嵌入式系统三级项目
(完整版)三级嵌入式系统
三级嵌入式系统学习总结一第一章1.嵌入式系统概论嵌入式系统中的软件一般都固化在只读存储器中,用户不能随意更改其中的程序功能。
嵌入式系统的逻辑组成:1)处理器2)存储器3)I/O设备与I/O接口4)数据总线5)软件嵌入式处理芯片有四种类型:1)微处理器2)数字信号处理器3)微控制器(单片机)4)片上系统微控制器MCU的低端产品并不会因为高端产品的出现而衰落在32位MCU中,绝大多数使用RAM内核EDA:电子设计自动化IP核可以分为三种:软核、硬核、固核2.嵌入式系统与数字媒体计算机中常用的最广泛的西文字符及其编码是ASCII字符集和ASCII码,即美国标准信息交换码,共有128个字符,一个字符占一个字节。
我国目前广泛使用的汉字编码国家标准有GB2312和GB18030GB2312只有6763个汉字,不够用GB18030字符集与国际标准UCS/Unicode字符集基本兼容。
GB18030采用不等长的编码方法,单字节编码表示ASCII码,双字节编码表示汉字,与GB2312保持向下兼容,四字节编码表示其他字符Unicode最新版本是6.3。
UCS/Unicode在计算机中具体实现时采用不同的编码方案,最常用的是UTF-8和UTF-16,UTF-8采用的是单字节可变长编码;UTF-16采用的是双字节可变长编码文本的类型可以分为简单文本、丰富格式文本、超文本图像的数据量=图像水平分辨率*图像垂直分辨率*像素深度/8(像素深度指的是每个像素用多少个二进制数来表示)数字视频的数据量非常大,在进行传输时必须进行压缩,压缩编码标准是国际标准化组织(ISO)制定的,其名称为MPEG。
无线局域网采用的协议主要是IEEE 802.11(俗称WIFI)3.数字通信与计算机网络微波是一种300MHz-300GHz的电磁波计算机网络的组成:1)计算机等智能电子设备2)数据通信链路3)通信协议4)网络软件以太局域网:1)发送数据设备必须把要传输的数据分成小块(帧)进行传输,一次只能传输1帧;2)局域网中的每一个终端都有自己唯一的标识,称为物理地址或MAC地址,在发送的每一帧数据中,必须包含自己的MAC地址和接收终端的MAC地址3)IP协议定义了主机的概念,所有主机及使用一种统一格式的地址标识,称为IP地址。
三级嵌入式系统开发技术-3 (1)
三级嵌入式系统开发技术-3(总分:100.00,做题时间:90分钟)一、综合题(总题数:4,分数:100.00)1.以下不完整的程序完成的功能是取内存单元0x38000000的值(无符号数),如果该值超过0x80000000,则循环累加队列中的所有元素(由Array2指示),直到遇到结束标志0xAA55为止,结果放在R4,R0指向队列头,使用命令LDR R1,[R0,#2]!来装载,累加结束转到NEXT2;否则把一个含64个带符号的16位数据组成的队列(由Array1指示)求平方和放到R5中。
试填写ARM汇编程序片段中的空白,完善该程序。
AREA MyExCode,CODE,READONLYENTRYCODE32 ;32位ARM模式代码Addr1 ______0x38000000 ; 定义Addr1地址为0x38000000Data1 EQU 0x80000000START LDR R1,=Addr1 ;将内存地址装入寄存器R1中______ ; 取内存数据到R0中CMP R0,#0x80000000______ ; 超过0x80000000转向GOING1MOV R7,#64 ;64个带符号数据,数据个数LDR R0,=Array1 ;取数据队列首地址MOV R5,#0 ;平方和初始化为0NEXT1 ______ ; 取16位的数(半字)到R1且R0←R0+2MUL R6,R1,R1 ;求数据平方放R6中______ ; 求平方和放R5中______ ; 数据个数减1BNE______ ; 64个数据未处理完则继续GOING1 MOV R4,#0 ;累加和初始化为0______ ; 取待累加的数据首地址到R0LOOPM LDR R1,[R0,#2]! ;取待累加的数据放R1中,地址自动更新,R0=R0+2______ ; 判断是不是结束了(特征0xAA55)BEQ NEXT2 ;如果遇到结束标志则转NEXT2ADD R4,R4,R1 ;累加数据到R4中______LOOPM ; 直接返回LOOPM继续累加NEXT2 B STARTAREA BUFDATA,DATA,READWRITE ;定义一个可读/写的数据段BUFDATAArray1 DCW 0x0123,1,4,0x6789,0xof,… ;64个16位有符号数Array2 DCD 0x11 ;若干个32位无符号数,以0为结束DCD 0x22DCD 0x33…DCD 0END ;整个程序结束(分数:30.00)__________________________________________________________________________________________ 正确答案:()解析:EQULDR RO,[R1]LDRH R1,[R0+2]!ADD R5,R5,R6SUB R7,R7,#1NEXT1LDR RO,=Array2CMP R1,#0xAA55B采用S3C2410构成一个嵌入式应用系统,主要用于车辆行车事件记录。
三级嵌入式系统
计算机网络的类型:1)局域网2)城域网2)广域网
IP地址分为A、B、C三类。
IP是由四段数字组成,共32位,8位一段。
A类IP段 0.0.0.0到127.255.255.255(0段和127段不使用)
B类IP段 128.0.0.0到191.255.255.255
数字视频的数据量非常大,在进行传输时必须进行压缩,压缩编码标准是国际标准化组织(ISO)制定的,其名称为MPEG。
无线局域网采用的协议主要是IEEE802.11(俗称WIFI)
3.数字通信与计算机网络
微波是一种300MHz-300GHz的电磁波
计算机网络的组成:1)计算机等智能电子设备2)数据通信链路3)通信协议4)网络软件
最小系统的构成:嵌入式处理器、存储器、复位电路、电源电路、时钟电路、调试测试接口
STMIAR0,{R1-R7} [R0]R1,[R0+4]R2, [R0+8]R3,[R0+12]R4,[R0+16]R5……
程序状态寄存器访问指令举例:ﻫMRS R0,CPSR传送CPSR中的值到R0
MSRCPSR,R0传送R0的值到CPSRs
5.ARM汇编语言程序设计
意会
三 第三章
1.嵌入式系统硬件组成概述
ARM处理器的主流为32位,其主要特征如下:1)单周期操作2)只是用加载/存储指令访问内存3)指令长度固定4)三地址指令格式5)指令流水线格式6)低功耗设计ARM由三种指令集,分别是:1)ARM指令集2)Thumb指令集3)Thumb-2指令集
