a嵌入式知識點總結(jié)4204934

1、歐入式系統(tǒng)的定義嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為屮心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件、硬件可剪裁，適應(yīng)應(yīng) 用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積和功耗嚴(yán)格要求的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式 計算機系統(tǒng)是任意包含可編程計算機的設(shè)備，但這種設(shè)備不是作為通用計算機而 設(shè)計的。歐入式系統(tǒng)的特點是形式多樣的而向特定應(yīng)用的綜合體、得到多種處理器類型和體系結(jié)構(gòu)的支持、 極其關(guān)注成本、有實時性和可靠性的要求、使用的操作系統(tǒng)系統(tǒng)的特性（適應(yīng)多 種類型處理器、可剪裁、輕量型、實吋可靠和可固化）、開發(fā)需要專門工具和特 殊方法。歐入式系統(tǒng)的分類嵌入我系統(tǒng)可分為4、8、16、32、64位應(yīng)用：信息家電類、移動終端類、通信類、汽車電子類、工業(yè)控制類

2、實吋性：嵌入式實時系統(tǒng)（硬實時和軟實時）、嵌入式非實時性系統(tǒng)（強）實時操作系統(tǒng)：vxworks、qnx、nuclues、ose、deltaos、itronos 非（弱）實時操作系統(tǒng)：wince、linux、palmos按嵌入式軟件結(jié)構(gòu)分類：循環(huán)輪詢系統(tǒng)、前后臺系統(tǒng)、單處理器多任務(wù)系統(tǒng)、多 處理器多任務(wù)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)硬件組成：嵌入式微處理器、總線、存儲器、"0和接口設(shè)備 微處理器主流體系：arm、mips、powerpc、x86、sh 歐入式處理器分類：mcu、mpu、dsp、socdsp：是在模擬信號變換成數(shù)字信號以后進(jìn)行高速實時處理的專用處理器 mips:每秒處理的口萬級的機器語言

3、指令數(shù)或無互鎖流水級的微處理器 10端口的編址方法：存儲器映射編址、10映射編址總線：片外總線（pci isa）、片內(nèi)總線（amb a avalon ocp wishbone） 存儲器：主存和外存i/o接口主要冇：屮斷控制器、dma、串行、并行接口arm處理器貝有risc體系結(jié)構(gòu)的典型特征同時貝有以下特點每條數(shù)據(jù)處理指令為屮都控制邏輯單兀alu和移位器以及使alu和移位器獲得最大的利用率 自動遞增利自動遞減的尋吐模式以佻化程癢中的循環(huán)_同時執(zhí)行 3和stee多 條指令以增加數(shù)據(jù)吞吐量，所有指令都可以執(zhí)行以增大執(zhí)行吞吐量 嵌入式微處理器的體系結(jié)構(gòu)：馮諾依曼結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)程序合在一起）、哈佛體系結(jié) 構(gòu)

4、（數(shù)據(jù)程序分開） 軟件二程序+相關(guān)數(shù)據(jù)+說明文檔 程序二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法嵌入式軟件特點：規(guī)模小，開發(fā)難度大、快速啟動，直接運行、實時性和可靠性 要求高、程序一體化、兩個平臺嵌入式軟件分類：系統(tǒng)軟件、支撐軟件、應(yīng)用軟件嵌入式軟件體系結(jié)構(gòu)：驅(qū)動層、操作系統(tǒng)層、中間件/應(yīng)用平臺層、應(yīng)用層嵌入式操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)：單塊結(jié)構(gòu)、層次結(jié)構(gòu)、客戶機/服務(wù)器（微內(nèi)核） 結(jié)構(gòu):統(tǒng)一的界面、可擴展性、可裁剪與可配置性、可移植性、可 靠性、分布式系統(tǒng)支持、面向?qū)ο蟆Ｈ秉c：性能低嵌入式操作系統(tǒng)組成：內(nèi)核、嵌入式tcp/ip網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、嵌入式文件系統(tǒng) 嵌入式文件系統(tǒng)的特點：兼容性，實時文件系統(tǒng),.可裁剪一可配置一夾持多種存儲

