1.1嵌入式系统基本概念从技术的角度定义：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。从系统的角度定义：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。IEEE对嵌入式系统的定义为：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（devicesusedtocontrol、monitor、orassisttheoperationofequipment、machineryorplants）这主要是从应用对象上加以定义，涵盖了软、硬件及辅助机械设备。1.2嵌入式系统的分类(1)按表现形式分（硬件范畴）芯片级嵌入（含程序或算法的处理器）模块级嵌入（系统中的某个核心模块）(2)按实时性要求分（软件范畴）非实时系统（PDA）软实时系统（消费类产品）硬实时系统（工业和军工系统）嵌入式处理器嵌入式处理器可以分为以下几类：嵌入式微处理器EMPU（EmbeddedMicroprocessorUnit）嵌入式微控制器MCU（MicrocontrollerUnit）嵌入式DSP（DigitalSignalProcessor）嵌入式片上系统SoC（SystemOnChip）1.3常见的嵌入式操作系统嵌入式操作系统的种类繁多，但大体上可分为两种——商用型和免费型。目前商用型的操作系统主要有VxWorks、WindowsCE、Psos、PalmOS、OS-9、LynxOS、QNX、LYNX等;它们的优点是功能稳定、可靠，有完善的技术支持和售后服务，而且提供了如图形用户界面和网络支持等高端嵌入式系统要求许多高级的功能;缺点是价格昂贵且源代码封闭性，这大大限制了开发者的积极性。目前免费型的操作系统主要有Linux和µC/OS-II，它们在价格方面具有很大的优势。比如嵌入式Linux操作系统以价格低廉、功能强大、易于移植而且程序源码全部公开等优点正在被广泛采用，成为新兴的力量。3.2ARM7TDMI三级流水线ARM7TDMI处理器使用流水线来增加处理器指令流的速度。这样可使几个操作同时进行，并使处理和存储器系统连续操作，能提供0.9MIPS/MHz的指令执行速度。ARM7TDMI的流水线分3级，分别为：取指译码执行流水线上各指令的地址流水线工位描述ARM指令集Thumb指令集PCPC取指指令从存储器中取出PC-4PC-2译码对指令使用的寄存器进行译码PC-8PC-4执行从寄存器组中读出寄存器，执行移位和ALU操作，寄存器被写回到寄存器组中计算机结构说明：“冯·诺依曼”结构：把代码作为一种特殊的数据来操作，指令总线和数据总线及其存储区域是统一的；“哈佛”结构：指令总线和数据总线及其存储区是分开、独立的。体系结构直接支持的数据类型ARM处理器支持下列数据类型：字节8位半字16位（必须分配为占用两个字节）字32位（必须分配为占用4个字节）3.5处理器状态ARM状态：32位，这种状态下执行的是字方式的ARM指令；Thumb状态：16位，这种状态下执行半字方式的ARM指令。状态转换使用BX指令将ARM7TDMI内核的操作状态在ARM状态和Thumb状态之间进行切换（详见第4章），程序如下所示。3.6处理器模式ARM体系结构支持7种处理器模式，分别为：用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、未定义模式和系统模式处理器模式说明备注用户(usr)正常程序工作模式不能直接切换到其它模式系统(sys)用于支持操作系统的特权任务等与用户模式类似，但具有可以直接切换到其它模式等特权快中断(fiq)支持高速数据传输及通道处理FIQ异常响应时进入此模式中断(irq)用于通用中断处理IRQ异常响应时进入此模式管理(svc)操作系统保护代码系统复位和软件中断响应时进入此模式中止(abt)用于支持虚拟内存和/或存储器保护在ARM7TDMI没有大用处未定义(und)支持硬件协处理器的软件仿真未定义指令异常响应时进入此模式系统模式和用户模式这两种模式都不能由异常进入，而且它们使用完全相同的寄存器组。系统模式是特权模式，不受用户模式的限制。操作系统在该模式下访问用户模式的寄存器就比较方便，而且操作系统的一些特权任务可以使用这个模式访问一些受控的资源。3.7内部寄存器在ARM7TDMI处理器内部有37个用户可见的寄存器。所有的37个寄存器，分成两大类：31个通用32位寄存器；6个状态寄存器。寄存器R13常作为堆栈指针（SP）在ARM指令集当中，没有以特殊方式使用R13的指令或其它功能，只是习惯上都这样使用。