一、嵌入式计算机系统体系结构 体系主要组成包括： 1. 硬件层 硬件层中包含嵌入式微处理器、存储器（SDRAM 、ROM 、Flash 等）、通用设备接口和I/O 接口（A/D 、D/A 、I/O 等）。在一片嵌入式处理器基础上添加电源电路、时钟电路和存储器电路，就构成了一个嵌入式核心控制模块。其中操作系统和应用程序都可以固化在ROM 中。 软件层功能层
2. 中间层 硬件层与软件层之间为中间层，也称为硬件抽象层（Hardware Abstract Layer，HAL）或板级支持包（Board Support Package，BSP），它将系统上层软件与底层硬件分离开来，使系统的底层驱动程序与硬件无关，上层软件开发人员无需关心底层硬件的具体情况，根据BSP 层提供的接口即可进行开发。该层一般包含相关底层硬件的初始化、数据的输入/输出操作和硬件设备的配置功能。 3. 系统软件层 系统软件层由实时多任务操作系统（Real-time Operation System，RTOS）、文件系统、图形用户接口（Graphic User Interface，GUI）、网络系统及通用组件模块组成。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。 4. 功能层 功能层主要由实现某种或某几项任务而被开发运行于操作系统上的程序组成。 一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成，而嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。执行装置也称为被控对象，它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令，执行所规定的操作或任务。 硬件的设计 本网关硬件环境以单片机S3C2440芯片和DM9000以太网控制芯片为主，
三级嵌入式系统学习总结 一第一章 1.嵌入式系统概论 嵌入式系统中的软件一般都固化在只读存储器中，用户不能随意更改其中的程序功能。 嵌入式系统的逻辑组成：1）处理器2）存储器3）I/O设备与I/O接口4）数据总线5）软件 嵌入式处理芯片有四种类型：1）微处理器2）数字信号处理器3）微控制器（单片机）4）片上系统 微控制器MCU的低端产品并不会因为高端产品的出现而衰落 在32位MCU中，绝大多数使用RAM内核 EDA：电子设计自动化 IP核可以分为三种：软核、硬核、固核 2.嵌入式系统与数字媒体 计算机中常用的最广泛的西文字符及其编码是ASCII字符集和ASCII码，即美国标准信息交换码，共有128个字符，一个字符占一个字节。 我国目前广泛使用的汉字编码国家标准有GB2312和GB18030 GB2312只有6763个汉字，不够用 GB18030字符集与国际标准UCS/Unicode字符集基本兼容。GB18030采用不等长的编码方法，单字节编码表示ASCII码，双字节编码表示汉字，与GB2312保持向下兼容，四字节编码表示其他字符 Unicode最新版本是6.3。UCS/Unicode在计算机中具体实现时采用不同的编码方案，最常用的是UTF-8和UTF-16，UTF-8采用的是单字节可变长编码；UTF-16采用的是双字节可变长编码 文本的类型可以分为简单文本、丰富格式文本、超文本 图像的数据量=图像水平分辨率*图像垂直分辨率*像素深度/8（像素深度指的是每个像素用多少个二进制数来表示） 数字视频的数据量非常大，在进行传输时必须进行压缩，压缩编码标准是国际标准化组织（ISO）制定的，其名称为MPEG。 无线局域网采用的协议主要是IEEE 802.11（俗称WIFI） 3.数字通信与计算机网络 微波是一种300MHz-300GHz的电磁波 计算机网络的组成：1）计算机等智能电子设备2）数据通信链路3）通信协议4）网络软件 以太局域网： 1）发送数据设备必须把要传输的数据分成小块（帧）进行传输，一次只能传输1帧； 2）局域网中的每一个终端都有自己唯一的标识，称为物理地址或MAC地址，在发送的每一帧数据中，必须包含自己的MAC地址和接收终端的MAC地址 3）IP协议定义了主机的概念，所有主机及使用一种统一格式的地址标识，称为IP地址。4）以太局域网大多是由集线器或者交换机组网 计算机网络的类型：1）局域网2）城域网2）广域网 IP地址分为A、B、C三类。 IP是由四段数字组成，共32位，8位一段。 A类IP段0.0.0.0 到127.255.255.255 (0段和127段不使用)
引言 嵌入式系统是以应用为中心，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。本文主要研究了基于SEP3202（内嵌ARM7TDMI 处理器内核）的嵌入式最小系统，围绕其设计出相应的存储器、总线扩展槽、电源电路、复位电路、JTAG、UART等一系列电路模块。 嵌入式最小系统 根据IEEE的定义，嵌入式系统是：控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置。这主要是从应用上加以定义的，从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。不过上述定义并不能充分体现出嵌入式系统的精髓，目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 嵌入式最小系统即是在尽可能减少上层应用的情况下，能够使系统运行的最小化模块配置。