(完整word版)嵌入式系统原理及应用复习知识点总结

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。

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,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：在同一机器周期指令和数据同时传输②·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〔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｝——嵌硬件乘法器｛I｝——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。

第一章嵌入式系统导论一、嵌入式系统架构：（1）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，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。

前者是整个系统的物理基础，它提供软件运行平台和通信接口；后者实际控制系统的运行。

1、硬件：嵌入式微处理器、外围电路、外围硬件设备。

2、软件：嵌入式操作系统、用户的应用程序。

（2）嵌入式系统的软/硬件框架硬件：嵌入式微处理器、外围电路、外围硬件设备。

软件：嵌入式操作系统、用户的应用程序。

二、嵌入式定义：是以现代计算机技术为基础，以应用为中心，可以根据系统或用户需求（功能、可靠性、成本、体积、功耗、环境等），灵活裁剪软硬件模块的专用计算机系统；1、IEEE（国际电气和电子工程师协会）对嵌入式系统的定义：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。

2、广义定义：任何一个非计算机的计算系统3、通俗的说法：1、把一个计算机嵌入到其他系统中构成的一个系统2、是一个应用3、主体是其他内容，计算机作为一个设备出现三、嵌入式系统的主要特点：（1）面向应用，（2）软硬件可剪裁。

（3）专用计算机控制系统。

四、嵌入式系统与单片机、PC相比的优势（1）性能方面：采用32位RISC结构微处理器，主频从30MHz到624MHz以上，处理能力大大超出单片机系统，接近PC机的水平，但体积更小，能够真正地“嵌入”到设备中；实性性方面：嵌入式机控制器内嵌实时操作系统（RTOS），能够完全保证控制系统的强实时性；（2）人机交互方面：嵌入式控制器可支持大屏幕的液晶显示器，提供功能强大的图形用户界面；输入方法多种多样；（3）系统升级方面：嵌入式控制器可为控制系统专门设计，其功能专一，成本较低，而且开放的用户程序接口（API）保证了系统能够快速升级和更新。

嵌入式系统的应用家用方面：数字电视、信息家电、智能玩具、手持通讯、存储设备的核心。

信息家电技术特点：1、处理器发展趋向低成本、高整合性与低耗能。

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。

嵌入式系统相关知识点总结第一篇：嵌入式系统相关知识点总结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。