2.典型ARM处理器介绍
ARM处理器分为5类,分别是:1)经典ARM处理器2)ARMCortex嵌入式处理器3)ARMCortex实时嵌入式处理器4)ARM Cortex应用处理器5)ARM专家处理器
!三级嵌入式系统及应用技术考试大纲
题库(完整)三级嵌入式系统及应用技术考试大纲1.掌握嵌入式系统的基本概念2.熟悉嵌入式系统的硬件3.熟悉嵌入式操作系统4.掌握嵌入式Linux操作系统5.掌握嵌入式Linux的开发环境6.掌握Windows 7.掌握Windows 的开发环境考 试 范 围一、嵌入式系统的硬件1. 嵌入式处理器嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)、嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)、嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor,EDSP)、嵌入式片上系统(System On Chip)的定义与功能2. 存储器只读存储器ROM(Read Only Memory)、随机存储器RAM(Random Access Memory)和闪存的定义与功能3. 输入输出设备液晶显示屏(liquid crystal display:LCD)、触摸屏、语音输入输出技术、键盘的功能4. 电源转换与管理电源IC 分类、电源IC 的特点5. 接口技术嵌入式系统接口的、并行接口、串口、USB、PCMCIA 和CF、红外线接口6. 总线总线(总线的主要参数:总线的带宽,总线的位宽,总线的工作时钟频率),I2C 总线,CAN 总线二、嵌入式操作系统1. 操作系统基本理论a) 内存管理:内存管理功能,内存分割(固定分割(Fixed Partitioning)与动态分割(Dynamic Partitioning)),虚拟内存(分页(Paging)与分段(Segmentation)),页替换算法b) 进程与中断管理:进程状态与状态转换,进程描述,进程控制,并发,Dekker 算法,Peterson 算法,并发控制硬件方法,信号量,管程,消息传递,死锁与死锁处理,中断及中断处理c) 调度机制:调度类型,单处理器调度算法(FCFS 算法,循环执行算法,SPN 算法,SRT 算法,HRRN 算法,反馈算法)d) 实时调度:时钟驱动调度,基于优先级调度,速率单调算法,EDF算法,LST 算法,非周期实时调度算法,2. 嵌入式操作系统a) 嵌入式操作系统特点:实时性,小内核,可配置,易移植,高可靠性,低功耗b) 常见嵌入式操作系统:嵌入式Linux,Windows CE,Palm OS,QNX,uC/OS,VxWorks三、嵌入式Linux与开发环境1. 嵌入式Linux内核结构嵌入式Linux的常见模块,与标准Linux的差别(缺少MMU模块)2. 嵌入式Linux内存管理内核载入的进程的地址空间,内存的分配和释放,虚拟内存与内存页面的换入与换出 3. 嵌入式文件系统Ext2fs,临时文件系统tmpfs,JFFS24. 交叉编译环境a) 编译工具的安装,嵌入式Linux内核的安装b) 可执行文件:elf 文件格式,flat 文件格式c) 交叉编译器gcc和makefile的使用5. 调试技术内存调试,系统调用跟踪,程序调试,GDB调试工具,6. 系统引导和内核启动Bootloader,minicom的配置和使用,Tftp和ftp的使用四、Windows 与开发环境1. Windows 内存架构物理页面管理,虚存管理,堆管理2. Windows 调度Windows 进程空间,实时性能,中断延时和中断处理方式3. Windows 应用系统基础构架应用程序设计接口,网络通信,数据存储,图形用户界面,多语言和国际化支持,安全机制和架构,应用集成4. Windows 系统机制陷阱调度,进程间通信机制,系统调用接口,可扩展固件接口,注册表,Windows 服务5. Windows 开发环境a) 操作系统开发(定制)工具:使用Platform Builder开发、调试、配置操作系统映像应用程序开发:eMbedded Visual C++ 4.0 SP3的安装与使用,Visual 2003安装与使用。
计算机三级《嵌入式系统》考试内容
计算机三级《嵌入式系统》考试内容2015年计算机三级《嵌入式系统》考试内容一、嵌入式系统开发的基础知识1.嵌入式系统的特点、分类、发展与应用2.嵌入式系统的组成与微电子技术(集成电路、EDA、SoC、IP核等技术的作用和发展)3.嵌入式系统与数字媒体(文本、图像和音频/视频等数字媒体的表示与处理)4.嵌入式系统与网络通信技术(数字通信与计算机网,TCP/IP协议,互联网接入技术等)二、嵌入式处理器1.嵌入式处理器的结构、特点与分类(不同类型的典型嵌入式处理器及其特点,嵌入式处理器分类等)2.ARM处理器内核的体系结构(工作状态,工作模式,寄存器组织,异常,数据类型与存储格式等)3.典型ARM处理器内核(ARM9,Cortex-A,Cortex-M,Cortex-R 等的技术特点与应用领域)4.ARM处理器指令系统及汇编语言程序设计(指令格式,寻址方式,指令集,伪指令,语句格式与程序结构,ARM汇编语言与C的混合编程等)三、嵌入式系统硬件组成1.嵌入式硬件组成与嵌入式处理芯片(组成,特点,类型,ARM 的AMBA总线,嵌入式处理芯片的选型)2.嵌入式系统的存储器(层次结构,分类,性能指标;片内存储器,片外存储器,外部存储设备等)3.I/O接口、I/O设备以及外部通信接口(GPIO、I2C、SPI、UART、USB、HDMI等;键盘、LED、LCD、触摸屏、传感器等;RS-232/RS-485、CAN、以太网和常用无线通信接口)4.基于ARM内核的典型嵌入式处理芯片(S3C2410/S3C2440芯片的内部结构,如片上总线、DMA、时钟控制、中断控制、GPIO、UART、I2C、SPI、Timer、RTC、WDT及其他硬件组件)四、嵌入式系统软件2.板级支持软件包(BSP)和引导加载程序Bootloader(硬件抽象层HAL,BSP的功能和移植,Bootloader的执行过程,U-boot及其移植等)3.嵌入式Linux操作系统(嵌入式Linux的发展和自由软件,嵌入式Linux内核的结构、系统调用接口,常见嵌入式Linux等)4.嵌入式操作系统μC/OS-II(基本特点、代码结构、任务管理与调度、任务通信、中断处理、移植等)五、嵌入式系统的开发1.嵌入式系统的开发过程和工具(开发步骤,交叉开发平台和工具,系统的调试工具等)2.系统开发工具软件(ADS、RVDS的特点与使用,GCC的常用命令与参数)3.以S3C2410/S3C2440为背景的应用系统开发(硬件接口及部件的综合使用;无操作系统环境下的系统开发;μC/OS-II环境下的系统开发)。