以ARM内核嵌入式微处理器为中心，具有完全相配接的Flash电路、SDRAM电路、JTAG电路、电源电路、晶振电路、复位信号电路和系统总线扩展等，保证嵌入式微处理器正常运行的系统，可称为嵌入式最小系统。对于一个典型的嵌入式最小系统，以ARM处理器为例，其构成模块及其各部分功能如图1所示，其中ARM微处理器、FLASH和SDRAM模块是嵌入式最小系统的核心部分。 ?微处理器——采用了SEP3203； ?电源模块——为SEP3203内核电路提供2.5V的工作电压，为部分外围芯片提供3.3V的工作电压； ?时钟模块（晶振）——通常经ARM内部锁相环进行相应的倍频，以提供系统各模块运行所需的时钟频率输入。32.768kHz给RTC和Reset模块，产生计数时钟，10MHz作为主时钟源； ?Flash存储模块——存放嵌入式操作系统、用户应用程序或者其他在系统掉电后需要保存的用户数据等； ?SDRAM模块——为系统运行提供动态存储空间，是系统代码运行的主要区域； ?JTAG模块——对芯片内部所有部件进行访问，通过该接口对系统进行调试、编程等，实现对程序代码的下载和调试； ?UART模块——用于系统与其他应用系统的短距离双向串行通信； ?复位模块——实现对系统的复位；
必读：嵌入式系统基础知识总结 2016-07-22电子发烧友网 本文主要介绍嵌入式系统的一些基础知识，希望对各位有帮助。 嵌入式系统基础 1、嵌入式系统的定义 （1）定义：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、功耗严格要求的专用计算机系统。 （2）嵌入式系统发展的4个阶段：无操作系统阶段、简单操作系统阶段、实时操作系统阶段、面向Internet阶段。 （3）知识产权核（IP核）：具有知识产权的、功能具体、接口规范、可在多个集成电路设计中重复使用的功能模块，是实现系统芯片（SOC）的基本构件。（4）IP核模块有行为、结构和物理3级不同程度的设计，对应描述功能行为的不同可以分为三类：软核、固核、硬核。 2、嵌入式系统的组成 包含:硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层 （1）硬件层：嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口。 嵌入式核心模块＝微处理器＋电源电路＋时钟电路＋存储器
Cache：位于主存和嵌入式微处理器内核之间，存放的是最近一段时间微处理器使用最多的程序代码和数据。它的主要目标是减小存储器给微处理器内核造成的存储器访问瓶颈，使处理速度更快。 （2）中间层（也称为硬件抽象层HAL或者板级支持包BSP）. 它将系统上层软件和底层硬件分离开来，使系统上层软件开发人员无需关系底层硬件的具体情况，根据BSP层提供的接口开发即可。 BSP有两个特点：硬件相关性和操作系统相关性。 设计一个完整的BSP需要完成两部分工作： A、嵌入式系统的硬件初始化和BSP功能。 片级初始化：纯硬件的初始化过程，把嵌入式微处理器从上电的默认状态逐步设置成系统所要求的工作状态。 板级初始化：包含软硬件两部分在内的初始化过程，为随后的系统初始化和应用程序建立硬件和软件的运行环境。 系统级初始化：以软件为主的初始化过程，进行操作系统的初始化。 B、设计硬件相关的设备驱动。 （3）系统软件层：由RTOS、文件系统、GUI、网络系统及通用组件模块组成。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。 （4）应用软件：由基于实时系统开发的应用程序组成。
《嵌入式系统》试题库 《嵌入式系统》试题库 一、填空题 嵌入式系统的基本定义为：以应用中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适、 1应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。从模块结构来看，嵌入式系统由三大部分组成，分别是：硬件、软件和开发平台。、 2从层次角度来看，嵌入式
系统由四大部分组成，分别是：应用软件层、操作系统层、、 3板级支持包（或硬件抽象层） 和硬件层。嵌入式产品的主要度量指标包括：上市时间、设计成本和产品质量。、 4嵌入式系统的设计过程包括：需求分析、规格说明、体系结构设计、构件设计、系统、 5集成和系统测试。需求分析包括：功能性需求分析和非功能性需求分析。 6、确定输入信号是数字信号还 是模拟信号属于功能性需求。 7、确定系统的物理尺寸和重量属于非功能性需求。 8、在嵌 入式系统的设计过程中，其中规格说明解决“做什么”。 9、在嵌入式系统的设计过程中，其 中体系结构设计解决“如何做”。 10、在嵌入式系统的设计过程中，软硬件划分应该在体系结构设计阶段完成。 11、在嵌入式系统的设计过程中，处理器的选择应该在体系结构设计阶段 完成。、 12在嵌入式系统的设计过程中，嵌入式操作系统的选择应该在体系结构设计阶段完成。、13在嵌入式系统的设计过程中，完成原理图设计应在构件设计阶段完成。、 14在嵌入式系统 的设计过程中，完成版图设计应在构件设计阶段完成。、15在嵌入式系统的设计过程中，完 成软件设计应在构件设计阶段完成。 16、反映嵌入式系统设计人员的水平能力主要在于总体 设计（需求分析、规格说明和体系 17、结构设计）和系统调试。设计流程指的是设计过程中所经历的过程步骤。、 18核的模块级重用和基于平台的系统级重用。 IP 设计重用技术主要分为基于19、 软硬件协同设计由系统描述、软硬件划分、软硬件协同综合以及软硬件协同模拟与验 20、证几个阶段组成。嵌入式处理器的分类包括三种，分别是：嵌入式微处理器、微控制器（或单片机）和、21页共页第 1 44 《嵌入式系统》试题库
