嵌入式系统简介

电子信息技术中的嵌入式系统介绍嵌入式系统是指集成了硬件和软件的特定功能的电子系统，能够在特定的环境下执行特定的任务。

它是电子信息技术领域中一种应用广泛、功能强大的系统。

本文将介绍嵌入式系统的定义、应用领域、工作原理以及未来发展趋势。

首先，嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，通常用于嵌入在其他设备中，比如手机、汽车、家电等。

它的特点是体积小、功耗低、性能高，能够实现高度集成和高度可靠性的要求。

嵌入式系统通过与外界进行交互，完成特定的功能和任务。

嵌入式系统的应用领域非常广泛。

在消费电子产品中，嵌入式系统被广泛应用于智能手机、平板电脑、智能电视等。

在汽车行业，嵌入式系统被用于发动机控制、刹车控制、导航系统等。

在医疗领域，嵌入式系统被用于心脏起搏器、血压监测仪等。

此外，嵌入式系统还被应用于航空航天、通信、工业控制等众多领域。

嵌入式系统的工作原理一般可以分为硬件部分和软件部分。

硬件部分包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接口等。

中央处理器是嵌入式系统的核心部件，负责执行各种指令和运算。

存储器用于存储程序和数据。

输入输出接口用于连接其他设备。

软件部分包括操作系统、应用软件和驱动程序等。

操作系统负责管理硬件资源、调度任务、提供各种服务。

应用软件是根据特定需求编写的具体功能程序。

驱动程序用于控制硬件设备。

未来，随着智能化和物联网的发展，嵌入式系统将面临更多的挑战和机遇。

首先，技术的进步将推动嵌入式系统的性能进一步提升，使得它们能够处理更加复杂和高效的任务。

其次，嵌入式系统将需要支持更多的应用和服务，比如人工智能、机器学习等。

同时，安全性和可靠性也是嵌入式系统未来的发展重点。

随着智能家居、智能交通等领域的蓬勃发展，对嵌入式系统的安全性要求越来越高。

总之，嵌入式系统是电子信息技术中一种重要的应用系统，具有广泛的应用领域和强大的功能。

它集成了硬件和软件，能够在特定环境下执行特定任务。

嵌入式系统的工作原理包括硬件和软件部分，通过中央处理器、存储器和输入输出接口实现与外界的交互。

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，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。

特点：（1）通常是面向特定应用，低功耗、体积小、集成度高；（2）是技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统；（3）软硬件必须高效率地设计，根据应用需求量体裁衣，去除冗余；（4）与具体应用有机结合，具有较长的生命周期；（5）为提高执行速度和系统可靠性，软件一般固化在存储器芯片或单片机本身中；（6）本身不具备自举开发能力，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。

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，即引导加载程序。

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。

3. 什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？答：嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。

4. 目前嵌入式操作系统有哪些？答：（1）Windows CE（2）VxWorks（3）pSOS（4）QNX（5）Palm OS（6）嵌入式Linux 5. 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6. 嵌入式系统开发的基本流程?答：（1）系统定义与需求分析（2）规格说明（3）系统结构设计（4）构件设计（5）系统集成7. 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PSOC.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。

8. 有时要使用Thumb技术的原因?答：16位Thumb指令集是32位ARM指令集的子集，用16位代码密度的指令获得32位处理器的性能既节省存储空间及成本，又不降低处理性能，低功耗，小体积，低成本。

1.什么是嵌入式系统？举例。

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、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；水、电、煤气表的远程自动抄表，安全防火、防盗系统，其中嵌有的专用控制芯片将代替传统的人工检查，并实现更高，更准确和更安全的性能2.嵌入式发展历经四个阶段，分别说明各阶段特点。

无操作系统阶段：系统结构和功能相对单一，处理效率较低，存储容量较小，几乎没有用户接口。

简单操作系统阶段：出现了大量高可靠、低功耗的嵌入式CPU(如PowerPC等)，各种简单的嵌入式操作系统开始出现并得到迅速发展实时操作系统阶段：操作系统的实时性得到了很大改善，已经能够运行在各种不同类型的微处理器上，具有高度的模块化特点和扩展性面向Internet阶段：嵌入式技术与Intemet技术的结合正在推动着嵌入式技术的飞速发展，嵌入式系统的研究和应用会出现更多的新的显著变化3.简述嵌入式三个基本要素三要素：嵌入式系统的三个基本要素是嵌入性、专用性与计算机系统。