2014年9月计算机三级嵌入式系统开发技术重点内容
2014年9月计算机三级嵌入式系统开发技术重点内容嵌入式系统及三要素定义: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。
简单定义:嵌入到对象体系中的专用计算机系统。
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。
三个要素决定了嵌入式系统是嵌入到对象体系中的一种专用的计算机系统。
嵌入式系统設計与开发原则与步驟1.設計与开发原則既然嵌入式系统是嵌入到对象体系中的专用的计算机系统,因此嵌入式系统设计的基本原则:物尽其用。
这一原则表明,嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计,量体裁衣、去除冗余,以最小成本实现更高的性能,同时尽可能采用高效率的设计算法,以提高系统的整体性能,换句话说同,“物尽其用”就是“够用就好”,以最高性价比来设计嵌入式应用系统。
2、设计与开发步骤嵌入式系统的设计步骤包括需求分析、体系结构设计、硬件设计,软件设计,执行机构设计、系统集成和系统测试。
各个阶段之间往往要求不断的修改,直至完成最终设计目标。
ARM存储模式关于存储模式:大端模式和小端模式,靠GPE8(ENDIAN)高低电平决定,高电平大端模式,低电平小端模式。
让GPE8工作于功能1模式控制。
掌握大小端模式存储结构。
已知一个32位的一个字0x87654321,存放在内存0x12000004~0x12000007中,指出对于大端模式和小端模式下,字节0x65存放的地址。
ARM指令流水线关于指令流水线:ARM采用指令流水线技术。
不同内核指令流水线的级数不同。
采用指令流水线的作用是提高指令执行效率。
有3、5、6、7、8级不等。
对于一个具有1条8级指令流水线的ARM处理器,假设每1级所需要的时间为1ns,求这种ARM处理器执行4000条指令最快所需要的时间。
三级嵌入式系统开发技术-1
三级嵌入式系统开发技术-1(总分:99.98,做题时间:90分钟)一、选择题(总题数:40,分数:40.00)1.嵌入式系统是一类特殊的计算机系统。
下列产品中不属于嵌入式系统的是______。
(分数:1.00)A.电饭煲B.路由器C.巨型机√D.POS机解析:[解析] 嵌入式系统以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪、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。
巨型计算机实际上是一个巨大的计算机系统。
故本题选择C。
2.嵌入式系统硬件的核心是CPU。
下面关于嵌入式系统CPU特点的叙述中,错误的是______。
(分数:1.00)A.支持实时处理B.低功耗C.字长在16位以下√D.集成了测试电路解析:[解析] 嵌入式系统CPU范围极其广阔,从最初的4位处理器,到目前仍在大规模应用的8位单片机,和现在最新的受到广泛青睐的32位,64位嵌入式CPU,都属于嵌入式系统CPU的范围。
故本题选择C。
3.下面关于微控制器的叙述中,错误的是______。
(分数:1.00)A.微控制器将整个计算机硬件的大部分甚至全部电路集成在一块芯片中B.微控制器品种和数量最多,在过程控制、机电一体化产品、智能仪器仪表、家用电器、计算机网络及通信等方面得到了广泛应用C.微控制器的英文缩写是MCUD.8位的微控制器现在已基本淘汰√解析:[解析] 微控制器(MCU)将整个计算机硬件的大部甚至全部电路集成在一块芯片中,品种和数量最多,在过程控制、机电一体化产品、智能仪器仪表、家用电器、计算机网络及通信等方面得到了广泛应用,8位的目前仍在大规模应用。
故本题选择D。
4.片上系统(SoC)也称为系统级芯片。
下面关于SoC叙述中,错误的是______。
(分数:1.00)A.SoC芯片中只有一个CPU或DSP √B.SoC芯片可以分为通用SoC芯片和专用SoC芯片两大类C.专用SoC芯片可分为定制的嵌入式处理芯片和现场可编程嵌入式处理芯片两类D.FPGA芯片可以反复地编程、擦除、使用,在较短时间内就可完成电路的输入、编译、优化、仿真,直至芯片的制作解析:[解析] SoC芯片可以分为通用SoC芯片和专用SoC芯片两大类。
计算机三级嵌入式系统开发技术考点总结
嵌入式系统硬件组成概述嵌入式最小硬件系统:嵌入式处理器运行必备条件的硬件电路与嵌入式处理器共同构成了嵌入式最小硬件系统。
嵌入式最小硬件系统组成:嵌入式处理器、时钟电路、电源电路、复位电路、存储器、调试测试接口电源电路:嵌入式系统常用的电源模块式交流变直流(AC-DC)模块、直流到直流(DC-DC)模块以及低压差稳压器(LDO)。
稳压器包括普通稳压器和低压差稳压器LDO。
78XX系列属于普通稳压器,LM2576/2596为开关稳压芯片,CCAT6219/AS2815/1117/2908等属于低压差稳压器。
稳压器最大的特点是低噪声、低成本、纹波小、精度高、电路简单。
时钟电路:几乎所有的嵌入式处理器本质上均为同步时序电路,需要时钟信号才能按照节拍正常工作。
复位电路:嵌入式处理器都有一个系统复位引脚为nRESET或RESET,n表示低电平复位,不带n的表示高电平复位。
JTAG测试接口:联合测试行为小组(JTAG)是一种国际标准测试协议,主要用于芯片内部测试以及对系统进行仿真和调试。
测试访问口:TAP基于ARM内核的电性嵌入式应用系统硬件组成:嵌入式最小硬件系统、前向通道、后向通道、人机交互通道、以及相互互联通信通道等组成。
前向通道,即输入接口,包括传感器、信号调理电路(滤波器、放大器等)、A/D转换器等构成。
后向通道,即输出接口,包括D/A转换器、功率放大器。
执行器等组成。
人机交互通道,包括键盘或触屏输入接口以及LED或LCD 显示输出接口。
相互互联通道,包括RS-232/RS-485串行通信接口、CAN 通信接口、以太网通信接口、USB通信接口等。
嵌入式处理芯片AMBA:先进微控制器总线体系结构系统总线(ASB、AHB、AXI、ACE)主要用于连接高带宽快速组件:电源管理与时钟控制器、测试接口如JTAG、外部存储器控制接口、DMA控制器、USB主机、片上SRAM 及Flash、中断控制器、LCD控制器。
(完整)计算机三级嵌入式知识点总结,推荐文档