《嵌入式系统硬件设计》教程 第十一讲嵌入式硬件体系的调试 编著与讲演:怯肇乾 一.知识准备与上述相关讲义的回顾 知识准备:电路测试、系统的模拟与仿真等; 相关讲义的回顾:CPU器件的模拟与仿真、测量控制电路、系统基础电路。 二.常用电路测试工具及其使用 直流电源 示波器:模拟示波器、数字示波器 多功能数字万用表 逻辑分析仪 三.常用调试手段与技巧介绍 1.用双路直流电源得到正负电源供给 -+-+ 负源 地 正源 2.PCB 板的板级测试 板上各种电源的短路测试;
首次加电测试,各种主要电源测试、主要IC 的运行发热状况观察等; CPU 之时钟电路测试、复位电路测试; 3.模拟信号源的实验板制作 主要是对信号发生器所产生信号的调理,包括缩放、零点调整等; ADJST 321 4 11 DB4A LM 324RB528k RB512k RB541k RB535k CB2104 CB1104 -12V +12V +12V CB31047 CB5104CB6104 4.逐一电路模块的测试:飞线、割线等手段的使用 CPU 之各种外扩存储器测试; CPU之主要外设测试; 系统接口电路、通讯电路测试; 5.模拟干扰、振动实验等可靠性测试
使用可调的模拟干扰仪器、振动器,或自制的相应工具,得到相应的恶劣环境,置所设计系统于其中,进行测试、调整、完善。 四.PC机测试程序及其书写 DOS Debug测试,VB、VC或C++Builder可视化应用测试程序书写等。例: 1.DOS Debug的并口测试: 在DOS或Windows DOS窗口下,可通过Debug软件的I(读或O(写命令对三个寄存器的状态进行观察改写,如: C:\>Debug -O 378 5A -I 378 5A -I 379 78 -O 37a 55 -I 37a 55 2.使用嵌入式汇编语言书写可视化测试程序 下面是用C++Builder书写的ISA收发卡的初始化和收发函数char TForm1::initial(void //ISA卡的初始化函数
（习题解答）第2章嵌入式系统硬件体系结构 1、什么是“握手协议”？试叙述“握手协议”的工作过程。 总线异步时序协议的基本构件是握手协议，所谓“握手”，即当两个设备要通信时，一个设备准备好接收，另一个设备准备好发送。 实现握手功能需要两根信号线，一根表示查询（enq），另一根表示应答（ack）。在握手过程中，有专用的通信线用来传输数据。 握手协议有4个周期，其工作过程的各个阶段说明如下： 周期1：设备1升高输出电平发出查询信号，它告诉设备2应准备监听数据。 周期2：当设备2准备好接收数据时，它升高它的输出电平发出应答信号。这时，设备1和设备2均已准备就绪，并开始发送或接收。 周期3：一旦数据传送完毕，设备2降低它的输出电平，表示它已经接收完数据。 周期4：设备1检测到设备2的应答信号变低，设备1也降低它的输出电平。 在握手结束时，双方握手信号均为低电平，就像开始握手前一样。因此，系统回到其初始状态，为下一次以握手方式传输数据作准备。 2、中断处理经过了哪几个阶段？ 中断处理经过了6个阶段。 （1）禁止其他中断：当发生中断时，嵌入式微处理器将禁止其他中断的产生，以便进行中断处理。 （2）保存上下文：进入处理程序，首先要保存当前模式下没有被自动分组保护的部分寄存器。 （3）中断处理程序：处理程序确定外部中断源，并执行相应的中断服务程序。 （4）中断服务程序：针对中断源的具体要求进行处理，并复位该中断。 （5）恢复上下文：从中断服务返回到中断处理程序后，处理程序负责恢复上下文。 （6）允许新的中断：最后，从中断处理返回，回到被中断的程序继续执行。 3、在嵌入式系统中，JTAG接口有什么作用？ JTAG（Joint Test Action Group，联合测试行动小组）是一种国际标准测试协议（IEEE 1149.1兼容），主要用于芯片内部测试。 JTAG除用于电路边界扫描测试之外，还常用于可编程芯片的在线编程。 在嵌入式系统中，通过JTAG接口既可以对目标板系统进行测试，也可以对目标板系统的存储单元（Flash）编程。 4、ARM的设计思想是什么？ 因为对嵌入式系统的应用项目来说，系统的关键并不单纯在于微处理器的速度，而在于系统性能、功耗和成本。因此，ARM微处理器被设计成较小的核，从而延长电源的使用时间。使用高密度代码。一般选用速度不高，成本较低的存储器，以降低系统成本。 5、试叙述嵌入式最小系统的组成，并说明各部件的作用。 嵌入式微处理器芯片自己是不能独立工作的，需要一些必要的外围元器件给它提供基本的工作条件。因此，一个ARM 最小系统一般包括： （1）ARM 微处理器芯片，这是嵌入式最小系统的心脏。 （2）电源电路、复位电路，晶振电路，为嵌入式最小系统提供电源、提供时钟信号及复位。（3）存储器（FLASH 和SDRAM ），微处理器芯片内部没有存储器，需要外扩存储器。
