嵌入式系统基础知识
部门： xxx
时间： xxx
整理范文，仅供参考，可下载自行编辑
嵌入式系统设计师考试笔记之嵌入式系统基础知识 - 嵌入式系统设计师考试笔记之
自《嵌入式系统设计师考试复习笔记之存储管理篇》在嵌入式在线的博客出现后，意写的无限动力，使我萌生了将我以前的复习笔记、考试经验结合大纲教程并重新按《
嵌入式系统设计师的一天考试分为上午和下午部分，两部分的考试方式中。
从历年的真题和考试大纲来看，上午的选择题主要考查一些基本概念，办法才是最好的办法。方法大家可以自己慢慢去体会，我的也不多说了，通过笔记和点，可能你也做不好。
在复习的过程中，你要记住：你不是要考一个很高的分数，而是要考一
复习笔记
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 <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 <3）知识产权核 <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 2、嵌入式系统的组成：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 <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 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。 3、实时系统 <1）定义：能在指定或确定的时间内完成系统功能和对外部或内部、同步或 <2）区别：通用系统一般追求的是系统的平均响应时间和用户的使用方便； <3）特点：时间约束性、可预测性、可靠性、与外部环境的交互性。 <4）硬实时<强实时）：指应用的时间需求应能够得到完全满足，否则就造成 <5）软实时<弱实时）：指某些应用虽然提出了时间的要求，但实时任务偶尔 <6）任务的约束包括：时间约束、资源约束、执行顺序约束和性能约束。 4、实时系统的调度 <1）调度：给定一组实时任务和系统资源，确定每个任务何时何地执行的整 <2）抢占式调度：通常是优先级驱动的调度，如uCOS。优点是实时性好、反 <3）非抢占式调度：通常是按时间片分配的调度，不允许任务在执行期间被 <4）静态表驱动策略：系统在运行前根据各任务的时间约束及关联关系，采 <5）优先级驱动策略：按照任务优先级的高低确定任务的执行顺序。 <6）实时任务分类：周期任务、偶发任务、非周期任务。 <7）实时系统的通用结构模型：数据采集任务实现传感器数据的采集，数据 5、嵌入式微处理器体系结构 <1）冯诺依曼结构：程序和数据共用一个存储空间，程序指令存储地址和数 <2）哈佛结构：程序和数据是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址 <3）CISC与RISC的特点比较<参照教程22页）。 计算机执行程序所需要的时间P可以用下面公式计算： P=I×CPI×T I：高级语言程序编译后在机器上运行的指令数。 CPI：为执行每条指令所需要的平均周期数。 T：每个机器周期的时间。 <4）流水线的思想：在CPU中把一条指令的串行执行过程变为若干指令的子 <5）流水线的指标： 吞吐率：单位时间里流水线处理机流出的结果数。如果流水线的子过程所 建立时间：流水线开始工作到达最大吞吐率的时间。若m个子过程所用时 <6）信息存储的字节顺序 A、存储器单位：字节<8位） B、字长决定了微处理器的寻址能力，即虚拟地址空间的大小。 C、32位微处理器的虚拟地址空间位232，即4GB。 D、小端字节顺序：低字节在内存低地址处，高字节在内存高地址处。 E、大端字节顺序：高字节在内存低地址处，低字节在内存高地址处。 F、网络设备的存储顺序问题取决于OSI模型底层中的数据链路层。 6、逻辑电路基础 <1）根据电路是否具有存储功能，将逻辑电路划分为：组合逻辑电路和时序 <2）组合逻辑电路：电路在任一时刻的输出，仅取决于该时刻的输入信号， <3）时序逻辑电路：电路任一时刻的输出不仅与该时刻的输入有关，而且还 <4）真值表、布尔代数、摩根定律、门电路的概念。<教程28、29页） <5）NOR<或非）和NAND<与非）的门电路称为全能门电路，可以实现任何一 <6）译码器：多输入多输出的组合逻辑网络。 每输入一个n位的二进制代码，在m个输出端中最多有一个有效。 当m＝2n是，为全译码；当m<2n时，为部分译码。 <7）由于集成电路的高电平输出电流小，而低电平输出电流相对比较大，采 <8）时钟信号是时序逻辑的基础，它用于决定逻辑单元中的状态合适更新。 <9）在选用触发器的时候，触发方式是必须考虑的因素。触发方式有两种： 电平触发方式：具有结构简单的有点，常用来组成暂存器。 边沿触发方式：具有很强的抗数据端干扰能力，常用来组成寄存器、计数器 7、总线电路及信号驱动 <1）总线是各种信号线的集合，是嵌入式系统中各部件之间传送数据、地址 <2）总线的主要参数： 总线带宽：一定时间内总线上可以传送的数据量，一般用MByte/s表示。 总线宽度：总线能同时传送的数据位数 总线频率：工作时钟频率以MHz为单位，工作频率越高，则总线工作速度越 总线带宽＝总线位宽×总线频率/8，单位是MBps。 常用总线：ISA总线、PCI总线、IIC总线、SPI总线、PC104总线和CAN总 <3）只有具有三态输出的设备才能够连接到数据总线上，常用的三态门为输 <4）当总线上所接的负载超过总线的负载能力时，必须在总线和负载之间加 <5）采用总线复用技术可以实现数据总线和地址总线的共用。但会带来两个 A、需要增加外部电路对总线信号进行复用解耦，例如：地址锁存器。 B、总线速度相对非复用总线系统低。 <6）两类总线通信协议：同步方式、异步方式。 <7）对总线仲裁问题的解决是以优先级<优先权）的概念为基础。 8、电平转换电路 <1）数字集成电路可以分为两大类：双极型集成电路 9、可编程逻辑器件基础<具体参见教程51到61页） 这方面的内容，从总体上有个概念性的认识应该就可以了。 10、嵌入式系统中信息表示与运算基础 <1）进位计数制与转换：这样比较简单，也应该掌握怎么样进行换算，有出 <2）计算机中数的表示：源码、反码与补码。 正数的反码与源码相同，负数的反码为该数的源码除符号位外按位取反。 正数的补码与源码相同，负数的补码为该数的反码加一。 例如－98的源码：11100010B 反码：10011101B 补码：10011110B <3）定点表示法：数的小数点的位置人为约定固定不变。 浮点表示法：数的小数点位置是浮动的，它由尾数部分和阶数部分组成。 任意一个二进制N总可以写成：N=2P×S。S为尾数，P为阶数。 <4）汉字表示法<教程67、68页），搞清楚GB2318-80中国标码和机内码的 <5）语音编码中波形量化参数<可能会出简单的计算题目哦） 采样频率：一秒内采样的次数，反映了采样点之间的间隔大小。 人耳的听觉上限是20kHz，因此40kHz以上的采样频 CD唱片采用的采样频率是44.1kHz。 测量精度：样本的量化等级，目前标准采样量级有8位和16位两种。 声道数：单声道和立体声双道。立体声需要两倍的存储空间。 11、差错控制编码 <1）根据码组的功能，可以分为检错码和纠错码两类。