嵌入式分享合集28

一、什么是眼图

  眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形，它包含了丰富的信息，从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响，体现了数字信号整体的特征，从而估计系统优劣程度，因而眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的核心。

    另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰，改善系统的传输性能。

    用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形就称为眼图。

    示波器一般测量的信号是一些位或某一段时间的波形，更多的反映的是细节信息，而眼图则反映的是链路上传输的所有数字信号的整体特征。

    观察眼图的方法是:用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛，故称为“眼图”。

    从“眼图”上可以观察出码间串扰和噪声的影响，从而估计系统优劣程度。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。

眼图是怎么形成的？

    对于数字信号，其高电平与低电平的变化可以有多种序列组合。以3个bit为例，可以有000-111共8中组合，在时域上将足够多的上述序列按某一个基准点对齐，然后将其波形叠加起来，就形成了眼图。

    如下图。对于测试仪器而言，首先从待测信号中恢复出信号的时钟信号，然后按照时钟基准来叠加出眼图，最终予以显示。

眼图中包含的信息有哪些？

    对于一幅真实的眼图，如下图，首先我们可以看出数字波形的平均上升时间(RiseTime)、下降时间(FallTime)、上冲(Overshoot)、下冲(Undershoot)、门限电平(Threshold/CrossingPercent)等基本的电平变换的参数。

    上升时间(RiseTime)：脉冲信号的上升时间是指脉冲瞬时值最初到达规定下限和规定上限的两瞬时之间的间隔。除另有规定之外,下限和上限分别定为脉冲峰值幅度的10%和90%。

    下降时间(FallTime)：脉冲信号的下降时间是指从脉冲峰值幅度的90%下降到10%所经历的时间间隔。

    上冲(Overshoot)：也叫过冲就是第一个峰值或谷值超过设定电压，主要表现为一个尖端脉冲，并且能导致电路元器件的失效。

    下冲(Undershoot)：是指下一个谷值或峰值。过分的过冲能够引起保护二极管工作,导致过早地失效。过分的下冲能够引起假的时钟或数据错误。

    门限电平(Threshold/CrossingPercent)：是指在系统传输特性劣于某一特定误码率的情况下，收信机所能达到的最低接收电平。

如何根据眼图情况分辨信号质量？

    信号不可能每次高低电平的电压值都保持完全一致，也不能保证每次高低电平的上升沿、下降沿都在同一时刻。由于多次信号的叠加，眼图的信号线变粗，出现模糊(Blur)的现象。

    所以眼图也反映了信号的噪声和抖动：在纵轴电压轴上，体现为电压的噪声(VoltageNoise)；在横轴时间轴上，体现为时域的抖动(Jitter)。如下图示。

    当存在噪声时，噪声将叠加在信号上，观察到的眼图的线迹会变得模糊不清。若同时存在码间串扰，“眼睛”将张开得更小。一般眼图的眼睛睁得越大，眼图眼高越高，代表信号质量越好。whaosoft aiot http://143ai.com

    做信号仿真可以获取眼图情况，然后根据眼图情况判断信号的质量，如果眼图情况不好，可以调整硬件设计或者PCB设计，使眼图眼高变高，保证生产出的产品信号质量。

二、STM32启动文件

STM32启动文件startup_stm32f10x_hd.s的代码进行讲解，此文件的代码在任何一个STM32F10x工程中都可以找到。

启动文件使用的ARM汇编指令汇总

 

Stack——栈

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Stack_Size EQU 0x00000400
AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=Stack_Mem SPACE Stack_Size__initial_sp

    开辟栈的大小为 0X00000400（1KB），名字为 STACK， NOINIT 即不初始化，可读可写， 8（2^3）字节对齐。

    栈的作用是用于局部变量，函数调用，函数形参等的开销，栈的大小不能超过内部SRAM 的大小。如果编写的程序比较大，定义的局部变量很多，那么就需要修改栈的大小。如果某一天，你写的程序出现了莫名奇怪的错误，并进入了硬 fault 的时候，这时你就要考虑下是不是栈不够大，溢出了。

    EQU：宏定义的伪指令，相当于等于，类似于C 中的 define。

    AREA：告诉汇编器汇编一个新的代码段或者数据段。STACK 表示段名，这个可以任意命名；NOINIT 表示不初始化；READWRITE 表示可读可写， ALIGN=3，表示按照 2^3对齐，即 8 字节对齐。

    SPACE：用于分配一定大小的内存空间，单位为字节。这里指定大小等于 Stack_Size。

    标号__initial_sp 紧挨着 SPACE 语句放置，表示栈的结束地址，即栈顶地址，栈是由高向低生长的。

Heap——堆​​​​​​​

 

