嵌入式系统原理与应用复习知识点总结

第一章嵌入式系统基础知识1.嵌入式系统基础知识计算机系统的两个发展分支通用计算机与嵌入式计算机嵌入式系统的一般定义、IEEE定义一般定义：以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。

是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统。

（技术角度）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。

（系统角度）广义定义：任何一个非计算机的计算系统。

IEEE （国际电气和电子工程师协会）定义：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作的机器、设备或装置”。

嵌入式系统4个组成部分嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、用户应用程序嵌入式系统的三个基本要素嵌入性、专用性、计算机系统嵌入式系统的软硬件特点硬件方面：稳定性、低功耗、体积受限、看门狗电路、成本低、系统资源少软件方面：实时性、可裁剪性、精简性、人机界面要求不高嵌入式系统的硬件架构以嵌入式处理器为中心，配置存储器、I/0设备、通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。

嵌入式系统的硬件核心嵌入式微处理器嵌入式处理器的种类嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP、嵌入式SOCS0CSOC是指在单芯片上集成数字信号处理器、微控制器、存储器、数据转换器、接口电路等电路模块，可以直接实现信号采集、转换、存储、处理等功能。

2.嵌入式系统硬件嵌入式微处理器的体系结构冯诺依曼结构：单一的程序和数据总线。

哈佛结构：独立的程序和数据总线。

RISC（精简指令集计算机）的概念及思想精华1979年，美国加州伯克利分校提出了RISC的概念，基本思想是尽量简化计算机指令功能，只保留那些功能简单，能在一个节拍内执行完成的指令，而把较复杂的功能用一段子程序实现。

RISC思想的精华就是通过简化计算机指令功能、简化计算机指令格式，使指令的平均执行周期减少，同时大量使用通用寄存器来提高计算机的工作主频，提高程序的速度。

1、嵌入式系统是以应用中心，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。

2、Boot loader主要功能是：系统初始化、加载和运行内核程序。

3、微处理器有两种总线架构，使用数据和指令使用同一接口的是冯诺伊曼，分开的指令和数据接口、取指和数据访问可以并行进行的是哈弗结构。

4、ARM微处理器有_七_种工作模式，它们分为___非特权模式__、__特权模式两类。

其中用户模式属于____非特权模式___。

5、ARM处理器中CPSR和SPSR的中文名称分别为：程序状态寄存器和程序状态保存寄存器。

3、下面指令执行后，改变R1寄存器内容的指令是 D 。

A．TST R1，#2B．ORR R1，R1，R1C．CMP R1，#2D．EOR R1，R1，R14、在ARM处理器中， A 寄存器包括全局的中断禁止位，控制中断禁止位就可以打开或者关闭中断。

A．CPSR B．SPSR C．PC D．IR6、在下列ARM处理器的各种模式中， D 模式有自己独立的R8-R14寄存器。

A．系统模式(System) B．终止模式(Abort)C．中断模式(IRQ) D．快中断模式(FIQ)5．Boot Loader在嵌入式系统中主要起什么作用？完成哪些主要的工作？（7分）答：Boot Loader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。

作用就是系统初始化，分配内存，将应用代码从FLASH中导入内存，最后将运行指针指向这段代码，把控制权交给应用程序。

知识点复习1、嵌入式系统的定义，嵌入式系统的体系结构，嵌入式系统的组成，嵌入式系统的特点。

定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可以剪裁，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、重量、功耗严格要求的专用计算机系统。

