第27卷第6期增刊 2006年6月 仪 器 仪 表 学 报 Chinese Journal of Scientific Instrument Vol.27No.6 J une.2006 嵌入式系统的低功耗设计 3 杨天池 金 梁 王天鹏 (解放军信息工程大学 郑州 450002) 摘 要 嵌入式系统的电源管理是系统设计中关键部分,合理的电源管理方案可以减少系统的功耗并提高整体性能。本文提出了一种层次化的电源管理结构,分别为硬件层、驱动层、操作系统层、电源管理层和应用层。本文同时引入了动态的电源管理方法来解决电源功耗的动态管理问题。通过在实际的系统中的测试表明,该电源管理机制的有效性。关键词 嵌入式系统 低功耗设计 动态电源管理 PXA255 Low pow er design in embedded system Yang Tianchi Jin Liang Wang Tianpeng (Universit y of I nf ormation Engineering ,Zhengz hou 450002,China ) Abstract Proper power management mechanism is important when designing embedded system.It is helpful to reduce power consumption and improve performance.This low power model adopt s five 2layer architecture ,which are hardware platform ,driver layer ,operating system ,power manage mechanism and application program.Dynamic power management (DPM )technology is also introduced to solve the problem of power consumption.The experiment on embedded system demonstrates t hat this power management mechanism is feasible.K ey w ords embedded system low power design dynamic power management PXA255 3基金项目:河南人才创新基金(0421000100) 1 引 言 随着嵌入式系统的发展以及应用面的不断扩展,功耗控制是系统设计中必不可少的组成部分。如何最大限度的降低系统功耗、减少不必要的能源损失、延长电池使用时间已经成为嵌入式系统特别是便携式系统设计中研究的热点问题。系统的低功耗设计,并非是某一方面、某一角度的解决方案,而应当从系统级的设计考虑功耗的节省,是一个硬件设计与软件控制相互结合的协调过程。 2 低功耗电路模型 低功耗设计对于无线设备、PDA 等便携式设备的实际应用具有重要的意义。低功耗元件的发展和系统设计的进步使得通用计算技术可以用到表、无线电话、 PDA 和桌面计算机中。在这些系统中的电源管理技 术传统上集中在休眠模式和设备能源管理这2个方面上[1]。但是,这样的电源管理缺乏直观性和灵活性,而且功耗的降低,并非单独软件、硬件单方面可以解决的[2],因此设计并建立如图1所示的系统低功耗设计模型。整个模型由硬件平台,驱动层,操作系统层,电源管理机制层和应用程序五个部分组成。 2.1 硬件平台 几乎所有系统功耗都集中于硬件平台,因此降低硬件平台的功耗是实现低功耗的基本所在。公式(1)为系统功耗的表达式: P ∞CV 2 f (1) 式中:C 是负载电容,V 是器件电压,f 是工作频率[3]。系统功耗同负载电容、器件电压平方以及工作频率成正比。因此,硬件平台设计多选用低电压,电压、频率可调器件,以及采用SOC 设计来进一步降低功耗[4,5]。另外,模式可控器件在空闲状态消耗的能量为运行状
通用嵌入式系统测试平台 （ESITest 3.2） 一、平台概述 通用嵌入式系统测试平台（Embeded System Interface Test Studio V3.2,简称：ESITest3.2）是针对于嵌入式系统进行实时-闭环-非侵入式黑盒测试的自动化测试平台，适用于嵌入式系统在设计、仿真、测试、集成验证和维护等各阶段配置项级别和系统级别的动态测试与验证。 平台主要功能： ?是一款针对嵌入式系统测试的自动化测试平台； ?可实现对嵌入式系统的黑盒动态测试； ?支持自动化测试和回归测试； ?可实现对嵌入式系统进行实时-闭环-非侵入式的系统级测试； ?支持多种测试类型：功能测试、接口测试、边界测试、强度测试、安全 性测试等； ?支持基于硬件、软件以及仿真的故障注入测试； ?可对嵌入式系统各组成模块分割开进行单独测试； ?替代测试工装（陪测设备、测试台）； ?实现基于实装难以完成的测试任务； ?提供了支持测试设计与开发、测试执行与管理的整套解决方案。 平台由软件和硬件两部分组成。软件部分主要包括测试设计软件、测试执行软件、客户端软件、实时数据监控软件、数据查看及分析软件、各类接口设备辅助调试软件及辅助测试软件等。 目前该平台提供PXI模式（ESITest-PXI）与分布式模式（ESITest-LAN）两种架构产品。 二、ESITest-PXI产品 1、产品简介 PXI总线架构产品的硬件部分由PXI机箱、PXI控制器、PXI接口模块组成，其中PXI接口模块包括了RS232、RS422、RS485、CAN、MIL-STD-1553B、AD采集、DA转换、DI/DO以及示波器、函数发生仪等模块。
