嵌入式原理1
第1章 嵌入式系统基础(新)1
重庆大学电气工程学院
嵌入式系统及其应用
2、嵌入式操作系统
• 嵌入式操作系统具有通用操作系统的 一般功能，如向上提供对用户的接口 （如图形界面、库函数API等），向下 提供与硬件设备交互的接口（如硬件 驱动程序等），管理复杂的系统资源， 同时，它还在系统实时性、硬件依赖 性、软件固化性以及应用专用性等方 面，具有更加鲜明的特点。
嵌入式系统及其应用
无线便携式考场信息管理终端 重庆大学电气工程学院
嵌入式系统及其应用
基于ECX平台的变电站值班机器人 重庆大学电气工程学院
嵌入式系统及其应用
嵌入式系统的存在形式
嵌入式系统的存在形式通常有两种： 一种，是作为一个大系统中功能和结构相 对独立但又和其它部分密不可分的形式而 存在。
靠性高、体积小、成本低、功耗小的专用 计算机系统。
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嵌入式系统及其应用
随着信息技术的发展，嵌入式系统在很多 的产业得到了非常广泛的应用并有力的推动 了这些产业的发展。例如在各种消费电子产 品、车载电子产品、办公自动化产品、智能 家电产品、工业自动化产品以及国防、航天 等众多领域中都可以找到嵌入式系统的应用 实例。
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嵌入式系统及其应用
2、基于单片机的 锅炉控制系统的解决方案
• 现在有一些生产企业使用基于单片机的锅 炉控制系统，这种系统由8位MCU、控制执 行机构、LED数码管、发光二极管、按键 等组成，完成以下功能：实时准确检测锅 炉的运行参数；综合分析及时发出控制指 令；诊断故障与报警管理;历史记录运行参 数；计算运行参数，保证锅炉的安全、稳 定运行。
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嵌入式系统及其应用
• 图1.7 服务器软件结构
嵌入式系统原理与应用习题答案
版权说明本文件中出现的任何文字叙述、文件格式、插图、照片、方法、过程等内容，除另有特别注明，版权均属本人所有。
----WangYiwei由于我正在学习“嵌入式系统原理与应用——基于ARM微处理器和Linux操作系统”这门课程，网络上找不到课后习题答案。
因此本人通过认真地做习题，不懂百度，查阅相关书籍等途径，整理了一份答案，可供各位参考。
注意：答案并不一定完全正确，有异议的答案欢迎提出来大家一起探讨。
练习题P141.选择题（1）A说明：嵌入式系统的发展趋势表现在以下几方面：1.产品种类不断丰富，应用范围不断普及2.产品性能不断提高3.产品功耗不断降低，体积不断缩小4.网络化、智能化程度不断提高5.软件成为影响价格的主要因素（2）D说明：常见的嵌入式操作系统: VxWorks，Windows CE、uC/OS-II和嵌入式Linux。
（3）A说明：VxWorks是美国WindRiver公司于1983年开发的一种32位嵌入式实时操作系统。
2.填空题(1)嵌入式计算机(2)微处理器外围电路外部设备(3)板级支持包实时操作系统应用编程接口应用程序(4)嵌入式处理器微控制器数字信号处理器3.简答题（1）简述嵌入式系统的定义和特点答：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、功耗有严格要求的专用计算机系统。
特点：专用性强、实时性好、可裁剪性好、可靠性高和功耗低等。
（2）简述计算机系统的发展历程第一阶段大致在20世纪70年代前后，可以看成是嵌入式系统的萌芽阶段；第二阶段是以嵌入式微处理器为基础，以简单操作系统为核心的嵌入式系统；第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统，也是嵌入式应用开始普及的阶段；第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的阶段。
（3）简述MCU和DSP的区别MCU是微控制器，DSP是数字信号处理器。
MCU相当于小型的电脑，内部集成的CPU、ROM、RAM、I/O总线，所以集成度高是它的特点。
嵌入式实时操作系统μCOS原理与实践1
4、文件管理：
对外存中信息进行管理的文件系统
关于μC/OS-II
•UCOSII 是一个可以基于ROM 运行的、可裁减的 、抢占式、实时多任务内核，具有高度可移植性， 特别适合于微处理器和控制器，是和很多商业操作 系统性能相当的实时操作系统(RTOS)。为了提供 最好的移植性能，UCOSII 最大程度上使用ANSI C 语言进行开发，并且已经移植到近40 多种处理器 体系上，涵盖了从8 位到64 位各种CPU(包括DSP) 。
• 事件
两个任务通过事件进行通讯的示意图所示：
注释：任务1 是发信方，任务2 是收信方。任务1 负责把信息发送到 时间上，这项操作叫做发送事件。任务2 通过读取事件操作对事件进 行查询，如果有信息则读取，否则等待。读事件操作叫做请求事件。
事件控制块（ECB）
• 为了把描述事件的数据结构统一起来，UCOSII 使用叫做事件控制 块(ECB)的数据结构来描述诸如信号量、邮箱（消息邮箱）和消息 队列这些事件。事件控制块中包含包括等待任务表在内的所有有关 事件的数据，事件控制块结构体定义如下： • typedef struct { INT8U OSEventType; //事件的类型 INT16U OSEventCnt; //信号量计数器 void *OSEventPtr; //消息或消息队列的指针 INT8U OSEventGrp; //等待事件的任务组 INT8U OSEventTbl[OS_EVENT_TBL_SIZE];//任务等待表 #if OS_EVENT_NAME_EN > 0u INT8U *OSEventName; //事件名 #endif } OS_EVENT;