特点也可答：1．系统内核小。

2．专用性强。

3．系统精简。

4．高实时性的系统软件(OS)是嵌入式软件的基本要求。

5．嵌入式软件开发要想走向标准化，就必须使用多任务的操作系统。

6．嵌入式系统开发需要开发工具和环境。

7.嵌入式系统与具体应用有机结合在一起，升级换代也是同步进行，所以具有较长的生命周期。

8.为了提高运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中。

操作系统在嵌入式系统中所起的作用（四个）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。

嵌入式系统原理与设计重点总结一、系统设计1.需求分析：明确系统功能需求，包括输入输出功能、实时性要求、可靠性要求等。

2.体系结构设计：根据需求分析，确定系统的硬件和软件的整体结构，包括主控制器的选择、外设模块的选择等。

3.接口设计：定义系统的各个模块之间的接口，包括硬件接口和软件接口。

4.硬件与软件协同设计：在系统设计过程中，硬件与软件的开发要密切协同，确保硬件设计与软件设计之间的一致性。

二、硬件设计1.主控制器选择：根据需求和成本等因素选择合适的主控制器，常用的主控制器有单片机、DSP芯片、FPGA等。

2.外设模块设计：根据需求选择合适的传感器、驱动芯片等外设模块，并进行电路设计、PCB设计等。

3.电源设计：根据系统需求设计合适的电源模块，包括电源管理电路、电池管理电路等。

4.射频设计：针对无线通信类嵌入式系统，需要进行射频电路设计、天线设计等。

5.硬件调试测试：在硬件设计完成后，进行硬件调试和测试，确保各个模块正常工作。

三、软件设计1.实时系统设计：对于要求实时性的嵌入式系统，需要设计合适的实时系统，包括任务调度算法、中断处理等。

2.驱动程序设计：对于各种外设模块，需要编写相应的驱动程序，实现对外设的控制和管理。

3.嵌入式操作系统选择与编程：根据系统需求选择合适的嵌入式操作系统，并进行系统编程，实现系统的功能。

4.软件优化：针对资源受限的嵌入式系统，需要进行软件优化，包括代码优化、内存优化等。

5.软件调试与测试：在软件设计完成后，进行软件调试和测试，确保系统功能正常。

总结：嵌入式系统原理与设计是一个复杂而独特的领域，需要对硬件和软件进行深入的理解和研究。

在系统设计中，需要明确需求并进行系统分析和结构设计；在硬件设计中，要选择合适的主控制器和外设模块，并进行电路设计和测试；在软件设计中，要设计实时系统、编写驱动程序、选择嵌入式操作系统，并进行软件优化和测试。

只有在这些方面做好工作，才能设计出高性能、高可靠性的嵌入式系统。

嵌入式系统开发技术基本知识点第一章嵌入式系统概论一：定义：嵌入式系统是一种嵌入在设备（或系统）内部，为特定应用而设计开发的专用计算机系统。

国内普遍认为：嵌入式是以应用为中心，以计算机为基础，软硬件可裁剪、使用应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的功用计算机系统。

2特点①专用性②隐蔽性③资源受限④高可靠性⑤实时性⑥软件固化。

3嵌入式系统是由硬件和软件两部分组成的。

硬件的主体是中央处理器和存储器，它们通过输入/输出（I/O）接口和输入/输出设备与外部世界联系。

二:处理器能够按照指令的要求高速度完成二进制数据和逻辑运算的部件。

组成：由运算器、控制器、寄存器、高速缓冲存储器（Cache）等部件组成。

三：①中央处理器（CPU）：负责运行系统软件和应用软件的主处理器②其余的都是协处理器：如数字信号处理器（DSP）、通信处理器、图形处理器。

四：地位：CPU是任何计算机不可或缺的核心部件。

CPU的字长有4位、8、16位（最多）、32位（技术发展的主流）、64位之分。

字长指的是CPU中通用寄存器和定点运算器的宽度。

CPU的性能主要表现为程序（指令）执行速度放入快慢。

影响执行速度的因素①主频（CPU时钟频率）②指令系统③高速缓冲存储器的容量和结构④逻辑结构。

五：存储器的任务是存储程序和数据。

它分为内置存储器和扩充存储器两部分。

内置又分为片内存储器和片外存储器两部分。

扩充存储器通常做成插拔形式，需要时才插入宿主设备使用。

存储器大多数是由半导体集成电路组成。

按照其存取特性，分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）,其中RAM又可分为动态随机存取存储器（DRAM）和静态随机存取存储器（SRAM）.动态随机存取存储器（DRAM）：电路简单，集成度高，功耗小，成本低，但速度稍慢。

静态随机存取存储器（SRAM）：电路较复杂，集成度低，功耗较大，成本高，但工作速度快（适合用作指令和数据的高速缓冲存储器）无论是DRAM，SRAM当关机或断电时，其中的信息都将随着丢失，属于易失性存储器。

嵌入式系统复习重点一、嵌入式系统概论（第一章）1、嵌入式系统的定义P2从技术的角度定义：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。