(1)嵌入性是把软件嵌入到Flash存储器中，(2)专用性是指针对某个具体应用领域和场合，量体裁衣式的定制适用该场合的专用系统，(3)计算机系统是指必须具有计算机系统的组成，核心是计算机系统。

4.简述嵌入式的几个重要特征系统内核小专用性强系统精简高实时性的系统软件(OS) 嵌入式系统开发需要开发工具和环境使用多任务的操作系统5.一切皆是文件是。

分门别类举例介绍为什么设备文件也可以共用操作系统对所有文件（目录、字符设备、块设备、套接字、打印机等）操作，读写都可用fopen()/fclose()/fwrite()/fread()等函数进行处理。

屏蔽了硬件的区别，所有设备都抽象成文件，提供统一的接口给用户。

这就是“一切皆是文件”的思想。

因为Linux系统把任何设备都抽象为文件了.设备文件分为:字符设备,块设备,网络设备,这些在Linux里都以文件的形式存在5.目录和分区在linux和windows上的实现具体哪些不一样Windows是以驱动器的盘符为基础，每一个目录与对应的分区对应，而linux相反，文件系统是一棵树，文件和外部设备都是以文件的形式挂载在文件树上的。

嵌入式系统中的仿真技术嵌入式系统是指内嵌在各种设备或系统中，以实现特定功能的计算机系统。

在嵌入式系统设计和开发中，仿真技术起着至关重要的作用。

本文将从嵌入式系统的概念入手，详细介绍嵌入式系统中的仿真技术及其应用。

一、嵌入式系统简介嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它通常被嵌入到其他系统或设备中，来实现特定的功能。

与传统计算机系统相比，嵌入式系统通常具有体积小、功耗低、性能可靠、实时性强等特点。

嵌入式系统应用广泛，如家电、汽车、医疗设备、通信设备等领域。

二、仿真技术在嵌入式系统中的作用仿真技术是一种重要的工具，可以在系统设计和开发的早期阶段进行大规模的测试和排错，以降低后期修改的风险和成本。

在嵌入式系统中，仿真技术的主要作用如下：1. 性能评估：通过仿真技术，可以对嵌入式系统的性能进行全面的评估，包括响应时间、功耗、资源利用率等指标。

这有助于性能优化和系统设计的合理规划。

2. 硬件软件协同开发：嵌入式系统中通常包含硬件和软件两部分，二者需要协同开发。

仿真技术可以使硬件和软件开发团队在早期阶段进行集成测试，验证硬件和软件之间的接口和交互是否正确，提高开发效率。

3. 故障分析与调试：嵌入式系统的开发过程中，可能会出现各种故障和问题。

通过仿真技术，可以模拟各种用户场景和异常情况，以帮助开发人员分析和解决问题。

4. 系统验证和验证：在嵌入式系统完成开发后，需进行系统验证和验证。

仿真技术可以模拟真实环境下的系统行为，对系统功能进行全面的测试，确保系统的正确性和稳定性。

三、嵌入式系统仿真技术的应用嵌入式系统中的仿真技术广泛应用于多个方面，包括以下几个方面：1. 功能仿真：通过软件仿真技术，模拟系统功能的运行情况，验证系统设计的正确性和可行性。

这有助于系统的迭代开发和功能优化。

2. 性能仿真：嵌入式系统的性能对于实际应用至关重要。

通过仿真技术，可以对系统的性能进行全面的评估和优化，确保系统的响应时间、功耗等指标满足需求。

第一章嵌入式系统概述1.嵌入式系统的概念从技术的角度概念：以应用为中心、以运算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、靠得住性、本钱、体积、功耗严格要求的专用运算机系统。

从系统的角度概念：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路的运算机系统。

术语嵌入式反映了这些系统一般是更大系统中的一个完整的部份，称为嵌入的系统。

嵌入的系统中能够共存多个嵌入式系统。

2.嵌入式处置器的分类①嵌入式微处置器；②嵌入式微控制器；③嵌入式DSP处置器；④嵌入式片上系统（SOC）3.嵌入式操作系统的大体概念及特点一般实时操作系统应用于实时处置系统的上位机和实时查询系统等实时性较弱的实时系统，而且提供了开发、调试、运用一致的环境。