UCOSII中与任务相关的几个函数
1） 建立任务函数
嵌入式实时操作系统(μCOS-II)原理与应用-目录与正文-最新版第一部分
目录学习情境一、嵌入式系统概述及集成环境的搭建与使用 (1)一、知识要点：嵌入式系统概述 (1)1．嵌入式系统基本概念 (1)2．嵌入式系统的特点 (2)3．嵌入式系统的应用领域 (3)（1）工业控制领域 (3)（2）信息家电 (4)（3）交通管理、环境监测、医疗仪器 (4)（4）嵌入式Internet应用 (4)（5）军事国防领域 (5)4．嵌入式系统的发展 (6)5．嵌入式系统的开发流程 (7)6．嵌入式系统的调试 (10)（1）在线仿真器（ICE）方式 (10)（2）在线调试器（ICD）方式 (11)（3）监控器方式 (11)7．基于μCOS-Ⅱ的嵌入式系统软件体系结构 (11)二、技能要求：嵌入式系统交叉开发环境的搭建 (2)1．交叉开发环境 (2)2．使用集成开发环境进行软件开发的流程 (2)3．ARM ADS集成开发工具及其组成 (3)（1）ADS集成开发工具 (3)（2）ADS集成开发工具的组成 (3)案例1．ADS 1.2的安装 (4)案例2．ADS集成开发环境的使用 (5)（1）新建工程 (5)（2）配置新建工程 (6)（3）添加文件，完成编译与链接，并生成目标文件.......... 错误！未定义书签。
案例3．其它工具的使用 .............................................................................. 错误！未定义书签。
（1）仿真器的连接与使用................................ 错误！未定义书签。
（2）超级终端的设置及映像下载.......................... 错误！未定义书签。
（3）Source Insight代码编辑器的使用.................... 错误！未定义书签。
学习情境二、嵌入式平台的接口驱动................................................................... 错误！未定义书签。
嵌入式系统及应用——第1章 嵌入式系统概论
嵌入式系统的应用程序可以没有操作 系统直接在芯片上运行。 为了合理地调度多任务、利用系统资 源、系统函数以及和专家库函数接口， 用 户 必 须 自 行 选 配 RTOS （ Real － Time Operating System ）开发平台，这样才 能保证程序执行的实时性、可靠性，并 减少开发时间，保障软件质量。
课程的主要内容
• 嵌入式系统导论（概念、分类、发展 历程、特点、应用领域、发展趋势） • 嵌入式硬件系统（基本组成，嵌入式 微处理器，外围电路等） • 嵌入式软件系统（分类、特点、体系 结构、运行流程、操作系统、开发方 法） • 嵌入式系统领域的一些新动态和成果
教材
嵌入式系统原理及应用开发技术 （第2版），桑楠等，高教出版社，
（２）专用性强
嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系 统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进 行系统的移植。 即使在同一品牌、同一系列的产品中也需 要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。 同时针对不同的任务，往往需要对系统进 行较大更改，程序的编译下载要和系统相结合， 这种修改和通用软件的“升级”是完全不同的 概念。
• POSIX 1003.b定义 能够在限定响 应时间内提供所需水平服务的计算机 系统 • 一般性定义 一个实时系统是指计 算的正确性不仅取决于程序的逻辑正 确性，也取决于结果产生的时间：如 果系统的时间约束条件得不到满足， 将会发生系统出错。
嵌入式控制系统原理及设计课件-1-1 嵌入式系统概念
第1章 嵌入式控制系统基础
1.1 嵌入式系统的概念
1. 1. 1 嵌入式系统的定义
嵌入式（计算机）系统虽然早已成为各大 搜索引擎的热点名词，也经常见诸于各种 学术期刊、网络等媒体；
嵌入式控制系统原理及设计
但对于初学者而言，嵌入式系统仍然是一个比较模糊的概念。他们还经常混淆于嵌入式系统、 单片机、ARM、数字信号处理器（DSP）、片上系统（SoC）、Linux、Pad、智能芯片等词 汇，分不清这些词汇所指向的事物有何区别。因此有必要理清概念，明确嵌入式系统的范畴 与界定。
由于其本身不具备自举开发能力，即使设计完成以后用户通常也是不能对其中 的程序功能进行修改的，必须有一套开发工具和环境才能进行开发，这些工具和 环境一般是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波 器等。
嵌入式系统软件开发时往往有主机和目标机的概念，主机用于程序的开发，目 标机作为最后的执行机，开发时需要交替结合进行。
1.1.1 嵌入式系统的定义
嵌入式控制系统原理及设计
【定义1】 嵌入式系统的第一个带有官方色彩的定义是由国际电气和电子工程师协会（IEEE） 给出的，英文原文为：
“The devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants.”