从系统的角度定义：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。

术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统中的一个完整的部分，称为嵌入的系统。

嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统。

（EG）可以将嵌入式系统定义成“嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统”。

2、嵌入式系统三大基本要素P2嵌入性、专用性、内含计算机3、嵌入式系统的分类P5（中央处理器，或简称为处理器，英文缩写为CPU，功能：解译计算机指令以及处理计算机软件中的数据）嵌入式处理器可以分为以下几大类：▪嵌入式微处理器—EMPU；▪嵌入式微控制器—MCU；▪嵌入式DSP处理器—DSP；▪嵌入式片上系统—SOC;二、嵌入式系统硬件（第一章、第二章和第四章）1、嵌入式处理器P32、存储器片内和片外的读写操作P1033、AHB外设EMC：外部存储器控制P152VIC：向量中断控制器P1884、VPB外设P91定义、功能、寄存器设置三、嵌入式处理器1、处理器的分类◆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 Digtal Signal Processor, EDSP）◆嵌入式片上系统（System On Chip）存储器1. 嵌入式微处理器从功能上来说可以分为哪两种？它们的含义分别是什么？2. 嵌入式微处理器按指令集不同可以分为哪两大类？两者的主要区别是什么？四、嵌入式处理器1、微处理器的体系架构◆算术格式◆功能单元◆3级流水线P20◆扩充的指令集2、以ARM7TDMI为例，说明ARM系列处理器的体系结构版本支持哪些功能？P19◆ARM7TDMI◆三级流水线包括哪三个步骤？P20ARM状态下：◆存储器访问的格式p48小端模式：LP系列ARM指定采用小端模式大端模式◆处理器的状态有哪两种？分别有什么特点？P24（ARM7TDMI处理器内核包含2套指令系统，分别为ARM指令集和Thumb指令集，并且各自对应1种处理器的状态：）▪ARM状态：32位，处理器执行字方式的ARM指令，处理器默认为此状态；▪Thumb状态：16位，处理器执行半字方式的Thumb指令。

1．章导论1.1嵌入式系统概念、ARM的特点、嵌入式软件1.3.3支持的流水等级1.5 Cortex-M处理器的内核架构STM32F103系列工作频率、供电电压范围、所支持的外设USB、ADC、ADC、GPIO2. 章Cortex-M3处理器1、Cortex-M3处理器位数、组成、支持几级流水线技术及架构2、Cortex-M3内核组成、工作模式、堆栈3、NVIC的功能、中断优先级、分组、函数初始化、所支持的IRQ中断3．章STM32最小系统设计3.1 从Cortex-M3到STM32F1031、STM32F103可驱动系统时钟（SYSCLK）的时钟源2、最小系统的组成3.2存储器与总线架构AHB 、APB1、APB2所挂外设、DMA的作用3.3中断和事件1、系统时钟（SYSCLK）、NIVC配置的优先权等级位数5.章通用和复用功能I/O5.1 GPIO功能描述1、GPIO的配置寄存器、数据寄存器、置位/复位寄存器等的个数2、GPIO端口可配置的输入、输出模式、表5-23、I/O端口寄存器被访问的方式4、复用端口初始化步骤、使能其时钟的函数6.定时器6.1 定时器的4个功能模块：时钟产生模块、时基单元、输入检测、输出比较6.2 时钟产生模块1、功能2、时钟源：AHB、APB、CK_INT之间的关系6.3 时基单元1、功能2、有关的寄存器：PSC、CNT、ARR、RCR、SR3、影子寄存器4、定时器的3钟计数模式：向上、向下、中央对齐及其特点5、定时器的设置：已知定时器时钟，设置PSC和ARR实现定时6、定时器的编程：定时器的初始化、开定时器中断、编写中断处理函数等6.4 输入捕获1、功能或基本原理2、有关寄存器：CNT、CCRx3、输入捕获与输出比较共享CCRx，不能同时使用4、输入捕获中断5、输入捕获的初始化6、改变输入捕获边沿的极性6.5 输出比较1、功能2、有关的寄存器:CNT、CCRx3、掌握输出比较模式与极性，有效电平与输出电平4、输出比较的编程：初始化：GPIO、GPIO重映射、时基单元、输出比较PWM：周期、占空比、改变占空比7、USART7.1 串行通信与并行通信的特点7.2 USART、1-wire、IIC、IIS、SPI7.3 USART数据传输和帧1、以字节为传输单位，帧为字节批量传输单位2、帧的构成7.4 流控7.5 开始位7.6 停止位7.7 奇偶校验和CRC校验7.8 分数分频器的设置/波特率7.9 发送和接收状态变化1、TDR和TXE2、RDR和RXNE3、移位寄存器和TC4、发送和接受数据5、发送和接收的函数6、中断标志读取函数7.10 USART编程1、USART的初始化1.1 GPIO口的设置1.2 USART初始化配置：波特率、硬件流控、USART模式（发送/接收）、奇偶校验、停止位长度、数据位长度（字长）1.3开USART中断8 SPI8.1 SPI接口的特点：同步串行、高位在前发送、环形总线、8/16位的数据帧、单主多从8.2 SPI接口的构成1、SCLK/SCK、SS2、MOSI3、MISO8.3 SPI移位发送数据的特点8.4 SPI的时序1、CPOL：空闲时电平2、CPHA：采样时刻8.5 SPI主模式/从模式的区别1、主模式负责提供SCK时钟2、MISO和MOSI的发送和接收9、IIC9.1 IIC总线的特点1、功能：IC间2、多主多从3、双向2线制9.2 IIC的术语1、发送器2、接收器3、主机4、从机5、多株机6、仲裁7、同步8、地址9、SCL和SDA9.3 IIC总线的传输特性1、数据有效性2、起始条件、停止条件3、重复起始信号：什么是重复起始信号？什么时候产生？4、应答和非应答：什么是应答和非应答？由谁产生5、空闲电平9.4 IIC通信1、IIC传输格式：起始信号、从机地址、数据、停止信号2、寻址字节：地址和读写方向3、仲裁和同步9.5 IIC编程1、引脚配置2、起始信号、停止信号、应答和非应答3、数据位的发送11章模拟数字模块1、模数转换的步骤、模数转换器所具有的通道个数及可测得的外部信号源个数2、模数转换器的特性3、ADC校准的方式、DAC初始化所对应的寄存器4、使能ADC的时钟函数及配置其引脚的输入模式、初始化函数5、温度传感器所连接的通道。