1、嵌入式系统的CPU具有4个特点:(1)支持实时处理(2)低功耗(3)结构可扩展(4)集成了测试电路注:高主频非其特点2、USB的特点(1)在具有OTG(On-The-Go)的USB总线上,可实现在没有主机(Host)情况下从设备之间直接进行点对点通信(2)USB3.0的速率是5Gbps,而USB2.0的速率是480Mbps(3)主机的USB接口向从设备提供了电源(4)USB支持热拔插3、触摸屏(1)嵌入式系统使用的触摸屏除电阻式触摸屏外,还有电容式触摸屏(2)电阻式触摸屏是一种电阻传感器,它将矩形区域触摸点(X,Y)的物理地址转换为代表X坐标和Y坐标的电压(3)电阻式触摸屏不可通过多点触摸或滑动进行操作(4)相对于电容式触摸屏,电阻式触摸屏结构简单、、价格低(5)用专用硬笔写字的触摸屏属于电阻式(6)使用电容式触摸屏的LCD显示器多半是硬屏(7)电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极,在导电体内形成一个低电压交流电场,当手指触摸屏幕时,手指会从接触点吸走一个很小的电流4、RTOS的三个主要实时指标(1)响应时间(2)吞吐量(3)生存时间5、RTOS响应时间的具体指标(1)中断延迟时间(2)任务切换时间(进程切换时间或线程切换时间)6、一般按响应时间将实时系统分成三类(1)强实时系统:响应时间再毫秒级或微秒级(2)普通实时系统:响应时间一般在几秒(3)弱实时系统:响应时间一般在数十秒7、移植VxWorks操作系统有4种操作类型(1)宿主机移植(2)体系结构移植(3)目标板移植(4)升级以前Tornado集成开发环境版本的BSP到最新版本注:用户界面移植非其操作类型8、硬件抽象层(1)硬件抽象层是嵌入式硬件电路板的最基本软件(2)硬件抽象层包含嵌入式软件中直接访问底层硬件的例程几何(3)HAL的函数是移植操作系统的基础(4)硬件抽象层不是操作系统内核的重要组成部分9、图像文件格式(1)GIF是目前互联网上广泛使用的一种图像文件格式,它的颜色数目较少(不超过256色),文件特别小,适合互联网传输(2)JPEG图像文件格式是静止图像数据压缩编码的国际标准,它在数码相机和互联网中得到广泛使用10、无线局域网采用的通信协议主要是802.11,通常也被称为WiFi,目前使用的802.11n协议其数据传输速率可达108Mbps甚至更高。
计算机三级考试嵌入式系统开发技术知识点
计算机三级考试嵌入式系统开发技术知识点
2016计算机三级考试嵌入式系统开发技术知识点
嵌入式系统是一种嵌入在设备(或系统)内部,为特定应用而设计开发的专用计算机系统。
国内普遍认为:嵌入式是以应用为中心,以计算机为基础,软硬件可裁剪、使用应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的功用计算机系统。
嵌入式系统的分类:
按用途:①军用②民用③工业用。
按时实性:①非实时性②软实时性③硬实时性。
按产品形态:①系统级产品②板级产品③片级产品。
按复杂程度:①低端系统②中端系统③高端系统。
嵌入式系统的发展方向:向着更高性能、更小功率、更低成本发展。
连通性和多媒体化将是嵌入式系统技术上的两个主要发展趋势。
嵌入式系统是先进的'微电子技术、微机电技术与计算机技术和通信技术相结合的产物。
微电子技术实现电子电路和电子系统超小型化及微型化的,它以半导体集成电路为核心。
集成电路根据它所含的(如晶体管、电阻、电容等)的数目多少分类:小规模<100 中规模100~3000 大规模3000~10万超大规模10万~100万极大规模>100万
硅锭切片硅抛光片氧化、光刻、掺杂晶圆晶片切割晶片测试晶片封装成品测试成品销售
集成电路的特点:体积小、重量轻、可靠性高。
集成电路的工作速度主要取决于组成门电路的晶体管的尺寸。
体管的尺寸越小,其极限工作频率越高,门电路的开关速度就越快。
摩尔定律:单块集成电路的集成度平均每18~24个月翻一番。
微机电系统(MEMS)在芯片上融合了光、机械、电子等多类不同技
术的构件。
计算机三级考试嵌入式系统开发技术考试大纲
计算机三级考试嵌入式系统开发技术考试大纲2020年计算机三级考试嵌入式系统开发技术考试大纲全国计算机等级考试三级嵌入式系统开发技术考试大纲(2020年版)基本要求1.具有嵌入式系统、微电子技术、数字媒体以及计算机络的基础知识。
2.熟悉嵌入式微处理器的体系结构、功能特点,初步掌握ARM 汇编语言程序设计。
3.熟悉嵌入式系统硬件的组成,掌握常用I / O 接口和I / O 设备的控制技术。
4.熟悉嵌入式系统软件的基本架构,理解嵌入式操作系统的功能与结构、μC / OS-Ⅱ的原理和应用开发。
5.熟悉嵌入式系统的开发方法及常用工具,掌握开发嵌入式系统的基本技能。
考试内容一、嵌入式系统开发的基础知识1.嵌入式系统的特点、分类、发展与应用。
2.嵌入式系统的组成与微电子技术(集成电路、SoC、IP 核等技术的作用和发展)。
3. 数字媒体基础(文本、图像和音频/视频等数字媒体的表示与处理)。
4. 络通信技术(数字通信与计算机,TCP / IP 协议,互联接入技术等)。
二、嵌入式处理器1. 嵌入式处理器的结构、特点与分类(不同类型的典型嵌入式处理器及其特点,嵌入式处理器分类等)。
2. ARM 处理器内核的体系结构(工作状态,工作模式,寄存器组织,异常,数据类型与存储格式等)。
3. 典型ARM 处理器内核(ARM9,Cortex-A,Cortex-M,Cortex-R 等的技术特点与应用领域)。
4.ARM 处理器指令系统及汇编语言程序设计(指令格式,寻址方式,指令集,伪指令,语句格式与程序结构,ARM 汇编语言与C 的混合编程等)。
三、嵌入式系统硬件组成1.嵌入式硬件组成与嵌入式处理芯片(组成,特点,类型,ARM 的AMBA 总线,嵌入式处理芯片的选型)。
2.嵌入式系统的存储器(层次结构,分类,性能指标;片内存储器,片外存储器,外部存储设备等)。
3. I / O 接口、I / O 设备以及外部通信接口(GPIO、I2C、SPI、UART、USB、HDMI 等;键盘、LED、LCD、触摸屏、传感器等;RS-232 / RS-485、CAN、以太和常用无线通信接口)。
计算机三级嵌入式考点总结
计算机三级嵌入式考点总结●第一章嵌入式系统概论●常考知识点●嵌入式系统的特点、分类、发展、应用,以及嵌入式系统的逻辑组成●嵌入式处理芯片的主要类型,SoC的开发流程,IP核的重要意义●中西文字的编码和数字文本的类型与处理,掌握数字图像的参数、文件格式及主要应用●计算机网络的分类和组成,IP协议的主要内容,互联网的组成和常用接入技术●考点一嵌入式系统及其应用●1.什么是嵌入式系统●嵌入式系统是嵌入式计算机系统的简称。
