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1.CPU内部结构

1. 算术逻辑单元（ALU）：这是CPU用于执行算术和逻辑运算的核心部分。无论是加法、减法、乘法、除法等基本算术运算，还是逻辑运算如与、或、非等，都是由ALU来完成的。
2. 控制单元（CU）：控制单元负责管理和控制CPU的运行过程。它接收来自指令寄存器的指令，并对指令进行译码，然后发出相应的控制信号，指挥全机各个部件自动、协调地工作。
3. 寄存器：寄存器是CPU中的小容量高速存贮部件，它们用来暂存指令、数据和地址。寄存器的存取速度很快，可与CPU的速度相匹配。
4. 缓存（Cache）：缓存是CPU中的一个高速缓冲存储器，用于存储CPU经常需要访问的数据和指令。当CPU需要数据时，它会首先尝试从缓存中查找，如果找到则直接读取，否则再去主存中查找。这种机制可以大大提高CPU的数据访问速度。
5. 总线：总线是CPU内部各部件之间以及CPU与外部设备之间进行数据传送的通路。它负责将CPU的指令和数据传送到各个部件，同时也将各个部件的工作状态和数据传送到CPU。

2.Cortex-M3和M4可以同时支持小端模式和大端模式吗

3.CPU、内存、虚拟内存、硬盘的关系

CPU是从内存或者缓存中拿到指令，放入寄存器，并对指令译码分解成一系列微操作，然后发出控制命令，执行微操作；
CPU并不能直接调用存储在硬盘上的系统、程序和数据，所以必须先将硬盘上的数据、内容存储在内存中，这样才能被CPU读取，所以内存是硬盘和CPU的中转站；
内存一般是比较小的，当内存超出额度之后，就会把硬盘上的部分空间模拟成内存——>虚拟内存，将暂时不用的数据或程序保存到虚拟内存，等到需要的时候再调用。

4.ARM结构处理器分类

1.嵌入式微处理器 —> 具有32位以上的处理器
2.嵌入式微控制器 —> 单片机，以某种微处理器内核为核心，芯片内部集成ROM，RAM等功能
3.嵌入式DSP处理器 —> 擅长数字信号处理

5.嵌入式MCU、MPU和DSP有什么区别

MCU，即微控制器，是一种集成了中央处理器核心、内存、外设接口等功能于一体的芯片。它通常用于控制嵌入式系统的操作，如家用电器、汽车控制系统等。MCU注重功耗、成本和尺寸的优化，特别适用于资源要求较低的应用场景。其内部存储器通常较小，且任务类型单一，主要执行过程控制、辅助功能以及简单的传感器数据采集等任务。
MPU，即微处理器，是一种具有强大计算和数据处理能力的芯片，它集成了CPU、内存、外设控制器和总线接口等功能。MPU通常具有较高的主频和大容量存储器，能够完成各种复杂的计算任务和数据处理操作。它适用于需要高性能计算和复杂算法处理的系统，如嵌入式系统和计算机领域。与MCU相比，MPU更注重处理能力和运算速度，能够运行复杂的操作系统和大型程序。
DSP，即数字信号处理器，是一种专门用于数字信号处理的微处理器。它具有特殊的硬件结构和指令集，能够高效地处理数字信号，如音频、视频、图像处理等。DSP的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令。与MCU和MPU相比，DSP更注重数字信号处理的性能和效率，适用于通信、音频处理、雷达等领域。

6.ROM、RAM和缓存

ROM（只读存储器）
ROM是一种非易失性存储器，意味着即使计算机关闭，ROM中的数据也会保留。ROM中存储的数据在制造过程中被编程，并且之后不能被修改，因此被称为“只读”。ROM通常用于存储计算机启动时需要的基本输入输出系统（BIOS）或固件，以及其他不需要改变的重要信息。
RAM（随机存取存储器）
RAM是一种易失性存储器，意味着当计算机关闭或重启时，RAM中的数据会被清除。RAM允许数据被读取和写入，并且数据的访问时间与存储位置无关，因此被称为“随机存取”。RAM是计算机主存的主要组成部分，用于存储当前正在运行的程序和数据，以便CPU能够快速访问。
缓存（Cache Memory）
缓存是一种高速缓冲存储器，位于CPU和主存之间，用于存储最近被CPU访问过的数据或指令。由于CPU的运算速度远高于主存的访问速度，因此引入缓存可以减少CPU等待主存响应的时间，提高计算机的整体性能。缓存通常使用静态RAM（SRAM）实现，这种存储器的访问速度非常快。