    开辟堆的大小为 0X00000200（512 字节），名字为 HEAP， NOINIT 即不初始化，可读可写， 8（2^3）字节对齐。__heap_base 表示对的起始地址， __heap_limit 表示堆的结束地址。堆是由低向高生长的，跟栈的生长方向相反。

    堆主要用来动态内存的分配，像 malloc()函数申请的内存就在堆上面。这个在 STM32里面用的比较少。

PRESERVE8 THUMB

   PRESERVE8：指定当前文件的堆栈按照 8 字节对齐。

    THUMB：表示后面指令兼容 THUMB 指令。THUBM 是 ARM 以前的指令集， 16bit，现在 Cortex-M 系列的都使用 THUMB-2 指令集， THUMB-2 是 32 位的，兼容 16 位和 32 位的指令，是 THUMB 的超集。

向量表

AREA RESET, DATA, READONLYEXPORT __VectorsEXPORT __Vectors_EndEXPORT __Vectors_Size

    定义一个数据段，名字为 RESET，可读。并声明 __Vectors、 __Vectors_End 和__Vectors_Size 这三个标号具有全局属性，可供外部的文件调用。

    EXPORT：声明一个标号可被外部的文件使用，使标号具有全局属性。如果是 IAR 编译器，则使用的是 GLOBAL 这个指令。

    当内核响应了一个发生的异常后，对应的异常服务例程(ESR)就会执行。为了决定 ESR的入口地址， 内核使用了―向量表查表机制‖。这里使用一张向量表。向量表其实是一个WORD（32 位整数）数组，每个下标对应一种异常，该下标元素的值则是该 ESR 的入口地址。向量表在地址空间中的位置是可以设置的，通过 NVIC 中的一个重定位寄存器来指出向量表的地址。在复位后，该寄存器的值为 0。因此，在地址 0 （即 FLASH 地址 0） 处必须包含一张向量表，用于初始时的异常分配。要注意的是这里有个另类：0 号类型并不是什么入口地址，而是给出了复位后 MSP 的初值。下图是F103的向量表。

__Vectors DCD __initial_sp ;栈顶地址DCD Reset_Handler ;复位程序地址DCD NMI_HandlerDCD HardFault_HandlerDCD MemManage_HandlerDCD BusFault_HandlerDCD UsageFault_HandlerDCD 0 ; 0 表示保留DCD 0DCD 0DCD 0DCD SVC_HandlerDCD DebugMon_HandlerDCD 0DCD PendSV_HandlerDCD SysTick_Handler;外部中断开始DCD WWDG_IRQHandlerDCD PVD_IRQHandlerDCD TAMPER_IRQHandler;限于篇幅，中间代码省略DCD DMA2_Channel2_IRQHandlerDCD DMA2_Channel3_IRQHandlerDCD DMA2_Channel4_5_IRQHandler__Vectors_End__Vectors_Size EQU __Vectors_End - __Vectors

    __Vectors 为向量表起始地址， __Vectors_End 为向量表结束地址，两个相减即可算出向量表大小。

    向量表从 FLASH 的 0 地址开始放置，以 4 个字节为一个单位，地址 0 存放的是栈顶地址， 0X04 存放的是复位程序的地址，以此类推。从代码上看，向量表中存放的都是中断服务函数的函数名，可我们知道 C 语言中的函数名就是一个地址。

    DCD：分配一个或者多个以字为单位的内存，以四字节对齐，并要求初始化这些内存。在向量表中， DCD 分配了一堆内存，并且以 ESR 的入口地址初始化它们。

复位程序

AREA |.text|, CODE, READONLY

    定义一个名称为.text 的代码段，可读。

 

    复位子程序是系统上电后第一个执行的程序，调用 SystemInit 函数初始化系统时钟，然后调用 C 库函数_mian，最终调用 main 函数去到 C 的世界。

    WEAK：表示弱定义，如果外部文件优先定义了该标号则首先引用该标号，如果外部文件没有声明也不会出错。这里表示复位子程序可以由用户在其他文件重新实现，这里并不是唯一的。

    IMPORT：表示该标号来自外部文件，跟 C 语言中的 EXTERN 关键字类似。这里表示 SystemInit 和__main 这两个函数均来自外部的文件。

    SystemInit()是一个标准的库函数，在 system_stm32f10x.c 这个库文件中定义。主要作用是配置系统时钟，这里调用这个函数之后，单片机的系统时钟配被配置为 72M。__main 是一个标准的 C 库函数，主要作用是初始化用户堆栈，并在函数的最后调用main 函数去到 C 的世界。这就是为什么我们写的程序都有一个 main 函数的原因。

     LDR、 BLX、 BX 是 CM4 内核的指令，可在《CM3 权威指南 CnR2》第四章-指令集里面查询到，具体作用见下表：

 

