本周制作YMC25564-02BADYDGL 的OTP1x3测板的AD画图订板，学习的是嵌入式刷题，包括嵌入式基础对于嵌入式和裸机开发的区别。
单片机做系统要用到RTOS，RTOS有三大性质（实时性、可裁剪性、可靠性）。
- 实时性：实时操作系统中，首要任务是调度一切可利用的资源来完成实时控制任务。
- 可裁剪性：RTOS所有机制（内存管理、中断处理、任务调度）确保最关键的任务能按时执行。
- 可靠性：实时操作系统就是系统启动后运行一个后台程序。
RTOS本身通常没有像Windows界面那样图形界面为用户直接操作。实时操作系统可以根据应用环境要求内核进行裁剪和重配，单片机RAM有限，如果项目不需要网络可以把网络协议栈剪掉。
RTOS（Real Time Operating System）实时操作系统
在单片机（如STM32）裸机开发时，通常用全局变量和中断标志位解决问题。但一旦引入RTOS（如FreeRTOS、uC/OS、RT-Thread），系统变成多任务并发环境，多个任务可能会同时争夺同一个硬件资源（如串口、SPI总线、显示屏），这时就必须用到信号量机制。
PV（信号量机制）操作实现进程同步和互斥。
1、确定信号量的初始值（最大值）
举个例子两个进程属于互斥资源（同一时刻只能被一个进程使用）
信号量初始值属于系统中该类资源数量，信号量S的初始值为2.当没有进程使用的时候S达到最大值2.
2、确定信号量的最小值
P操作（申请资源）执行S-1，如果S<0进程阻塞，进入等待队列。
V操作（释放资源）执行S+1，如果S<=0唤醒一个进程。
极端情况 n个进程想使用这两条线或者说是打印机，第一个进程是S=2-1=1.....到S=0-1=-1，S=-1-1=-2 简单说是从2到0前面只是占了3位所以S在最后=-(n-2) P=-(N-2) V=2 PV=-（N-2）~2 现实中可能就是I2C总线。
信号量（Semaphore）分类（二值信号量、计数信号量、互斥量）
- 二值信号量：取0或1，实现互斥锁加任务同步。
- 计数信号量：取0~N，用来管理多个同类资源。
- 互斥量：带有优先级继承机制的特殊二值信号量，防止优先级翻转。
常见RTOS的API对应，书本考试上称PV操作来源于荷兰语Proberen和Verhogen 实际封装成了各种函数。
- uC/os:OSSemPend()=>P，OSSemPost()=>V
- Free RTOS:xSemaphore Take()=>P，xSemaphore Give()=>V
- RT-Thread:rt_sem_take()=>P，rt_sem_release()=>V
加入一个问题——在中断服务函数（ISR）中应该是用什么操作释放信号量？
在Free RTOS中必须带From ISR后缀API 如xSemaphoreGiveFrom ISR，且不能带阻塞。
中断处理流程
硬件自动完成：关中断->保存断点->软件处理：识别中断源->保存现场和屏蔽字->开中断->执行中断服务程序主体->关中断->恢复现场和屏蔽字->开中断->中断返回，恢复断点
设置屏蔽字，关中断经常出现在开中断前后，用来控制中断嵌套和保护现场。
中断服务程序（ISR）ARM V8 ERET异常返回，IRET X86中断返回。ERET (Exception Return) 是 ARMv8 (AArch64) 架构中用于从异常处理程序返回的核心指令。它的作用远不止是简单的“跳转”，而是一次对处理器状态的原子性恢复，会同时恢复程序计数器（PC）和整个处理器状态（PSTATE）。
ERET是一条特殊的系统指令，它执行时主要完成两个关键动作：
恢复 PSTATE（处理器状态）：从当前异常级别的
SPSR_ELn(Saved Program Status Register) 寄存器中读取值，并恢复到 PSTATE 中。这包括条件标志位、中断屏蔽位、处理器模式等关键信息。跳转到返回地址：从当前异常级别的
ELR_ELn(Exception Link Register) 寄存器中读取值，并将其设置为新的程序计数器（PC），从而让CPU回到异常发生时的地址（或处理程序指定的其他地址）继续执行。