嵌入式控制系统原理及设计pos网络及电子商务公共交通无接触智能卡contactlesssmartcardcsc发行系统公共电话卡发行系统自动售货机等智能atm终端已全面走进人们的生活在不远的将来手持一张卡就可以行遍天环境工程与自然在很多环境恶劣地况复杂的地区需要进行水文资料实时监测防洪体系及水土质量监测堤坝安全与地震监测实时气象信息和空气污染监测等时嵌入式系统将实现无人监测
实现嵌入式音频处理的基本原理及方法
实现嵌入式音频处理的基本原理及方法嵌入式音频处理是指将音频信号的采集、处理和输出功能集成到嵌入式系统中的技术。
随着嵌入式系统的广泛应用，嵌入式音频处理在各个领域中扮演着重要角色，比如智能家居、智能音箱、无线通信等。
本文将介绍嵌入式音频处理的基本原理和方法。
嵌入式音频处理的基本原理是将音频信号转换为数字信号，并通过数字信号处理器（DSP）进行处理，最后再将数字信号转换回模拟信号输出。
整个处理过程主要包括音频采集、前端处理、数字信号处理和数字模拟转换等步骤。
首先是音频采集环节。
音频采集是指利用麦克风等传感器将声音转换为电信号。
在嵌入式系统中，通常采用模拟到数字（A/D）转换器将模拟信号转换为数字信号。
A/D转换器的主要参数包括分辨率、采样率和动态范围等。
分辨率指的是数字化的精度，采样率指的是每秒钟采样的次数，动态范围表示信号的强度范围。
接下来是前端处理环节。
前端处理主要对音频信号进行预处理，包括噪声消除、回声消除、滤波等。
噪声消除是指抑制环境中的噪声干扰，回声消除是指消除由于声音反射引起的回声。
滤波则用于去除信号中的干扰成分，比如低通滤波用于去除高频噪声，高通滤波用于去除低频噪声。
然后是数字信号处理环节。
在数字信号处理阶段，使用DSP对数字信号进行算法处理。
常见的音频处理算法包括均衡器、环绕声增强、混响效果等。
均衡器可以调节音频信号的频谱平衡，使得音频更加清晰。
环绕声增强可以增加音频的空间感，使得音频更加立体。
混响效果可以模拟出各种不同的房间声音，使得音频更加有层次感。
最后是数字模拟转换环节。
在数字信号处理完成后，需要将数字信号转换回模拟信号输出。
这一步骤主要通过数字到模拟（D/A）转换器实现。
D/A转换器的主要参数包括分辨率、采样率和输出电平等。
分辨率和采样率的意义与A/D转换器类似，输出电平表示转换后的模拟信号电平范围。
对于嵌入式音频处理方法，有多种实现方式。
一种常见的方式是使用专用音频处理芯片，如TI的TMS320系列DSP芯片。
嵌入式系统实验报告-1-外部中断
《嵌入式系统技术》实训报告1、实验目的z了解S3C2440A 外部中断的工作原理。
z掌握S3C2440A 外部中断的使用方法。
2、实验设备z PC 机、Multi-ICE 仿真器、2440A 实验箱。
3、实验内容z通过外部K1、K2、K3、K4、K5、K7 按键触发外部中断E INT1、EINT2、EINT3、EINT4、EINT5、EINT74、实验原理4.1 ARM 的异常中断类型在嵌入式系统中外部设备的功能实现主要是靠中断机制来实现的。
中断功能可以解决CPU 内部运行速度远远快于外部总线速度而产生的等待延时问题。
ARM 提供的FIQ 和IRQ 异常中断用于外部设备向C PU 请求中断服务，一般情况下都是采用I RQ 中断。
七种异常中断中断过程框图4.2 异常中断响应过程和返回过程异常中断的响应过程：1).保存处理器当前状态寄存器C PSR 的值到备份程序状态寄存器S PSR 中。
2).设置但前程序状态寄存器CPSR 的值，其中包括：设置CPSR 响应位的值，使处理器进入特定的处理器模式；按要求屏蔽中断，通常应该屏蔽I RQ 中断。
在F IQ 中断时屏蔽F IQ 中断。
3).设置L r 寄存器。
将相应中断模式的L r 寄存器的值设为异常中断的返回地址。
4).处理程序计数器PC，将PC 值设为相应的中断向量的地址，从而实现跳转以执行中断服务程序。
异常中断的返回当处理器执行完以上流程之后，处理器已经从中断向量进入异常处理的状态。
异常中断处理完毕之后，在异常中断程序的末端，处理器进入异常中断的返回状态，其流程如下：1).恢复状态寄存器。
将保存的备份程序状态寄存器SPSR 值赋给当前程序状态寄存器CPSR。
2).将返回地址赋值到程序计数器（PC）。
这样程序将返回到异常中断产生的下一条指令或出现问题的指令处执行。