嵌入式复习大纲第一章1、嵌入式系统定义及概念：嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁减、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统2、嵌入式系统的特点：（3个）1)嵌入式系统通常是面向特定应用的；2)嵌入式系统功耗低、体积小、集成度高、成本低；3)嵌入式系统具有较长的生命周期；4)嵌入式系统具有固化的代码；3、嵌入式处理器的分类：1)嵌入式微处理器（EMPU）；2)嵌入式微控制器（EMCU）；3)嵌入式DSP处理器（EDSP）；4)嵌入式片上系统（ESoC）。

4、嵌入式系统的组成：由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。

（1）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）（2）硬件层与软件层之间为中间层，也称为硬件抽象层，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。

BSP具有以下两个特点。

（3）系统软件层由实时多任务操作系统、、文件系统、图形用户接口、网络系统及通用组件模块组成。

5、嵌入式操作系统：嵌入式实时操作系统µC/OS-II、嵌入式Linux、Windows Embedded、VxWorks、pSOS、等，以及应用在智能手机和平板电脑的Android、iOS等6、嵌入式系统的设计方法：（需交叉编译和调试环境）（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第二章1、ARM的CISC、RISC ARM7~ARM9（1）CISC特点：复杂指令、各种类型的内存寻址方式、微程序结构、效率高（2）RISC特点：固定指令长度、指令流水线处理、简化内存管理、硬件接线式控制、单周期执行、复杂度存于编译程序内（3）冯诺依曼结构：输入输出设备、运算器、控制器、存储器主要贡献：提出并实现了“存储程序”的概念2、ARM7：采用3级流水线结构，采用冯诺依曼结构（程序存储与数据存储统一编址）ARM9：采用5流水线结构，采用哈弗体系结构（程序存储器与数据存储器分开独立编址）ARM10：采用6流水线结构，采用哈弗体系结构ARM11：采用8流水线结构，采用哈弗体系结构3、ARM体系结构的技术特征：（1）单调周期操作（2）采用加载/存储指令结构（执行速度快）（3）固定32位指令（结构简单、效率高）（4）地址指令格式（三地址指令格式，优化代码）（5）指令流水线技术（提高执行效率）4、ARM的三种工作状态，如何标记？（1）ARM状态：32位，ARM状态下执行字对准的32位ARM指令；（2）Thumb状态：16位，Thumb状态下执行半字对准的16位Thumb指令。