检错码是指能自动发 <2）奇偶检验码、海明码、循环冗余校验码 12、嵌入式系统的度量工程 <1）性能指标：分为部件性能指标和综合性能指标，主要包括：吞吐率、实 <2）可靠性与安全性 可靠性是嵌入式系统最重要、最突出的基本要求，是一个嵌入式系统能正常 <3）可维护性：一般用平均修复时间MTTR表示。 <4）可用性 <5）功耗 <6）环境适应性 <7）通用性 <8）安全性 <9）保密性 <10）可扩展性 性价比中的价格，除了直接购买嵌入式系统的价格外，还应包含安装费用、若干年的 13、嵌入式系统的评价方法：测量法和模型法 <1）测量法是最直接最基本的方法，需要解决两个问题： A、根据研究的目的，确定要测量的系统参数。 B、选择测量的工具和方式。 <2）测量的方式有两种：采样方式和事件跟踪方式。 <3）模型法分为分析模型法和模拟模型法。分析模型法是用一些数学方程去 <4）分析模型法中使用最多的是排队模型，它包括三个部分：输入流、排队 <5）使用模型对系统进行评价需要解决3个问题：设计模型、解模型、校准真题解读 1、2007年4、5题 若每一条指令都可以分解为取指、分析和执行三步。已知取指时间t取指＝4△t，分<4）A. 1190 B. 1195 C. 1200 <5）A. 504 B. 507 C. 50 <答案>：C、B 考查流水线技术知识点。 按照串行的方式，执行完一条指令才能执行下一条指令，那么执行完100条指令的时 按照流水线的方式，可以同时执行多条指令。在第一条指令进行分析的时候，第二条条指令完成之后，每一个执行的周期就可以完成一条指令。需要注意的是，如果流水 2、2007年24题 某总线有104根信号线，其中数据总线 <答案>：C 考查总线这个知识点。 根据上面的笔记，总线带宽＝总线位宽×总线频率/8=32×33/8＝132MB/s。 3、2007年26题 某存储器数据总线宽度为32bit，存取周期为250ns，则该存储器带宽为 <26）。< <26）A. 8×106B/s B. 16×106B/s C. 16×108B/s D <答案>：B 考查总线这个知识点。 存储器带宽即总线带宽，总线频率为：1/250ns=4×106 存储器带宽为：32×4×106/8＝16×106B/s 4、2007年27题 处理机主要由处理器、存储器和总线组成，总线包括 <27）。 <27）A. 数据总线、串行总线、逻辑总线、物理总线 B. 并行总线、地址总线、逻辑总线、物理总线 C. 并行总线、串行总线、全双工总线 D. 数据总线、地址总线、控制总线 <答案>：D 考查总线这个知识点，基本概念的考查。 5、2007年35题 三极管是可控的开关器件，其饱和与截止状态分别对应开关的接通和断开状态。UBE <35）A. 接通 B. 三态 C. 断开 <答案>：C 考查电路中最基本的基础知识点，我觉得做不对的根本不能算嵌入式系统开发入门。 6、2007年36题 如下图所示，若低位地址 C. EF000H～EFFFFH D. FE000H～FEFFFH <答案>：D 考查数字电路中译码知识和存储系统中统一编址的问题，相对来说，这个题目有点难 7、2007年46题 <46）完全把系统软件和硬件部分隔离开来，从而大大提高了系统的可移植性。 <46）A. 硬件抽象层 B. 驱动映射层 C. 硬件交互层 D. 中间层<答案>：A 考查嵌入式系统组成中的概念。 8、2006年3题 设指令由取指、分析、执行3个子部件完成，每个子部件的工作周期为△t，<3）A.8 B.10 C.12 D.14 <答案>：C 考查流水线技术知识点。 3＋<10－1）×1＝12 9、2006年4、5题 某计算机的时钟频率为400MHz，测试计算机的程序使用4种类型的指令。每种指令指令类型指令数目<条）每条 1 2 3 4 <4）A.1.85 B.1.93 C.2.36 <5）A.106.7 B.169.5 C.207.3 <答案>：B、C 考查指令运行方面的简单计算。 平均时钟数＝<160000＋2×30000＋4×24000＋8×16000）/<160000＋30000＋24000 MIPS是指每秒种执行多少百万条指令，即106。 计算机的运行数度为：400/1.93=207.25=207.3MIPS 9、2006年12题 计算机要对声音信号进行处理时，必须将它转换为数字声音信号。最基本的 <12）A.1/2 B.1/1024 <答案>：C 考查声音编码种量化计算的知识点。 2个字节是16位，其量化分辨率位1/216 ＝1/65536。 10、2006年13题 某幅图像具有640×460个象素点，若每个象素具有8位的颜色深度，则可表 <13）A.8 B.256 <14）A.61440 B.307200 <答案>：B、A 考查图像数据存储计算的知识点。 8位颜色深度可以表示28＝256种颜色深度。 经过5：1压缩后的数据大小为：640×480×8/8/5＝61440。 11、2006年23题 若某逻辑门输入A、B和输出F的波形如下图所示，则F(A,B>的表达式为<2 <23） A.F=A B B.F=A+B C.F=A异或B A_______| |_ B_______| F___________| <答案>：C 考查数字电路的最基本知识点，我觉得这个都搞不清楚很难通过这个考试。 12、2006年24题 一个4位的二进制计数器，由0000状态开始，经过25个时钟脉冲后，该计 <24） A.1100 B.1000 <答案>：C 考查数字电路的最基本知识点，相对上面一题有点难，需要对计数器的工作原理有比4位的计数器，其计数范围是24＝16，0000开始经过16个时钟脉冲之后又回到了开 13、2006年25题 稳压二极管构成的稳压电路的接法是<25） <25） A.稳压管与负载电阻串联。 B.稳压管与限流电阻并联。 C.限流电阻与稳压管串联后，在与负载电阻串联。 D.限流电阻与稳压管串联后，在与负载电阻并联。 <答案>：D 考查模拟电路的最基本知识点，实在太简单，不知道从那里开始分析了。 14、2006年26题 以下叙述中，不符合RISC指令系统特点的是<26） <26） A.指令长度固定，指令种类少。 B.寻址方式种类丰富，指令功能尽量增强。 C.设置大量通用寄存器，访问存储器指令简单。 D.选取使用频率较高的一些简单指令。 <答案>：B 考查RISC与CICS的区别，考生应该清楚他们的区别，参加教程22页。 15、2006年27题 通常所说的32位微处理器是指<27） <27） A.地址总线的宽度为32位 B.处理器 C.CPU字长为32位 <答案>：C 考查字长的概念和总线宽度的理解，参加教程25页。 16、2006年28题 在32位总线系统中，若时钟频率为500MHz，传送一个32位字需要5个时钟周期，<28） A.200 B.400 C.6 <答案>：B 考查总线和数据传输方面的知识点。 5个时钟周期可以传送4个Byte。 每秒中可以传送：4×<500/5）＝400MB/s。 17、2006年30题 评价一个计算机系统时，通常主要使用<30）来衡量系统的可靠性。 <30） A.评价响应时间 B.平均无故障时间 C.平均修复时间 D.数据处理速率 <答案>：B 考查嵌入式系统性能评价中重要知识点。