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目录 1文档介绍 (4) 1.1文档内容说明 (4) 1.2术语与缩写解释 (4) 2系统概述 (4) 3系统需求定义 (4) 4系统总体结构 (4) 5系统模块汇总 (4) 6命名规则 (5) 7开发、测试与运行环境 (5) 8附录及参考资料 (5)
1文档介绍 1.1文档内容说明 提示：阐明编写此文档的目的、应用项目、开发的硬件和软件环境 1.2术语与缩写解释 缩写、术语解释 … 2系统概述 提示： （1）说明本系统“是什么”，所属项目 （2）描述本系统的主要功能。 3系统需求定义 提示： 详细说明对本系统的主要的输入输出项目、处理的功能性能要求等。 4系统总体结构 提示： （1）将系统分解为若干子系统，绘制各种结构图（例如层次结构图、数据流图），说明各子系统的主要功能。（尽可能简单明了，但是能够阐述清楚系统的结构）。 （2）说明“如何”以及“为什么”（how and why）如此分解系统。 （3）说明各子系统如何协调工作，从而实现原系统的功能。 5系统模块汇总 提示：说明本系统中实现功能的单元模块，并且说明该单元模块具体功能。 模块名称功能概述
6命名规则 提示：说明源文件、类、函数、变量等命名规则。 7开发、测试与运行环境 提示：说明本系统应当在什么样的环境下开发和运行，有什么强制要求和建议？ 类别标准配置最低配置开发环境 测试环境 运行环境 8附录及参考资料 提示：在此章节中罗列出所有参考资料、项目开发相关设计文档及源代码。 流程：由项目负责人填写《软件总体设计文档》→嵌入式组长审核→技术评审→项目负责人发送文件给配置管理员→配置管理员存档
嵌入式系统开发技术 设计报告 组长： 成员： 中国石油大学（华东）计算机与通信工程学院计算机科学系 二0 年12 月
一、引言 OpenCV的全称是：Open Source Computer Vision Library。OpenCV是一个基于（开源）发行的跨平台计算机视觉库，可以运行在Linux、Windows和Mac OS操作系统上。它轻量级而且高效——由一系列C 函数和少量C++ 类构成，同时提供了Python、Ruby、MATLAB等语言的接口，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。它的应用领域非常广泛，包括人机互动、物体识别、图像分割、人脸识别、机器视觉、汽车安全驾驶等。随着手机性能的不断提高，OpenCV往安卓上移植已经成为可能，安卓设备移植上OpenCV之后将能够进行复杂的图像处理和视频分析工作，人们不必拘泥于使用固定的设备进行图像以及视频的处理，从而增加了处理的灵活性。 本课程设计实现的就是OpenCV到安卓的移植以及在安卓上实现一个简单的图像处理应用。Android应用程序是通过Android SDK（Software Development Kit）利用Java编程语言进行开发，同时也可以通过JNI调用C动态库，不过这种开发方式存在技术障碍，伴随着Android NDK(Native Development Kit)的问世，使得“JA V A+C”的开发方式走向成熟。 二、总体设计 1、功能描述 本课程设计分为以下四个模块，各模块功能介绍如下： Android-OpenCV项目： OpenCV中大部分重要API在该项目中已经封装成了JA V A接口，为安卓上的OpenCV开发提供C、C++函数支持。 Android NDK： 它包括从C / C++生成原生代码库所需要的工具和build files，能够将一致的原生库嵌入可以在Android设备上部署的应用程序包文件（application packages files ，即.apk文件）中，支持所有未来Android平台的一些列原生系统头文件和库。在本课程设计中担任重要角色，包括交叉编译OpenCV源代码、编译测试程序等。 Cygwin: Windows下模拟Linux操作环境，在其中执行NDK编译。 Eclipse： Android开发环境，开发android程序，生成可执行的.apk文件,连接真机或虚拟机进行调试。 2、设计特色 本课程设计的特色在于成功的将android-opencv移植到eclipse开发环境中去，实现了在android设备开发图像处理、视频分析应用，提高了android设备的使用价值。编译环境采用Android NDK+Cygwin，方便开发者在windows环境下开发“java+c”程序。 3、体系结构