嵌入式第一章嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统1.嵌入式系统的概念嵌入机械或电气系统内部、具有专属功能的智能化计算机算机系统。

通常要求实时计算性能，具有一定的复杂性。

被嵌入的系统通常是包含硬件和机械部件的完整设备。

2.技术本质：内含计算机、嵌入到对象体系中、满足对象智能化控制要求1.2 嵌入式处理器.嵌入式处理器可以分为以下几大类：嵌入式微处理器EMPU、微控制器MCU、DSP处理器、片上系统SOC1.3 嵌入式操作系统1.三种操作系统：多道批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统2.基本概念（1）任务：也称为线程，是一个简单的程序，该程序可以认为CPU完全属于该程序本身。

实时应用程序的设计过程，包括如何把问题分割成多个任务，赋予一定的优先级，有它自己的一套CPU寄存器和自己的栈空间（2）内核：内核负责管理各个任务，为每个任务分配CPU时间，负责任务间的通信。

内核提供的基本服务是任务切换。

使用实时内核可以大大简化应用系统的设计，因为实时内核允许将应用分成若干个任务，由实时内核来管理它们。

内核需要消耗一定的系统资源，比如2％～5％的CPU运行时间、RAM和ROM等。

内核提供必不可少的系统服务，如信号量、消息队列、延时等（3）调度：是内核的主要职责之一。

决定该轮到哪个任务运行了。

多数实时内核是基于优先级调度法的。

每个任务根据其重要程度的不同被赋予一定的优先级。

基于优先级的调度法指CPU总是让处在就绪态的优先级最高的任务先运行。

（4）任务优先级：任务的优先级是表示任务被调度的优先程度。

每个任务都具有优先级。

任务越重要，赋予的优先级应越高，越容易被调度而进入运行态（5）中断：中断是一种硬件机制，用于通知CPU有个异步事件发生了。

中断一旦被识别，CPU保存部分(或全部)上下文即部分或全部寄存器的值，跳转到专门的子程序(中断服务子程序ISR)。

中断服务子程序做事件处理，处理完成后，程序回到：在前后台系统中，程序回到后台程序；对非占先式内核而言，程序回到被中断了的任务；对占先式内核而言，让进入就绪态的优先级最高的任务开始运行。

第一章1、国内对于嵌入式系统的定义是什么？p1答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

2、什么是实时系统？根据实时性，嵌入式操作系统有哪些类型？ 答：所谓实时系统是指在这种系统中，一个优先级高的任务能够得到立即的、没有延迟的服务，不需要等待任何其他优先级低的任务，一旦它得到CPU 的使用权，将一直执行直到工作结束或者出现更高级别的进程。

嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件。

1)、传统的经典PTOS ，包括VxWorks 操作系统，以及其Tornado 开发平台；2)、嵌入式Linux 操作系统；3)、Windows CE 嵌入式操作系统；4)、uC/OS-II 实时操作系统。

注：实时系统的分类（1）硬实时系统：确保系统中的关键任务在确定的时间得到响应，不能有失败的情况，否则会出现严重后果；（2）软实时系统：设计的时候是有响应时间要求的，但是偶尔某些任务的响应时间超过这个限制也不会有严重的后果；（3）非实时系统：无响应时间的要求。