看过了就会做，每什么分析的，参见教程 小结 就我个人的意见，从内容来看，嵌入式系统基础知识的范围很广，知识得。只要你做过嵌入式或者单片机方面的工作，你都能做出来。一些计算的题目也是看，06年10道，07年7道，数量有所较少，但是我觉得这不是一个趋势，08年应的及格线又迈进了一大步了。 祝准备考试的朋友，考试顺顺利利。 申明： 所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用 途。 第一章 1、嵌入式系统的应用范围：军事国防、消费电子、信息家电、网络通信、工业 控制。 2、嵌入式系统定义：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件 与硬件可裁剪，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。（嵌入式的三要素：嵌入型、专用性与计算机系统）。 3、嵌入式系统的特点：1)专用性强；2）实时约束；3）RTOS；4）高可靠性；5） 低功耗；6）专用的开发工具和开发环境；7）系统精简； 4、嵌入式系统的组成： （1）处理器：MCU、MPU、DSP、SOC； （2）外围接口及设备：存储器、通信接口、I/O 接口、输入输出设备、电源等；（3）嵌入式操作系统：windows CE、UCLinux、Vxworks、UC/OS; （4）应用软件：Bootloader 5、嵌入式系统的硬件：嵌入式微处理器（MCU、MPU、DSP、SOC），外围电路， 外部设备； 嵌入式系统的软件：无操作系统（NOSES），小型操作系统软件（SOSE）S，大型 操作系统软件（LOSES）注：ARM 处理器三大部件：ALU、控制器、寄存器。 6、嵌入式处理器特点：（1）实时多任务；（2）结构可扩展；（3）很强的存储区 保护功能；（4）低功耗； 7、DSP处理器两种工作方式：（1）经过单片机的DSP可单独构成处理器；（2） 作为协处理器，具有单片机功能和数字处理功能； 第二章 1、IP核分类：软核、固核、硬核； 2、ARM 处理器系列：（1）ARM7系列（三级流水，thumb 指令集，ARM7TDMI）; (2)ARM9系列（DSP处理能力，ARM920T）（3）ARM/OE（增强DSP）（4）SecurCone 系列（提供解密安全方案）；（5）StrongARM系列（Zntle 产权）；（6）XScale系列（Intel 产权）；（7）Cortex 系列（A：性能密集型；R：要求实时性；M：要求低 成本） 3、ARM 系列的变量后缀：（1）T：thumb 指令集；（2）D：JTAG调试器；（3）快 嵌入式开发的必备知识 嵌入式操作系统简介 嵌入式操作系统（EmbeddedSystem）是指以应用为中心、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。举例来说，大到油田的集散控制系统和工厂流水线，小到家用VCD机或手机，甚至组成普通PC终端设备的键盘、鼠标、硬盘、Modem等均是由嵌入式处理器控制的。 嵌入式系统无疑是当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。嵌入式系统用在一些特定专用设备上，通常这些设备的硬件资源（如处理器、存储器等）非常有限，并且对成本很敏感，有时对实时响应要求很高等。特别是随着消费家电的智能化，嵌入式更显重要。像我们平常常见到的手机、PDA、电子字典、可视电话、VCD/DVD/MP3Player、数字相机（DC）、数字摄像机（DV）、U-Disk、机顶盒（Set TopBox）、高清电视（HDTV）、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等等都是典型的嵌入式系统。 为什么要学嵌入式软件开发？好处是什么？ （1）目前国内外这方面的人都很稀缺。一方面，是因为这一领域入门门槛较高，不仅要懂较底层软件（例如操作系统级、驱动程序级软件），对软件专业水平要求较高（嵌入式系统对软件设计的时间和空间效率要求较高），而且必须懂得硬件的工作原理，所以非专业IT人员很难切入这一领域；另一方面，是因为这一领域较新，目前发展太快，很多软硬件技术出现时间不长或正在出现（如ARM处理器、嵌入式操作系统、MPEG技术、无线通信协议等），掌握这些新技术的人当然很找。嵌入式人才稀缺，身价自然就高，越有经验价格就越高。其实嵌入式人才稀少，根本原因可能是大多数人无条件接触，这需要相应的嵌入式开发板和软件，另外需要有经验的人进行指导开发流程。 arm 嵌入式系统基础教程课后答案【篇一：arm 嵌入式系统基础教程习题答案周立功】 /p> 1 、举出3 个书本中未提到的嵌入式系统的例子。 答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒 2、什么叫嵌入式系统 嵌入式系统：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。 3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？ 嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。 嵌入式微处理器(embedded microprocessor unit, empu) 嵌入式微控制器(microcontroller unit, mcu) 嵌入式dsp 处理器(embedded digital signal processor, edsp) 嵌入式片上系统(system on chip) 4、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？ 是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实 时操作系统提高了系统的可靠性。其次，提高了开发效率，缩短了 开发周期。再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了32 位cpu 的多任务潜力。 第二章 1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段？各自的具体任务 是什么？ 项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结 束项目 4 个阶段。识别需求阶段的主要任务是确认需求，分析投资 收益比，研究项目的可行性，分析厂商所应具备的条件。 提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。 执行项目阶段细化目标，制定工作计划，协调人力和其他资源；定 期监控进展，分析项目偏差，采取必要措施以实现目标。 结束项目阶段主要包括移交工作成果，帮助客户实现商务目标；系 统交接给维护人员；结清各种款项。 2、为何要进行风险分析？嵌入式项目主要有哪些方面的风险？ 在一个项目中，有许多的因素会影响到项目进行，因此在项目进行 的初期，在客户和开发团队都还未投入大量资源之前，风险的评估 《嵌入式系统基础教程》复习 1.