需要注意的是：对于不同的异常中断，其返回地址的计算方法也是不同的，IRQ 和F IQ 异常中断产生时，程序计数器PC 已经更新，而SWI 中断和未定义指令中断时由当前指令自身产生的，程序计数器P C 尚未更新，所以要计算出下一条指令的地址来执行返回操作；指令预取指中指异常中断和数据访问中断要求，返回到出现异常的执行现场，重新执行操作。
嵌入式系统设计(基于STM32F4) 课件。1 嵌入式系统概述
嵌入式系统设计（基于STM32F4）课件。
1 嵌入式系统概述本章将介绍嵌入式系统的概念和基本原理。
1.1 嵌入式系统定义嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它被设计成用于控制、监测或执行特定任务。
与通用计算机系统相比，嵌入式系统具有以下特点：特定目的：嵌入式系统被设计用于执行特定任务，如控制设备、采集数据等。
实时性：往往需要对外部事件做出即时响应，具有较高的实时性要求。
低功耗：嵌入式系统通常运行在限制功耗的环境中，需要通过优化设计来降低能耗。
成本效益：嵌入式系统通常在大规模生产中使用，需要具有较低的生产成本。
可靠性：嵌入式系统通常需要在长时间运行和各种环境条件下工作，需要具有高可靠性。
嵌入式系统与通用计算机系统的区别在于其设计目标和应用领域的不同。
嵌入式系统更加专注于特定任务的执行，而通用计算机系统则更加灵活并且具有更广泛的应用范围。
1.2 嵌入式系统设计流程本节将介绍嵌入式系统的设计流程，包括需求分析、系统设计、软件开发和硬件设计等阶段。
设计流程包括以下几个主要阶段：需求分析阶段（Requirements Analysis）：在这一阶段，我们要了解以及定义嵌入式系统的需求。
我们需要与客户或用户进行沟通，明确系统所需功能、性能和可靠性等方面的要求。
系统设计阶段（System Design）：在这一阶段，我们将定义嵌入式系统的整体结构和组件之间的相互关系。
我们需要考虑软件和硬件之间的接口，以及系统中各个模块之间的通信方式。
软件开发阶段（are Development）：在这一阶段，我们将实际编写嵌入式软件的代码。
根据系统设计阶段的结果，我们可以确定需要实现哪些功能，并对其进行详细设计和编码。
硬件设计阶段（Hardware Design）：在这一阶段，我们将设计嵌入式系统的硬件部分。
这包括选择合适的处理器、外围设备和电路设计等。
在整个设计流程中，需求分析和系统设计是决定嵌入式系统质量和功能的关键阶段。
第1章 嵌入式系统概述
第1章 嵌入式系统概述 章
1.1
嵌入式系统简介 嵌入式系统发展趋势 嵌入式系统的硬件和软件特征 ARM系列处理器简介 ARM系列处理器简主要介绍嵌入式系统的概念, 本章主要介绍嵌入式系统的概念,发展趋 硬件和软件的特征, 势,硬件和软件的特征,并简单介绍了各个系 列的ARM处理器, ARM处理器 列的ARM处理器,以引导读者进入嵌入式技术 的殿堂. 的殿堂. 本章主要内容: 本章主要内容: ● 嵌入式系统简介 ● 嵌入式系统发展趋势 ● 嵌入式系统的硬件和软件特征 ● ARM系列处理器简介 ARM系列处理器简介
(1)嵌入式RISC微处理器 嵌入式RISC微处理器 RISC 嵌入式CISC CISC微处理器 (2)嵌入式CISC微处理器
表1-1
RISC和CISC之间主要的区别 RISC和CISC之间主要的区别
RISC 一个周期执行一条指令,通 过简单指令的组合实现复杂 操作;指令长度固定 流水线每周期前进一步 更多通用寄存器 独立的Load和Store指令完成 数据在寄存器和外部存储器 之间的传输 CISC 指令长度不固定,执行需要多 个周期 指令的执行需要调用微代码的 一个微程序 用于特定目的的专用寄存器 处理器能够直接处理存储器中 的数据
1.4.4 ARM10处理器系列 处理器系列
ARM10发布于1999年 具有高性能, ARM10发布于1999年,具有高性能,低功 发布于1999 耗的特点. 耗的特点.它所采用的新的体系使其在所有 ARM产品中具有最高的MIPS/MHz.它将ARM9 产品中具有最高的MIPS/MHz ARM9的 ARM产品中具有最高的MIPS/MHz.它将ARM9的 流水线扩展到6 流水线扩展到6级,也支持可选的向量浮点 Point)单元, ARM10的流 (Vector Float Point)单元,对ARM10的流 水线加入了第7 VFP明显增强了浮点运算性 水线加入了第7段.VFP明显增强了浮点运算性 能并与IEEE 754.1985浮点标准兼容 浮点标准兼容. 能并与IEEE 754.1985浮点标准兼容.