嵌入式系统的测试和可靠性评估 摘要:引入多种嵌入式系统测试方法;根据ISO 9000国际质量标准,提出一种切实可行的可靠性评估方案,并使它们应用于嵌入式产品测试中,测试效果良好。最后,通过测试实例说明嵌入式系统的系统测试过程和分析。 关键词:嵌入式系统;系统测试;测试方法;可靠性评估 随着嵌入式系统硬件体系结构的变化,嵌入式系统的发展趋势向嵌入式系统高端,即嵌入式软件系统转移,具体体现在嵌入式操作系统趋于多样和应用软件日渐复杂。由于嵌入式系统软硬件功能界限模糊,研究如何进行系统测试和进行质量评估来保证嵌入式系统的产品质量具有重要意义。 首先,这里明确嵌入式系统的系统测试定义,是将开发的软件系统(包括嵌入式操作系统和嵌入式应用软件)、硬件系统和其它相关因素(如人员的操作、数据的获取等)综合起来,对整个产品进行的全面测试。嵌入式系统的系统测试比PC 系统软件测试要困难得多,主要体现如下:①测试软件功能依赖不需编码的硬件功能,快速定位软硬件错误困难;②强壮性测试、可知性测试很难编码实现;③交叉测试平台的测试用例、测试结果上载困难;④基于消息系统测试的复杂性,包括线程、任务、子系统之间的交互,并发、容错和对时间的要求;⑤性能测试、确定性能瓶颈困难;⑥实施测试自动化技术困难。 1测试方法 根据Goodenough和Gerhart提出的软件测试充分性准则可知,软件测试具有非复合性的特点,也就是说,即使以软件所有成分都进行了充分的测试,也并不意味着整个软件的测试已经充分。所以,即使通过了需求测试、设计测试、编码测试,并不意味着已经完全了充分的测试,还要进行软硬件全面测试,即系统测试。正确的系统测试方法能设计出良好的测试用例,而良好的测试用例是测试成功的关键。测试用例质量特性主要有以下几点。 ①检验性:检测软件缺陷的有效性,是否能发现缺陷或至少可能发现缺陷。②可仿效性:可以支持测试多项内容,减少测试用例的数量。③开销:测试用例的执行、分析和调试是否经济。④修改性:每次软件修改后对测试用例的维护成本。测试方法不仅要保证测试用例具有发现缺陷的高可移植性,而且还要保证测试用例设计的经济有效。因此,在实际测试工作中,将嵌入式系统的测试方法分类如下:根据测试是否动态运行被测程序分为静态测试方法和动态测试方法;根据测试阶
一页纸嵌入式软件项目管理方案 ,, 王晓伟胡杨 ,,, 智能手机软件部上海,,中兴通讯软件开发三部 ,,,:,,:, , ,中兴通讯测试部上海 ,,,,, ,:,,:, ,。,摘要重点介绍一页纸项目管理在嵌入式软件研发中的应用以智能手机的软件研发项目为例对新时代 , 。嵌入式软件研发的问题和流程进行了一些思考提出了一页纸嵌入式软件项目管理方案同时针对智能手 , 。机开发中的功耗优化问题给出了应用实例 ,,,,关键词一页纸项目管理软件项目管理嵌入式 , , 行及时的调整将有限时间和精力落到实处从引言 :。而不断优化产品性能和满足客户需求本文的一 页纸嵌入式软件项目管理方案正是基于以上的思、 , 随着信息技术通信技术的飞速发展。考提出的 , 通信产品中软件的比重和规模越来越庞大 特别是以智能手机为代表的嵌入式产品领 , , 域主流芯片按照摩尔定律快速更新着每嵌入式软件项目管理现状与需求分析 ,, 隔相应的软件功能个月性能提升一 倍 ,, 、、 , 扩展也随之提升将近一倍当多 ,,,,, , 现阶段嵌入式产品的新功能和新需求的范, 点电容触摸等新颖应 用开始普及商用时双 , 围不断扩大已经不再是单个团队作坊式开发方、、核处理器系统软件近距离无线通信 ,,, 式能完成的很多
企业都引入了项目化运作的方 ,,、、高清视频技术等已经处在规，,:，,,，。式嵌入式软件项目管理作为嵌入式项目管理的。划和开发阶段 了 , 。一个子集已经广为业界所关注 ,,在智能手机领域产品直接面对消费者竞 , 目前成熟的软件项目管理方式有些采用的 ,,,,,,。 , 争相当激烈同时在移动互联网浪潮的推动下, 是按照的软件研发项目管理的理念, ,，, , 新功能层出不穷需求更新非常快一般一款智涉及到大项目管理知识领域的个项目管理 ,,, , 能手机的生命周期在其软件研发周年, , 过程需要步步文档化相关 项目计划是依托于 ,,,,: , 清晰的人力资源日历制订的且变更流程相当烦 , , 期只能控制在在短时间内保质保个月 ,,: ,, 琐这种管理模式比较适合于人力资源较为固 , 量地开发出新的性能优越的产品才能使企业立 。 , , 于不败之地因此在如此短的时间内急需一 , ,,, 定开发时间较长在全新开发的年以上, , 种快速有效的软件管理方式来规范知识工作。纯软件产品项目,,,,“” , 者使其时刻从事对的工作并随时对所 还有些是采用从软件工程中提出的敏捷开发, 做的工作效果进行有效的评估对下一步工作进 ,,,, , ,,理念进行的项目管理比如极限编程 ,, 欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁欁 ,, ,,, ,刘泽在秦山二期扩建工程进度计划管理中的应用杨庆浩山东海阳 核电项目项目管理软件的实施 ,,,,;:,,,,;:
什么是嵌入式软件开发?嵌入式系统软件开发所需要学习那些知识? 随着智能化和信息化网络化的不断发展,嵌入式技能已经日趋成为一种新时代新技术革命的关键。对于嵌入式系统和嵌入式软件开发人员来说,这份职业无疑是种高端应用技术的结合。是一个很有前景的职业。 嵌入式趋势来势汹涌,目前为止已经被很多企业所应用,对于这方面人才的需求更是倍感吃紧。关于嵌入式具体应用不做详细的解说,在这里有必要强调一下,嵌入式软件开发是含义,和要想在嵌入式软件开发中取得不菲的成绩所需掌握那些最基础的知识。 嵌入式技术执行专用功能并被内部计算机控制的设备或者系统。嵌入式系统不能使用通用型计算机,而且运行的是固化的软件,嵌入式技术及应用是计算机应用技术的新发展,具有广泛的应用领域和发展前景,就业形势看好。 嵌入式系统是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分。通常,嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑,笼统地来说,嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。 这么多的应用可见嵌入式系统的前景和人才需求是相当大的,在最近几年中关于这一类的培训也层出不穷,所涉及到的课程和知识点相对来说还是有点差异的,在深圳达内福田培训中心网站上看到了关于嵌入式系统软件开发所需要掌握的几大知识点,感觉划分的很细致。 主要包含以下8个核心部分 1.Linux操作系统核心