什么是嵌入式系统？其特点有些什么？ 答：嵌入式系统是“以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。” 特点：1）是专用的计算机系统，用于特定的任务； 2）资源较少，可以裁减； 3) 功耗低，体积小，集成度高，成本低; 4）使用实时操作系统； 5) 可靠性要求更高，具有系统测试和可靠性评估体系; 6）运行环境差异大 7）大部分程序固化在ROM中； 8) 较长的生命周期； 9）嵌入式微处理器通常包含专用调试电路 2.嵌入式系统的BooTLoader的功能是什么？ 答：BootLoader是系统加电后、操作系统内核或用户应用程序运行之前，首先必须运行的一段程序代码。通过这段程序，为最终调用操作系统内核、运行用户应用程序准备好正确的环境。（对于嵌入式系统来说，有的使用操作系统，也有的不使用操作系统，但在系统启动时都必须运行BootLoader，为系统运行准备好软硬件环境。） 3.目前嵌入式操作系统有哪些？ 答：1）μC/OS-II 嵌入式操作系统内核；2）VxWorks嵌入式实时操作系统；3）WinCE操作系统；4）Linux操作系统；5）Symbian操作系统 4.构造嵌入式开发环境有哪几种形式？ 答：1）交叉开发环境；2）软件模拟环境；3)评估电路板 5.嵌入式系统开发的基本流程? 答：1）系统定义与需求分析； 2）系统设计方案的初步确立； 3）初步设计方案性价比评估与方案评审论证； 4）完善初步方案、初步方案实施； 5）软硬件集成测试； 6）系统功能性能测试及可靠性测试。 6.什么是可编程片上系统？ 答：用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上,称作可编程片上系统SOPC。它是一种特殊的嵌入式系统，首先它是SOC，即由单个芯片实现整个系统的主要逻辑功能，具有一般SOC基本属性；其次，它又具备软硬件在系统可编程的功能，是可编程系统，具有可裁剪、可扩充、可升级等灵活的设计方式。 7.有时要使用Thumb技术的原因 答：（Thumb指令集是把32位的ARM指令集的一个子集重新编码后形成的一个特殊的16位指令集。）在性能和代码大小之间取得平衡，在需要较低的存储代码时采用Thumb指令系统用Thumb指令编写最小代码量的程序（能够很好的解决代码长度的问题），却取得以ARM代码执行的最好性能，可以带来低功耗,小体积,低成本。 8.ARM处理器的工作模式有哪几种？ 答：1）正常用户模式（user）； 2）快速中断模式（fiq）； 3）普通中断模式（irq）； 4）操作系统保护模式（svc）或管理模式； 5）数据访问中止模式（abt）； 6）处理未定义指令的未定义模式（und）； 7）运行特权级的操作系统任务的系统模式（sys）。 9.寄存器R13，R14，R15的专用功能各是什么？ 答：1）寄存器R13保存堆栈指针SP； 习题1 1. 嵌入式系统的概念的是什么？答：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。（嵌入式系统是嵌入式到对象体系中的，用于执行独立功能的专用计算机系统。） 2. 嵌入式系统的特点是什么？ 答：系统内核小；专用性强；运行环境差异大；可靠性要求高；系统精简和高实时性操作系统；具有固化在非易失性存储器中的代码嵌入式系统开发和工作环境 4. 嵌入式系统的功能是什么？答：提供强大的网络服务小型化，低成本，低 功能；人性化的人机界面；完善的开发平台 5. 嵌入式系统的硬件平台由哪些部分组成？答：嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为核心，由存储器I/O 单元电路，通信模块，外部设备必要的辅助接口组成的。 7. 嵌入式操作系统的主要特点是什么？答：体积小；实时性；特殊的开发调试环境。 8. 叙述嵌入式系统的分类。答：按嵌入式微处理器的位数分类可以分为4 位、 8 位、16 位、32 位和64 位等；按软件实时性需求分类可以分为非实时系统（如PDA）， 软实时系统（如消费类产品）和硬实时系统（如工业实时控制系统）按嵌入式系统的复杂程度分类可以分为小型嵌入式系统，中型嵌入式系统和复杂嵌入式系统。 习题2 处理器和工作状态有哪些？ 答：ARM犬态：此时处理器执行32位的的字对齐的ARS旨令。 Thumb犬态：此时处理器执行16位的，半字对齐的Thumb旨令 2.叙述ARM9内部寄存器结构，并分别说明R13 R14 R15寄存器的 作用。 答：共有37个内部寄存器，被分为若干个组（BANK，这些寄存器包括31个通用寄存器，包括程序计数器（PC指针）6个状态寄存器。R13用作堆栈指针，R14称为子程序链接寄存器，R15用作程序计数器。处理器的工作模式有哪些？ 答：用户模式：ARM处理器正常的程序执行状态。 快速中断模式：用于高速数据传输或通道处理 外部中断模式：用于通用中断处理管理模式：操作系统使用的保护模式数据访问终止模式：当数据或指令预期终止时进入该模式，可用于虚拟存储器及存储保护 系统模式：运行具有特权的操作系统任务 未定义指令终止模式：当未定义的指令执行时进入该模式，可用 于支持硬件协处理器的软件仿真。 微处理器支持的数据类型有哪些？ 答：ARM微处理器中支持字节（8位）、半字（16位），字（32 位） 通用 PC系统与嵌入式系统的区别.txt精神失常的疯子不可怕，可怕的是精神正常的疯子！ 一什么是嵌入式系统 嵌入式系统一般指非 pc 系统，有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材。它是以应用 为中心，软硬件可裁减的，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。简单地说，嵌入式系统集系统的应用软件与硬件于一体，类似于pc 中 bios 的工作方式，具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点，特别适合于要 求实时和多任务的体系。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统 及应用软件系统等组成，它是可独立工作的“器件”。 嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备，如掌上pda、移动计算设备、电视机顶盒、 手机上网、数字电视、多媒体、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安 全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等。 嵌入式系统的硬件部分，包括处理器 / 微处理器、存储器及外设器件和 i/o 端口、图形控制器等。嵌 入式系统有别于一般的计算机处理系统，它不具备像硬盘那样大容量的存储介质，而 大多使用eprom、eeprom 或闪存 (flash memory)作为存储介质。软件部分包括操作系统软件 ( 要求实时和多任务操作 ) 和应用程序编程。应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统控制 着应用程序编程与硬件的交互作用。 