嵌入式系统的定义及特点 定义：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，适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特殊要求的专用计算机系统。 特点：（1）嵌入式系统是面向特定应用的。嵌入式系统中的CPU是专门为特定应用设计的，具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于整个系统设计趋于小型化。 （2）嵌入式系统涉及先进的计算机技术、半导体技术、电子技术、通信和软件等各个行业。是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。 （3）嵌入式系统的硬件和软件都必须具备高度可定制性。 （4）嵌入式系统的生命周期相当长。嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，其升级换代也是和具体产品同步进行的。 （5）嵌入式系统本身并不具备在其上进行进一步开发的能力。在设计完成以后，用户如果需要修改其中的程序功能，必须借助于一套专门的开发工具和环境。 （6）为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机中，而不是存贮于磁盘等载体中。 3．与通用计算机相比，嵌入式系统有哪些特点？答：与通用计算机相比，嵌入式系统有以下特点：（1）嵌入式系统通常是面向特定应用的；（2）嵌入式系统的硬件和软件必须高效率地设计，做到量体裁衣、去除冗余；（3）有实时操作系统的支持；（4）嵌入式系统具有较长的生命周期；（5）嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存储在磁盘等载体中；（6）具有专门的开发工具支持。 操作系统在嵌入式系统中所起的作用 EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度作，控制、协调并发活动；它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。 嵌入式系统是以应用为中心，整合了计算机软件、硬件技术，通信技术和微电子技术， 嵌入式操作系统（嵌入式linux学习）的功能 嵌入式操作系统除具备了一般操作系统（嵌入式linux系统）最基本的功能，如任务调度、同步机制、中断处理、文件处理等外，还有以下两个方面的功能： 1.构成一个易于编程的虚拟机平台 嵌入式操作系统构成一个虚拟机平台，EOS把底层的硬件细节封装起来，为运行在它上面的软件(如中间件软件和各种应用软件)提供了一个抽象的编程接口。软件开发在这个编程接口的上进行，而不直接与机器硬件层打交道。EOS所提供的编程接口实际上就是操作系统对外提供的系统调用函数。
嵌入式系统硬件设计课程设计报告书 指导老师 学号 院系机械设计制造及其自动化 班级机械电子 完成时间
嵌入式硬件系统设计课程设计报告 摘要 嵌入式系统已经广泛应用于生产生活的方方面面，从电磁炉到机器人控制，从电子玩具到智能手机，都离不开嵌入式系统的应用。本报告主要记录了在《嵌入式硬件系统》课程中的所学所感。 关键词：嵌入式系统，PCB焊接，Altium Designer，51单片机
目录 1概述 (3) 1.1本课程主要教学内容 (3) 1.2 嵌入式硬件系统简介 (3) 1.3 本报告结构安排 (3) 2PCB焊接练习 (3) 2.1元器件符号的认识 (3) 2.1.1了解元器件的尺寸 (3) 2.1.2 常见电路图元件符号 (3) 2.1.3 常见元器件实物 (3) 2.1.4 认识元器件参数 (3) 2.2元器件封装的认识 (3) 2.2.1 实物封装 (3) 2.2.2 封装尺寸介绍 (3) 2.3焊接方法 (3) 2.3.1 焊接工具介绍 (3) 2.3.2 焊接要求 (3) 2.3.3 焊接过程中遇到的问题及解决方法 (3) 3电路原理图设计 (3) 3.1电路功能分析 (3) 3.1.1 51单片机 (3) 3.1.2 LED (3) 3.1.3 外部晶振 (3) 3.1.4 复位电路 (3) 3.1.5 报警器 (3) 3.1.6 CH340G (3) 3.1.7 USB (3) 3.1.8 24C02CT-E (3) 3.1.9 数码管 (3) 3.2原理图设计 (3) 3.2.1 原理图设计软件 (3) 3.2.2 原理图设计要求 (3) 3.3 PCB设计 (3) 3.3.1 原理图导入 (3) 3.3.2 设置PCB尺寸大小 (3) 3.3.3 布局 (3) 3.3.4 布线 (3) 3.3.5 覆铜 (3) 3.3.6 检查 (3) 3.4 设计过程中遇到的问题及解决方法 (3) 4PCB焊接及调试 (3) 4.1 焊接过程中遇到的问题 (3) 4.2调试过程 (3) 4.2.2 调试过程遇到的问题 (3) 5项目任务书 (3) 5.1 任务书 (3) 5.2项目可行性分析 (3)
关键字：嵌入式系统设计 ARM FPGA多功能车辆总线Multifunction Vehicle Bus 在计算机、互联网和通信技术高速发展的同时，嵌入式系统开发技术也取得迅速发展，嵌入式技术应用范围的急剧扩大。本文介绍了一种基于ARM和FPGA，从软件到硬件完全自主开发多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus)MVB??B嵌入式系统的设计和实现。 系统设计和实现 通常来说，一个嵌入式系统的开发过程如下： 1.确定嵌入式系统的需求； 2.设计系统的体系结构：选择处理器和相关外部设备，操作系统，开发平 台以及软硬件的分割和总体系统集成； 3.详细的软硬件设计和RTL代码、软件代码开发； 4.软硬件的联调和集成； 5.系统的测试。 一、步骤1：确定系统的需求： 嵌入式系统的典型特征是面向用户、面向产品、面向应用的，市场应用是嵌入 式系统开发的导向和前提。一个嵌入式系统的设计取决于系统的需求。 1、MVB总线简介 列车通信网（Train Communication Network,简称TCN）是一个集整列列车内 部测控任务和信息处理任务于一体的列车数据通讯的IEC国际标准 （IEC－61375-1）, 它包括两种总线类型绞线式列车总线(WTB)和多功能车厢总线(MVB)。 TCN在列车控制系统中的地位相当与CAN总线在汽车电子中的地位。多功能车辆总线MVB是用于在列车上设备之间传送和交换数据的标准通信介质。附加在总线上的设备可能在功能、大小、性能上互不相同，但是它们都和 MVB总线相连，通过MVB总线来交换信息，形成一个完整的通信网络。在MVB系统中，根据IEC－61375－1列车通信网标准， MVB总线有如下的一些特点： 拓扑结构：MVB总线的结构遵循OSI模式，吸取了ISO的标准。支持最多4095个设备，由一个中心总线管理器控制。简单的传感器和智能站共存于同一总线上。 数据类型：MVB总线支持三种数据类型：