3、选择嵌入式操作系统原则有哪些？答：一般而言，在选择嵌入式操作系统时，可以遵循以下6个原则：市场进入时间、可移植性、可利用资源、系统定制能力、成本、中文内核支持。

4、列举一些常见的嵌入式操作系统。

答：常见的嵌入式系统有：Linux 、uClinux 、WinCE 、PalmOS 、Symbian 、eCos 、uCOS-II 、VxWorks 、pSOS 、Nucleus 、ThreadX 、Rtems 、QNX 、INTEGRITY 、OSE 、C Executive 。

5、嵌入式系统有什么特点？p11答：专用于特定任务、多类型处理器和处理器系统支持、极其关注成本、是实时系统、可裁剪性好、可靠性高、大多有功耗约束。

6、说说嵌入式系统的发展趋势。

p12答：(1)、嵌入式开发是一项系统工程，因此要求嵌入式系统产商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身，同时还需要提供强大的硬件开发工具和软件包支持；(2)、网络化、信息化的要求随着因特网技术的成熟，带宽的提高而日益提高，使得单一功能的设备不再单一，结构更加复杂，这就要求芯片设计厂商在芯片上集成更多的功能；(3)、网络互联成为必然趋势；(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 嵌入式系统的定义及特点定义：嵌入式系统源于微型计算机，是嵌入到对象体系中，实现嵌入对象智能化的计算机。

可以将嵌入式系统定义成“嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统”。

特点：嵌入性、内含计算机、专用性。

P11 2 常见的嵌入式实时操作系统（1）µClinux含义：微控制领域中的Linux系统。

（2）Windows CE含义：微软公司开发的一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作。

（3）VxWorks含义：一种嵌入式实时操作系统，是嵌入式开发环境的关键组成部分。

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：机顶盒、红绿灯控制、数字空调。

2、什么叫嵌入式系统？答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件、硬件可裁减，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？嵌入式处理分别为哪几类？答：嵌入式处理器为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

嵌入式处理器分为嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统。

4:、什么是嵌入式操作系统？为何要用嵌入式操作系统？操作系统负责计算机系统中全部软硬资源的分配回收、控制与协调等开发的活动；操作系统提供了用户接口，使用户获得良好的工作环境；操作系统为用户扩展新的系统功能提供软件平台。

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ARM7体系结构1 RISC结构特性：ARM内核采用精简指令集计算机体系结构，是一款小门数的计算机2 ARM公司开发了一系列ARM处理器，应用较多的是ARM7系列，ARM9系列，ARM10系列，ARM11系列，还有针对低端8位MCU市场推出的Cortex系列，其具有32位CPU的性能，8位MCU的价格。

第一章1.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，采用可剪裁软硬件，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。

◦嵌入式微处理器◦外围硬件设备◦嵌入式操作系统◦应用程序嵌入式系统体系结构嵌入式处理器类型嵌入式微处理器（Embedded Microprocessor Unit，EMPU）◦由通用微处理器裁剪后发展而来◦386EX，PowerPC，MIPS，ARM嵌入式微控制器（Microcontroller Unit，MCU）◦在一块芯片上集成cpu、存储器及其他部件◦单片机嵌入式DSP处理器（Embedded Digital Signal Processor，EDSP）嵌入式片上系统（System On Chip）第二章ARM主要采用32位指令集，Thumb 16位指令集ARM9处理器架构ARM9处理器系列有两个分支◦基于v4版本的ARM9，典型的有ARM9TDMI和ARM922T◦基于v5TE或v5TEJ架构的ARM9E，典型处理器有ARM9EJ-S和ARM926EJ-S等◦后面关于ARM9的介绍主要也是围绕ARM9E系列状态寄存器◦1个当前程序状态寄存器(CPSR)和5个备份状态寄存器(SPSR)状态寄存器结构SPSR在处理器进入异常模式时用来保存CPSR寄存器内容，当从异常退出时，用SPSR恢复CPSR的值流水线技术和哈佛体系结构冯·诺依曼体系将数据和指令全部存储在同一个存储器中哈佛体系中，指令存储和数据存储是分开的，指令的存取和数据的存取通过不同的数据总线进行内存管理单元MMU作用CPU产生的虚拟地址被先送到MMU中，通过一定的映射，转换为物理地址，然后进行相应的读写操作有了MMU，才能使用虚拟内存第三章1.立即寻址也叫立即数寻址，这是一种特殊的寻址方式，操作数没有存储在寄存器或存储器中，而是包含在指令的操作码中，只要取出指令也就取到了操作数。