risc-v架构嵌入式系统原理与应用
risc-v架构嵌入式系统原理与应用RISC-V架构是一种新兴的开源指令集架构，在嵌入式系统领域得到了广泛应用。
本文将介绍RISC-V架构的原理和在嵌入式系统中的应用。
RISC-V（Reduced Instruction Set Computer V）是一种精简指令集计算机架构，它的设计灵感来自于早期的RISC架构。
与传统的CISC（复杂指令集计算机）架构相比，RISC-V采用了更加简单明了的指令集，并提供了丰富的扩展指令集和标准化的编程模型，使得它在嵌入式系统中具备了许多优势。
首先，RISC-V架构具有可定制性的特点。
由于其开源的特性，任何人都可以根据自己的需求对RISC-V进行定制，添加或删除指令，以适应各种应用场景。
这种灵活性使得RISC-V在嵌入式系统领域有着广泛的应用。
开发人员可以根据自己的需求，定制出最适合自己的处理器核，从而提高系统性能和功耗效率。
其次，RISC-V架构具有高性能和低功耗的特点。
相对于CISC 架构，RISC-V架构精简了指令集，提供了更加简洁的指令，减少了指令的复杂度和执行时间，从而提高了系统的性能。
与此同时，由于指令集的精简化，RISC-V架构的处理器核能够更加高效地利用硬件资源，减少功耗消耗，延长终端设备的使用时间。
此外，RISC-V架构还具备良好的可伸缩性和可移植性。
由于其模块化的设计，RISC-V架构可以根据需求进行灵活扩展和整合，不仅可以实现单核处理器，还可以实现多核处理器，满足不同级别的性能需求。
同时，RISC-V架构还提供了基础的标准化编程模型，使得软件开发人员可以轻松地将代码移植到不同的RISC-V架构平台上，提高了开发的便利性和效率。
在嵌入式系统中，RISC-V架构已经得到了广泛的应用。
比如在智能手机和平板电脑等移动设备中，RISC-V架构的处理器核可以实现高性能的计算和低功耗的运行，使得终端设备具备更长的待机时间和更好的用户体验。
此外，RISC-V架构还可以应用于物联网设备、工业自动化等领域，实现高效的数据处理和智能化的功能。
第一章嵌入式系统基础
1.3 嵌入式操作系统
基本概念 ——实时操作系统（RTOS） 实时操作系统是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，用户的应用程序是运 行于RTOS之上的各个任务，RTOS根据各个任务的要求，进行资源(包括存储器、外设等) 管理、消息管理、任务调度、异常处理等工作。在RTOS支持的系统中， 每个任务均有一 个优先级，RTOS根据各个任务的优先级，动态地切换各个任务，保证对实时性的要求。
1.2 嵌入式处理器
1.2.1嵌入式系统分类 按表现形式分：（硬件范畴）
芯片级嵌入（含程序或算法的处理器） 模块级嵌入（系统中的某个核心模块） 系统级嵌入SOC（System on a chip） 按实时性要求分：（软件范畴） 非实时系统（PDA，Personal Digital Assistant 個人數字助理） 软实时系统（消费类产品） 硬实时系统（导引头等工业和军工系统）
是嵌入式软件的基本要求，软件固态存储，以提高速度。软件代码要求高质量和高可靠性、 实时性。
（5）嵌入式软件开发走向标准化 嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行。
5、嵌入式系统应用领域
工业 工控设备 智能仪表 汽车电子
军事国防 军事电子
嵌入式应用
网络设备
电子商务 网络
消费电子 信息家电 智能玩具 通信设备 移动存贮
第一章嵌入式系统基础
主要内容
嵌入式硬件平台 微处理器、存储器、I/O… ARM和XScale的指令系统和体系结构
嵌入式操作系统 特点、进程调度、存储管理… μC/OS, Linux的移植、设备驱动和应用开发
嵌入式应用开发 基于μC/OS, Linux, WinCE等
使用教材
ARM9嵌入式系统设计与开发应用 熊茂华 杨震伦 主编 清华大学出版社
嵌入式核心板工作原理
嵌入式核心板工作原理
嘿呀！今天咱们就来好好聊聊嵌入式核心板的工作原理！
首先呢，咱们得搞清楚啥是嵌入式核心板？哎呀呀，简单说，它就是整个嵌入式系统的关键部分呀！就好像是人的心脏一样重要呢！
嵌入式核心板是由一系列的芯片和组件集成在一起的。
哇！这里面有处理器，像大脑一样指挥着各种操作；有内存，用来存储数据和程序；还有各种接口，比如通信接口、存储接口等等。
那它到底是怎么工作的呢？哎呀呀，这可复杂又有趣！
当我们给嵌入式核心板通电之后呀，处理器就开始启动啦！它会从存储的地方读取初始化的程序和数据，然后按照设定好的步骤开始工作呢。
比如说，它要接收外部的输入信号，哇！这可能是来自传感器的数据，也可能是用户的操作指令。