区别与联系

1. 功能：ROM主要用于存储固定不变的数据和程序，RAM用于存储临时数据和程序，而缓存则用于加速CPU对主存的访问。
2. 性能：ROM和RAM的访问速度相对较慢，而缓存的访问速度非常快。
3. 可修改性：ROM中的数据是不可修改的，RAM中的数据可以随意读写，缓存中的数据会根据CPU的需要动态更新。
4. 容量：ROM的容量通常较小，RAM的容量相对较大，而缓存的容量通常很小但速度极快。

7.常见的CPU指令集

8. CPU的流水线工作原理

CPU执行一条指令时，也分为几个步骤，如
指令取指（instruction fetch）—> 指令译码（Instruction decode）—> 指令执行（execute）—> 访存（memory access）—> 写回（write back），
重点：CPU并不会等一条指令完全执行完才执行下一条指令，而是像流水一样

9.嵌入式流水线工作有什么不同？

10.uboot启动过程做了什么事

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1. 硬件设备初始化：这包括设置CPU的速度、时钟频率及中断控制寄存器等，确保硬件处于正确的状态。
2. 加载U-Boot第二阶段代码到RAM：为了加快启动速度和提供更大的灵活性，U-Boot的第二阶段代码通常存储在Flash等非易失存储器中，并在第一阶段被加载到RAM中执行。
3. 设置好栈（Stack）：为后续的C语言代码执行做好准备。
4. 跳转到第二阶段代码入口：完成第一阶段的初始化工作后，跳转到第二阶段代码的入口点。

第二阶段（Stage2）则主要完成以下工作：

1. 初始化本阶段要使用的硬件设备：这可能包括内存、网络接口、显示设备等，具体取决于目标系统的配置。
2. 检测系统内存映射：确定系统的内存布局，以便后续的内存分配和管理。
3. 从Flash等设备读取并加载内核到RAM中：为内核的启动做好准备。
4. 为内核设置启动参数：这些参数可能包括内存布局、根文件系统位置等，供内核在启动时使用。
5. 调用内核：最后，U-Boot将控制权交给内核，由内核完成系统的后续初始化工作并启动用户空间程序。

11.说一说Bootloader

Bootloader是在嵌入式系统或计算机启动时的第一段代码，它的主要任务是负责系统的初始化和加载操作系统的核心模块。具体来说，Bootloader会首先进行硬件设备的初始化，包括CPU、内存、总线等核心硬件，确保它们处于正确的状态。接着，Bootloader会建立内存空间映射图，为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。
常见的Bootloader有Redboot、ARMboot、U-Boot、Blob等，其中U-Boot（Universal Boot Loader）是一个开源的、通用的引导加载程序，支持多种处理器架构和嵌入式系统。U-Boot的启动过程包括硬件初始化、加载内核等操作，确保系统能够正确地加载并运行操作系统。
总的来说，Bootloader是嵌入式系统或计算机启动时的关键组成部分，它确保了系统在加电后能够正确地加载并运行操作系统和应用程序。

12.中断和异常

13.DMA和中断的区别

14.中断函数的注意

1.中断函数应该遵循快进快出，把比较消耗时间的任务放到中段下文处理，比如tasklet，工作队列；
2.中断函数的返回值，应该使用内核定义的宏，而不是自定义；
3.中断不能有阻塞，不能让中断进入睡眠，比如中不能有信号量。

15.为什么要向内核传参

16.如何向内核传参

uboot传的是R0,R1,R2参数，R0默认是0，R1存放的就是CPU的型号，R2里面存放的是些基地址，比如内存的起始地址，内存大小，根文件系统的信息，
数据结构是struct tag
该结构体有两部分组成，结构体tag_header和联合体tag_data。

17.uboot为什么要关闭caches？

caches是CPU的2级缓存，主要作用是将常用的指令和数据存在cpu内部，刚上电CPU还不能管理caches，指令caches可以关闭，也可以不关闭，但是数据caches必须关闭，否则可能由于刚开始的代码到caches里面取数据的时候，由于caches还没准备好，会导致数据异常。