二嵌入式处理器 嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般具备 4 个特点： (1) 对实时和多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时 操作系统的执行时间减少到最低限度；(2) 具有功能很强的存储区保护功能，这是由于嵌入 式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强 大的存储区保护功能，同时也有利于软件诊断；(3) 可扩展的处理器结构，以能迅速地扩展 出满足应用的高性能的嵌入式微处理器；(4) 嵌入式微处理器的功耗必须很低，尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此，功耗只能为mw 甚至μ w 级。 据不完全统计，目前全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000 种，流行的体系结构有 30 多个系列。其中 8051 体系占多半，生产这种单片机的半导体厂家有20 多个，共 350 多种衍生产品，仅 philips 就有近 100 种。现在几乎每个半导体制造商都生产嵌入式处理器，越来越多的公司有自己的处理器设计部门。嵌入式处理器的寻址空间一般从64kb 到 16mb，处理速度为 0.1~2000mips ，常用封装 8~144 个引脚。 根据现状，嵌入式计算机可分成下面几类: (1) 嵌入式微处理器(embedded microprocessor unit, empu) 嵌入式微处理器采用“增强型”通用微处理器。由于嵌入式系统通常应用于环境比较恶劣的 环境中，因而嵌入式微处理器在工作温度、电磁兼容性以及可靠性方面的要求较通用的标准 微处理器高。但是，嵌入式微处理器在功能方面与标准的微处理器基本上是一样的。根据实 第一章 一：嵌入式系统基础知识 第二章 一：CM3 1.Cortex-M3 是一个32 位处理器内核。内部的数据路径是32 位的，寄存器是32 位的，存储器接口也是32 位的。CM3 采用了哈佛结构，拥有独立的指令总线和数据总线。 2.程序计数寄存器 R15 ：程序计数寄存器，指向当前程序地址。 3.特殊功能寄存器 （1）程序状态字寄存器组（PSRs）记录ALU 标志（0 标志，进位标志，负数标志，溢出标志），执行状态，以及当前正服务的中断号； （2）中断屏蔽寄存器组：PRIMASK 失能所有的中断、FAULTMASK 失能所有的fault、BASEPRI 失能所有优先级不高于某个具体数值的中断； （3）控制寄存器（CONTROL ），定义特权状态（见后续章节对特权的叙述），并且决定使用哪一个堆栈指针； 4.Cortex-M3 处理器支持两种处理器的操作模式，还支持两级特权 操作。 两种操作模式：（1)处理者模式(handler mode) 异常服务例程的代码—包括中断服务(2）线程模式（thread mode）普通应用程序的代码； 两级特权：特权级和用户级，提供一种存储器访问保护机制，使得普通用户程序代码不能意外地，甚至是恶意地执行涉及到要害的操作。 复位后，处理器默认进入线程模式，特权级访问； a.在 CM3 运行主应用程序时（线程模式），既可以使用特权级， 也可 以使用用户级；但是异常服务例程必须在特权级下执行； b.在特权级下，程序可以访问所有范围的存储器，并且可以执行所 有指 令，包括切换到用户级； c.从用户级到特权级的唯一途径就是异常，用户级的程序必须执行 一条系统调用指令(SVC)触发 SVC 异常，然后由异常服务例程接管，如果批准了进入，则异常服务例程修改 CONTROL 寄存器，才能在用户级的线程模式下重新进入特权级； 5.异常以及异常类型 异常:在 ARM 编程领域中，凡是打断程序顺序执行的事件，都被称为异常(exception) 。包括：外部中断、不可屏蔽中断、指令执行了“非法操作”或者访问被禁的内存区间产生的各种错误 fault。 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。 第一章 思考与练习 1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。 答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒 2、什么叫嵌入式系统 嵌入式系统：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。 3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？ 嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。 嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU) 嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU) 嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP) 嵌入式片上系统(System On Chip) 4、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？ 是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。 其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了32 位CPU 的多任务潜力。 第二章 1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段？各自的具体任务是什么？ 项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4 个阶段。 识别需求阶段的主要任务是确认需求，分析投资收益比，研究项目的可行性，分析厂商所应具备的条件。 提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。 执行项目阶段细化目标，制定工作计划，协调人力和其他资源；定期监控进展， 分析项目偏差，采取必要措施以实现目标。 结束项目阶段主要包括移交工作成果，帮助客户实现商务目标；系统交接给维护人员；结清各种款项。 2、为何要进行风险分析？嵌入式项目主要有哪些方面的风险？ 在一个项目中，有许多的因素会影响到项目进行，因此在项目进行的初期，在客户和开发团队都还未投入大量资源之前，风险的评估可以用来预估项目进行可能会遭遇的难题。 需求风险；时间风险；资金风险；项目管理风险 3、何谓系统规范？制定系统规范的目的是什么？ 规格制定阶段的目的在于将客户的需求，由模糊的描述，转换成有意义的量化数据。 4、何谓系统规划？为何要做系统规划 系统规划就是拟定一个开发进程，使项目在合理的进程范围中逐渐建构完成。其目地是让客户可以进一步地掌握系统开发的进程，并确定检查点，以让双方确定项目是否如预期中的进度完成。 