是嵌入在设备(或系统)内部,为特定应用而设计开发的专用计算机系统●2.嵌入式系统的共同特点●1)专用性●2)隐蔽性●3)资源受限●4)高可靠性●5)实时性●6)软件固化●3.嵌入式系统的应用●1)消费类应用产品●1)冰箱、洗衣机、空调等“白色家电”●2)电视机、机顶盒、数码相机等“数码产品”●2)产业类应用产品●1)数控机床、工业机器人等“工业设备”●2)汽车、飞机等“运输工具”●3)X光机、监护仪等“医疗电子设备”●3)业务类●......●4)军用类●......●ps:巨型机不属于嵌入式系统●考点二嵌入式系统的组成●嵌入式系统的逻辑组成●嵌入式系统由软件和硬件组成●硬件的主体是中央处理器和储存器,它们通过I/O接口和输入/输出设备与外部世界联系,借助总线互相连接●如图:●嵌入式系统的组成●1.处理器●按照指令高速完成二进制数据算数和逻辑运算的部件成为“处理器”,由运算器、控制器、寄存器、高速缓冲储存器(缓存,Cache)等部件组成●分类●中央处理器(CPU)●负责运行系统软件和应用软件的主处理器●协处理器●数字信号处理器(Digital Signal Processor, DSP)●图形处理器(GPU)●通信处理器●CPU特点●字长:指的是CPU中通用寄存器和定点运算器的二进制宽度●CPU字长:4位、8位、16位、32位、64位●CPU性能:程序执行速度的快慢●影响程序执行速度的因素●主频、指令系统、缓存的容量和逻辑结构●2.存储器●存储器的任务:存储程序和数据●存储器的分类●易失型存储器(内存)●静态随机存取存储器(SRAM)●动态随机存取存储器(DRAM)●非易失型存储器(外存)●电擦可编程只读存储器(EEPROM)●闪存存储器(Flash ROM)●磁盘、光盘存储器等●固态硬盘(SSD)●3.I/O设备和I/O接口●分类●人机交互设备:键盘、鼠标、触摸屏等●机机交互设备:各类传感器等●类型●按数据传输速率:可分为低速和高速●按数据传输方式:可分为串行和并行●按是否需要物理连接:分为有线和无线●按是否能连接多个设备:分为有总线式和独占式●常用I/O接口●通用串行总线式接口:USB2.0、USB3.0、IEEE 1394、以太网接口等●异步串行接口:RS-232-C、RS-485等●视频信号接口:视频图形阵列接口(VGA)、数字视频接口(DVI)、高清晰度多媒体接口(HDMI)等●工业总线接口:控制器局域网接口(CAN)、1553B接口、局域互联网接口(LIN)等●无线接口:红外线接口(lrDA)、蓝牙接口、Zigbee接口、WiFi接口等●4.数据总线●简称总线,嵌入式系统各个组件之间传输数据的一条传输通路,由传输线和控制电路组成。
三级嵌入式系统开发技术重点内容-嵌入式系统的定义
三级嵌入式系统开发技术重点内容:嵌入式系统的定义1、嵌入式系统的定义(1)定义:以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,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)嵌入式系统发展的4个阶段:无操作系统阶段、简单操作系统阶段、实时操作系统阶段、面向Internet阶段。
(3)知识产权核(IP核):具有知识产权的、功能具体、接口规范、可在多个集成电路设计中重复使用的功能模块,是实现系统芯片(SOC)的基本构件。
(4)IP核模块有行为、结构和物理3级不同程度的设计,对应描述功能行为的不同可以分为三类:软核、固核、硬核。
2、嵌入式系统的组成:硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层(1)硬件层:嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口。
嵌入式核心模块=微处理器+电源电路+时钟电路+存储器Cache:位于主存和嵌入式微处理器内核之间,存放的是最近一段时间微处理器使用最多的程序代码和数据。
它的主要目标是减小存储器给微处理器内核造成的存储器访问瓶颈,使处理速度更快。
(2)中间层(也称为硬件抽象层HAL或者板级支持包BSP):它将系统上层软件和底层硬件分离开来,使系统上层软件开发人员无需关系底层硬件的具体情况,根据BSP层提供的接口开发即可。
BSP有两个特点:硬件相关性和操作系统相关性。
设计一个完整的BSP需要完成两部分工作:A、嵌入式系统的硬件初始化和BSP功能。
片级初始化:纯硬件的初始化过程,把嵌入式微处理器从上电的默认状态逐步设置成系统所要求的工作状态。
板级初始化:包含软硬件两部分在内的初始化过程,为随后的系统初始化和应用程序建立硬件和软件的运行环境。
系统级初始化:以软件为主的初始化过程,进行操作系统的初始化。
B、设计硬件相关的设备驱动。
(3)系统软件层:由RTOS、文件系统、GUI、网络系统及通用组件模块组成。
RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。
(4)应用软件:由基于实时系统开发的应用程序组成。
嵌入式系统三级项目
嵌入式系统三级项目陈述之五兆芳芳创作——内存办理姓名:学号:指导教师:赵逢达2016年7月摘要内存办理模块是计较机操纵系统中一个十分重要的组成部分,直接关系到系统是否能正常运行和整个系统性能优劣.内存的分派和收受接管战略在通用操纵系统中得到了很好的研究与实现,受硬件资源限制,这些战略不完全适用于嵌入式操纵系统,它没有考虑实时性、可预测性、资源相对有限性等嵌入式操纵系统特征. 下载已经编译好的文件到目标开发板上运行,体会操纵系统中内存的分派模式,进程的成立以及内存的申请释放和办理.关头词:内存办理、ARM、配置samba 办事器目录前言11 实验简介21.1 实验目的21.2 实验的开发运行平台21.3 项目内容22 实验步调32.1 成立任务目录32.2 在 root 用户下成立新用户32.3 配置 samba 办事器32.4 编译应用程序72.5 下载调试82.6 实验运行结果93 数据流程图103.1 创建新进程113.1.1 原理113.1.2 流程图113.2.1 原理133.2.2 流程图133.3.2 流程图153.4 内存收受接管163.4.2 流程图163.5 三个分派算法183.5.1 首次适应算法FF193.5.2 最佳适应算法BF193.5.3 最坏适应算法WF203.5.4 流程图204 心得体会23参考文献24前言在当前这个数字信息时代和网络技巧高速成长的时代,嵌入式已经普遍渗透到科学研究、工程设计、军事技巧、各类财产和商业文化艺术以及人们的日常生活中等各个方面.