然后呢？然后处理器就会对这些输入进行处理和计算呀！哎呀呀，这可需要强大的运算能力呢。
它根据程序中的算法和逻辑，把这些输入转化为有用的信息和控制信号。
再接着说呀，处理好的数据和信号会通过接口传输出去。
比如说，如果是要控制一个电机，那控制信号就会通过相应的接口传递给电机驱动电路，从而让电机按照我们的要求转动起来。
还有呀，嵌入式核心板在工作的时候，还得时刻注意各种异常情况呢！比如说电压不稳定啦，温度过高啦，哎呀呀，这时候它就得采取相应的保护措施，不然可就出大问题啦！
总之呢，嵌入式核心板的工作原理真的是既神奇又复杂！哇！它
在各种智能设备中发挥着至关重要的作用，让我们的生活变得更加便捷和智能化！你说是不是呀？。
嵌入式显示原理
嵌入式显示原理
嵌入式系统是指在其他设备中嵌入计算和控制功能的计算机
系统。
它通常包括处理器、内存、输入/输出接口和嵌入式软件。
嵌入式系统的显示原理是通过显示器来展示信息和数据。
嵌入式系统的显示可以分为两种方式：数字显示和模拟显示。
数字显示是将输入的数字信号转化为对应的数字显示，例如使
用LCD（液晶显示）或LED（发光二极管）显示器来显示数字
信息。
模拟显示则是将输入的模拟信号转化为对应的模拟显示，例如使用CRT（阴极射线管）显示器来显示图像或视频。
在数字显示中，常用的液晶显示器采用液晶材料的特性，通
过电压控制液晶分子的方向来实现像素的显示。
LCD显示器由
若干个液晶单元组成，每个液晶单元由一个透明的像素和一个
控制电极组成。
信号驱动电路通过控制电压，使得液晶分子的
方向变化，从而改变光的透过效果，进而产生不同的亮度和颜色。
LED显示器则是通过发光二极管来实现数字的显示。
发光二
极管（LED）是一种半导体器件，通过导通和不导通的状态，
来控制LED发出的光线。
LED显示器具有高亮度、低功耗和长寿命的特点，被广泛应用在各种嵌入式设备中。
对于模拟显示，在以前的CRT显示器中，通过电子枪发射出的电子束在屏幕上扫描，通过控制电子束的强度和位置来实现
图像的显示。
但是随着技术的发展，CRT显示器逐渐被LCD显示器所取代。
综上所述，嵌入式系统的显示原理是通过控制不同的显示器来实现数字或模拟信息的显示。
不同的显示器使用不同的原理和技术来达到显示的效果，以满足嵌入式系统对于显示功能的需求。
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第一次作业1.试画出8051单片机原理结构图2.试详细列举嵌入式处理器选择时考虑的因素。
1处理器性能2处理器功能与接口3处理器的扩展能力4处理器对内部存储器的支持，5处理器对网络的支持，6处理器的功耗和电源管理，7处理器的环境适应性，8操作系统的支持，9软件资源是否丰富，10软件开发工具，11处理器支持的调试接口，12处理器的封装形式，13处理器的评估板/开发板，14处理器的成本及系统综合成本15应用的普遍性、16稳定性和可靠性，17产品供货周期和生命期。
3.为何16位ISA总线数据传输峰值速度为8MB\s？（计算）ISA总线时钟信号BCIK时钟频率为8MHz，即每个周期125ns。
完成一个0等待周期ISA总线操作需要两个BCIK周期，即250ns，因此16位ISA总线数据传输的峰值为8MB/s。
4.由P76，图3-12，叙述PCI设备写操作流程。
答：PCI总线写操作过程，FRAME#在时钟周期2被置为有效，表示一次写操作的开始，在地址相位，AD[31:0]上传输的是地址，c/BE[3:0]#上传输一个有效总线写命令。
在时钟周期6，FRAM#被置为无效，表示最后一个数据相位，整个写操作过程结束。
5.热插拔过程中主控板在功能模块插入\拔出的过程中都做了哪些工作？答：功能模块被插入Compact PCI插槽后，给出有效地ENUM#信号，主控板接收到此信号，先扫描总线确认哪些是新加入的功能模块，然后读取模块配置信息，并根据配置信息完成系统配置，接着加载模块的设备驱动程序，之后模块可以开始工作。
功能模块被拔出时，给出有效地ENUM#信号，主控板接收此信号，扫描总线确认那个模块将被拔出，并卸载该模块的设备驱动程序及相关资源配置，之后可以拔出该模块。
6.I2C总线传输过程中，如何区别数据位与起始\终止符号？发送器完成一个字节信息的发送后，接收器给出相应的低电平响应位，这一过程是如何实现的？试以流程图的形式给出I2C总线一次完整的读\写复合数据传输过程。
答：SDA由高电平变为低电平，表示一个总线操作的起始条件；SDA由低电平变为高电平，表示一个总线操作的终止条件。
当发送器完成一个字节信息的发送后，释放对SDA的驱动，这时如果没有其他设备驱动SDA，则SDA为高电平，接收器在接收完一个字节的信息后，通过把SDA拉到低电平向发送器给出响应位。