5、为什么在项目结束前需要进行项目讨论？ 项目的讨论一个项目进行的反馈机制。通过这一个程序，项目团队的经验才可以被记录 下来，也就是说，这是一个撰写项目历史的过程。 第三章 1、ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么？ 64 位乘法指令（带M 后缀的）、支持片上调试（带D 后缀的）、高密度16 位的Thumb 指令机扩展（带T 后缀的）和EmbededICE 观察点硬件（带I 后缀的） 2、ARM7TDMI采用几级流水线？使用何种存储器编址方式？ 三级流水线（取指译码执行）；使用了冯·诺依曼（V on Neumann ）结构，指令和数据共用一条 32 位总线。 3、ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别？ 处理器模式指的是处理器在执行程序时在不同时刻所处的不同状态，处理器状态指的是处理器当前所执行的指令集。 4、分别列举ARM的处理器模式和状态。 状态： ARM 状态32 位，这种状态下执行的是字方式的ARM 指令 《ARM嵌入式系统基础教程》试题及答案 一、选择题 1、以下说法不正确的是（B ）。 A、任务可以有类型说明 B、任务可以返回一个数值 C、任务可以有形参变量 D、任务是一个无限循环 2下列描述不属于RISC计算机的特点的是（C）。 A.流水线每周期前进一步。B．更多通用寄存器。 C．指令长度不固定，执行需要多个周期。 D．独立的Load和Store指令完成数据在寄存器和外部存储器之间的传输。 3 存储一个32位数0x2168465到2000H～2003H四个字节单元中，若以大端模式存储，则2000H存储单元的内容 为（D）。 A、0x21 B、0x68 C、0x65 D、0x02 4 μCOS-II中对关键代码段由于希望在执行的过程中不被中断干扰，通常采用关中断的方式，以下X86汇编代码正确而且不会改变关中断之前的中断开关状态的是（D） A.先CLI、执行关键代码、再STI B. 先STI、执行关键代码、再CLI C. 先POPF、CLI、执行关键代码、再PUSHF D. 先PUSHF、CLI、执行关键代码、再POPF。 5 RS232-C串口通信中，表示逻辑1的电平是（D ）。 A、0v B、3.3v C、＋5v～＋15v D、－5v～－15v 6 ARM汇编语句“ADD R0, R2, R3, LSL#1”的作用是（A）。 A.R0 = R2 + (R3 << 1) B. R0 =( R2<< 1) + R3 C. R3= R0+ (R2 << 1) D. (R3 << 1)= R0+ R2 7 IRQ中断的入口地址是（C）。FIQ的入口地址为0x0000001C A、0x00000000 B、0x00000008 C、0x00000018 D、0x00000014 8 S3C2420X I/O口常用的控制器是（D）。 A.端口控制寄存器（GPACON-GPHCON）。 B.端口数据寄存器（GPADAT-GPHDA T）。 C.外部中断控制寄存器（EXTINTN）。 D.以上都是。 9 实时操作系统中，两个任务并发执行，一个任务要等待其合作伙伴发来信息，或建立某个条件后再向前执行，这种制约性合作关系被成为（A）。 A. 同步 B. 互斥 C. 调度 D. 执行 10 和PC系统机相比嵌入式系统不具备以下哪个特点（C）。 A、系统内核小 B、专用性强 C、可执行多任务 D、系统精简 11 、ADD R0，R1，#3属于（A）寻址方式。 A. 立即寻址 B. 多寄存器寻址 C. 寄存器直接寻址 D. 相对寻址 12、GET伪指令的含义是（A） A. 包含一个外部文件 B. 定义程序的入口 C. 定义一个宏 D. 声明一个变量 13、存储一个32位数0x876165到2000H～2003H四个字节单元中，若以小端模式存 储，则2000H存储单元的内容为（C）。 A、0x00 B、0x87 C、0x65 D、0x61 14、μCOS-II操作系统不属于（C）。 A、RTOS B、占先式实时操作系统 C、非占先式实时操作系统 D、嵌入式实时操作系统 15、若R1=2000H，(2000H)=0x86，(2008H)=0x39，则执行指令LDR R0，[R1，＃8]！后R0的值为（D ）。 A. 0x2000 B. 0x86 C. 0x2008 D. 0x39 16、寄存器R13除了可以做通用寄存器外，还可以做（C ）。 A、程序计数器 B、链接寄存器 C、栈指针寄存器 D、基址寄存器 17、FIQ中断的入口地址是（A）。 嵌入式系统设计师考试笔记之嵌入式系统基础知识- 自《嵌入式系统设计师考试复习笔记之存储管理篇》在嵌入式在线的博客出现后，意外的得到很多朋友的关注和评论，收到不少朋友的邮件，问一些有关考试的问题，希望得到我的复习笔记的其他部分。我非常感谢他们，他们的热切关注，使我有了继续往下写的无限动力，使我萌生了将我以前的复习笔记、考试经验结合大纲教程并重新按《教程》的章节顺序整理一份适合考生复习的笔记手册，笔记后面再分析历年的真题，按章节考点找出相关的考题进行分析，希望能和有兴趣的人们一起讨论讨论。 嵌入式系统设计师的一天考试分为上午和下午部分，两部分的考试方式、试题难度、考点分布和复习方法都是不同的。这次我们讨论的是嵌入式系统基础知识，我本人觉得，这部分出下午大题的可能性不大，主要是分布在上午的75道选择题之中。 从历年的真题和考试大纲来看，上午的选择题主要考查一些基本概念，重要原理的理解，一些关键技术和一些重要的原理引申出来的简单计算。根据这些考试特点，复习的时候可以采用适当的策略，当然每个人的方法都是不一样的，适合自己的办法才是最好的办法。方法大家可以自己慢慢去体会，我的也不多说了，通过笔记和真题分析就可以体现处理。对于很多关键的知识点和基本概念，除了记住之外还要彻底理解，否则出题的时候会进行一些变换，或者引申一些计算，那么就算你知道考那个考点，可能你也做不好。 在复习的过程中，你要记住：你不是要考一个很高的分数，而是要考一个通过的分数，在复习过程中可以放弃一些内容，只要保证在大部分基本概念，关键技术，重要原理和历年考点上都把握住，能够拿到需要的分数就可以了。 复习笔记 1、嵌入式系统的定义 嵌入式开发必须具备哪些基础知识 嵌入式操作系统简介 嵌入式操作系统（EmbeddedSystem）是指以应用为中心、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。举例来说，大到油田的集散控制系统和工厂流水线，小到家用VCD机或手机，甚至组成普通PC终端设备的键盘、鼠标、硬盘、Modem等均是由嵌入式处理器控制的。 嵌入式系统无疑是当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。嵌入式系统用在一些特定专用设备上，通常这些设备的硬件资源（如处理器、存储器等）非常有限，并且对成本很敏感，有时对实时响应要求很高等。特别是随着消费家电的智能化，嵌入式更显重要。