描述嵌入式系统的几个组成部分的层次结构，并总结他们与开发过程的关系。_百度知道 底层（硬件层）：需要你自己对于硬件相当的了解，能够独立绘制PCB并进行焊接，之后调试板子，做好电路板。比如sc2410,你需要绘制至少四层PCB电路板，其中ARM核心板是最难掌握的部分，外围电路要注意各种走线技巧等等。绘制完PCB之后就需要你的焊接功夫。将元器件焊接在PCB上。最后调试电路板，这是这一层设计中的收尾工作，也是最具有挑战性的工作。调试电路需要大量的经验，对于初学者来说，需要很强的电路知识，对于硬件的性能以及应用要非常了解才行。 中间层（驱动层）：电路板已经有现成的。你需要编程使一个死的板子，活起来，就是把程序下载进去，能叫板子跑起来。这里需要你对于ARM芯片的结构有很好的掌握，要会读芯片资料（datasheet）通常都是英文的。了解其内部资源我们就可以进行驱动编程了。我们平时所使用单片机，一般都是写好的程序，各个管脚在什么时序下输出什么信号（1或0），来操作实现相应借口的外围设备，比如液晶屏、LED灯等。单片机也可以叫做简单的嵌入式。原理相同。ARM也可以向单片机一样使用，但我们更多的是要对ARM加入操作系统的，这才是我们最常说的嵌入式。加入操作系统了以后，芯片对于个个资源的调度有了更系统的统筹规划，可以更充分的利用ARM芯片的系统资源，提高性能，使资源合理分配。而通常的驱动是在操作系统下工作的。比如基于LINUX或WINCE等等下的驱动程序。驱动程序是链接硬件平台和操作系统的纽带，当然编写驱动要同时兼顾操作系统特点和硬件接口的特点。做驱动的开发，需要对于软硬件都要有所了解，其中更偏重操作系统的理解。这部分工作也是最难做的。 上层（应用层）：应用层，即我们所说的软件编程了。就相我们手机里QQ和飞信一样，我们需要根据我们手机的操作系统来编写应用程序。对于各个开发板，我们同样需要根据它里边的系统进行应用开发。这部分，应该是几乎脱离硬件了，我们只需简单的了解硬件即可。我们只需深刻理解操作系统的中各个系统函数和接口函数，即可进行开发。需要很强的C++水平。 以上是我总结出的一些东西，希望对于楼主能有所帮助。
嵌入式硬件电路设计基础知识梳理 嵌入式设计是个庞大的工程，今天就说说硬件电路设计方面的几个注意事项，首先，咱们了解下嵌入式的硬件构架。 我们知道，CPU是这个系统的灵魂，所有的外围配置都与其相关联，这也突出了嵌入式设计的一个特点硬件可剪裁。在做嵌入式硬件设计中，以下几点需要关注。 第一、电源确定 电源对于嵌入式系统中的作用可以看做是空气对人体的作用，甚至更重要：人呼吸的空气中有氧气、二氧化碳和氮气等但是含量稳定，这就相当于电源系统中各种杂波，我们希望得到纯净和稳定符合要求的电源，但由于各种因素制约，只是我们的梦想。这个要关注两个方面： a、电压 嵌入式系统需要各种量级的电源比如常见的5v、3.3v、1.8v等，为尽量减小电源的纹波，在嵌入式系统中使用LDO器件。如果采用DCDC不仅个头大，其纹波也是一个很头疼的问题。 b、电流 嵌入式系统的正常运行不但需要稳定足够的电源，还要有足够的电流，因此在选择电源器件的时候需要考虑其负载，我设计时一般留有30%的余量。 如果是多层板，电源部分在layout的时候需电源分割，这时需要注意分割路径，尽量将一定量的电源放置在一起。如果是双面板，则走线宽度需要注意，在板子允许的情况下尽量加宽。合适的退耦电容尽量靠近电源管脚。第二、晶振确定 晶振相当于嵌入式系统的心脏，其稳定与否直接关系其运行状态和通讯性能。常见的振有无源晶振，有源晶振，首先要确定其振荡频率，其次要确定晶振类型。 a、无源晶振 其匹配电容和匹配电阻的选择，这部分一般依据参考手册。在单片机设计中，经常使用插件晶振配合瓷片电容。在ARM中，为了减少空间和便于布线，经常使用四角无源晶振配
嵌入式系统习题库及答案 二．简答 1．简述Linux在嵌入式系统市场上取得辉煌的成果的原因。 答：广泛的硬件支持内核高效稳定开放源码，软件丰富优秀的开发工具完善的网络通信和文件管理机制 2．简述嵌入式系统平台移植所需要的步骤。 答：硬件平台的移植引导/装载程序的移植（bootloader移植）内核的修改配置编译与移植相关驱动程序的移植文件系统的移植开发环境的移植（GUI库移植）应用程序的移植 3．嵌入式根文件系统的设计目标应该包括哪些方面？ 答：使用简单方便实时响应可伸缩性和可配置性资源有效性安全可靠热插拔、在线更新4．简述Linux支持的硬件设备种类和Linux操作系统下的主要的设备文件种类。 答：主要硬件设备种类：字符设备、块设备和网络设备。主要设备文件种类：字符设备、块设备。5．arm系列处理器arm7tdmi中的tdmi四个字母的含义。 答： T功能模块表示16位Thumb，可以在兼顾性能的同时减少代码尺寸。M功能模块表示8位乘法器。D 功能模块表示Debug，该内核中放置了用于调试的结构，通常它为一个边界扫描链JTAG，可使CPU进入调试模式，从而可方便地进行断点设置、单步调试。 