嵌入式系统的低功耗问题分析研究 【摘要】本文介绍了新低功耗技术在当代微控制器中的应用，特别是深度睡眠模式操作技术的应用。通过分析减少功耗的因素，讨论如何配置微控制器来实现极低功耗的嵌入式设计。 【关键词】低功耗；省电模式；睡眠模式；深度睡眠模式 1.引言 随着越来越多的电子设备由电池供电，低功耗问题已越来越受到关注。近年来，微控制器制造商也不断在使用新的方式来控制功耗，比如说设计各种各样的电子开关。通过从电子开关芯片的部件上减小功率，可以极大减少能耗的输出。另外在电压监控电路方面也有一些研究，持续使用也可以有效的减少能耗。因此， 对于任何电气系统的设计，功耗都是其重要的考虑因素。尤其是对于位于无数现代设备核心的嵌入式系统和能使这些大部分系统工作的微控制器。嵌入式系统在市场中的拓展应用，应用的领域如便携式电子产品，计量应用和医疗设备，使得功耗成为嵌入式系统设计的最重要的考虑之一。重要的是，一个微控制器不仅消耗尽可能少的功率，并且还有允许最小功耗设计的功能。为了设计出最好的系统，工程师必须了解一个微控制器可能提供的所有的节电功能，功能包括选择最好的设备，以及如何利用利用这些特性来达到最经济的能源利用。 2.影响微处理器的能耗因素 影响微处理器的能耗因素主要有两个：动态功率和静态功率。 动态功率的消耗目前是由数字逻辑开关引起的，这时微控制器处于主动模式。动态功率主要受到时钟速度的影响，另外是受到电压和温度的影响。因此，动态功率的控制在很大程度上是时钟速度的控制。 静态功率的消耗是当主时钟被禁用时，微控制器处于断电模式引起的。静态功率主要是由晶体管漏和电压控制器所使用的电流产生的。对于许多的微控制器来说，还需要必要的逻辑时钟来从静态功耗模式中恢复操作（比如看门狗定时器）。静态功率主要受到电压高低和温度的影响，这两者也是对晶体管漏电流产生的重要因素。因此，尽管大部分的静态功耗取决于设备的设计和制造过程。 通过以上分析电压对动态功率和静态功率都有影响，最低供电电压对微控制器的低功耗来说是非常关键的。可以通过公式1得到平均电流。平均电流可以用来评估低功率性能。平均电流越小，低功率性能越好。 平均电流
毕业设计计划书 一．设计题目：交通灯 1.设计内容：用计数器构成交通灯控制电路和计数电路 2.主要使用器件：74LS192 74LS247 共阳极七段数码管发光二极管 3.设计内容及要求： （1）主干道和支干道交替放行,主干道每次放行N秒,支干道每次放行M 秒； （2）每次绿灯变红灯时,黄灯先亮5s,此时原红灯不变； （3）用十进制数字显示放行及等待时间； （4）用中、小规模集成电路组成交通信号灯电路,并进行组装和调试； （5）画出各单元电路图、整机框图和逻辑电路图，写出毕业设计论文。二．设计题目：四路智力抢答器 1.设计内容：用触发器构成智力抢答器的抢答电路 2.主要使用器件：74LS175 发光二极管轰鸣器 3.设计内容及要求： （1）抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮S0~S3表示。要求在进行智力竞赛时，参赛人员谁先按下抢答器开关谁就先回答问题，稍后的其他人再按下开关也无效。抢答器还能够显示成功抢答的组别，当选手按动按钮时，相应的发光二极管发光，同时扬声器发出声音。 （2）设置一个复位和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。 （3）用中、小规模集成电路组成交通信号灯电路,并进行组装和调试； （4）画出各单元电路图、整机框图和逻辑电路图，写出毕业设计论文。三．设计题目：篮球30秒计时器 1.设计内容：用集成计数器和集成门电路实现30秒倒计时 2.主要使用器件：74LS192 发光二极管轰鸣器 74LS00 3.设计内容及要求： （1）用计数器设计30秒倒计时。 （2）设置启动、置数、暂停/连续开关。 （3）倒计时到00时，发出声光报警信号；
（4）画出各单元电路图、整机框图和逻辑电路图，写出毕业设计论文。 四．时间安排 1.2010年11月1日～11月5日准备阶段：确定课题，收集相关资料； 2.2010年11月6日～11月10日课题分析，确定方案阶段：通过对课题的论 证分析，从多种方案中选择最优的方案； 3.2010年11月11日～11月20日设计方案阶段：准备电路材料、画出电路 原理图及准备论文 4.2010年11月21日～11月30日制作电路阶段：焊接电路、完成电路的功能调试，毕业论文书写、准备毕业答辩。 5.2011年12 月1 日～ 12月10 日毕业答辩 五．答辩要求 1.答辩前学生应提交设计成果（包括设计文档和电路实物）。 2.演示：由答辩人演示毕业设计成果。 3.答辩人陈述论文的核心内容。陈述语言精炼、重点突出，时间控制在5～10 分钟； 4.答辩教师提问5～10分钟。 5.答辩成绩：由答辩小组评定。 指导教师: 贾秀玲 2010-10-23
