面试中可能涉及的一些硬件问题。比如IIC原理。NAND和nor的区别。

一、ARM

重定位、可重入函数、回调函数

1、工作模式：

user：非特权模式，大部分都在这种模式下工作
FIQ：快速中断模式 异常模式，特权模式
IRQ：普通中断模式 异常模式，特权模式
Supervisor：复位或者软中断模式 异常模式，特权模式
Abort：存取异常 异常模式，特权模式
undef:未定义模式 异常模式，特权模式
system：系统模式 特权模式

2、寄存器

ARM的通用寄存器共有37个。

user模式下可用的寄存器是r0~r15和cpsr寄存器，其中r13又叫sp（栈）寄存器，r14又叫lr寄存器。r15又叫pc寄存器。pc（程序控制寄存器）中的地址是哪里，CPU就执行在哪里。
FIQ：其中的寄存器r0~r7和r15以及cpsr寄存器和user一样，但是有自己的r8~r14,以及spsr
IRQ：其中的寄存器r0~r12和r15以及cpsr寄存器和user一样，但是有自己的r13~r14,以及spsr
Supervisor：其中的寄存器r0~r12和r15以及cpsr寄存器和user一样，但是有自己的r13~r14,以及spsr
Abort：其中的寄存器r0~r12和r15以及cpsr寄存器和user一样，但是有自己的r13~r14,以及spsr
undef：其中的寄存器r0~r12和r15以及cpsr寄存器和user一样，但是有自己的r13~r14,以及spsr
system：和user的寄存器一模一样，但是这是特权模式下的。
这里所有的cpsr又叫程序状态寄存器，其中bit0~bit4位工作模位，bit5是ARM编程模式位，bit6和bit7是FIQ和IRQ的中断使能位，bit28~bit31是条件位。

3、异常

发生异常时需要：
①拷贝cpsr到spsr中
②设置cpsr
③保存返回地址到lr
④设置pc到异常处
⑤返回：从spsr到cpsr，从lr到pc。

二、Uboot

承上启下的作用，Linux内核前执行的代码，作用就是引导Linux内核的执行

三、IIC总线

1、介绍一下你了解的I2C？

I2C总线是飞利浦（PHLIPS）公司推出的一种串行总线，用于连接微控制器及其外围设备， I2C串行总线有两根双向信号线。一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。 它仅通过两根信号线就可以完成对所有挂载在I2C总线上的从器件进行操作。这样的好处是可以大大的节省我们微处理器的IO口资源。

2、I2C到底可以挂载多少个器件呢？

答：IIC协议规定，在启动总线后第1字节的高7位是从节点的寻址地址，其中高四位为器件类型识别符，接着三位为片选，最后一位为读写位，当为1时为读操作，为0时为写操作，所以具体挂载多少个器件由I2C地址决定，7位寻址地址减去1个广播地址0x00不用，所以有2^7=128 - 1 = 127，那就是127个地址， 所以理论上可以挂127个从器件。

3、I2C如何同时挂载多个同一种器件（地址相同的器件）？

答：理论上是不会这样设计的，如果一定要这样做的话，可以通过硬件上设计，控制器件是否挂载总线来实现（方法可用一个开关电路切断器件SDA或者SCL是否接入总线来实现）

4、I2C总线的主机与从机之间是如何通信的呢？

I2C总线的主机与从机之间的通信主要和I2C的时序有关。在通信开始的时候SCL与SDA都置为高电平，此时为总线空闲时间。当SCL为高电平期间SDA的电平被拉低，标志这总线的启动。当SCL为高电平期间SDA的电平被拉高，标志这总线的终止。在进行数据传送时，SCL为高电平期间，SDA上的数据必须保持稳定，只有在SCL的信号为低电平时，SDA上的高电平才允许变化。所以只要我们根据芯片手册正确的写好IIC的时序，按时序发送器件地址（不同的器件的地址不同）以及数据，就可以使主机与从机之间通信。

5、I2C总线的仲裁你知道吗？

总线上可能挂接有多个器件，有时会发生两个或多个主器件同时想占用总线的情况，这种情况叫做总线竞争。I2C总线具有多主控能力，可以对发生在SDA线上的总线竞争进行仲裁，其仲裁原则是这样的：当多个主器件同时想占用总线时，如果某个主器件发送高电平，而另一个主器件发送低电平，则发送电平与此时SDA总线电平不符的那个器件将自动关闭其输出级。总线竞争的仲裁是在两个层次上进行的。首先是地址位的比较，如果主器件寻址同一个从器件，则进入数据位的比较，从而确保了竞争仲裁的可靠性。由于是利用I2C总线上的信息进行仲裁，因此不会造成信息的丢失。