I功能模块表示EmbeddedICE Logic，用于实现断点观测及变量观测的逻辑电路部分，其中的TAP控制器可接入到边界扫描链。 6.嵌入式系统发展经历了那些阶段，有什么特点？ 答：(1)萌芽阶段编程语言：汇编语言 操作系统：无 硬件处理器：单芯片可编程控制器件8位MCU，DSP（单片机） （2）简单系统阶段编程语言：汇编语言 操作系统：无 （3）RTOS阶段：编程语言：汇编语言，c，c＋＋ 操作系统：VxWorks，QNX,pSOS 硬件处理器：32位嵌入式处理器（ARM) （4）网络化阶段编程语言：汇编语言，c，c＋＋，Java 操作系统：VxWorks，QNX,pSOS，Linux 硬件处理器：高性能嵌入式处理器，SOC 7.嵌入式系统的设计方法和过程与传统的单片机开发有什么不同？ 答：学习方法不同 单片机学习一般从硬件入手，从硬件体系结构、汇编语言到硬件设计、软件设计；嵌入式系统学习可以从软件入手，从应用层编程到操作系统移植、硬件平台设计较好，按单片机设计的学习流程较难掌握硬件处理能力 有无操作系统 系统开发方法：嵌入式系统强调基于平台的设计、软硬件协同设计，单片机大多采用软硬件流水设计 嵌入式系统设计的核心是软件设计（占70%左右的工作量），单片机系统软硬件设计所占比例基本相同8.简述哈佛体系结构和冯诺依曼体系结构的不同点。 答：哈佛体系结构的要点是： （1）使用两个独立的存储器模块，分别存储指令和数据，每个存储模块都不允许指令和数据并存，以便实现并行处理； （2）具有一条独立的地址总线和一条独立的数据总线，利用公用地址总线访问两个存储模块（程序存储模块和数据存储模块），公用数据总线则被用来完成程序存储模块或数据存储模块与CPU之间的数据传输；（3）两条总线由程序存储器和数据存储器分时共用。
第一章嵌入式处理器 1嵌入式系统的概念组成： 定义：以应用为主，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，满足系统对功能、性能、可靠性、体积和功耗有严格要求的计算机系统。 组成：硬件：处理器、存储器、I / O设备、传感器 软件：①系统软件， ②应用软件。 2.嵌入式处理器分类特点： 分类：①MPU（Micro Processor Unit）微处理器。一块芯片，没有集成外设接口。内部主要由运算器，控制器，寄存器组成。 ②MCU（Micro Controller Unit）微控制器（单片机）。一块芯片集成整个计算机系统。 ③EDSP（Embled Digital Signal Processor）数字信号处理器。运算速度快，擅长于大量重复数据处理 ④SOC（System On Chip）偏上系统。一块芯片，内部集成了MPU和某一应用常用的功能模块 3.嵌入式处理器与通用计算机处理器的区别： ①嵌入式处理器种类繁多，功能多样 ②嵌入式处理器能力相对较弱，功耗低 ③嵌入式系统提供灵活的地址空间寻址能力 ④嵌入式系统集成了外设接口 4.①哈佛体系结构：指令和数据分开存储————————（嵌入式存储结构） 特征：在同一机器周期内指令和数据同时传输 ②冯·诺依曼体系结构：指令和数据共用一个存储器——（通用式存数结构） 数据存储结构（多字节）： 大端方式：低地址存高位；小端方式：高地址存高位 6.ARM指令集命名：V1~V8 （ARMV表示的是指令集）
7.ARM内核命名：. 命名规则：ARM｛x｝｛y｝｛z｝｛T｝｛D｝｛M｝｛I｝｛E｝｛J｝｛F｝｛S｝｛x｝——系列（版本） ｛y｝——当数值为“2”时，表示MMU（内存管理单元） ｛z｝——当数值为“0”时，表示缓存Cache ｛T｝——支持16位Thumb指令集 ｛D｝——支持片上Debug（调试） ｛M｝——内嵌硬件乘法器 ｛I｝——内嵌ICE（在线仿真器）——支持片上断点及调试点 ｛E｝——支持DSP指令 ｛J｝——支持Jazzle技术 ｛F｝——支持硬件浮点 ｛S｝——可综合版本 8. JTAG调试接口的概念及作用： ①概念：（Joint Test Action Group）联合测试行动小组→检测PCB和IC芯片标准。（PCB→印刷电路板IC→集成芯片） ②作用（1）硬件基本功能测试读写 （2）软件下载：将运行代码下载到目标机RAM中 （3）软件调试：设置断点和调试点 （4）FLASH烧写：将运行最终代码烧写到FLASH存储器中。 9.GPIO概念：（General Purpose I/O Ports）通用输入/输出接口，即处理器引脚。 10.S3C2410/S3C2440 GPIO引脚 S3C2410共有117个引脚，可分成A——H共8个组，（GPA，GPB，…GPH组） S3C2440共有130个引脚，可分成A——J共9个组，（GPA，GPB，…，GPH，GPJ 组） 11.GPxCON寄存器,GPxDAT寄存器,GpxUP寄存器的功能，各位含义和用法 ①GPxCON寄存器（控制寄存器）——设置引脚功能 →GPACON（A组有23根引脚，一位对应一个引脚，共32位，拿出0~22位，其余没用） （若某一位是）0：（代表该位的引脚是一个）输出引脚 1：地址引脚 →GPBCON——GPH/JCON（用法一致，两位设置一个引脚） 00：输入引脚 01：输出引脚 10：特殊引脚 11：保留不用 GPBCON ②GPxDAT寄存器（数据寄存器）——设置引脚状态及读取引脚状态 若某一位对应的是输出引脚，写此寄存器相应位可令引脚输出高/低电平。 若某一位对应的是输入引脚，读取此寄存器可知相应引脚电平状态。GPBDAT