5、 嵌心軟件科占沖頭分井_需求分祈一軟件齢一編碼調(diào)-試一測-嵌入式實時內(nèi)核設(shè)計考慮的要求：實時性、可移植性、口j裁剪口j配置也 可靠性、 丿'v用編程接11實時系統(tǒng)的正確性不僅依賴丁系統(tǒng)計算的邏輯結(jié)構(gòu)述依賴于產(chǎn)生這些結(jié)果的時 jnj內(nèi)核實時性：實吋性:實時內(nèi)核應(yīng)該保證系統(tǒng)盡口j能快的對外部時間做出反應(yīng)確定性:系統(tǒng)對外部響應(yīng)最壞時間是可以預(yù)知的響應(yīng)性：系統(tǒng)識別外部時間的延遲響應(yīng)時間：中斷響應(yīng)時間和任務(wù)響應(yīng)時間實吋任務(wù)就緒的原w： 1.系統(tǒng)發(fā)生屮斷，屮斷處理過程屮使實吋任務(wù)就緒2.當(dāng)前 運行任務(wù)調(diào)用操作系統(tǒng)功能，使實時任務(wù)就緒如何理解可搶占調(diào)度與可搶占內(nèi)核？可搶山調(diào)度：一旦更高優(yōu)先級的任務(wù)就

6、緒，當(dāng)前任務(wù)的cpu使用權(quán)就會被盡快 剝奪，以使更高優(yōu)先級的任務(wù)能夠盡快得到cpuo如果是中斷服務(wù)程序使一個 高優(yōu)先級任務(wù)就緒，那么在屮斷完成后，高優(yōu)先級任務(wù)開始?？蓳屨純?nèi)核：即使正在執(zhí)行的是內(nèi)核服務(wù)函數(shù)，也能響應(yīng)中斷，并且中斷服務(wù)程 序退出時能進(jìn)行任務(wù)重新調(diào)度。如果有優(yōu)先級更高的任務(wù)就緒，就立即讓高優(yōu)先 級任務(wù)運行，不要求回到被屮斷的任務(wù)，將未完成的系統(tǒng)調(diào)用執(zhí)行完。簡述嵌入式操作系統(tǒng)微內(nèi)核的主要功能住務(wù)管理、中斷管理、時間管理、對共享資源的互斥管理、任務(wù)間的同步與通信 管理、內(nèi)存管理、i/o管理、出錯處理、用戶擴展管理、電源管理 任務(wù)定義及其特性任務(wù)是一個具冇獨立功能的無限循環(huán)的程序段的一次

7、運行活動，是實時內(nèi)核調(diào)度 的單位，具有動態(tài)性、并行性、異步獨立性等特性。動態(tài)性：任務(wù)狀態(tài)是不斷變化的。任務(wù)狀態(tài)一般分為就緒態(tài)、運行態(tài)、等待 態(tài)。在多任務(wù)系統(tǒng)中，任務(wù)的狀態(tài)將隨著系統(tǒng)的需要不斷進(jìn)行變化并行性：系統(tǒng)中同時存在多個任務(wù)，這些任務(wù)在宏觀上是同時運行的異步獨立性：每個任務(wù)各自按相互獨立的不可預(yù)知的速度運行，走走停停 任務(wù)的內(nèi)容：代碼、數(shù)據(jù)、堆棧、程序執(zhí)行的上下文環(huán)境 任務(wù)與程序的區(qū)別 任務(wù)能真實地描述工作內(nèi)容的并發(fā)性，而程序不能；程序是任務(wù)的組成部分，除 程序外，任務(wù)還包括數(shù)據(jù)、堆棧及其上下文環(huán)境等內(nèi)容；程序是靜態(tài)的，任務(wù)是 動態(tài)的；任務(wù)冇生命周期，冇誕生，冇消亡，是短暫的；而程序是相對