嵌入式复习资料嵌入式复习资料嵌入式系统作为计算机科学与技术领域的一个重要分支，已经在各个领域得到广泛应用。

它是一种特定功能的计算机系统，通常被嵌入到其他设备中，以实现特定的功能或任务。

嵌入式系统的特点是体积小、功耗低、性能高、可靠性强，因此在汽车、医疗设备、家电等领域有着广泛的应用。

为了更好地掌握嵌入式系统的相关知识，我们需要进行系统的复习和学习。

下面将从嵌入式系统的基础知识、硬件设计、软件开发等方面进行介绍和总结。

一、嵌入式系统的基础知识在学习嵌入式系统之前，我们首先需要了解一些基础知识。

嵌入式系统的核心是处理器，常见的处理器有ARM、MIPS、X86等。

此外，还需要了解嵌入式系统的存储器、输入输出设备、总线等基本组成部分。

同时，对于嵌入式系统的操作系统、编程语言、开发工具等也需要有一定的了解。

二、嵌入式系统的硬件设计嵌入式系统的硬件设计是嵌入式系统开发的重要环节。

在硬件设计中，我们需要考虑电路的功耗、稳定性、可靠性等因素。

此外，还需要根据具体的应用场景选择合适的芯片、传感器等硬件组件。

在硬件设计过程中，我们还需要进行电路原理图设计、PCB设计、电路仿真等工作。

三、嵌入式系统的软件开发嵌入式系统的软件开发是嵌入式系统开发的另一个重要环节。

在软件开发中，我们需要选择合适的编程语言和开发工具。

常用的编程语言有C、C++、Python等，常用的开发工具有Keil、IAR、Eclipse等。

在软件开发过程中，我们需要进行程序设计、调试、测试等工作，以确保软件的功能和性能达到要求。

四、嵌入式系统的应用案例嵌入式系统在各个领域都有着广泛的应用。

以汽车领域为例，现代汽车中嵌入了大量的嵌入式系统，用于控制引擎、底盘、安全系统等。

在医疗设备领域，嵌入式系统被用于监测患者的生命体征、控制医疗设备等。

在家电领域，嵌入式系统被用于控制空调、洗衣机、电视等家电产品。

这些应用案例充分展示了嵌入式系统的重要性和广泛性。

总结起来，嵌入式系统作为计算机科学与技术领域的一个重要分支，已经在各个领域得到广泛应用。

嵌入式技术应用知识点总结一、嵌入式系统概述1、什么是嵌入式系统2、嵌入式系统的特点3、嵌入式系统的分类4、嵌入式系统的发展趋势二、嵌入式硬件及软件1、嵌入式系统的硬件结构2、嵌入式系统的软件组成3、嵌入式系统的开发工具三、嵌入式系统的嵌入式技术1、嵌入式处理器2、嵌入式操作系统3、嵌入式系统的I/O接口4、嵌入式系统的通信方式5、嵌入式系统的存储技术6、嵌入式系统的实时性7、嵌入式系统的功耗管理技术8、嵌入式系统的调试与测试技术四、嵌入式系统的应用1、智能家居2、智能交通3、工业控制4、医疗器械5、消费电子产品6、物联网应用7、汽车电子8、智能手机9、通信设备10、航空航天五、嵌入式系统的发展趋势1、物联网技术2、人工智能技术3、5G技术4、边缘计算技术5、自动驾驶技术6、生物识别技术7、无人机技术8、云计算技术六、嵌入式系统的常用技术1、ARM处理器2、嵌入