这两个动作必须是原子的。如果分两步执行，无论是先设置 PC 还是先恢复 PSTATE，都可能导致 CPU 在错误的状态下执行代码，引发混乱。
完整的异常返回流程：从硬件保存到软件恢复
要理解ERET，需要将它放在完整的异常处理闭环中来看：
异常发生（硬件自动保存）：当异常发生时，CPU 硬件会自动将当前的 PSTATE 保存到
SPSR_ELn，并将异常返回地址（通常是导致异常的指令或它的下一条）保存到ELR_ELn。异常处理（软件执行）：软件（如操作系统内核）在异常处理程序中执行，进行必要的处理。如果处理程序修改了
SPSR_ELn或ELR_ELn（例如，需要返回到不同的地址），它会用MSR指令写入新值。异常返回（执行
ERET）：异常处理程序结束时，执行ERET指令。此时，硬件会原子性地从SPSR_ELn和ELR_ELn中读取值，并分别恢复 PSTATE 和 PC，从而无缝地返回到被中断的上下文。
🔗 关键寄存器：ELR_ELx 与 SPSR_ELx
ERET的运作依赖于这对“孪生”系统寄存器：
ELR_ELx(Exception Link Register)：“返回地址保险箱”。它保存了异常返回后要执行的下一条指令的地址。SPSR_ELx(Saved Program Status Register)：“处理器状态快照”。它完整保存了异常发生瞬间的 PSTATE，包括条件标志位、中断屏蔽位（DAIF）、处理器模式（EL）和堆栈指针选择（SP）等。ERET通过恢复SPSR_ELx，也就恢复了处理器的“身份”和“权限”，例如从内核态（EL1）返回到用户态（EL0）。
⚠️ 编程关键点与限制
在实际编程中，使用ERET需要注意以下几点：
特权指令：
ERET是特权指令，不能在 EL0（用户态）执行，否则会触发未定义指令异常。非法返回：
ERET执行时，硬件会检查SPSR_ELn中的值是否合法。例如，试图返回到一个非法的异常级别或非法的执行状态（如 AArch32 与 AArch64 之间的非法切换）会触发非法返回事件 (Illegal return event)，导致异常。推测执行屏障 (Speculation Barrier)：在某些 ARMv8.5+ 的 CPU 上，
ERET之后的指令可能会被推测执行。如果这带来了安全风险（如侧信道攻击），需要在ERET后插入一个推测执行屏障（如SB指令）来阻止 CPU “偷看”并执行ERET之后的指令。上下文同步：
ERET本身会带来一次上下文同步，确保之前对系统寄存器的修改（如通过MSR指令）对后续的指令可见。
缓存Cache:分为直接映射（硬件极简单，成本最低，冲突率极高），全相联映射（冲突率极低，硬件成本极高，速度慢），组相联映射（完美平衡了直接映射的“低成本”和全相联的“低冲突”）。平衡速度与硬件成本。
替换算法：Cache满了腾位置，用LRU（最近最少使用）FIF0（先进先出）
MESI协议（缓存一致性协议）
MESI 代表一个缓存行的四种状态：
M (Modified - 已修改)：数据在我这被改了，跟主存（内存）不一样了。此时我是独占的，别人都没这数据。
E (Exclusive - 独占)：数据只有我这儿有，主存里也有一样的。别人没这数据。
S (Shared - 共享)：这数据好几个核都有，大家都没改它，和主存一致。
I (Invalid - 无效)：被别人改过了，我这块缓存作废了，不能用了。
映射方式决定了 CPU去哪找数据。
替换算法决定了 CPU扔掉谁来腾位置。
MESI 协议决定了多核之间怎么同步数据，防止读到脏数据。
LCD背光驱动电路
一个led外加一个背光灯，使能端接PWM，PWM占空比=（开的时间）/（开+关的时间），PWM=50%灯半亮。通过数据手册来使电阻分压，公式Vout=Vin[R2/(R1+R2)]，来看MCU ADC的量程。
BUCK降压：利用二极管单向导电性 串一个MOS管和一个电感并电感和负载，公式Vout=Vinx占空比
Boost升压：电源电感LED并电感和负载 开关正常放，公式Vout=Vin(1-占空比)。
对光耦参数选型问题：看单片机引脚驱动，选IF=>正向电流。接收信号类型：选线性/非线性 CTR输出与输入电流成比例接耐压：选VISO隔离电压对于恒流驱动，PWM调光 ：主用功率驱动。