8、長久的； 一個程序可對應(yīng)多個任務(wù)，反之亦然；任務(wù)具有創(chuàng)建其他任務(wù)的功能，而程序沒 有任務(wù)分類：按可預(yù)測性分為周期任務(wù)和非周期任務(wù)；按重要程度分為關(guān)鍵任務(wù)和 非關(guān)鍵任務(wù)任務(wù)參數(shù)：優(yōu)先級、周期、計算時間、就緒時間、截止時間任務(wù)管理功能：任務(wù)創(chuàng)理、任務(wù)刪除、任務(wù)掛機、任務(wù)喚醒、設(shè)置任務(wù)屬性、改 變?nèi)蝿?wù)優(yōu)先級、獲取任務(wù)信息等調(diào)度點通常位幾屮斷服務(wù)程序的結(jié)束位置、任務(wù)因等待資源而處丁等待狀態(tài)、 任務(wù)處于就緒狀態(tài)時設(shè)計調(diào)度程序需考慮的因素：cpu的使用率、i/o設(shè)備的吞吐率、響應(yīng)吋間、公 平性、截止吋間優(yōu)先級反轉(zhuǎn)高優(yōu)先級任務(wù)需要等待低優(yōu)先級任務(wù)釋放資源，而低優(yōu)先級任務(wù)又正在等待屮等 優(yōu)先級任務(wù)的現(xiàn)彖阻塞是

9、優(yōu)先級反轉(zhuǎn)的-種形式優(yōu)先級繼承協(xié)議當(dāng)一個任務(wù)阻塞了一個或多個高優(yōu)先級任務(wù)時，該任務(wù)將不使用其原來的優(yōu)先 級，而使用被該任務(wù)阻塞的所冇任務(wù)的最高優(yōu)先級作為其執(zhí)行臨界區(qū)的優(yōu)先級 優(yōu)先級天花板協(xié)議在任務(wù)執(zhí)行臨界區(qū)的過程屮，將申請某資源的任務(wù)的優(yōu)先級提升到可能訪問該資 源的所有任務(wù)中最高優(yōu)先級任務(wù)的優(yōu)先級fi的：解決優(yōu)先級繼承協(xié)議中出現(xiàn)的如繼和阻塞璉問題任務(wù)之間的關(guān)系相互獨立：僅僅是競爭cpu資源互斥：競爭除cpu資源以外的其他共享資源同步：協(xié)調(diào)彼此運行的步調(diào)，保證協(xié)同運行的各個任務(wù)具冇正確的執(zhí)行次序 通信：彼此間傳遞數(shù)據(jù)或信息，以協(xié)同完成某項工作信號量的種類及用途互斥信號量（解決共享資源互斥訪問）、二值信號量（解決同步問題）、計數(shù)信號 量（解決資源計數(shù)問題）廣義屮斷可分為：小斷（界步）、自陷（同步）、界常（同步）中斷目的：提高系統(tǒng)效率，使得系統(tǒng)在進(jìn)行些i/o操作時，cpu仍然能夠繼續(xù) 執(zhí)行止常程序流程中斷的分類按碩件中斷是否可被屏蔽：可屏蔽中斷、不可屏蔽中斷按中斷源：硬件中斷、軟件中斷按中斷信號的產(chǎn)生，根據(jù)中斷觸發(fā)的方式：邊緣觸發(fā)中斷、電平觸發(fā)中斷 按中斷服務(wù)程序的調(diào)用方式：向量中斷（大都采用）、直接中斷、間接中斷 屮斷處理過程：屮斷檢測、屮斷響應(yīng)、屮斷處理實時內(nèi)核中斷管理：中斷前導(dǎo)（保存中斷線程進(jìn)入中斷處理）、用戶中斷服務(wù)程 序（完成對屮斷的具體處理）、屮斷后續(xù)