7.若让S-35390A（RTC）的INTI中断在周二的下午五点产生闹钟信号，INTI中断寄存器应设置什么值？（24小时计时方式）见课本105页8.为何SDRAM存储器会有多个BANK?SDRAM访问过程中，tRCD与CAS延迟含义各是什么？答：SDRAM容量很大，单个芯片可达到数兆字节至数十兆字节，如果沿用过去的单一存储矩阵结构，会增加存储器的内部数据线长度，导致内部寄生电容和寄生电阻变大，严重影响存储器的存储速度，所以现在的SDRAM内部分成多个相互独立，名为BANK的存储体。
t RCD是RAS至CAS的延迟，即行有效命令和列有效与读写命令先后发出的时间间隔。
CAS即列有效与读写命令发出与数据稳定在数据线上的这段时间延迟.9.为何NORFLASH编程操作之前需要擦除需要编程的区域？画出字节编程流程，在字节编程过程中，如何由数据位D6查询操作是否完成？NORFLASH上电后进入何种命令模式？原因何在？为此NORFLASH设计中进行了哪些保护措施？答：NORFLASH编程操作只能把“1”烧写成“0”，不能把“0”烧写成“1”，而只有擦除操作可以把“0”改写成“1”，因此，在对FLASH编程前需要先擦除需要编程的区域，即把“1”。
在字节编程或擦除操作过程中，连续多次从FLASH任意地址独处数据的D6会在“0”和“1”之间来回变化，一旦内部编程或擦除操作完成，读出数据的D6停止跳变。
NORFLASH上电后就如读模式，可以避免内部存储单元内容被意外修改。
保护措施：为了防止出现意外，在其他模式设置中，如果写入的地址\数据出现错误或者写入顺序不对，芯片将被复位到读模式。
另外，在字节编程命令或擦除命令完成后，芯片也会自动回到读模式状态。
10.试画出NANDFKASH连续多行读命令2的流程图 ，与连续多行读命令1相比，输出的数据有何差异？比较可知，两者输出数据从第二行开始有所区别，读命令2从第二行开始每次输出数据为16字节，读命令1从第二行开始每次输出数据为528字节。
11.24C01（EEPROM）选择读的过程中，为何首先以写操作的形式寻址24C01？试从选择读得流程角度进行分析。
主设备首先向总线发出起始条件并以写操作的形式寻址24C01；得到响应之后向24C01写入要写的字节地址；再次得到响应之后，主设备发出重复的起始条件，并用读操作的形式再次寻址24C01,24C01在发出响应为后，即可输出对应地址的一个字节数据；主设备在接收到需要的数据之后，给出非响应位，结束本次总线操作。
12.RC复位电路中，二极管的作用是什么，如何实现？答：二极管的作用是构成快速放电回路的作用，电源中断时让电容上电量值形成一个直流回路从而达到目的第二次作业1.试详细叙述嵌入式系统引导程序的引导过程，并画出流程图。
答:分两阶段，在阶段1：a.硬件设备初始化；b.为加载引导程序的阶段2代码准备RAM空间；c.将阶段2二进制代码复制到RAM空间中；d.设置好堆栈指针；e.执行阶段2程序代码.在阶段2：a.其他硬件设备的初始化；b.检测系统内存映射；c.将操作系统内核映像及文件系统映像从FLASH读取到系统RAM中；d.为内核设置启动参数；e.调用内核.2.实时系统的特点有哪些？嵌入式实时操作系统与通用操作系统相比其特点是什么？具体在各个方面如何实现？答：实时系统特点：1)实时系统具有复杂的约束性；2）实时任务的执行具有可预测性；3）实时系统具有高可靠性的要求；4）实时系统需要与外部环境进行交互；5）实时系统需要满足一定的峰值负荷要求.特点比较:1)任务调度策略不同；2）内存管理方式不同；3）中断处理方式不同；4）共享资源的互斥访问机制不同；5）系统调用和系统内部操作的时间开销有差别；6）系统的可重入性；7）辅助工具. 实现：内存管理方式不同：通用OS采用虚拟内存技术，内存不足时在硬盘上创建虚拟内存，实时OS在原有内存管理机制上增加页面锁功能，用户可以将关键页面锁定内存中，不会被置换到虚拟内存，还采取内存划分的方式，为每个实时任务划分固定内存位置。
中断处理方式不同：通用OS中中断一般由设备驱动程序完成其优先级高于任何用户进程，实时OS采用时钟中断，中断处理程序变为周期性的轮询。
共享资源互斥访问机制不同：通用OS采用信号量机制，实时OS对信号量进行扩展，较好解决了优先级倒置问题。
系统调用和内存操作的时间开销有差别：实时OS对所有此类时间开销有界且有量化值而通用OS未做此限制。
系统的可重入性：通用OS核心系统不可重入而实时可以。
辅助工具：实时OS会提供额外的辅助工具。
S门电路的功耗由哪几部分组成？各是如何产生的？由此得出的低功耗设计原则是什么?答:共两部分电容充放电功耗：随着CMOS门电路状态的改变，负载电容上不断发生充放电过程，从而产生功耗。
