第2章 嵌入式系统基本知识汇总
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1.什么是嵌入式系统?嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,采用可裁剪软硬件,适用于对功能、功耗、体积、大小可靠性等有严格要求的专用计算机系统。
2.嵌入式计算机系统同通用型计算机系统的区别?1)嵌入式系统通常是面向特定应用,而通用pc机则需要支持大量的、需求多样的应用程序2)嵌入式系统的软硬件必修高效的设计,量体裁衣、去除冗余,而通用pc对软硬件要求没有嵌入式系统那么高。
3)嵌入式系统为了提高速度和可靠性,一般将软件固化在芯片或者单片机中,而通用pc一般将软件放入存储器中。
4)嵌入式系统不具备自主开发能力,通用pc拥有强大的开发能力。
5)嵌入式系统是面向特定应用的,它的升级换代也与具体产品同步的进行。
3.嵌入式系统组成?嵌入式处理器、嵌入式外围设备、嵌入式应用软件、嵌入式操作系统。
4.ARM是什么?Arm(advanced RISC Machine)的三层含义:1)一个公司名称。
2)一种技术名称3)是一种微处理器的通称。
5.嵌入式处理器有哪些?MIPS、Power PC、SH处理器、ARM6.ARM处理器的特点有哪些?1)体积小、低功耗、成本低、性能高2)大量使用寄存器3)支持Thumb (16位)和ARM(32位)双指令集4)指令长度是固定的5)寻址方式灵活简单7.嵌入式处理器选择时考虑的主要因素?1)处理性能(如时钟频率、寄存器大小等)2)技术指标(外围设备、支持芯片等)3)功耗(特别是手持设备等消费类电子产品)4)软件支持工具5)是否内置调试工具6)供应商是否提供评估板8.ARM-XScale-PXA270三者之间的区别于联系?ARM是一种微处理器的通称;XScale处理器是基于ARMv5TE体系结构的解决方案,是一款高性能、高性价比、低功耗的处理器;PXA270则是采用Xscale内核(微结构体系框架),集成了许多常用的外围接口,是一款高性能、低功耗、功能强大的嵌入式应用处理器产品。
嵌入式系统——基础知识操作系统OS控制和管理计算机软硬件资源,合理组织计算机工作流程,方便用户使用计算机的系统软件。
可将OS看成是应用程序与硬件间的接口或虚拟机。
OS功能:进程管理、存储管理、文件管理、设备管理、网络和通信管理等。
嵌入式操作系统EOS运行在嵌入式硬件平台上,对整个系统及其所操作的部件装置等资源进行统一协调、指挥和控制的系统软件。
EOS特点:微型化、可裁剪性、实时性、高可靠性、易移植性重点关注:高实时性、硬件相关依赖性、软件固化、应用专用性、网络功能。
实时操作系统TROS能使计算机及时响应外部事件请求,并能及时控制所有实时设备与实时任务协调运行,且能在规定时间内完成事件处理的OS。
RTOS基本要求:1、逻辑功能正确:RTOS的计算必须产生正确的结果;2、时间正确:RTOS的计算必须在预定的周期内完成。
RTOS应满足条件:1、多任务系统;2、任务的切换时间应与系统中的任务书无关;3、中断延时的时间可预知并尽可能短。
无论在什么情况下,OS完成任务所需的时间应该是在程序设计时就可预知的。
嵌入式实时操作系统ERTOS用于嵌入式系统,对系统资源和多个任务进行管理,且具有高可靠性、良好可裁剪性等优良性能的,为应用程序提供运行平台和实时服务的微型系统软件。
ERTOS最重要的三项服务:1、多任务管理2、内存管理3、外围资源管理嵌入式微处理器(特点)1、对实时多任务OS有很强的支持能力;2、具有功能很强的存储区域保护功能;3、处理器结构可扩展;4、低功耗;微处理器主要发展方向:小体积、高性能、低功耗微处理器分类:MCU、MPU、DSP、SOC嵌入式系统发展方向1、嵌入式开发是一项系统工程,嵌入式系统厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身,还需要提供强大的硬件开发工具与软件支持包;2、网络化、信息化的要求随着因特网技术的成熟、宽带的提高而日益提高,使得以往单一功能的设备功能不再单一,结构更加复杂;3、网络互连成为必然趋势(IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth等网络接口);4、精简系统内核、算法、降低功耗和软硬件成本;5、提供友好的多媒体人机界面。