像我们平常常见到的手机、PDA、电子字典、可视电话、VCD/DVD/MP3Player、数字相机（DC）、数字摄像机（DV）、U-Disk、机顶盒（Set TopBox）、高清电视（HDTV）、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等等都是典型的嵌入式系统。 为什么要学嵌入式软件开发？好处是什么？ （1）目前国内外这方面的人都很稀缺。一方面，是因为这一领域入门门槛较高，不仅要懂较底层软件（例如操作系统级、驱动程序级软件），对软件专业水平要求较高（嵌入式系统对软件设计的时间和空间效率要求较高），而且必须懂得硬件的工作原理，所以非专业IT人员很难切入这一领域；另一方面，是因为这一领域较新，目前发展太快，很多软硬件技术出现时间不长或正在出现（如ARM处理器、嵌入式操作系统、MPEG技术、无线通信协议等），掌握这些新技术的人当然很找。嵌入式人才稀缺，身价自然就高，越有经验价格就越高。其实嵌入式人才稀少，根本原因可能是大多数人无条件接触，这需要相应的嵌入式开发板和软件，另外需要有经验的人进行指导开发流程。 （2）与企业计算等应用软件不同，嵌入式领域人才的工作强度通常低一些（但收入不低）。搞企业应用软件的IT企业，这个用户的系统搞完了，又得去搞下一个用户的，而且每个用户的需求和完成时间都得按客户要求改变，往往疲于奔命，重复劳动。相比而言，搞嵌 常见的嵌入式操作系统都有哪些 常见的嵌入式操作系统都有哪些 对于嵌入式学习的你们，大家知道我们常见的嵌入式操作系统都有哪些吗?本文作了简析，一起来看看。 DOS 微软一开始选用了派特森的Q-DOS “QUICK AND DISK OPERATING SYSTEM ”为基础然后再扩充功能而成MS-DOS，主要是采用由IBM 提供的使用8088 微处理器的计算机作开发平台，它是以16 字节单人单工操作系统，特别适合一些功能简单装置使用。 Windows CE 虽然微软Windows 系统已经称霸了PC Desktop 环境。但是对于嵌入式系统这块大饼，微软也是垂涎已久，桌上型的Windows 桌业系统对于嵌入式系统来说自然是太过于肥大的产物，于是微软推出精简版的Windows CE 作为进攻嵌入式系统的主力。目前主要应用于PDA 上头，但是跟微软一系列Windows 系统一般，Windows CE也承袭了原有的缺点：耗系统资源、不稳定、效率不佳等等。毛病实在太多，后来将整个架构重新改写后推出Windows CE 3.0 版，或称为Pocket PC。改版之后的确改进了不少缺点。 Windows CE 可应用于PDA 、WebPAD、Thin Client等等。是采用Windows CE 为操作系统的SIMPad (西门子公司所有)。 Palm 由Palm Computing 公司的嵌入式操作系统，目前最大的应用在PDA ，是市场占有率最高的PDA 操作系统，Palm 操作系统架构非常简洁，因为少去了很多功能，如内存管理、多任务等等，使得Palm 可以非常不耗系统资源，硬件需求低，连带的整体耗电量便可压缩到非常低，因此采用Palm 操作系统的PDA 都有待机时间长的优点。 EPOC 由英国手持装置大厂Psion 所开发，常用于PDA 与手机结合的场合。最有名的例子Nokia 9110 系列手机，它就是采用EPOC 系统。 著名的嵌入式实时系统 实时系统是嵌入式系统里头非常重要的一环，很多人都误以为实时系统执行速度非常快的系统，事实上不然，所谓实时代表的意义是『实时反应』，一般多人多任务操作系统如：Windows 、UNIX ，在上面执行的软件都一起分享CPU ，因为CPU 速度快，所以我们感觉好象可以同时执行多支软件，其实在系统内部的同一时间内都只有一个程序在执行，每个软件都必须排队，而且规定只能用一小段时间后就要换下一位，但是因为CPU 速度够快，很快又可以被执行到，所以人们感觉并不会很明显软件是一段一段在执行。这是一般所谓的非实时性的操作系统运作模式，而实时操作系统具有立即反应而且不能让出资源的特性，例如汽车的ABS 煞车系统，如果不采用能够立即反应的实时系统，后果可就不堪设想。而这类的应用多半多属体积小、功能简单的地方，所以也算是嵌入式系统。QNX 的QNX OS 、WindRiver 的VxWorks、Microware 的OS9、pSOS 等等，都是有名的嵌入式实时系统公司。 Linux Linux 不是都用来做服务器吗?不然就是Cluster，怎么会跟嵌入式系统扯上关系?不要怀疑，Linux 除了对伺服工作应付自如外，嵌入式系统也难不倒Linux。 那么究竟Linux 有怎样独特的`能耐，可以想变大就变大想缩小就缩小?又用Linux 来发展嵌入式系统有什么优点?请看底下介绍。 开放原始码、模块化设计 Linux 采用GPL 授权，除了把原始码公开以外，任何人都可以自由使用、修改、散布， 成都达内嵌入式培训：嵌入式系统基础及知识及接口技术总结 介绍 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。 3、实时系统 (1)定义：能在指定或确定的时间内完成系统功能和对外部或内部、同步或异步时间做出响应的系统。 (2)区别：通用系统一般追求的是系统的平均响应时间和用户的使用方便;而实时系统主要考虑的是在最坏情况下的系统行为。 (3)特点：时间约束性、可预测性、可靠性、与外部环境的交互性。 (4)硬实时(强实时)：指应用的时间需求应能够得到完全满足，否则就造成重大安全事故，甚至造成重大的生命财产损失和生态破坏，如：航天、军事。 (5)软实时(弱实时)：指某些应用虽然提出了时间的要求，但实时任务偶尔违反这种需求对系统运行及环境不会造成严重影响，如：监控系统、实时信息采集系统。 (6)任务的约束包括：时间约束、资源约束、执行顺序约束和性能约束。 4、实时系统的调度 第一章 1．嵌入式系统的基本含义是什么？为什么说单片机是典型的嵌入式系统？ 答：即MCU的含义是：在一块芯片上集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM/ROM等）、定时器/计数器及多种输入输出（I/O）接口的比较完整的数字处理系统。大部分嵌入式系统以MCU为核心进行设计。MCU从体系结构到指令系统都是按照嵌入式系统的应用特点专门设计的，它能很好地满足应用系统的嵌入、面向测控对象、现场可靠运行等方面的要求。因此以MCU为核心的系统是应用最广的嵌入式系统。 2．简述嵌入式系统的特点以及应用领域（举例）。 答：嵌入式系统属于计算机系统，但不单独以通用计算机的面目出现;嵌入式系统开发需要专用工具和特殊方法;使用MCU设计嵌入式系统，数据与程序空间采用不同存储介质;开发嵌入式系统涉及软件、硬件及应用领域的知识;嵌入式系统的其他特点,比如紧张的资源，较高稳定性要求，低功耗，低成本等。 一般用于工业控制，智能家电，日常电子等领域。 日常数码产品：手机，MP3，U盘，相机等。 日常工业类：冰箱，空调，微波炉，汽车等。 3．比较MCU与CPU的区别与联系。 答：CPU是一个单独的PC处理器。而MCU，则有微处理器，存储器（RAM/ROM等）、定时器/计数器及多种输入输出（I/O）接口的比较完整的数字处理系统。所以可以这么说，MCU 是一个包含微处理器的嵌入式系统，而CPU紧紧是一个处理器而已。 4. 总结嵌入式系统常用术语。 