随着国际外各类嵌入式产品的进一步开发和推广,嵌入式技巧和人们的生活扣合的越来越密切.如安在嵌入式系统中加倍有效的对动态内存进行办理也变得越来越重要.动态内存办理的根本任务是有效地对动态内存进行分派、收受接管,并同时包管系统的快速性、高效性、可靠性.当系统请求内存分派时,系统需要从空闲链表中找一块空闲内存赐与分派,当用户不再需要时而释放某块内存,系统需要收受接管这块内存,已备在新的需要请求时进行重新分派.本次课题研究的规模包含使用嵌入式系统的各类产品,在这些产品中嵌入式系统中内存的办理就是用其中的办法之一.通过本次试验体会操纵系统中内存的分派模式;掌握内存分派的办法(FF,BF,WF);学会进程的成立,当一个进程被终止时内存是如何处理被释放块,并当内存不满足进程申请时是如何使用内存紧凑;掌握内存收受接管进程及实现办法;学会进行内存的申请释放和办理;嵌入式系统不合于普通计较机系统,一般用于完成某种特定功效,要求实时性,可测性等.内存办理在嵌入式系统中是一个比较重要的问题,如果处理欠好内存资源的办理,那么系统的效率将会大大下降,更严重的话系统将会无法正常运行.此次项目主要研究对象是内存办理.通过本次项目体会操纵系统中内存的分派模式,掌握内存分派的办法和内存收受接管进程及实现办法,学会进程的成立及进行内存的申请释放和办理.1 实验简介1.1 实验目的1、通过本次试验体会操纵系统中内存的分派模式;2、掌握内存分派的办法(FF,BF,WF);3、学会进程的成立,当一个进程被终止时内存是如何处理被释放块,并当内存不满足进程申请时是如何使用内存紧凑;4、掌握内存收受接管进程及实现办法;5、学会进行内存的申请释放和办理;1.2 实验的开发运行平台UP-TECHS2410/P270 DVP嵌入式实验平台、PC机Pentium500以上,硬盘10G以上.PC机操纵系统REDHATLINUX9.0+MINICOM+ARM-LINUX开发情况.1.3 项目内容使用RedhatLinux9.0操纵系统情况,装置ARM-Linux的开发库及编译器.创建一个新目录,并在其中编写mem.c和Makefile文件.学习在Linux下的编程和编译进程,以及ARM开发板使用和开发情况设置.下载已经编译好的文件到目标开发板上运行.2 实验步调2.1 成立任务目录[root@BCroot]# cd ..[root@BC /]# cdarm2410cl[root@BCarm2410cl]#mkdirmem[root@BCarm2410cl]# cdmem2.2 在 root 用户下成立新用户[root@BCmem]# useradduser1[root@BCmem]# passwduser1Changingpasswordforuseruser1Newpassword://输入自定义密码,例如123456(系统会提示此密码过于复杂,但无影响)Rtyenewpassword://再输入一次密码2.3 配置 samba 办事器Samba是用来实现SMB的一种软件,由澳大利亚的AndewTridgell 开发,是一种在Linux(Unix)情况下运行的免费软件[21].通过使用Samba办事器,Linux系统可以实现文件办事,在Linux 和Win95/NT 之间实现文件的传输和同享;登陆办事器;使用Windows 客户能注册到网络上;支持SSL(Secure Socket Layer)等功效,这里主要利用Samba办事器实现Linux与Windows之间的文件传输和同享,具体配置进程如下:首先,应确保PC与Linux的网络疏通,鼠标右键点击“网上邻居”——>选择“属性”——> 右键点击“当地连接”——>选择“属性”——>在弹出的“当地连接属性”中双击“Internet协议(TCP/IP)”,将弹出“Internet 协议(TCP/IP)属性”,就可以修改本机的IP 地址了;如PC机的IP地址为:,需将Linux的IP设置为与PC机在同一网段,“主菜单”——>“系统设置”——>“网络”——>“网络配置”窗口,双击“设备”标签下的“eth0”,出现“以太网设备”窗口,如图 1-1 所示.发明Linux的IP设置与PC机IP设置在同一网段,无需修改,直接选择“取消”便可.图 1-1Linux 下的 IP 地址设置Linux与Windows下的IP都设置完成后,可在PC下的命令提示符(点击开始菜单,选择“运行”,输入cmd)中用命令测试PC与Linux的网络是否连通.如设置成功,如下图 1-2 所示:图 1-2Linux 与 Windows 网络连接测试其次,设置Samba办事器的同享目录.在Redhat系统中依次选择开始->系统设置->办事器设置->Samba办事器,在弹出的Samba办事器配置界面中添加一个Samba办事器同享目录,具体设置如图 1-3 所示:图 1-3Samba 办事器同享目录的设置再次,要设置Linux下的防火墙,打开一个命令终端输入命令:setup在出现的配置选项中选择Firewall,将其设置为No firewall,结果如图1-4:图 1-4Linux 的防火墙设置向Samba办事器中添加用户,以实现在Windows下对Linux的拜访.在命令终端下输入:[root@BCmem]# smbpasswd -auser1NewSMBpassword://输入自定义密码RetypenewSMBpassword:再次输入密码Addeduseruser1最后,在Windows下运行命令程序,在其中输入Linux的IP地址,如图1-5所示:图1-5 在Windows下写入 Linux 的 IP 地址图1-6 连接到对话框在弹出的对话框中输入Samba办事器的用户名和密码,便可实现Windows与Linux之间的文件传输功效.可将文件复制到文件夹user1 下,在linux系统下,用户主目录user1位于/home目录下,每个linux 用户有一个以用户名命名的子目录.在该目录下可找到从windows系统内复制来的文件.图 1-7 文件传输界面2.4 编译应用程序编译应用程序上述步调完成后,在任务目录下可直接将编译为可执行文件.步调如下:编译命令为:armv4l-unknown-linux-gcc□□□□-c□–o□□mem.carmv4l-unknown-linux-gcc□□-o□armv4l-unknown-linux-gcc□□-o□mem□mem.o其中,armv4l 最后一位是字母 l,不是数字 1.2.5 下载调试在[/mnt/yaffs]后输入“ifconfig”命令查抄系统的IP地址,超等终端系统默认的IP 地址为,为满足通信要求,需要将IP地址修改成.临时修改IP地址的根本命令为“ifconfig”,在宿主PC 计较机上启动NFS 办事,并设置好同享的目录.