用于給任務(wù)發(fā)消息。消息隊(duì)列實(shí)際上是郵箱陣列。通常，先進(jìn)入消息隊(duì)列的消息先傳給任務(wù)，也就是說，任務(wù)先得到的是最先進(jìn)入消息隊(duì)列的消息，即先進(jìn)先出原則(FIFO)。然而μC/OSⅡ也允許使用后進(jìn)先出方式(LIFO)。內(nèi)核提供的消息隊(duì)列服務(wù)如下：消息隊(duì)列初始化。隊(duì)列初始化時(shí)總是清為空；放一則消息到隊(duì)列中去(Post)；等待一則消息的到來(lái)(Pend)；如果隊(duì)列中有消息則任務(wù)可以得到消息，但如果此時(shí)隊(duì)列為空，內(nèi)核并不將該任務(wù)掛起(Accept)。如果有消息，則消息從隊(duì)列中取走。沒有消息則用特別的返回代碼通知調(diào)用者，隊(duì)列中沒有消息。任務(wù)的組成：代碼、TCB、私有堆棧。一個(gè)任務(wù)通常是一個(gè)無(wú)限的循環(huán)，絕不會(huì)返回的，但可通過調(diào)用函數(shù)自我刪除，也可建立新任務(wù)。OS的內(nèi)核原理：（1）任務(wù)狀態(tài)圖（任務(wù)狀態(tài)的切換過程）：睡眠態(tài)（DORMANT）指任務(wù)駐留在程序空間之中，還沒有交給μC/OSⅡ管理，把任務(wù)交給μC/OSⅡ是通過調(diào)用下述兩個(gè)函數(shù)之一：OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()。當(dāng)任務(wù)一旦建立，這個(gè)任務(wù)就進(jìn)入就緒態(tài)準(zhǔn)備運(yùn)行。任務(wù)的建立可以是在多任務(wù)運(yùn)行開始之前，也可以是動(dòng)態(tài)地被一個(gè)運(yùn)行著的任務(wù)建立。如果一個(gè)任務(wù)是被另一個(gè)任務(wù)建立的，而這個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)高于建立它的那個(gè)任務(wù)，則這個(gè)剛剛建立的任務(wù)將立即得到CPU的控制權(quán)。一個(gè)任務(wù)可以通過調(diào)用OSTaskDel()返回到睡眠態(tài)，或通過調(diào)用該函數(shù)讓另一個(gè)任務(wù)進(jìn)入睡眠態(tài)。調(diào)用OSStart()可以啟動(dòng)多任務(wù)。OSStart()函數(shù)運(yùn)行進(jìn)入就緒態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。就緒的任務(wù)只有當(dāng)所有優(yōu)先級(jí)高于這個(gè)任務(wù)的任務(wù)轉(zhuǎn)為等待狀態(tài)，或者是被刪除了，才能進(jìn)入運(yùn)行態(tài)。正在運(yùn)行的任務(wù)可以通過調(diào)用兩個(gè)函數(shù)之一將自身延遲一段時(shí)間，這兩個(gè)函數(shù)是OSTimeDly()或OSTimeDlyHMSM()。這個(gè)任務(wù)于是進(jìn)入等待狀態(tài)，等待這段時(shí)間過去，下一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高的、并進(jìn)入了就緒態(tài)的任務(wù)立刻被賦予了CPU的控制權(quán)。等待的時(shí)間過去以后，系統(tǒng)服務(wù)