嵌入式系統(tǒng)原理復(fù)習(xí)

嵌入式系統(tǒng)原理復(fù)習(xí)嵌入式系統(tǒng)原理復(fù)習(xí)嵌入式系統(tǒng)原理復(fù)習(xí)資料僅供參考文件編號(hào)：2022年4月嵌入式系統(tǒng)原理復(fù)習(xí)版本號(hào)：A修改號(hào)：1頁(yè)次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：《嵌入式系統(tǒng)原理》復(fù)習(xí)提綱嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)定義、特點(diǎn)。定義：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。特點(diǎn)：1.極其關(guān)注成本2.時(shí)實(shí)性有較強(qiáng)要求3.一般采用嵌入式系統(tǒng)或?qū)崟r(shí)系統(tǒng)4.軟件故障造成的后果較通用計(jì)算機(jī)要強(qiáng)5.多為低功耗6.系統(tǒng)資源較通用計(jì)算機(jī)比是非常少的7.在ROM里存入所有程序的目標(biāo)代碼8.采用多種處理器和處理器結(jié)構(gòu)9.有專(zhuān)門(mén)的開(kāi)發(fā)工具和方法10.軟件固件化11.還具有隱式應(yīng)用形態(tài)，高可靠性等特點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)的基本構(gòu)成?；緲?gòu)成：硬件和軟件硬件：嵌入式核心芯片：是構(gòu)成系統(tǒng)的核心部件，系統(tǒng)工程中的其它部件均在它的調(diào)度和控制下工作。存儲(chǔ)器系統(tǒng)：集成在片內(nèi)，與系統(tǒng)中的邏輯和混合信號(hào)一起組成了單一芯片的基本組成部分。外部接口：輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、外存儲(chǔ)設(shè)備以及專(zhuān)用外部接口。軟件：嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件：嵌入式操作系統(tǒng)是一種用途廣泛的系統(tǒng)軟件，在實(shí)時(shí)高效性、硬件相關(guān)性、軟件固化性等有突出表現(xiàn)。應(yīng)用軟件是為某種特定功能而開(kāi)發(fā)的軟件，具有高效低耗，存在操作系統(tǒng)依賴(lài)性。BSP:板級(jí)支持包，是介于主板硬件和操作系統(tǒng)之間的一層，一般算是操作系統(tǒng)的一部分。主要實(shí)現(xiàn)對(duì)操作系統(tǒng)支持，使之能與硬件更好的工作。舉例說(shuō)明嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)用：1.工業(yè)控制2.交通管理3.家電信息4.家庭智能管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及電子商務(wù)6.工程環(huán)境和自然7.機(jī)器人未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)：為設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信提供標(biāo)準(zhǔn)接口支持小型電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)小尺寸、微功耗、低成本。提供精巧的人機(jī)界面嵌入式網(wǎng)絡(luò)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法有哪些，他們有何異同點(diǎn)。傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法和協(xié)同開(kāi)發(fā)方法傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法：先需求分析總體設(shè)計(jì)，系統(tǒng)劃分為硬件子系統(tǒng)和軟件子系統(tǒng)，然后兩個(gè)子系統(tǒng)都開(kāi)發(fā)好之后就可以進(jìn)行系統(tǒng)集成、測(cè)試、驗(yàn)證。如果系統(tǒng)功能正確就完成開(kāi)發(fā)。特點(diǎn)：缺乏統(tǒng)一的軟硬開(kāi)發(fā)方法，開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，硬件開(kāi)發(fā)具有盲目性，沒(méi)有充分的利用軟硬件的資源。協(xié)同開(kāi)發(fā)方法：先系統(tǒng)描述，軟硬件劃分，協(xié)同仿真測(cè)試和驗(yàn)證，最后系統(tǒng)集成和實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)：采用并行設(shè)計(jì)和協(xié)同設(shè)計(jì)的思想，提高了效率、縮短了周期。