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。

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。

嵌入式系统及应用总结嵌入式系统是一种专门设计和定制的计算机系统，主要用于控制、监测和管理各种设备和系统。

它通常包含一个或多个专用的硬件和软件组件，用于实现特定的功能和任务。

嵌入式系统广泛应用于电子设备、汽车、工业自动化、医疗器械等各个领域。

本文将对嵌入式系统及应用进行总结。

首先，嵌入式系统具有以下几个特点。

1.实时性：嵌入式系统通常需要在严格的时间要求下完成特定的任务。

例如，汽车的刹车系统需要在几毫秒内响应驾驶员的指令，以确保安全性。

2.低功耗：嵌入式系统通常使用电池或其他节能设备作为能源供应。

因此，功耗成为设计和开发过程中的一个重要考虑因素。

3.硬件限制：嵌入式系统通常具有较小的存储和处理能力，并且往往需要适应兼容不同的硬件平台和设备。

4.可靠性：嵌入式系统通常用于关键任务和设备，如航空航天、医疗器械等。

因此，系统的可靠性对于确保任务的顺利完成至关重要。

嵌入式系统具有广泛的应用领域。

以下是一些常见的嵌入式系统应用举例：1.消费电子：智能手机、平板电脑和智能电视等消费电子产品都使用了嵌入式系统。

这些嵌入式系统能够提供多功能和交互性。

2.汽车电子：现代汽车包含了大量的嵌入式系统，用于控制和监测车辆的各个方面。

例如，引擎控制单元(ECU)用于监测和调整引擎性能，而车载娱乐系统则提供丰富的娱乐功能。

3.工业自动化：嵌入式系统在工业自动化中发挥着重要的作用。

它们用于控制生产线、机器人和其他自动化设备，以提高生产效率和质量。

4.医疗器械：医疗器械也广泛使用了嵌入式系统，用于诊断和治疗疾病。

例如，心脏起搏器用于监测和调节心脏的跳动，血糖仪用于监测糖尿病患者的血糖水平等。

5.军事和航空航天：嵌入式系统在军事和航空航天领域中的应用也非常重要。

例如，导弹系统、飞行控制系统和卫星通信系统都使用了嵌入式系统。

嵌入式系统的开发过程通常包括以下几个关键步骤：1.需求分析：确定系统的功能和性能要求，并了解各种硬件和软件资源的可用性。

嵌入式技术的原理及应用一、嵌入式技术简介•嵌入式技术是指将计算机科学和信息技术应用于各种电子设备中的技术。

•嵌入式系统是由硬件和软件组成的，具有特定功能，且专门为特定应用领域设计的计算机系统。

二、嵌入式技术的原理嵌入式技术的原理基于以下几个方面：1. 处理器架构•嵌入式系统使用的处理器通常是精简指令集（RISC）架构的。

•RISC处理器由简单指令集和少量的寄存器组成，可以提高系统执行效率。

2. 实时操作系统（RTOS）•嵌入式系统需要实时性能，因此使用实时操作系统（RTOS）进行任务调度和管理。

•RTOS可以确保关键任务能够按时完成。

3. 设备驱动程序•嵌入式系统需要与各种硬件设备进行通信和控制。

•设备驱动程序是连接嵌入式系统和硬件设备的接口，负责管理设备的输入和输出。

4. 低功耗设计•嵌入式系统通常要求在有限的能源资源下工作。

•通过优化电源管理、减少功耗和使用低功耗元件，可以延长嵌入式系统的电池寿命。

三、嵌入式技术的应用嵌入式技术在各个领域都有广泛的应用，以下是几个常见的应用领域：1. 汽车行业•嵌入式技术在汽车行业中被广泛应用，包括车载娱乐系统、车载导航系统、智能驾驶辅助系统等。

•这些嵌入式系统可以提高驾驶安全性、提供更好的驾驶体验。

2. 智能家居•嵌入式技术也用于智能家居系统，例如智能灯光控制、智能家电控制、智能安防系统等。

•这些系统可以提供更便捷、智能的生活方式。

3. 医疗行业•嵌入式技术在医疗设备中发挥重要作用，如心脏监测仪、血压计、呼吸机等。

•这些设备可以实时监测身体健康状态，提供及时的医疗服务。

4. 工业自动化•嵌入式技术广泛应用于工业自动化领域，如机器人控制系统、自动化生产线等。

•这些系统可以提高生产效率、降低人力成本。

5. 无人机•嵌入式技术在无人机领域的应用越来越广泛，如航迹规划、飞控系统等。

•这些系统可以实现无人机的智能飞行和自主控制。

四、总结嵌入式技术是一种将计算机科学和信息技术应用于各种电子设备中的技术。

计算机硬件嵌入式系统复习在计算机科学领域中，硬件嵌入式系统是指将计算机中的硬件与软件紧密集成在一起的系统。

这种嵌入式系统通常是专门用来执行特定任务的，如控制家用电器、操作工业自动化流程或驾驶汽车等。

为了复习计算机硬件嵌入式系统的知识，我们将在本文中探讨几个关键点，包括嵌入式系统的基本概念、硬件组成和应用案例。

一、嵌入式系统的基本概念嵌入式系统是一种可以独立工作的计算机系统，它通常包含一个或多个微处理器、存储器、输入/输出设备和各种外围设备。

与通用计算机相比，嵌入式系统更加紧凑、功耗更低，并且能够满足特定的实时需求。

嵌入式系统的软件是专门为其开发的，通常以固件或操作系统的形式存在。

二、硬件组成1. 微处理器：微处理器是嵌入式系统的核心，负责执行指令和控制系统的运行。

常见的微处理器包括ARM、MIPS和x86等。

2. 存储器：嵌入式系统通常包括两种类型的存储器：闪存和随机访问存储器（RAM）。

闪存用于存储程序和数据，而RAM用于临时存储数据。

3. 输入/输出设备：嵌入式系统的输入/输出设备多种多样，如键盘、鼠标、触摸屏、摄像头等。

这些设备使得用户能够与嵌入式系统进行交互。

4. 外围设备：嵌入式系统还可以与各种外围设备进行通信，如传感器、执行器和通信模块等。

这些设备允许嵌入式系统感知和响应其所控制的环境。

三、应用案例1. 智能家居系统：智能家居系统是运用嵌入式系统技术来实现家居自动化的一种应用。

通过嵌入式系统，用户可以实现对家居设备的远程控制和监控，如智能照明系统、智能电视和智能安防系统等。

2. 工业自动化：在工业领域中，嵌入式系统广泛应用于自动化生产线和工艺控制系统中。

它们能够高效地执行复杂的控制算法，并实时监测和调整工业过程中的参数。

3. 汽车电子系统：现代汽车中嵌入式系统的应用非常广泛。

从发动机控制单元到车载娱乐系统，嵌入式系统负责监测和控制各个方面的汽车性能。

4. 医疗设备：医疗设备中的嵌入式系统可以帮助医生进行准确的诊断和治疗。

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。