嵌入式实时操作系统应用于实时性要求高的实时控制系统，而且应用程序的开发进程是通过交叉开发来完成的，即开发环境与运行环境是不一致。

嵌入式实时操作系统具有规模小(一般在几K～几十K 内)、可固化利用实时性强(在毫秒或微秒数量级上)的特点4.实时操作系统的大体概念及特点总的来讲实时操作系统是事件驱动的，能对来自外界的作用和信号在限定的时刻范围内作出响应。

它强调的是实时性、靠得住性和灵活性, 与实时应用软件相结合成为有机的整体起着核心作用, 由它来管理和协调各项工作,为应用软件提供良好的运行软件环境及开发环境。

从实时系统的应用特点来看实时操作系统能够分为两种：一般实时操作系统和嵌入式实时操作系统IEEE 的实时UNIX分委会以为实时操作系统应具有以下的几点:异步的事件响应；切换时刻和中断延迟时刻肯定；优先级中断和调度；抢占式调度；内存锁定；持续文件；同步；5.操作系统的内核有哪两种，各自的特点①非占先式内核：非占先式内核要求每一个任务自我舍弃CPU 的所有权。

非占先式调度法也称作合作型多任务，各个任务彼此合作共享一个CPU。

异步事件仍是由中断服务来处置。

中断服务能够使一个高优先级的任务由挂起状态变成就绪状态。

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：Bootloader5、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（SOSES），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）快速乘法器；（4）E：增强DSP指令；（5）J：Jave加速器4、ARM{X}{Y}{Z}{T}{D}{M}{I}{E}{J}{F}{S} :x—系列号，y—内部存储管理和保护单元，Z—含有高速缓存。

嵌入式系统是一种专门设计用于执行特定功能和任务的计算机系统。

它通常被嵌入到其他设备或系统中，以控制、监测或操作设备的各个方面。

以下是对嵌入式系统常用定义的简述：
1.硬件定义：嵌入式系统是由硬件组成的计算机系统，包括处理器、存储器、输入/输出
接口和各种传感器等。

硬件通常是针对特定应用程序进行优化和定制。

2.实时性要求：嵌入式系统通常需要满足实时性要求，即在特定时间限制内完成任务响应。

它们必须能够及时地获取输入数据、处理并产生相应的输出结果。

3.特定应用领域：嵌入式系统被广泛应用于各个领域，如自动化控制、医疗设备、交通运
输、消费类电子产品等。

每个应用领域都有其特定的需求和挑战，因此嵌入式系统需要根据不同的应用场景进行定制。

4.能效和资源受限：嵌入式系统通常具有资源受限的特点，比如较小的存储空间、功耗限
制等。

设计和开发嵌入式系统需要在保证功能性的同时，考虑资源利用率和能效优化。

5.通信和互联：嵌入式系统通常需要与其他设备或系统进行通信和互联。

例如，它们可以
通过无线通信、以太网、总线协议等与外部设备交换数据。

总而言之，嵌入式系统是一种专门设计用于执行特定任务的计算机系统，具有实时性要求、应用领域特定、资源受限和通信互联等特点。

这些系统广泛应用于各个领域，为许多现代技术和设备的自动化和智能化提供关键支持。

1、什么是嵌入式系统？它由哪几部分组成？有何特点？写出你所想要的嵌入式系统。

嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，从而能狗适应实际应用中队功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。

嵌入式系统通常由嵌入式处理器、外围设备、嵌入式操作系统和应用软件等几大部分组成。

嵌入式系统有以下特点：（1）软硬件一体化，集计算机技术、微电子技术、行业技术于一体；（2）需要操作系统支持，代码小，执行速度快；（3）专用进抽，用途固定，成本敏感；（4）可靠性要求高；（5）多样性，应用广泛，种类繁多。

我想要的系统应该体积小，功能强大，操作简单。

2、ARM英文原意是什么？它是一个怎样的公司？其处理器有何特点？ARM：Advanced RISC MachinesARM公司是全球领先的16/32位RISC微处理器知识产权设计供应商，通过将其高性能、低成本的RISC微处理器、外围和系统芯片设计技术转让给合作伙伴来生产各具特色的芯片。