6、I2C时钟信号（SCL）的同步问题

在I2C总线上传送信息时的时钟同步信号是由挂接在SCL线上的所有器件的逻辑“与”完成的。SCL线上由高电平到低电平的跳变将影响到这些器件，一旦某个器件的时钟信号下跳为低电平，将使SCL线一直保持低电平，使SCL线上的所有器件开始低电平期。此时，低电平周期短的器件的时钟由低至高的跳变并不能影响SCL线的状态，于是这些器件将进入高电平等待的状态。当所有器件的时钟信号都上跳为高电平时，低电平期结束，SCL线被释放返回高电平，即所有的器件都同时开始它们的高电平期。其后，第一个结束高电平期的器件又将SCL线拉成低电平。这样就在SCL线上产生一个同步时钟。可见，时钟低电平时间由时钟低电平期最长的器件确定，而时钟高电平时间由时钟高电平期最短的器件确定。

7、I2C总线的其他注意点

1、进行数据传送时，在SCL为高电平期间，SDA线上电平必须保持稳定，只有SCL为低时，才允许SDA线上电平改变状态。并且每个字节传送时都是高位在前。
2、对于应答信号，ACK=0时为有效应答位，说明从机已经成功接收到该字节，若为1则说明接受不成功。
3、如果从机需要延迟下一个数据字节开始传送的时间，可以通过把SCL电平拉低并保持来强制主机进入等待状态。
4、主机完成一次通信后还想继续占用总线在进行一次通信，而又不释放总线，就要利用重启动信号Sr。它既作为前一次数据传输的结束，又作为后一次传输的开始。
5、总线冲突时，按“低电平优先”的仲裁原则，把总线判给在数据线上先发送低电平的主器件。
6、在特殊情况下，若需禁止所有发生在I2C总线上的通信，可采用封锁或关闭总线，具体操作为在总线上的任一器件将SCL锁定在低电平即可。
7、SDA仲裁和SCL时钟同步处理过程没有先后关系，而是同时进行的。

四、SPI总线

摩托罗拉公司推出的总线

1、SPI一般使用4条线通信分别是？

1、 MISO ————— 主设备数据输入、从设备数据输出

2、 MOSI ————— 主设备数据输出、从设备数据输入

3、 SCLK ————— 时钟信号、由主设备产生

4、 NSS(CS) ————– 从设备片选信号，由主设备控制

2、通信方式

SPI是单主设备通信协议，这意味着总线中只有一个中心设备能发起通信，当SPI主设备想读/写从设备时，它要拉低从设备对应的CS线（CS是低电平有效的）。主机和从机都有一个串行移位寄存器，主机通过向它的SPI串行寄存器写入一个字节来发起一次传输。寄存器通过MOSI信号线将字节传送给从机，实现“写”的功能。从机也将自己的移位寄存器中的内容通过MISO信号线返回给主机，实现“读”的功能。这样，两个移位寄存器中的内容就被交换，外设的写操作和读操作是同步完成的。如果只进行写操作，主机只需忽略接收到的字节；反之。若主机要读取从机的一个字节，就必须发送一个空字节来引发从机的传输。

3、SPI有四种操作模式，模式0、模式1、模式2、模式3。它们的区别是?

它们的区别是定义了在时钟脉冲的哪条边沿转换输出信号，哪条边沿采样输入信号，还有时钟脉冲的稳定电平值(就是时钟信号无效时是高还是低)。每种模式都由参数时钟极CPOL和时钟期CPHA刻画。

4、硬件SPI和软件模拟SPI的区别有哪些？

硬件SPI的效率要比软件模拟SPI高，写程序的时候只要把要发的数据写在寄存器里，硬件就会自动给你发了，软件模拟SPI则需要器实现时钟的拉高拉低，数据串行输出等等。硬件SPI必须要处理器支持才可以用，软件SPI就不需要特定的要求了，一般IO口就可用

五、Linux驱动

总线、设备、驱动

platform总线

file_operations结构体

lsmod、rmmod、insmod、modinfo

cat /proc/devices查看设备号

老的注册函数register_chrdev

老的注销函数unregister_chrdev

新的注册设备号有两个函数，第一步register_chrdev_region是自己指定主次设备号，alloc_chrdev_region是自动分配主设备号。第二步：cdev相关注册file_operations

新的注销函数在module_exit中调用的函数中先调用cdev_del，再调用下面中对应的一个函数unregister_chrdev_region，unalloc_chrdev_region

class_create(owner, name)

device_destroy(test_class, mydev);

六、中断

中断中不可睡眠。中断上下半部

①ISR（中断处理函数） 不能返回一个值。如果你不懂这个，那么你不会被雇用的。
② ISR 不能传递参数。如果你没有看到这一点，你被雇用的机会等同第一项。
③在许多的处理器/编译器中，浮点一般都是不可重入的。有些处理器/编译器需要让额处的寄存器入栈，有些处理器/编译器就是不允许在ISR中做浮点运算。此外，ISR应该是短而有效率的，在ISR中做浮点运算是不明智的。
④ 与第三点一脉相承，printf()经常有重入和性能上的问题。如果你丢掉了第三和第四点，我不会太为难你的。不用说，如果你能得到后两点，那么你的被雇用前景越来越光明了。

版权属于：孟超

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