采用統(tǒng)一的工具描述，合理劃分軟/硬件，在性能、成本、功耗上權(quán)衡折中，獲得理更優(yōu)化的設(shè)計(jì)。支持多領(lǐng)域?qū)＜覅f(xié)同開(kāi)發(fā)。嵌入式處理器嵌入式處理器的分類(lèi)有哪些，各自的作用和使用領(lǐng)域是什么。嵌入式微處理器嵌入式微控制器數(shù)字信號(hào)處理器嵌入式片上系統(tǒng)簡(jiǎn)述ARM處理器的工作狀態(tài)。用戶模式，F(xiàn)IQ模式、IRQ模式、系統(tǒng)模式、終止模式、管理模式、未定義。簡(jiǎn)述使用多處理器結(jié)構(gòu)需要考慮的幾個(gè)問(wèn)題。節(jié)點(diǎn)間通信任務(wù)調(diào)度策略CACHE一致性系統(tǒng)的異構(gòu)性問(wèn)題嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)器解釋下列概念：RAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、FLASH。RAM：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，是可讀可寫(xiě)的存儲(chǔ)器ROM:只讀存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器的內(nèi)容只能讀出不能寫(xiě)入。PROM：一次可編程只讀存儲(chǔ)器。EPROM:光擦除電可編程只讀存儲(chǔ)器。EEPROM:電擦除電可編程只讀存儲(chǔ)器。FLASH:唯一具有大容量、非揮發(fā)、低價(jià)格、可可在線編程和較高速幾個(gè)特性共存的存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器的主要功能是什么如何衡量存儲(chǔ)器的性能。存儲(chǔ)器是具有記憶功能的部件，用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，是構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)硬件的重要組成部分。性能的衡量：1.存儲(chǔ)容量2.存取速度3.價(jià)格4.功耗5.可靠性比較SRAM和DRAM。SRAM:采用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來(lái)保存信息，只要不斷電，信息是不會(huì)丟失的。靜態(tài)存儲(chǔ)器的速度快，集成度低、價(jià)格貴。DRAM：利用MOS電容存儲(chǔ)電荷來(lái)保存信息，使用時(shí)需要不斷充電才能使信息保持。動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的集成度高，但速度慢。比較RAM和ROM。RAM:是可讀、可寫(xiě)的存儲(chǔ)器。CPU對(duì)RAM單元的讀出和寫(xiě)入時(shí)間是一樣的，與物理位置無(wú)關(guān)，主要用作主存，也可用作高速緩沖存儲(chǔ)器。ROM：是只讀存儲(chǔ)器，主要用來(lái)存放不需要改變的信息。主要存放某些系統(tǒng)程序，子程序，或用作函數(shù)發(fā)生器、字符發(fā)生器以及微程序控制器中的控制存儲(chǔ)器。嵌入式系統(tǒng)的CACHE主要有哪些特點(diǎn)為什么說(shuō)其低功耗設(shè)計(jì)非常重要容量相對(duì)較?。河捎谇度胧较到y(tǒng)對(duì)芯片面積和功耗都要求較高，因此CACHE的容量不能太大。組相聯(lián)CACHE：因?yàn)镃ACHE的容量有限，為提高命中率，需要使用組相聯(lián)CACHE結(jié)構(gòu)。分離CACHE：支持?jǐn)?shù)據(jù)CACHE和指令CACHE，具有更高的指令和數(shù)據(jù)處理能力。嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)器主要有哪些部分構(gòu)成如何選擇不同的存儲(chǔ)器。嵌入式存儲(chǔ)器主要由高速緩存（CACHE），RAM,ROM,EPROM,EEPROM,FLASH.選擇原則：1．內(nèi)部/外部存儲(chǔ)器2.引導(dǎo)存儲(chǔ)器3.配置存儲(chǔ)器4.程序存儲(chǔ)器5.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6.串行/并行存儲(chǔ)器7.易失/非易失存儲(chǔ)器和FLASH和FRAM.嵌入式系統(tǒng)的外圍設(shè)備和I/O接口I2C總線是什么它如何解決多個(gè)設(shè)備同時(shí)發(fā)送的沖突它與I2S的區(qū)別。I2C：由一條串行數(shù)據(jù)線和串行時(shí)鐘線連接處理器和外設(shè)IC器件。