式Linux3、RTOS（实时操作系统）4、嵌入式系统的C语言编程5、嵌入式系统的电路设计6、嵌入式系统的硬件调试与测试技术7、嵌入式系统的软件优化技术8、嵌入式系统的通信协议七、嵌入式系统的开发流程1、需求分析2、硬件设计3、软件设计4、系统集成5、测试与调试6、生产与验证八、嵌入式系统的安全性1、数据加密技术2、安全传输技术3、身份认证技术4、漏洞修复技术5、网络安全技术九、嵌入式系统的未来发展1、AIoT（人工智能物联网）2、自适应系统3、生物芯片技术4、可穿戴技术5、智能家居与智能城市6、环境监测与治理7、军事应用8、宇航航天技术结语：嵌入式系统作为现代技术的重要组成部分，其应用范围日益扩大，为人类的生活和工作带来了极大的便利和效率提升。

随着新技术的不断涌现和发展，嵌入式系统必将迎来新的发展机遇和挑战。

我们需要不断学习和更新知识，不断创新和探索，为嵌入式技术的发展贡献自己的力量。

嵌入式系统原理与设计重点总结1.嵌入式系统的概念：嵌入式系统是一种专用计算机系统，它被嵌入到其他电子产品中的芯片或设备中，用于控制和执行特定任务。

嵌入式系统具有实时性、可靠性、实用性和高度集成等特点。

2.嵌入式硬件设计：嵌入式硬件设计主要包括处理器选择与设计、外围设备接口设计以及电路板设计等。

处理器选择与设计是嵌入式系统设计的核心，需要根据系统需求选择适合的处理器，并设计处理器接口电路。

外围设备接口设计涉及与外部设备的通信接口设计，如UART、SPI、I2C 等。

电路板设计包括电路原理图设计、PCB设计和布线等。

3.嵌入式软件设计：嵌入式软件设计主要包括嵌入式操作系统选择与设计、驱动程序设计、应用程序设计以及软件调试等。

嵌入式操作系统选择与设计需要根据系统需求选择适合的操作系统，并进行系统配置与定制。

驱动程序设计是将硬件与操作系统进行适配的过程，如设备驱动程序的编写。

应用程序设计是根据系统需求编写用户应用程序，实现系统的功能。

软件调试是在硬件已经完成设计后，通过调试软件来验证整个系统的功能。

4.嵌入式系统的应用：嵌入式系统广泛应用于各个领域，如消费电子、汽车电子、医疗电子、军事电子等。

消费电子领域的嵌入式系统包括智能手机、智能电视、智能家居等；汽车电子领域的嵌入式系统包括车载导航、车载娱乐系统等；医疗电子领域的嵌入式系统包括医疗设备、生命支持系统等；军事电子领域的嵌入式系统包括导弹、雷达系统等。

5.嵌入式系统的性能优化：嵌入式系统的性能优化包括功耗优化和性能优化。

功耗优化是通过降低系统的功耗，延长系统的续航时间，提高系统的可靠性。

性能优化是通过优化系统的结构、算法和软硬件配合等方式，提高系统的响应速度和运行效率。

6.嵌入式系统的测试与调试：嵌入式系统的测试与调试是保证系统稳定性和可靠性的关键环节。

测试主要包括功能测试、性能测试和可靠性测试等；调试主要包括硬件调试和软件调试等。

硬件调试是通过仪器和工具对硬件进行调试；软件调试是通过调试工具和技术对软件进行调试。