ARM处理器有3答特点：（1）小体积、低功耗、低成本而高性能；（2）16/32位双指令集；（3）去拿球的合作伙伴众多。

3、实时操作系统常用的任务调度算法有哪几种？基于优先级的抢占式调度算法；（1）非抢占式调度（2）抢占式调度同一优先级的时间片轮转调度算法；单调速率调度算法。

4、用什么方法解决优先级反转问题？（1）优先级继承：设C为正占用着某项共享资源的进程P以及所有正在等待占用此项资源的进程集合。

找出这个集合中的优先级最高者P_h，其优先级为p'。

把进程P的优先级设置成p'。

（2）优先级封顶：设C为所有可能竞争使用某项共享资源的进程的集合。

事先为这个集合规定一个优先上限p'，使得这个集合中所有进程的优先级都小于p'。

在创建保护该项资源的信号量或互斥量时，将p'作为一个参数。

每当有进程通过这个信号量或互斥量取得对共享资源的独占使用权时，九江此进程的优先级暂时提高到p'，一直到释放该资源时菜回复其原有的优先级。

什么是嵌入式系统嵌入式系统（Embedded System）是指集成计算机科学和电子工程技术于一体的计算机系统，用于控制电子设备、仪器仪表、机械设备等。

它不同于个人电脑或服务器这样的通用计算机系统，而是被特定应用领域专用的计算机系统。

嵌入式系统通常由硬件和软件两部分组成。

硬件部分由处理器、存储器、输入输出接口、传感器等组成，而软件部分则由操作系统、驱动程序和应用软件等组成。

嵌入式系统的核心特点是具有实时性、可靠性和稳定性。

嵌入式系统的应用领域非常广泛。

从家用电器、车辆、通信设备到工业控制、医疗器械、航空航天等，几乎所有需要自动化控制或数据处理的领域都离不开嵌入式系统。

例如，智能手机就是一种嵌入式系统，它集成了处理器、存储器、传感器和操作系统等多种组件，能够实现通信、计算、娱乐等多种功能。

嵌入式系统与通用计算机系统相比，最大的区别在于其应用对象和环境的特殊性。

嵌入式系统通常被嵌入到其他设备中，与特定的硬件和软件进行紧密的集成，从而实现特定的任务。

同时，嵌入式系统在设计上需要考虑功耗、体积、成本等方面的限制，因为嵌入式系统往往需要长时间运行，所以更注重稳定性和可靠性。

嵌入式系统的开发过程包含硬件设计、软件开发和系统集成等多个环节。

硬件设计包括电路设计、电路板布线等工作，需要考虑电磁兼容、抗干扰等因素。

软件开发包括底层驱动程序的编写、应用程序的开发和系统的调试等工作，需要熟悉嵌入式系统的体系结构和相关开发工具。

系统集成则是将硬件和软件进行整合，进行功能测试和性能优化。

除了以上的技术挑战，嵌入式系统还面临着安全和隐私的问题。

由于嵌入式系统通常涉及到用户的个人数据和敏感信息，确保嵌入式系统的安全性和隐私保护成为一个重要的要求。

通过加密、认证、访问控制等技术手段，可以对嵌入式系统进行安全性评估和防护策略的制定。

值得一提的是，随着物联网的快速发展，嵌入式系统的重要性进一步凸显。

物联网将各种设备和物品通过互联网进行连接和交互，实现信息的传递和共享。

嵌入式系统（Embedded System），一般指非桌面计算机系统（即非PC、服务器、大中小型机等），有计算机功能且可以“嵌入”到专用设备并发挥专用功能的计算机设备或器材。

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，这种计算机通过和设备的电气连接，并通过在计算机上运行的专用程序对接口进行通讯和控制，使设备成为智能化的设备，比如：基于网络的工业控制器、带彩色显示的智能终端等。

嵌入式系统主要由嵌入式处理器为核心的硬件系统、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”。

一、嵌入式处理器为核心的硬件系统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就具备以下4个特点：1）对实时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内核心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，以能最迅速地开展出满足应用的最高性能的嵌入式微处理器。

4）嵌入式微处理器必须功耗很低，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，如需要功耗只有mW甚至μW级。

嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有以下特点：1.嵌入式系统通常是面向特定应用的嵌入式CPU与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中，它通常都具有低功耗、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，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。

2.嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。

这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。