三级嵌入式系统开发技术-5 (总分：100.00，做题时间：90分钟) 一、填空题(总题数：44，分数：100.00) 1.当前，智能手机之类的高端嵌入式系统应用，其主要特征是硬件采用 1位的CPU，软件配置了功能丰富的操作系统和图形用户界面。 （分数：4.00） 解析：32 2.SoC芯片是一种超大规模集成电路，它的开发过程极其复杂，其中大部分工作都是借助于EDA工具完成的，EDA的中文名称是 1。 （分数：4.00） 解析：电子设计自动化 3.在IC行业，已完成并经过验证的IC电路具有固定的不可再分解的功能特性，人们称之为“核”，它们属于知识产权保护的范畴，所以也称为知识产权核或 1核。 （分数：4.00） 解析：IP 4.某人使用电子书阅读器阅读一部中文长篇小说，其电子文本的格式为.txt，文件的实际大小为236KB，该小说包含的汉字大约有 1万字。 （分数：4.00） 解析：11.8 5.数字视频的数据量非常大，存储和传输时必须进行数据压缩。目前在VCD、DVD、数字有线电视、卫星电视等应用领域中广泛采用的压缩编码标准是国际标准化组织(ISO)制订的，其名称为 1。 （分数：4.00） 解析：MPEG 6.通过无线局域网(WLAN)接入Internet是目前无线上网的途径之一。WLAN技术采用IEEE 802.11协议，技术日益成熟，性能不断提高，目前普遍使用的IEEE 802.11n协议可以支持的数据传输速率已经达到 1，甚至更高。 （分数：4.00） 解析：108Mb/s 7.ARM公司把它的系列处理器划分为五个大的系列，分别是以ARM7/9/11为代表的经典ARM处理器、以Cortex-M等为代表的 1处理器、以Cortex-R等为代表的 2处理器、以Cortex-A5/A8/A9/A15为代表的应用Cortex处理器以及以SecureCore为代表的 3处理器。 （分数：2.00） 解析：ARM Codex嵌入式 ARM Codex实时嵌入式专家 8.在ARM处理器中，通用寄存器有R0～R15，其中无论何种模式、无论什么状态下都可以作为通用寄存器使用的寄存器是1，作为堆栈指针SP使用的寄存器是R13，作为程序链接寄存器LR的是R14，作为程序计数器PC的是R15。 （分数：2.00） 解析：R0～R7寄存器 9.经典ARM处理器复位后自动进入的地址为 1，外部快速中断的向量地址为0x0000001C。
嵌入式系统设计与应用 本文由kenneth67贡献 ppt文档可能在W AP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 课程名称：课程名称：嵌入式系统设计与应用 总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12 36学时12学时总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12学时教材：嵌入式系统设计教程》教材：《嵌入式系统设计教程》电子工业出版社马洪连参考书：参考书：1、《嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 2、《ARM体系结构与编程》清华大学出版社杜春雷编著ARM体系结构与编程体系结构与编程》嵌入式系统设计与实例开发—ARM ARM与C/OS3、《嵌入式系统设计与实例开发ARM与μC/OS-Ⅱ》清华大学出版社王田苗、魏洪兴编著清华大学出版社王田苗、ARM嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构》4、《ARM嵌入式微处理器体系结构》北航出版社、马忠梅等著. 北航出版社、马忠梅等著. 张石．ARM嵌入式系统教程嵌入式系统教程》5、张石．《ARM嵌入式系统教程》．机械工业出版2008年社．2008年9月 1 课程内容 绪论：绪论： 1）学习嵌入式系统的意义2）高校人才嵌入式培养情况嵌入式系统设计（实验课）3）嵌入式系统设计（实验课）内容安排 第1章嵌入式系统概况 1.1 嵌入式系统的定义1.2 嵌入式系统的应用领域及发展趋势1.3 嵌入式系统组成简介 第2章嵌入式系统的基本知识 2.1 2.2 2.3 嵌入式系统的硬件基础嵌入式系统的软件基础ARM微处理器的指令系统和程序设计ARM微处理器的指令系统和程序设计 2 第3章 3.1 3.2 3.3 基于ARM架构的嵌入式微处理器基于ARM架构的嵌入式微处理器ARM 概述嵌入式微处理器的组成常用的三种ARM ARM微处理器介绍常用的三种ARM 微处理器介绍 第4章 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 嵌入式系统设计 概述嵌入式系统的硬件设计嵌入式系统接口设计嵌入式系统人机交互设备接口嵌入式系统的总线接口和网络接口设计嵌入式系统中常用的无线通信技术 3 第5章嵌入式系统开发环境与相关开发技术 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6.1 6.2 6.3 6.4 概述嵌入式系统的开发工具嵌入式系统调试技术嵌入式系统开发经验嵌入式系统的Bootloader Bootloader技术嵌入式系统的Bootloader技术μC/OS-II操作系统概述C/OS-II操作系统概述ADS开发环境ARM ADS开发环境C/OS-II操作系统在ARM系统中的移植操作系统在ARM μC/OS-II操作系统在ARM系统