第一章 嵌入式系统概述1、嵌入式系统的定义嵌入式计算系统,简称为嵌入式系统。
究竟什么是嵌入式系统呢?● 《嵌入式计算系统设计原理》定义:“不严格地说:它是任意包含一个可编程计算机的设备,但是这个设备不是作为通用计算机而设计的。
因此,一台个人电脑并不能称之为嵌入式计算系统,尽管个人电脑经常被用于搭建嵌入式计算系统。
”● IEEE (国际电气和电子工程师协会)定义:“Device used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery orplants ”。
● 微机学会定义:“嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机系统。
”并分为系统级、板级、片级。
● 目前被大多数人接受的一般性定义是:“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、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。
”2、嵌入式系统的组成结构嵌入式系统的核心计算系统可以抽象出一个典型的组成模型:硬件层、中间层、软件层和功能层。
(1).硬件层:硬件层由嵌入式微处理器、存储系统、通信模块、人机接口、其它I/O 接口(A/D 、D/A 、通用I/O 等)以及电源等组成。
嵌入式系统的硬件层以嵌入式微处理器为核心。
(2).中间层:硬件层与软件层之间为中间层,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。
中间层一般包括:硬件抽象层(HardwareAbstract Layer ,HAL )、 板级支持包(Board Support Package ,BSP )图1、嵌入式系统的组成结构(3).软件层:软件层由实时操作系统(Real Time Operating System ,RTOS )、文件系统、图形用户接口(Graphical User Interfaces , GUI )、网络系统及通用组件模块组成。
嵌入式系统相关知识点总结嵌入式系统(Embedded Systems)是一种专门设计和用途的计算机系统,用于控制设备和机器的各个方面,通常被嵌入到所控制的设备中。
嵌入式系统是一个开放的领域,涵盖了面向硬件和软件的多个方面。
在本文中,我将总结一些与嵌入式系统相关的重要知识点。
一、嵌入式系统的基础知识:1.什么是嵌入式系统:嵌入式系统是一种专门设计和用途的计算机系统,被嵌入到所控制的设备中。
2.嵌入式系统的特点:实时性、可靠性、功耗低、体积小、成本低、资源有限等。
3.嵌入式系统的分类:实时嵌入式系统、网络嵌入式系统、移动嵌入式系统、无线嵌入式系统等。
4.嵌入式系统的组成:硬件平台(处理器、内存、输入输出接口等)和软件平台(操作系统、驱动程序等)。
二、嵌入式系统的硬件知识:1. 存储器:RAM(随机访问存储器)、ROM(只读存储器)、Flash memory(闪存)等。
2.处理器:常见的处理器包括ARM、MIPS、x86等,需要根据应用需求选择适合的处理器。
3.输入输出接口:串口、并口、USB、以太网等用于与外设通信。
4.性能优化:资源有限的嵌入式系统需要优化性能和资源利用,例如使用中断处理、多任务处理等技术。
三、嵌入式系统的软件知识:1. 操作系统(OS):嵌入式系统通常使用实时操作系统(RTOS),如FreeRTOS、Linux、VxWorks等,用于管理任务、内存、进程和资源。
2.设备驱动程序:用于控制和管理硬件设备,例如串口驱动、触摸屏驱动等。
3.编程语言:C/C++是嵌入式系统开发中常用的编程语言,还有汇编语言适用于对性能要求较高的关键模块。
4.软件开发工具:编译器、调试器、仿真器等用于嵌入式软件的开发和调试。
四、嵌入式系统的开发流程:1.系统需求分析:明确系统的功能、性能、成本等需求,并进行需求分析和规划。
2.硬件设计与开发:选择合适的硬件平台,设计硬件电路,并进行原型制作和测试。
3.软件设计与开发:进行软件系统的设计和开发,包括操作系统选择、驱动程序编写、应用程序开发等。