瞬时导通功耗：在实际应用中，转移曲线并不是理想的方波，在状态转移过程最坏的情况下，具有零内阻的MOS管会在电源和地之间形成直接短路的现象，从而造成功耗。
低功耗设计原则：电源电压宜低不宜高；时钟宜慢不宜快；系统宜静不宜动.4.试述嵌入式硬件和软件低功耗控制的主要方法？答：硬件：1）选择低功耗器件；2）选择低功耗电路形式；3）充分利用器件的低功耗工作模式；4）选择低功耗电源电路；5）分区分时供电；6）动态电压和频率调节.软件：1）采用低功耗优化的编译技术；2）用中断代替查询；3）用宏代替子程序；4）尽量减少处理器的计算量；5）减少系统的持续运行时间；6）实现电源的管理.5.EMC、RF、抗传导干扰性和抗辐射干扰性的含义各是什么？答：EMC-电磁兼容性，系统不会因为周边的电磁环境而性能降低、功能丧失或损坏，也不会再周边环境中产生过量的电磁能量，以致影响周边设备的正常工作；RF-射频，用于通信目的的连续电磁辐射的频率范围—一般就是10kHZ~100GHZ。
这个能量可能是电子设备运行时的副产物。
射频主要是通过两种模式传送：辐射发射，射频能量通过电磁场在空间中传播；传导发射，射频能量通过导线\体的传播；抗传导干扰性：产品抵抗来自外部电缆、输电线和I\O连接器的电磁干扰能量的相对能力；抗辐射干扰性：产品抵抗来自自由空间电磁干扰能量的相对能力.6.常见的电磁兼容问题有哪些，略述之。
答：1）射频干扰；2）静电放电；3）电力干扰；4）自兼容性.7.对于计算机而言主要的电磁问题是什么?答:脉冲干扰。
**计算机以识别二进制码为基础，其组成以数字电路为主，数字电路传送的是脉冲信号。
8.电磁干扰的形成需要哪些因素？电磁兼容的测试单位是什么？答：三要素-干扰源、耦合途径、敏感设备。
电磁兼容的测试单位是 分贝（dB））。
9.试画出PCB元件（导线、电阻、电容、电感）的高频等效电路，并分析其在不同频率下的特性？10.耦合、传导耦合的含义分别是什么？常见的传导耦合途径有哪些？分别分析其产生原因、进制，并给出相应的解决途径。
答：耦合是指设备（电路）与设备（电路）之间的电联系，将电磁能量从一个设备（电路）传到一个设备（电路）.传导耦合是指通过线路本身的电路形成的耦合，以及通过导体间的电容、互感而形成的干扰耦合。
常见的传导耦合-直接传导耦合：指电磁干扰信号通过导线直接侵入被干扰对象.解决途径-滤波、隔离、衰减.公共阻抗传导耦合：是指噪声源回路和受干扰回路之间存在着一个公共阻抗，噪声电流通过这个公共阻抗所产生的噪声电压，传导给受干扰的回路.解决途径-减少电源内阻、减少电源供电电路的阻抗、减少公共地的阻抗.电容耦合：又称电场耦合，通过分布电容使一个电路中的信号传输到另一个电路中的耦合方式.解决途径-降低导线间的分布电容、采用隔离的方法、降低导线上信号的频率、增加旁路电容、对信号进行屏蔽.电感耦合：又称磁场耦合，通过分布电感使一个电路中的信号辐射到另一个电路中的耦合方式.解决途径：减少回路所涵盖的面积、使回路和干扰源的距离尽可能远、使回路方向与磁场平行、降低磁场干扰源的干扰强度，其他的方法有加大来那个导线间距，缩短导线长度、使导线尽可能接近地平面以及使各自磁场方向相互垂直.11.信号完整性的概念是什么？传输线的原理是什么？传输性的特性阻抗是啥？ 答：信号完整性-是指信号未受到损失的一种状态，用于表示信号质量和信号传输后仍保持正确功能的特性.传输线：是指两个或多个终端间有效传输电功率或电信号的传输系统，如金属导线、波导、同轴线、PCB连线.传输线的特性阻抗：用字母Z0表示，等于L/C的平方根，其中L为每单位长度的电感，C为每单位长度的电容.12.常见的信号完整性问题有哪些？分析其产生原理，并给出解决途径.答：1）传输延迟2）反射3）串扰4）过冲和下冲5）同步切换噪声6）接地反弹噪声解决途径：1）抑制串扰 2）抑制反射第三次作业1举出你所熟悉的嵌入式实例，并尝试画出其中两个的系统结构框图答：MP3、手机、电梯、交换机、飞机、电子血压计、录音机、冰箱、洗衣机、pos机.2、影响处理器性能的主要因素有哪些？嵌入式处理器的特点是什么？答：1)主频2）指令效率与单指令执行所需要的时间3）处理器的字长4）内存总线速度5）高速缓存（Cache）设计6）CPU的系统架构嵌入式处理器特点：1）嵌入式处理器种类繁多、功能多样且性能跨度大2）嵌入式处理器功耗低3）提供灵活的地址空间寻址能力4）支持灵活的功耗控制5）功能密集、提供丰富的外部接口3、什么是PCI设备的配置空间？试详细分析之.答：PCI配置空间是PCI设备上一组256字节的特殊功能寄存器，用于存储和设备相关的信息，计算机根据配置空间实现对PCI总线设备管理.4、试分析PCI总线基于地址寄存器实现地址重定位的工作原理.答：计算机系统上的上电配置软件通过对PCI设备地址寄存器的特定读写操作，探测该设备对地址空间的占用要求。