三级嵌入式系统开发技术-3 (总分：100.00，做题时间：90分钟) 一、综合题(总题数：4，分数：100.00) 1.以下不完整的程序完成的功能是取内存单元0x38000000的值(无符号数)，如果该值超过0x80000000，则循环累加队列中的所有元素(由Array2指示)，直到遇到结束标志0xAA55为止，结果放在R4，R0指向队列头，使用命令LDR R1，[R0，#2]!来装载，累加结束转到NEXT2；否则把一个含64个带符号的16位数据组成的队列(由Array1指示)求平方和放到R5中。试填写ARM汇编程序片段中的空白，完善该程序。AREA MyExCode,CODE,READONLY ENTRY CODE32 ;32位ARM模式代码 Addr1 ______0x38000000 ; 定义Addr1地址为0x38000000 Data1 EQU 0x80000000 START LDR R1,=Addr1 ;将内存地址装入寄存器R1中 ______ ; 取内存数据到R0中 CMP R0，#0x80000000 ______ ; 超过0x80000000转向GOING1 MOV R7,#64 ;64个带符号数据，数据个数 LDR R0,=Array1 ;取数据队列首地址 MOV R5,#0 ;平方和初始化为0 NEXT1 ______ ; 取16位的数(半字)到R1且R0←R0+2 MUL R6,R1,R1 ;求数据平方放R6中 ______ ; 求平方和放R5中 ______ ; 数据个数减1 BNE______ ; 64个数据未处理完则继续 GOING1 MOV R4,#0 ;累加和初始化为0 ______ ; 取待累加的数据首地址到R0 LOOPM LDR R1,[R0,#2]! ;取待累加的数据放R1中，地址自动更新，R0=R0+2 ______ ; 判断是不是结束了(特征0xAA55) BEQ NEXT2 ;如果遇到结束标志则转NEXT2 ADD R4,R4,R1 ;累加数据到R4中 ______LOOPM ; 直接返回LOOPM继续累加 NEXT2 B START AREA BUFDATA,DATA,READWRITE ;定义一个可读/写的数据段BUFDATA Array1 DCW 0x0123,1,4,0x6789,0xof,… ;64个16位有符号数 Array2 DCD 0x11 ;若干个32位无符号数，以0为结束 DCD 0x22 DCD 0x33 … DCD 0 END ;整个程序结束 （分数：30.00） __________________________________________________________________________________________ 正确答案：() 解析：EQU LDR RO，[R1]
通过对几个方面的分析较为全面地介绍了嵌入式系统的低功耗设计方法。其中涉及到了CMOS 器件功耗的理论分析，线性稳压和DC to DC的电路介绍, 并以实际的芯片和电路比较进行了功耗分析，较为综合地总结了低功耗设计的若干方法和技巧。 关键词：低功耗设计（Low-Power Design）、动态电源管理（DPM）、线性稳压（Linear Regulator）、DC to DC、LDO（Low Drop-Out） 经过近几年的快速发展，嵌入式系统（Embedded system）已经成为电子信息产业中最具增长力的一个分???。随着手机、PDA、GPS、机顶盒等新兴产品的大量应用，嵌入式系统的市场正在以每年30%的速度递增（IDC预测），嵌入式系统的设计也成为软硬件工程师越来越关心的话题。 在嵌入式系统的设计中，低功耗设计（Low-Power Design）是许多设计人员必须面对的问题，其原因在于嵌入式系统被广泛应用于便携式和移动性较强的产品中去，而这些产品不是一直都有充足的电源供应，往往是靠电池来供电，所以设计人员从每一个细节来考虑降低功率消耗，从而尽可能地延长电池使用时间。事实上，从全局来考虑低功耗设计已经成为了一个越来越迫切的问题。 那么,我们应该从哪些方面来考虑低功耗设计呢？笔者认为应从以下几方面综合考虑： 1处理器的选择 2接口驱动电路设计 3动态电源管理 4电源供给电路的选择 下面我们分别进行讨论： 一、处理器的选择 我们对一个嵌入式系统的选型往往是从其CPU和操作系统（OS）开始的，一旦这两者选定，整个大的系统框架便选定了。我们在选择一个CPU的时候，一般更注意其性能的优劣（比如时钟频率等）及所提供的接口和功能的多少，往往忽视其功耗特性。但是因为CPU是嵌入式系统功率消耗的主要来源---对于手持设备来讲，它几乎占据了除显示屏以外的整个系统功 耗的一半以上（视系统具体情况而定），所以选择合适的CPU对于最后的系统功耗大小有举足轻重的影响。 一般的情况下，我们是在CPU的性能（Performance）和功耗（Power Consumption）方面进行比较和选择。通常可以采用每执行1M次指令所消耗的能量来进行衡量，即Watt/MIPS。但是，这仅仅是一个参考指标，实际上各个CPU的体系结构相差很大，衡量性能的方式也不尽相同，所以，我们还应该进一步分析一些细节。