在成立好NFS同享目录以后,我们就可以进入MINICOM 中成立开发板与宿主PC机之间的通讯了.在超等终端下输入如下命令,结果如图1-8所示.[/mnt/yaffs] mount -tnfs -onolock192.168.1.234:/arm2410cl /host图 1-8成功成立 nfs同享目录再进入/host目录运行方才编译好的mem程序,查抄运行结果. [/mnt/yaffs] cd /host[/host] cdmem[/host/mem] ./mem2.6 实验运行结果提示输入以后,输入1,显示如下:紧接着输入: 3,设置内存空间为 256,显示如下:重复一次上一次操纵.再输入: 5,显示如下:再输入:4后,杀死2号进程,显示如下:3 数据流程图3.1 创建新进程3.1.1 原理创建新进程主要是获得内存的申请数量,首先我们先创建一个内存结点,将新进程的进程号和进程名、对内存排序的办法、索要申请内存的大小进行写入,然后调用内存分派模块对内存进行分派.分派有三种情况:1分派成功但是内从链表为空,则将分派的该内存块作为首结点;2分派成功但是内存链表不为空,则将该内存块拔出到内存链表的表头;3分派失败.创建新进程的特点就是能动态的为系统增加进程完成预想实现的功效,这样显示了动态内存分派的优越性.如果一味的静态分派则可能浪费一部分资源,这样对嵌入式系统会造成一定的打击,新系统处理事务的效率可能就会下降,实时性和可靠性都可能得不到包管.3.1.2 流程图图3-1 创建新进程流程图分派内存3.2.1 原理内存分派是为新的进程分派进程所需要的内存单元,一般进程有需要的内存大小,依照一定的内存分派法则,如果所给空闲块的空闲空间大于所需内存块的内存空间,则进行分派,在分派时分三种情况:如果剩下的空间大于法则的最小空间,则将剩下的部分重新作为一个新的空闲内存块:如果剩下的部分小于法则的空闲块最小空间并且大于0,则将整个块都分派为空存块;如果查找的第一个空闲块的大小满足它所需要的,则查第二个是否与第一个是否为相连的空闲内存单元,如果是则将两个一起分派给请求者.3.2.2 流程图图3-2 分派内存流程图设置分派算法对空闲块的排序有三种算法,我们可以按照设置分派算法,来进行对三种算法:FF,BF,EF的选择.我们要输入所需的分派算法,通过Algoribhm来进行三种算法输出.若输出FF算法,之后判断空闲块是否为空,若为空,按地址递增顺序排列空闲块;若输出BF算法,之后判断空闲块是否为空,若为空,按地址递增顺序排列空闲块;若输出EF算法,之后判断空闲块是否为空,若为空,按地址递增顺序排列空闲块.3.3.2 流程图图3-3 设置分派算法流程图3.4 内存收受接管当分派的内存块使用完毕之后需要对其今次那个收受接管,收受接管时需要新建一个空闲结点来保管该内存分派块的相关信息,以备之后又新进程再次需要时能顺利进行分派.首先是将新建的结点拔出到空闲区链表的头部并将空闲区依照地址递增的顺序排列.如果当前空闲区与就免的空闲区相连,则进行归并,不然单独连接.最后对整个的空闲链表进行重新排序.3.4.2 流程图图3-4 释放ab进程块流程图图3-5 释放ab数据结构节点3.5 三个分派算法3.5.1 首次适应算法FF要求空闲分区链以地址递增的次序链接,在分派内存时,从链首开始顺序查找,直到找到一个大小能满足要求的空闲分区为止,然后再依照作业的大小,从该分区中划出一块内存空间分给请求者,余下的空闲分区仍停留在空闲链中.该算法优先使用低址部分空闲区,在低址空间造成许多小的空闲区,在洼地址空间保存大的空闲区.优点:该算法倾向于优先利用内存中低址部分的空闲分区,从而保存了高址部分的大空闲区,这为以后到达的大作业分派大的内存空间创造了条件.缺点:低址部分不竭被划分,会留下许多难以利用的,很小的空闲分区,称为碎片.而每次查找又都是从低址部分隔始的,这无疑又会增加查找可用空闲分区时的开销.3.5.2 最佳适应算法BF它从全部空闲区中找出能满足作业要求的、且大小最小的空闲分区,这种办法能使碎片尽量小.为适应此算法,空闲分区表(空闲区链)中的空闲分区要按从小到大进行排序,自表头开始查找到第一个满足要求的自由分区分派.该算法保存大的空闲区,但造成许多小的空闲区.为以后到达的大作业分派大的内存空间创造了条件.优点:该算法总是把既能满足要求,又是最小的空闲分区分派给作业.缺点:为了加快查找,该算法要求将所有的空闲区按其大小排序后,以递增顺序形成一个空白链.这样每次找到的第一个满足要求的空闲区,必定是最优的.孤立地看,该算法似乎是最优的,但事实上其实不一定.因为每次分派后剩余的空间一定是最小的,在存储器中将留下许多难以利用的小空闲区.同时每次分派后必须重新排序,这也带来了一定的开销.3.5.3 最坏适应算法WF最差适应算法中,该算法按大小递减的顺序形成空闲区链,分派时直接从空闲区链的第一个空闲分区中分派(不克不及满足需要则不分派).很显然,如果第一个空闲分区不克不及满足,那么再没有空闲分区能满足需要.最坏适应算法与最佳适应算法的排序正好相反,它的队列指针总是指向最大的空闲区,在进行分派时,总是从最大的空闲区开始查寻.优点:这种分派办法初看起来不太公道,但它也有很强的直不雅吸引力:在大空闲区中放入程序后,剩下的空闲区经常也很大,于是还能装下一个较大的新程序.缺点:该算法克服了最佳适应算法留下的许多小的碎片的缺乏,但保存大的空闲区的可能性减小了,并且空闲区收受接管也和最佳适应算法一样庞杂.3.5.4 流程图图3-6首次适应算法流程图图3-7最佳适应算法流程图图3-8最坏适应算法流程图4 心得体会在此次实验中,我深刻了解了嵌入式内存办理系统的任务原理,实时嵌入式的内存办理与普通操纵系统有很大不合,需要达到快速性,可靠性,高效性.通过动手操纵,设置开发情况,对嵌入式软件的穿插开发情况(穿插开发情况由宿主机和目标机组成,宿主机与目标机之间在物理连接的根本上成立起逻辑连接)以及嵌入式软件实现阶段的开发进程(生成、调试和固化运行)有了深入理解.通过阅读、运行该程序,我学到了可以通过预分派和最佳匹配的原则最大限度的削减内存碎片和内存泄露,标准了内存的使用,并培养出一种使用内存的严谨习惯.参考文献1张宏海,李成忠,陈祝亚,嵌入式实时系统.安徽产业大学学报:自然科学版,200323,。
(新)计算机三级嵌入式系统开发技术真题(带答案)
操作题(一)电动汽车充电桩(示意图如图3-1所示)以S3C2410芯片为核心,并外加其他功能电路来进行设计,其基本功能描述如下:a、充电桩支持2种充电方式,一种是固定金额方式,如:充300元的电能。
那么,所充电能的金额等于300元后自动停止充电;另一种是随机充电,即:随时按"停止"键来停止充电,若未按"停止"键,则电池充满后也会自动停止充电。
b、支持现金和IC卡付费。
