嵌入式基础知识笔记

Posted 2022-11-28 想成为大师啊

边学习，边了解

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基地址和偏移地址

• 打个比方，你找一个403房间，你要先到4楼，然后找第三个房间，那就是403。在这里，4楼就是基地址，3就是偏移地址。在arm中也是一样的，实际的地址就是基地址+偏移地址

然后我们在详细的讲解一下：

首先必须明白 cpu和内存的区别：

• cpu是中央处理器，内存是物理数据存放的地方。cpu不直接存放数据而是通过内存来存放数据。
• cpu和内存之间通过20条地址总线相连接，地址总线就是cpu通过地址找到对应的内存的物理数据的传递工具。
• 计算机只能处理0，1 二进制数据，每一条线可以处理 0，1 两种类型数据，所以20根线总共能够组成
  2^20=1048576个不相同的地址，也就是能搜索
  1048576个地址范围内的内存。我们直到一个地址代表一个存储单元，一个存储单元能够存储
  1byte数据，那么也就是1048576个地址能够找到
  1048576个1byte数据=1M的数据，即20根地址总线总共能处理1M的内存数据。

疑问？cpu的寻址能力只能16位而达不到20位，这怎么办呢？

• cpu的地址都是使用16进制表示的，最多也能够寻址2^16=65536，说明只能处理64K的内存数据。天啦，64K内存的计算机，能用？当然不能用啦，于是，段的概念横空出世。段，理解起来可以是假设将1G的数据划分为
  n个段，每一个段是64K（65536个地址），那么16位的寻址就能找到了这65536个地址了。

肯定还是不理解，对吧。那就说说段地址吧！！！

开始介绍段地址：

• 每一个段的开头也就是每隔一个64K就是一个基地址（逻辑上基地址等于段地址），段内的数据的地址就是当前基地址的偏移地址。这时，段地址+偏移地址就能够找到真正的内存数据了。

cpu表示的地址为：基地址：偏移地址（偏移地址相当于在首地址的基础上 移动的距离）

插播：（起始地址顾名思义；相对地址和偏移地址的概念差不多；只不过用在不同的场合；偏移地址就是相对于基地址的偏移量就像是相对距离；基地址是一个段的起始地址，一般的20位地址总线，基地址为16位；逻辑地址就是基地址和偏移地址的复合形式，逻辑地址= 基地址 : 偏移地址；线性地址只是一个概念，表示地址成线性递增；物理地址要通过基地址和偏移地址的计算才能得出，一般的20位地址总线，其物理地址为：基地址 X 16(十进制)（相当于在基地址后面添一个0）+ 偏移地址）

比如，0BAC:0100

• 0BAC是基地址，0100是偏移地址。0BAC是4位的十六进制，将它表示为16位的二进制数据为：0000 1011 1010
  1100。在这里，我们必须要把它转换成20位（也就是5位的16进制） 才能在20位地址总线中传递，也才能达到1G的数据访问范围。

那怎么转换成20位就能让数据传递到内存中找到物理数据了呢？

内存的物理地址 = 基地址*16（十进制）+偏移地址

内存的物理地址 = 0BAC16+0100 = 0BAC0 + 0100 = 0BBC0H；你看，0BBC0就是5位的十六进制数了，满足20位（45=20bit）就可以传递到内存了。所以，实际传递的二进制就是：0000 1011 1011 1100 0000，这样的话20根地址总线就能处理它了。

注意了，32位汇编，32根地址总线，它总共能够直接就找到2^32个地址，（即4294967296 byte数据 = 4G的内存），而且不再将内存分成一段一段的，所有的内存区域都是连续的呢！

附读：

• 1.基地址 = 段地址 × 16
• 2.一个大小为64KB的段
• 起始地址 = 段寄存器的值（段地址） × 16 + 0
• 结束地址 = 段寄存器的值（段地址） × 16 + 0ffffh
• 3.8086cpu为16位，ip为16位寄存器，2^16 = 64(2^6) × 1024(2^10) = 64KB

·逻辑上，基地址 = 起始地址，理论上不等于。

一般我们所的物理地址指的是某个单位的起始地址。这个某个单位是字节、字、或者某一段。

• a.对于字节单元的物理地址：因为只有一个存储单元，所以其物理地址就是该单元的编号。
• b.对于字单元的物理地址：因为只有两个存储单位，所以其物理地址就该单元的低字节单元地址（起始地址=小编号，结束地址=起始地址+2-1=大编号）。
• c.对于段的物理地址：段的内容大小为"容量"，所以其物理地址（起始地址）就是该段的低字节单元的编号，结束地址=起始地址+容量-1.

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U-boot

Das U-Boot 是一个主要用于嵌入式系统的引导加载程序，可以支持多种不同的计算机系统结构，包括PPC、ARM、AVR32、MIPS、x86、68k、Nios与MicroBlaze。这也是一套在GNU通用公共许可证之下发布的自由软件（百度百科）

选择U-Boot的理由：

• ① 开放源码；
• ② 支持多种嵌入式操作系统内核，如Linux、NetBSD, VxWorks, QNX, RTEMS, ARTOS, LynxOS,
  android；
• ③ 支持多个处理器系列，如PowerPC、ARM、x86、MIPS；
• ④ 较高的可靠性和稳定性；
• ⑤ 高度灵活的功能设置，适合U-Boot调试、操作系统不同引导要求、产品发布等；
• ⑥ 丰富的设备驱动源码，如串口、以太网、SDRAM、FLASH、LCD、NVRAM、EEPROM、RTC、键盘等；
• ⑦ 较为丰富的开发调试文档与强大的网络技术支持；