黑盒测试(Black box testing) ── 不考虑内部设计和代码，根据需求和功能进行测试。 白盒测试(White box testing) ── 根据应用软件的代码的内部逻辑，按照代码的语句、分支、路径和条件进行测试。 部件测试(Unit testing) ── 最小范围的测试，针对特定的函数和代码模块进行测试。因为需要了解程序的设计和代码的细节才能进行，所以 部件测试一般是由程序员，而不是由测试人员来做。除非应用软件的结构设计良好，而且代码也写得清楚，否则部件测试并非易事。也许需要开发测试驱动模块或测试工具。 递增的综合测试(incremental integration testing) ── 不断进行的测试过程，每增加一个新的功能模块，都进行测试。这要求一个应用软件在最终完成之前，各功能模块要相对独立，或者已根据需要开发出测试驱动软件。这种测试可由程序员或测试人员进行。 综合测试(integration testing) ── 对应用软件的各个部件进行组合测试，来检查各功能模块在一起工作是否正常。“部件”可以是代码模块、独立的应用程序、也可以是网络中的客户/服务器应用软件。这种测试特别适用于客户/服务器环境和分布式系统。 功能测试(functional testing) ── 对一个应用软件的功能模块进行黑盒测试。这种测试应当由测试人员进行。但这并不意味着程序员在推出软件之前不进行代码检查。(这一原则适用于所有的测试阶段。) 系统测试── 针对全部需求说明进行黑盒测试，包括系统中所有的部件。 端到端测试(end-to-end testing) ── 类似于系统测试，但测试范围更“宏观”一些。模仿实际应用环境，对整个应用软件进行使用测试。例如与数据库进行交互作业、使用网络通信、与其他硬件、应用程序和系统之间的相互作用是否满足要求。 健全测试(sanity testing) ── 是一种典型的初始测试。判断一个新的软件版本的运行是否正常，是否值得对它作进一步的测试。例如，如果一个新的软件每 5 分钟就破坏系统、大大降低系统的运行速度、或者破坏数据库，那么这样的软件就算不上是“健全”的，不值得在目前状态下进行进一步的测试。 回归测试(regression testing) ── 每当软件经过了整理、修改、或者其环境发生变化，都重复进行测试。很难说需要进行多少次回归测试，特别是是到了开发周期的最后阶段。进行此种测试，特别适于使用自动测试工具。 认同测试(acceptance testing) ── 基于说明书的、由最终用户或顾客来进行的测试。或者由最终用户/顾客来进行一段有限时间的使用。 负荷试验(load testing) ── 在大负荷条件下对应用软件进行测试。例如测试一个网站在不同负荷情况下的状况，以确定在什么情况下系统响应速度下降或是出现故障。
计算机三级嵌入式系统开发技术真题及答案 一、选择题 1:下面关于嵌入式系统逻辑组成的叙述中，错误的是()。 A.嵌入式系统与通用计算机一样，也由硬件和软件两部分组成 B.硬件的主体是CPU和存储器，它们通过I/O接口和I/O设备与外部世界联系 C.嵌入式系统的CPU主要使用的是数字信号处理器 D.嵌入式系统的软件配置有些很简单，有些比较复杂 2:下面关于数字信号处理器的叙述中错误的是()。 A.它是一种适用于数字信号处理的微处理器 B.它的英文缩写是DPS C.它支持单指令多数据(SIMD)并行处理的指令 D.它能显著提高音频、视频等数字信号的数据处理效率 3:片上系统是嵌入式处理器芯片的一个重要品种，下列叙述中错误的是()。 A.SoC已经成为嵌入式处理器芯片的主流发展趋势 B.它是集成电路加工工艺进入到深亚微米时代的产物 C.片上系统使用单个芯片进行数据的采集、转换、存储和处理，但不支持I/O功能 D.片上系统既能把数字电路也能把模拟电路集成在单个芯片上
4:按照软硬件技术复杂程度进行分类，可以把嵌入式系统分为哪三大类?()。 A.高端系统、中端系统和低端系统 B.军用系统、工业用系统和民用系统 C.硬实时系统、准实时系统和非实时系统 D.片上系统、微控制器和数字信号处理器 5:半导体集成电路是微电子技术的核心。下面有关集成电路的叙述中错误的是()。 A.集成电路有小规模、中规模、大规模、超大规模和极大规模等多种，嵌入式处理器芯片一般属于大规模集成电路 B.集成电路的制造大约需要几百道工序，工艺复杂且技术难度非常高 C.集成电路大多在硅衬底上制作而成，硅衬底是单晶硅锭经切割、研磨和抛光而成的圆形薄片 D.集成电路中的电路及电子元件，需反复交叉使用氧化，光刻，掺杂和互连等工序才能制成 6:一幅1024 x 768的彩色图像，每个像素使用16位表示，采用压缩比为5倍的算法压缩图像数据之后，其数据量大约是多少MB?()。 A.0.3 B.0.5 C.1