硬件：封装，印刷电路板，动态可读写随机存储器与静态可读写随机存储器，只读存储器，闪速存储器，模拟量与开关量。 通信：并行通信，串行通信，串行外设接口，集成电路互连总线，通用串行总线，控制器局域网，背景调试模式，边界扫描测试协议，串行线调试技术。 功能模块及软件：通用输入/输出，A/D与D/A，脉冲宽度调制器，看门狗，液晶显示，发光二级管，键盘，实时操作系统。 5．C语言的那些特性使得它成为嵌入式系统中使用频率最高的高级语言。 答：相比底端汇编，更简单易学；与高级语言如（C++，C#，java等）相比，执行效率高，编译后的编码体积小，而且支持好的编译器还支持嵌入汇编代码；对位的操纵能力很强。 6. 举例说明结构体变量类型的定义、结构体变量的声明与使用方法。 C语言中所有数据类型遵循“先定义后使用”的原则。 （1）结构体的说明和结构体变量的定义 例如，定义一个名为student的结构体变量类型： structure student{ //定义名为student的结构体变量类型 char name[8]; //成员变量name为字符型数组 char class[10]; //成员变量class为字符型数组 int age; //成员变量age为整型 软考嵌入式系统设计师考试大纲 一、考试说明 1考试要求： <1）掌握科学基础知识； <2）掌握嵌入式系统的硬件、软件知识； <3）掌握嵌入式系统分析的方法； <4）掌握嵌入式系统设计与开发的方法及步骤； <5）掌握嵌入式系统实施的方法 <6）掌握嵌入式系统运行维护知识； <7）了解信息化基础知识、信息技术引用的基础知识； <8）了解信息技术标准、安全，以及有关法律的基本知识； <9）了解嵌入式技术发展趋势； <10）正确阅读和理解计算机及嵌入式领域的英文资料。 2、通过本考试的合格人员能根据工程管理和工程技术的实际要求，按照系统总体设计规格进行软、硬件实际，编写系统开发规格说明书等相应的文档；组织和指导嵌入式系统靠法实施人员实施硬件电路、编写和调试程序，并对嵌入式系统硬件设备和程序进行优化和集成测试，开发出符合系统总体设计要求的高质量嵌入式系统；具有工程师的实际工作能力和业务水平。 二、考试范围 考试科目1：嵌入式系统基础知识 1.计算机科学基础 1.1数制及转换 ?二进制、八进制、十进制和十六进制等常用数制及其相互转换 1.2数据的表示 ?数的机内表示<原码、反码、补码、移码，定点和浮点，精度和溢出） ?字符、汉字、声音、图像的编码方式 ?校验方法和校验码< 奇偶验码、海明校验码、循环校验码） 1.3算术和逻辑运算 ?计算机中的二进制数运算方法 ?逻辑代数的基本运算和逻辑表达式的化简 1.4计算机系统结构和重要部件的基本工作原理 CPU和存储器的组成、性能、基本工作原理 ?常用1/设备、通信设备的性能，以及基本工作原理 I/接口的功能、类型和特点 ?虚拟存储存储基本工作原理，多级存储体系 1.5安全性、可靠性与系统性能评测基础知识 ?诊断与容错 ?系统可靠性分析评价 ?计算机系统性能评测方法 2.嵌入式系统硬件知识 2.1数字电路和逻辑电路基础 2.1.1组合电路和时序电路 1 嵌入式系统的知识体系 嵌入式系统的应用范围可以粗略分为两大类：电子系统的智能化（工业控制、现代农业、家用电器、汽车电子、测控系统、数据采集等），计算机应用的延伸（MP3、手机、通信、网络、计算机外围设备等）。从这些应用可以看出，要完成一个以MCU为核心的嵌入式系统应用产品设计，需要硬件、软件及行业领域相关知识。硬件主要有MCU的硬件最小系统、输入/输出外围电路、人机接口设计。软件设计有固化软件的设计，也可能含PC机软件的设计。行业知识需要通过协作、交流与总结获得。 概括地说，学习以MCU为核心的嵌入式系统，需要以下软硬件基础知识与实践训练： ①硬件最小系统（电源、晶振、复位、写入调试接口）； ②通用I/O（开关量输入/输出，涉及各种二值量检测与控制）； ③模/数转换（各种传感器信号的采集与处理，如红外、温度、光敏、超声波、方向等）； ④数/模转换（对模拟量设备利用数字进行控制）； ⑤通信（串行通信接口SCI、串行外设接口SPI、集成电路互联总线I2C、CAN、USB、嵌入式以太网、ZigBee技术等）； ⑥显示（LED、LCD等）； ⑦控制（控制各种设备，包括PWM等控制技术）； ⑧数据处理（图形、图像、语音、视频等的处理或识别）； ⑨各种具体应用。 万变不离其宗，任何应用都可以归入这几类。而应用中的硬件设计、软件设计、测试等都必须遵循嵌入式软件工程的方法、原理与基本原则。所以，嵌入式软件工程也是嵌入式系统知识体系的有机组成部分，只不过它融于具体项目的开发过程之中。 以上实践训练涉及硬件基础、软件基础及相关领域知识。计算机语言、操作系统、开发环境等均是达到这些目的的工具。有些初学者，容易把工具的使用与所要达到的真正目的相混淆。例如，有的学习者学了很长时间的嵌入式操作系统移植，而不进行实际嵌入式系统产品的开发，到最后也做不好一个嵌入式系统小产品，偏离了学习目标，甚至放弃嵌入式系统领域。这就是进入了嵌入式系统学习误区，下面对此作一些分析。 2 嵌入式系统的学习误区 关于嵌入式系统的学习方法，因学习经历、学习环境、学习目的、已有的知识基础等不同，可能在学习顺序、内容选择、实践方式等方面有所不同。但是，应该明确哪些是必备的基础知识，哪些应该先学，哪些应该后学；哪些必须通过实践才能获得；哪些是与具体芯片无关的通用知识，哪些是与具体芯片或开发环境相关的知识。 由于微处理器与微控制器种类繁多，也可能由于不同公司、机构出于自身的利益，给出一些误导性宣传，特别是我国嵌入式微控制器制造技术落后，使得人们对微控制器的发展，在认识与理解上存在差异，导致一些初学者进入嵌入式系统的学习误区，浪费了宝贵的学习时间。下面分析可能存在的几个误区。 2.1 操作系统的困惑 如果说，学习嵌入式系统不是为了开发其应用产品，那就没有具体目标，诸如学习方法这样的问题也就不必谈了。实际上，这正是许多人想学，又不知从何开始学习的关键问题所在，不知道自己学习的具体目标。于是，看了一些培训广告，看了书店中种类繁多的嵌入式系统书籍，或上网以“嵌入式系统”为关键词进行查询，就参加培训或看书，开始“学习起来”。对于有计算机阅历的人，往往选择一个嵌入式操作系统就开始学习了。这有点像“瞎子摸大象”，只了解其一个侧面。这样如何能对嵌入式产品的开发过程有全面了解呢？针对许多初学者选择“xxx嵌入式操作系统+xxx处理器”的嵌入式系统入门学习模式，笔者认为是不合适的。笔者的建议是：首先把嵌入式系统软件与硬件基础打好了，再根据实际需要，嵌入式系统原理与应用复习知识点总结
嵌入式开发的必备知识
arm嵌入式系统基础教程课后答案.doc
ARM嵌入式系统基础教程复习
孟祥莲嵌入式系统原理及应用教程部分习题答案
(完整版)通用PC系统与嵌入式系统的区别.doc
嵌入式知识点整理
嵌入式系统基础知识总结
周立功-ARM嵌入式系统基础教程课后习题答案11
《ARM嵌入式系统基础教程》试题及答案
嵌入式系统基础知识题库
嵌入式开发必须具备哪些基础知识
常见的嵌入式操作系统都有哪些
成都达内嵌入式培训嵌入式系统基础与知识与接口技术总结介绍
嵌入式技术基础与实践(第3版)1-3章课后习题答案
9嵌入式系统设计师考试大纲
嵌入式系统的知识体系
相关主题
文本预览