I2C具有多主控制能力，能對(duì)發(fā)生在SDL線上的總線競(jìng)爭(zhēng)作出仲裁，其仲裁原則是：當(dāng)多個(gè)主器件同時(shí)想占用總線時(shí)，如果某個(gè)主器件發(fā)送高電平，另一個(gè)發(fā)送低電平，則發(fā)送電平與此時(shí)SDL總線的的電平不符的那個(gè)器件將自動(dòng)關(guān)閉其輸出線。I2S將音頻數(shù)據(jù)與時(shí)鐘信號(hào)分離，避免時(shí)鐘帶來(lái)的抖動(dòng)問(wèn)題。僅用來(lái)處理音頻數(shù)據(jù)。紅外接口模塊與藍(lán)牙接口模塊的區(qū)別區(qū)別：1.傳輸距離：1M10M2.傳輸特性：只能在特定范圍內(nèi)進(jìn)行直接傳輸可以在任何角落進(jìn)行傳輸3.安全機(jī)制：安全性低具有完整的安全機(jī)制。4傳輸速度：4Mbit/s1Mbit/s5.移動(dòng)性：只能在靜止的環(huán)境下進(jìn)行傳輸操作可習(xí)嵌入式設(shè)備移動(dòng)的時(shí)候進(jìn)行傳輸。6.價(jià)格：8~~1640以上觸摸屏主要有哪幾種各自的特點(diǎn)是什么I/O接口的組成、功能、編址方式。組成：控制/狀態(tài)/數(shù)據(jù)寄存器，地址譯碼器功能：1.數(shù)據(jù)緩沖和鎖存2.信號(hào)轉(zhuǎn)換功能3.數(shù)據(jù)格式變換功能4.接收和執(zhí)行CPU命令功能5.設(shè)備選擇功能6.中斷管理功能編址方式：存儲(chǔ)器映像法I/O地址法嵌入式最小系統(tǒng)的構(gòu)成、擴(kuò)展方式是什么。構(gòu)成：處理器、內(nèi)存、時(shí)鐘、電源和復(fù)位。擴(kuò)展方式：內(nèi)部擴(kuò)展：通過(guò)添加外部電路，完成處理器內(nèi)部模塊提供的功能。總線擴(kuò)展：利用處理器的外部總線控制器擴(kuò)展內(nèi)存類(lèi)芯片。GPIO擴(kuò)展：利用引腳通過(guò)程序完成任何一種功能。綜合擴(kuò)展。什么是中斷、異常他們的處理過(guò)程如何中斷就是外設(shè)主動(dòng)提出請(qǐng)求。異常是指微處理器內(nèi)部的異常狀況，或者是程序去一個(gè)非法的內(nèi)部位置存取數(shù)據(jù)，也可能發(fā)生異常。當(dāng)中斷/異常發(fā)生的時(shí)候微處理器核心暫停所有內(nèi)部工作，跳往中斷向量處，到達(dá)之后交由中斷服務(wù)程序處理。由于處理器不知道請(qǐng)求中斷的是哪個(gè)外圍設(shè)備，因此需要檢查中斷控制器，確定是誰(shuí)發(fā)出中斷請(qǐng)求，執(zhí)行正確的中斷服務(wù)請(qǐng)求。嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)。1.小巧性2.實(shí)時(shí)性3.可裝卸4.代碼固化5.弱交互6.強(qiáng)穩(wěn)定7.統(tǒng)一接口什么是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)談?wù)勀銓?duì)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的看法。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是根據(jù)操作系統(tǒng)特性而言的。實(shí)時(shí)是指物理進(jìn)程的真實(shí)時(shí)間，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是指具有實(shí)時(shí)性能支持實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)。它主要用來(lái)對(duì)事件實(shí)時(shí)處理，雖然事件會(huì)可能會(huì)在無(wú)法預(yù)知的時(shí)刻到達(dá)，但是軟件上必須當(dāng)事件發(fā)生時(shí)在有限的時(shí)間內(nèi)作出響應(yīng)。列舉3種典型的嵌入式操作系統(tǒng)，并說(shuō)明其主要應(yīng)用領(lǐng)域。Vxworks：是一個(gè)運(yùn)行在目標(biāo)上的高性能、可裁剪的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。它以高性能的微內(nèi)核，良好的可靠性和卓越的實(shí)時(shí)性被廣泛的應(yīng)用在通信，軍事，航空，航天等高尖技術(shù)及實(shí)時(shí)性要求較高的領(lǐng)域中，如衛(wèi)星通信，軍事演習(xí)，彈道制導(dǎo)，飛機(jī)導(dǎo)航等。WindowsCE是微軟開(kāi)發(fā)的一個(gè)開(kāi)放的，可升級(jí)的32位嵌入式操作系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類(lèi)的電子設(shè)備操作。設(shè)計(jì)目標(biāo)是：模塊化及可伸縮性、實(shí)時(shí)性能好，通信能力強(qiáng)大，支持多種CPU.它的設(shè)計(jì)可買(mǎi)滿足多種設(shè)備的需要，這些設(shè)備包括工