GSM手机测试基础知识 测试手机的主要参数有： 1）发射功率等级TX power level（5～19） 2）频率误差frequency FER 3）相位误差Phase PER 4）射频频谱RF Spectrum 5）开关谱SwitchSpectrum 6）接受灵敏度RX Sensitivity 7）调制谱Modulation Spectrum 测试系统需要的主要设备： 1）模拟基站的综合测试仪如德国罗德-史瓦茨公司的CMU200 2）通信专用电源如2304A双通道移动通讯高速电源，该电源在脉冲负载变化时展现了他显著的电压稳定性，同时能够测量负载电流。对于测试需电池供电的无线通讯设备（例如便捷式电话），在非常短的时间间隔内经历真实的负载变化而言，这种电源是最优化的。 3）手机夹具等 4）测试开发软件labview或VB等labview快速方便 测试过程 实际测量系统的工作过程是首先手机开机，寻找与模拟基站CMU之间的频率同步；然后对PS（电源）与CMU进行初始化；初始化正确完成后在MSC上注册手机IMSI号；建立MS对BS（基站）的呼叫；当呼叫成功时，开始测量手机GSM900参数；首先测量信道1三个功率等级（Lv5，Lv10，Lv15）的发射功率；若符合标准，进入信道1的FER（频率误差）与PER（相位误差）测量；按同样的步骤测量信道62、123的发射功率、FER与PER；测量GSM900的Modulation Spectrum（调制谱）、SwitchSpectrum（开关谱）；从GSM900切换到DCS1800；测量信道512，69 8，885的各发射功率，FER，PER，ModulationSpectrum和SwitchSpectrum；在测量过程中如果任何参数不符合标准，立即显示FAIL并生成报告退出，全部测试完毕显示PASS并生成报告退出。
华中科技大学 硕士学位论文 嵌入式系统低功耗设计研究与实现 姓名：梁晶 申请学位级别：硕士 专业：计算机应用技术 指导教师：阳富民 20040429
摘要 嵌入式系统低功耗设计的目标是在满足用户对性能需求的前提下，尽可能降低系统的能耗，延长设备的待机时间。随着市场对可移动式嵌入式设备在体积和性能方面要求的不断提升，嵌入式设备小体积、高性能与有限的电池能量之间的矛盾嗣益突出，嵌入式系统低功耗设计是解决这一矛盾的有效手段。它包括硬件低功耗设计和软件低功耗设计两个方砸。 硬件低功耗设计为整个系统的低功耗运行提供硬件支持。电路级的硬件低功耗设计主要围绕处理器的低功耗特性和外围芯片的特点，设计处理器的供电电路和外围芯片的电源控制电路：处理器供电电路允许改变处理器内核的输入电压，使处理器内核的工作电压随着不同的处理器时钟频率而改变，以减小处理器的功耗；外围芯片的电源控制电路使处理器能够控制外围芯片电源的开启和关闭，从而能够减小外围芯片的功耗。 软件低功耗设计的主要目标是在嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统中实现一套可行的低功耗管理策略，并且采用的技术和算法并不改变Ｌｉｎｕｘ现有的调度机制。主要工作包括：围绕处理器内核可动态改变时钟频率和工作电压的特点，在嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统中实现可变电压技术；针对处理器提供的多种工作模式，在嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统中实现动态功耗管理，控制处理器在适当的时候睡眠或唤醒：针对外部设备的特点，在嵌入式Ｌｉｎｕｘ中实现外部设备的电源管理机制，包括外部设备的状态监控、睡眠和唤醒操作以及相应的管理策略。 关键字：嵌入式系统，低功耗设计，电源管理，可变电压技术，动态功耗管理 ｌ
XX邮电大学研究生堂下考试答卷 考试科目嵌入式系统开发技术 一、【实验题目】 实验题目：QT程序设计之数码管 二、【实验目的】 实验目的： 1、学会开发板的挂载； 2、掌握数码管驱动程序的编写方法； 3、熟练并掌握QT程序设计的控制界面设计方法； 4、学会对QT应用程序进行条件编译和下载； 5、通过QT应用程序，可操控数码管进行加1计数或者 减1计数。 三、【实验步骤】 1、先进行开发板的挂载： ①安装交叉编译器：将压缩包cross-4.2.2-eabi.tar.bz2解压 到/usr/local/arm目录下即可。 ②编译UBOOT：将压缩包uboot1.1.6_FORLINX_6410.tgz
解压到/forlinux目录下，并用make smdk6410_config进行配置,然后用make编译。 ③编译Linux-2.6.28: 将压缩包 linux2.6.28_FORLINX_6410.tgz解压到/forlinux录下，用make menuconfig命令，依次进入Device Drivers->Graphics support->Support for frame buffer drivers->Select LED Type目录下，选择液晶屏类型，分辨率为640×480。按Esc推出并保存。然后用make zImage命令编译内核。 ④在电脑上查看设备端口号，并用超级终端建立连接。在ubuntu上配置IP地址为172.24.58.11并重启开发板，在超级终端界面中快速按下空格键，输入setenv bootargs"root=/dev/nfsnfsroot=172.24.58.11:/forlinux/root ip= 172.24.58.22:172.24.58.11:172.24.58.1:255.255.255.0::eth 0:console=ttySAC0,115200"后按下回车，并输入saveenv 保存配置。 ⑤重启开发板，超级终端界面显示如下即挂载成功