 中断服务程序

    在启动文件里面已经帮我们写好所有中断的中断服务函数，跟我们平时写的中断服务函数不一样的就是这些函数都是空的，真正的中断服务程序需要我们在外部的 C 文件里面重新实现，这里只是提前占了一个位置而已。

    如果我们在使用某个外设的时候，开启了某个中断，但是又忘记编写配套的中断服务程序或者函数名写错，那当中断来临的时，程序就会跳转到启动文件预先写好的空的中断服务程序中，并且在这个空函数中无线循环，即程序就死在这里。

NMI_Handler PROC ;系统异常EXPORT NMI_Handler [WEAK]B .ENDP;限于篇幅，中间代码省略SysTick_Handler PROCEXPORT SysTick_Handler [WEAK]B .ENDPDefault_Handler PROC ;外部中断EXPORT WWDG_IRQHandler [WEAK]EXPORT PVD_IRQHandler [WEAK]EXPORT TAMP_STAMP_IRQHandler [WEAK];限于篇幅，中间代码省略LTDC_IRQHandlerLTDC_ER_IRQHandlerDMA2D_IRQHandlerB .ENDP

   B：跳转到一个标号。这里跳转到一个‘.’，即表示无线循环

用户堆栈初始化

ALIGN

    ALIGN：对指令或者数据存放的地址进行对齐，后面会跟一个立即数。缺省表示 4 字节对齐。

;用户栈和堆初始化,由 C 库函数_main 来完成IF :DEF:__MICROLIB ;这个宏在 KEIL 里面开启EXPORT __initial_spEXPORT __heap_baseEXPORT __heap_limitELSEIMPORT __use_two_region_memory ; 这个函数由用户自己实现EXPORT __user_initial_stackheap__user_initial_stackheapLDR R0, = Heap_MemLDR R1, =(Stack_Mem + Stack_Size)LDR R2, = (Heap_Mem + Heap_Size)LDR R3, = Stack_MemBX LRALIGNENDIFEND

    首先判断是否定义了__MICROLIB ，如果定义了这个宏则赋予标号__initial_sp（栈顶地址）、 __heap_base（堆起始地址）、 __heap_limit（堆结束地址）全局属性，可供外部文件调用。有关这个宏我们在 KEIL 里面配置，具体见下图。然后堆栈的初始化就由 C 库函数_main 来完成。

 

    如果没有定义__MICROLIB，则才用双段存储器模式，且声明标号__user_initial_stackheap 具有全局属性，让用户自己来初始化堆栈。延庆川北小区45孙老师 收卖废品破烂垃圾炒股 废品孙 再回收

    前文的汇编代码，需要注意：

• IF,ELSE,ENDIF：汇编的条件分支语句，跟 C 语言的 if ,else 类似

• END：文件结束

三、发一发曾经的程序员看看都有谁啊 哈哈一看吓一跳

王小波

    对于王小波也就读过一本《一只特立独行的猪》，让我对王小波产生兴趣的是在读到《Mac Talk》这本书里写到王小波除了作家的身份外，还是一名程序员，并且是一名很牛的程序员。在 90 年代初的时候因为国内应用软件缺乏，爱捣鼓东西的王小波利用闲暇时间学习了汇编和C语言，编了中文编辑器和输入法。中文编辑器和输入法任何一个都是大牛级的 GEEK 才会去尝试的东西。

许嵩

    音乐才子许嵩在医学、烹饪方面都非常在行，在他15岁的时候就参加了全国中学生网页设计大赛，成为了安徽省的第一名，而且他最初的梦想是开发一个比windows更牛的操作系统。

马东

    说到马东，大家首先想到的可能是他前央视主持人的身份，以及他在《奇葩说》中的搞笑形象。

    身为相声大师马季的儿子，马东曾被父亲下了“不许学相声”的死命令。在他很小的时候，便被家里送往澳大利亚读书，读的正是计算机专业。毕业后，马东进入当地一家大公司工作，成了一名朝九晚五的程序员，一干就是10年。

奥巴马

    除了娱乐圈名人，在政界也不乏一些编程爱好者。众所周知，当年奥巴马在“一小时编程”的项目里，用Java在页面上画了一个正方形，让他成为了史上第一位会编程的美国总统。

李显龙

    但放眼世界，他可不是唯一一位学习编程的政界名人。现任新加坡总理李显龙，1974年毕业于英国剑桥大学，获得过数学一等荣誉学位及电脑科学优等文凭。

    2015年，李显龙还在Facebook上晒出过一组他几年前用C++编写的关于数独求解器代码，还附上一个指向Google Drive的链接，里面包含了这段代码及其输出示例和编译后的Windows可执行文件。

    很多网友评价他是总理中最能写程序的，程序员中最能当总理的。