18.说一说AD转换

1. 采样：采样是把时间连续的模拟信号转换成时间离散、幅度连续的信号。换句话说，采样是用每隔一定时间间隔的信号样本值序列，代替原来在时间上连续的信号，也就是在时间上将模拟信号离散化。
2. 量化：量化是将幅度上连续取值（模拟量）的每一个样本转换为离散值（数字量）表示。也就是用有限数量的近似原来连续变化的幅度值，把模拟信号的连续幅度变为数量有限、有一定间隔的离散值。
3. 编码：编码则是按照一定的规律，把量化后的离散值用二进制数码表示，这样便于计算机的存储、处理和传输。

19.驱动申请内存的函数

1. kmalloc():

• 这是内核态下常用的内存申请函数。
• 它使用slab分配器，因此申请的内存是物理连续的。
• kmalloc()申请的内存位于内核空间中的直接映射区，通常用于分配小块内存。
• 需要指定所需内存的大小以及分配标志（如GFP_KERNEL）。

2. vmalloc():

• vmalloc()也是内核态下的内存申请函数。
• 与kmalloc()不同，vmalloc()申请的内存并不保证物理连续，但它可以在需要时分配大块内存。
• vmalloc()申请的内存位于内核空间的动态映射区。
• 由于其分配的内存可能不是物理连续的，因此性能上可能不如kmalloc()，但在需要大块连续虚拟内存空间时非常有用。

20.说一说Linux驱动开发和Linux应用开发以及Qt开发

Linux驱动开发

Linux驱动开发涉及为Linux内核编写软件，以便与硬件设备（如打印机、摄像头、网络设备、存储设备等）进行交互，驱动程序是操作系统与硬件设备之间的桥梁，它使得操作系统能够识别和控制硬件。

主要特点：

• 需要深入了解Linux内核、硬件架构以及设备的工作原理。
• 使用C语言和内核提供的API进行开发。
• 涉及中断处理、内存管理、并发控制等底层概念。
• 需要处理硬件相关的复杂性和不确定性。

开发工具：

• 文本编辑器或集成开发环境（IDE）如Vim, Emacs, Eclipse等。
• 交叉编译器，用于将代码编译成可在目标硬件上运行的二进制文件。
• 调试工具如gdbserver, kgdb等，用于远程调试内核代码。

Linux应用开发

Linux应用开发是指在Linux操作系统上编写用户空间的应用程序。这些程序可以是命令行工具、图形用户界面（GUI）应用程序、网络服务、数据库应用等。

主要特点：

• 使用高级编程语言如C, C++, Python, Java等。
• 利用Linux系统提供的库和API，如glibc, POSIX线程库等。
• 可以利用多种开发工具和框架，如GCC, CMake, Qt, GTK+等。
• 通常不涉及直接的硬件交互，而是通过系统调用来访问底层资源。

开发工具：

• 文本编辑器或IDE，如VSCode, Eclipse, CLion等。
• 编译器和构建系统，如GCC, CMake等。
• 调试工具，如gdb, valgrind等。
• 性能分析工具，如perf, gprof等。

Qt开发

Qt是一个用于开发跨平台应用程序和用户界面的框架。它提供了丰富的GUI组件、网络编程接口、多线程支持等，使得开发者能够高效地创建复杂的应用程序。

主要特点：

• 使用C++作为主要编程语言，但也支持其他语言如Python和QML。
• 提供了丰富的GUI组件和布局管理器，使得界面开发变得简单而高效。
• 支持多线程和网络编程，使得开发复杂的应用程序成为可能。
• 提供了强大的信号和槽机制，用于处理事件和消息。

开发工具：

• Qt Creator是一个专门为Qt设计的IDE，提供了代码编辑、编译、调试和性能分析等功能。
• Qt的库和工具集，包括QtCore, QtGui, QtWidgets等，用于构建应用程序的各个部分。
• 第三方库和插件，用于扩展Qt的功能和兼容性。

总的来说，Linux驱动开发、Linux应用开发和Qt开发都是软件开发的重要组成部分，它们在不同的层次和领域发挥着各自的作用。驱动开发关注于硬件和操作系统的交互，应用开发关注于实现特定的功能和服务，而Qt开发则提供了一个高效的跨平台开发框架。