嵌入式系统的组成 一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。执行装置也称为被控对象，它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令，执行所规定的操作或任务。执行装置可以很简单，如手机上的一个微小型的电机，当手机处于震动接收状态时打开；也可以很复杂，如ＳＯＮＹ智能机器狗，上面集成了多个微上控制电机和多种传感器，从而可以执行各种复杂的动作和感受种状态信息。 下面对嵌入式计算机系统的组成进行介绍。 一、硬件层 硬件层中包含嵌入式微处理器、存储器（SDRAM、ROM、Flash等）、通用 设备接口和I/O接口（A/D、D/A、I/O等）。在一嵌入式处理器基础上添 加电源电路、时钟电路和存储器电路，就构成了一个嵌入式核心控制模 块。其中操作系统和应用程序都可以固化在ＲＯＭ中。 二、中间层 硬件层与软件层之间为中间层，也称为硬件抽象层（Hardware Abstract Layer,HAL）或者板级支持包（Board Support Package,BSP），它半系统 上层软件与底层硬件分离开来，使系统的底层驱动程序与硬件无关，上 层软件开发人员无需关心底层硬件的具体情况，根据BSP层提供的接口 即可进行开发。该层一般包含相关底层硬件的初始化、数据的输入/输出 操作和硬件设备的配置功能。 实际上,BSP是一个介于操作系统和底层硬件之间的软件层次，包括了系 统中大部分与硬件联系紧密的软件模块。设计一个完整的BSP需要完成 两部分工作：嵌入工系统的硬件初始化的BSP功能，设计硬件相关的设 备驱动。 三、系统软件层 系统软件层由实时多任务操作系统（Real-time Operation System,RTOS）、
单片机硬件系统设计原则 一个单片机应用系统的硬件电路设计包含两部分内容：一是系统扩展，即单片机内部的功能单元，如ROM、RAM、I/O、定时器/计数器、中断系统等不能满足应用系统的要求时，必须在片外进行扩展，选择适当的芯片，设计相应的电路。二是系统的配置，即按照系统功能要求配置外围设备，如键盘、显示器、打印机、A/D、D/A转换器等，要设计合适的接口电路。 系统的扩展和配置应遵循以下原则： 1、尽可能选择典型电路，并符合单片机常规用法。为硬件系统的标准化、模块化打下良好的基础。 2、系统扩展与外围设备的配置水平应充分满足应用系统的功能要求，并留有适当余地，以便进行二次开发。 3、硬件结构应结合应用软件方案一并考虑。硬件结构与软件方案会产生相互影响，考虑原则是：软件能实现的功能尽可能由软件实殃，以简化硬件结构。但必须注意，由软件实现的硬件功能，一般响应时间比硬件实现长，且占用CPU时间。
4、系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。如选用CMOS芯片单片机构成低功耗系统时，系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。 5、可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分，它包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板布线、通道隔离等。 6、单片机外围电路较多时，必须考虑其驱动能力。驱动能力不足时，系统工作不可靠，可通过增设线驱动器增强驱动能力或减少芯片功耗来降低总线负载。 7、尽量朝“单片”方向设计硬件系统。系统器件越多，器件之间相互干扰也越强，功耗也增大，也不可避免地降低了系统的稳定性。随着单片机片内集成的功能越来越强，真正的片上系统SoC已经可以实现，如ST公司新近推出的μPSD32××系列产品在一块芯片上集成了80C32核、大容量FLASH存储器、SRAM、A/D、I/O、两个串口、看门狗、上电复位电路等等。 单片机系统硬件抗干扰常用方法实践 影响单片机系统可靠安全运行的主要因素主要来自系统内部和外部 的各种电气干扰，并受系统结构设计、元器件选择、安装、制造工艺影响。这些都构成单片机系统的干扰因素，常会导致单片机系统运行失常，轻则影响产品质量和产量，重则会导致事故，造成重大经济损失。
1.1.2 嵌入式系统的组成 嵌入式系统由硬件和软件两大部分组成，硬件一般由高性能微处理器和外围接口电路组成，软件一般由操作系统和应用程序构成，软件和硬件之间由所谓的中间层（BSP层，板级支持包）连接。 嵌入式系统的硬件有：嵌入式微处理器、存储器、输入输出（I/O、A/D、D/A）。 嵌入式系统的软件有：操作系统、应用软件。操作系统是连接计算机硬件与应用程序的系统程序。嵌入式操作系统可以分为实时操作系统和分时操作系统两类。实时操作系统是指具有实时性，能支持实时控制系统工作的操作系统。实时操作系统的首要任务是调度一切可利用的资源完成实时控制任务；其次才着眼于提高计算机系统的使用效率，其重要特点是通过任务调度来满足对于重要时间在规定的时间内做出正确的响应。分时操作系统，软件在时间上的执行并不严格，时间上的延误或者时序上的错误，一般不会造成灾难性后果。 嵌入式系统从组织层次上看，嵌入式系统一般由硬件层、中间层、软件层和功能层组成。 （1）硬件层 硬件层由嵌入式微处理器、存储器系统、通用设备接口和I/O接口（A/D、D/A、I/O等）组成。在一片嵌入式微处理器基础上增加电源电路、时钟电路和存储器电路（ROM和RAM 等），就构成了一个嵌入式核心控制模块。其中操作系统和应用程序都可以固化在ROM中。 （2）中间层 硬件层和软件层之间为中间层，也称为硬件抽象层HAL和板级支持包BSP，它把系统软件与底层硬件部分隔离，使得系统的底层设备驱动程序与硬件无关，一般应具有相关硬件的初始化、数据的输入/输出操作和硬件设备的配置功能。 （3）软件层 软件层由实时多任务操作系统RTOS、文件系统、图形用户接口GUI、网络系统及通用组件模块组成。 （4）功能层 功能层由基于RTOS开发的应用程序组成，用来完成对被控对象的控制功能。功能层是面向被控对象和用户的。 在专用的嵌入式板子上面运行GNU/Linux系统已经变得越来越流行。一个嵌入式Linux 系统从软件的角度看通常可以分为四个层次： （1）引导加载程序。主要是指BootLoader。 （2）Linux内核。特定于嵌入式板子的定制内核以及内核的启动参数。 （3）文件系统。包括根文件系统和建立于Flash 内存设备之上文件系统。通常用ramdisk 来作为rootfs。 （4）用户应用程序。特定于用户的应用程序。有时在用户应用程序和内核层之间可能还会包括一个嵌入式图形用户界面。常用的嵌入式GUI有：MicroWindows和MiniGUI等。
嵌入式系统硬件设计
引言 嵌入式系统是以应用为中心，软件硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。本文主要研究了基于S3C2410的嵌入式最小系统，围绕其设计出相应的存储器、总电源电路、复位电路等一系列电路模块。嵌入式最小系统 嵌入式最小系统即是在尽可能减少上层应用的情况下，能够使系统运行的最小化模块配置。以ARM内核嵌入式微处理器为中心，具有完全相配接的Flash电路、SDRAM电路、JTAG电路、电源电路、晶振电路、复位信号电路和系统总线扩展等，保证嵌入式微处理器正常运行的系统，可称为嵌入式最小系统。对于一个典型的嵌入式最小系统，以ARM处理器为例，其构成模块及其各部分功能如图1所示，其中ARM微处理器、FLASH和SDRAM模块是嵌入式最小系统的核心部分。
整体仿真图 ? 微处理器——采用了S3C2410A ； 电源模块——本电源运用5V 的直流电源通过两个三端稳压器转换成我们所设计的最小系统所需要的两个电压，分别是3.3V 和 1.8V 电源LDD 稳压 SDARM 32MB (use nGC56) JTAG 接口 REST 电路256 字节 UART 串 32768Hz 晶振RTC S3C2410A-20 (ARM920T) (16KB I-Cache,16KB D-Cache) SDARM 32MB (use nGC56) NOR FLASH 2MB (use nGC50)
1.8V，3.3V的给VDDMOP，VDDIO,VDDADC等供电，而1.8V的给VDDi 和RTC供电。 ?时钟模块（晶振）——通常经ARM内部锁相环进行相应的倍频，以提供系统各模块运行所需的时钟频率输入。32.768kHz给RTC 和Reset模块，产生计数时钟，10MHz作为主时钟源； ?Flash存储模块——存放嵌入式操作系统、用户应用程序或者其他在系统掉电后需要保存的用户数据等； ?SDRAM模块——为系统运行提供动态存储空间，是系统代码运行的主要区域； ?复位模块——实现对系统的复位； 。
第1章嵌入式系统基础知识 嵌入式系统以数字技术为基础，以计算机科学技术为框架，目前普遍应用在工业控制、信息家电、医疗设备、智能仪器仪表等众多领域。嵌入式系统的出现至今已经有30多年的历史，近几年来，计算机、通信及消费性电子的一体化趋势日益明显，嵌入式技术已成为一个研究热点，越来越多的公司、科研院所、大专院校以及个人都在从事嵌入式系统的设计开发工作。 1.1 嵌入式系统概述 本节对嵌入式系统的基本概念、嵌入式系统的组成、嵌入式系统的应用领域、嵌入式系统的发展趋势等内容进行简单的介绍。 1.1.1 嵌入式系统简介 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。广义上说，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统，如各类单片机和DSP系统。狭义上说，那些使用嵌入式微处理器构成独立系统，具有自己的操作系统，具有特定功能的系统都是嵌入式系统。作为一个系统，往往是在硬件和软件交替发展的双螺旋的支撑下逐渐趋于稳定和成熟，嵌入式系统也不例外。 嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。最早的单片机是Intel公司的8048，它出现在1976年。Motorola公司同时推出了68HC05，ZiLOG公司推出了Z80系列，这些早期的单片机均含有256B的RAM、4KB的ROM、4个8位并口、一个全双工串行口、两个16位定时器。之后在20世纪80年代初，Intel又进一步完善了8048，在它的基础上研制成功了8051，这在单片机的历史上是值得纪念的一页。迄今为止，51系列的单片机仍然是最为成功的单片机芯片，在各种产品中有着非常广泛的应用。 从20世纪80年代早期开始，嵌入式系统的程序员开始用商业级的“操作系统”编写嵌入式应用软件，这可以获取更短的开发周期、更低的开发资金和更高的开发效率，“嵌入式系统”真正出现了。确切地说，这时的操作系统是一个实时核，这个实时核包含了许多传统操作系统的特征，包括任务管理、任务间通信、同步与相互排斥、中断支持、内存管理等功能。其中比较著名的有Ready System公司的VRTX、Integrated System Incorporation （ISI）公司的pSOS、Wind River System公司的VxWorks、QNX公司的QNX等。这些嵌入式操作系统都具有嵌入式的典型特点：它们均采用占先式的调度，响应的时间很短，任