IC卡是预付费卡,金额不足将报警。
c、能够通过RS-485总线与后台结算服务器连接,传递结算信息。
d、用LCD显示器来显示被充电电池的电量情况,并显示充电时间、金额等信息。
根据上述功能要求的描述,请完善下面的叙述(程序)和回答有关的问题。
(完善程序或回答问题所需的寄存器格式见题后附录)。
1)充电桩控制器设计时,需设计一个键盘,键盘中应包含0~9数字键及"切换"、"启动"、"停止"等3个命令键。
其键盘接口设计成4×4的阵列(按键排列示意如图3-2所示)。
图3-2中的键盘接口电路中选用GPE4~GPE7来输出键盘行扫描信号,选用GPE0~GPE3来输入键盘列信号。
软件设计时设计者自行设计键盘扫描函数,请你补充//**KEYOUTPUT是键盘扫描时的输出地址,KEYINPUT是键盘读入时的地址#defineKEYOUTPUT (*(volatile INT8U *)0x56000044) //0x56000044是GPE端口数据寄存器的地址#define KEYINPUT (*(volatile INT8U *)0x56000044)INT16U ScanKey(){INT16U key=0xFFFF;INT16U i;INT8U temp=0xFF,output;//仅初始化GPE4~GPE7为输出rGPECON= ((rGPECON & 0xFFFF00FF) | (1) );//仅初始化GPE0~GPE3为输入rGPECON= rGPECON &(2); // rGPECON是对应GPE端口控制寄存器的变量for (i=(3); i<= 128; i<<=1) //循环扫描键盘,看是否有按键按下{output|= 0xFF;output&= (~i); //键盘行信号求反KEYOUTPUT= output; //通过GPE端口数据寄存器输出行信号temp= KEYINPUT; //通过GPE端口数据寄存器读列信号,该列无键按下时列信号是1 if((temp&0x0F)!= (4))//判断是否有键按下{key = (~i);key <<= 8; //变量key中存储键码值,行信号左移到高8位key |= temp|0xF0; //列信号存于变量key的低8位中,无用位置1return (key); //返回键码值}}return 0xFFFF;}上面的键盘扫描函数返回的是键码值,程序中循环(5)次来扫描所有键盘行,若所有行均无键按下时,返回的键码值应为:(6)。
计算机程序设计员FPGA嵌入式应用三级
《计算机程序设计员(FPGA嵌入式应用)》(三级)
鉴定方案
一. 鉴定方式
计算机程序设计员(FPGA嵌入式应用)(3级)的鉴定方式采用闭卷计算机机考方式及现场实际操作方式进行。
考核分为三个部份,各部份组合总分值100分,其中,“大体概念”占10%,“应用分析”占30%,“实际操作”各占60%。
总分达60分及以上者为合格。
不合格者需补考全数考核项目。
鉴按时间3个小时,组织一次鉴定完成。
二. 考核方案(考试总时间180分钟)
(1)大体概念(考试时间30分钟)
(2)应用分析(考试时间30分钟)
(3)实际操作(考试时间120分钟)
注:以上三个部份组织一场鉴定考核,总时间3个小时,各部份鉴按时间仅供参考。
三. 组卷(鉴定中心用)一、大体概念:
二、应用分析:
3、实际操作:。
计算机三级嵌入式知识点讲解
一、嵌入式系统开发的基础知识1.嵌入式系统的特点、分类、发展与应用,熟悉嵌入式系统的逻辑组成。
(1)特点:专用性隐蔽性(嵌入式系统是被包装在内部)资源受限(要求小型化、轻型化、低功耗及低成本,因此软硬件资源受到限制)高可靠性(任何误动作都可能会产生致命的后果)软件固化(软件都固化在只读存储器ROM中,用户不能随意更改其程序功能)实时性(2)逻辑组成硬件:1)处理器(运算器、控制器、存储器)目前所有的处理器都是微处理器中央处理器(CPU)和协助处理器(数字信号处理器DSP、图像处理器、通信处理器)2)存储器(随机存储器RAM和只读存储器ROM)RAM分为动态DRAM和静态SRAM两种。
DRAM电路简单、集成度高、功耗小、成本低,但速度稍慢慢;SRAM电路较复杂、集成度低、功耗较大、成本高,但工作速度很快,适合用作指令和数据的高速缓冲存储器RAM当关机或断电时,其中的信息都会消失,属于易失性存储器ROM属于不易失性存储器。
分为电可擦可编程只读存储器(存放固件)和闪速存储器(Flash ROM简称内存)。
内存的工作原理:在低压下,存储的信息可读但不可写,这类似于ROM;在较高的电压下,所存储的信息可以更改和删除,这有类似于RAM。
3)I/O设备与I/O接口4)数据总线软件(3)分类按嵌入式系统的软硬件技术复杂程度进行分类:1)低端系统采用4位或8位单片机,在工控领域和白色家电领域占主导地位,如计算器、遥控器、充电器、空调、传真机、BP机等。
2)中端系统采用8位/16位/32位单片机,主要用于普通手机、摄像机、录像机、电子游戏机等。
3)高端系统采用32位/64位单片机,主要用于智能手机、调制解调器、掌上计算机、路由器、数码相机等。
(4)发展20世纪60年代初,第一个工人的现代嵌入式系统(阿波罗导航计算机)20世纪60年代中期,嵌入式计算机批量生产20世纪70年代,微处理器出现20世纪80年代中期,外围电路的元器件被集成到处理器芯片中,昂贵的模拟电路元件能被数字电路替代20世纪90年代中期SOC出现,集成电路进入超深亚微米乃至纳米加工时代2.嵌入式系统的组成与微电子技术(集成电路、EDA、SoC、IP核等技术的作用和发展)(1)集成电路IC集成电路的制造大约需要几百道工序,工艺复杂。
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嵌入式系统三级项目报告——内存管理姓名:学号:指导教师:赵逢达2016年7月摘要内存管理模块是计算机操作系统中一个十分重要的组成部分,直接关系到系统是否能正常运行和整个系统性能优劣。
内存的分配和回收策略在通用操作系统中得到了很好的研究与实现,受硬件资源限制,这些策略不完全适用于嵌入式操作系统,它没有考虑实时性、可预测性、资源相对有限性等嵌入式操作系统特征。
下载已经编译好的文件到目标开发板上运行,体会操作系统中内存的分配模式,进程的建立以及内存的申请释放和管理。
关键词:内存管理、ARM、配置s amba 服务器目录前言 (1)1 实验简介 (2)1.1 实验目的 (2)1.2 实验的开发运行平台 (2)1.3 项目内容 (2)2 实验步骤 (3)2.1 建立工作目录 (3)2.2 在root 用户下建立新用户 (3)2.3 配置samba 服务器 (3)2.4 编译应用程序 (7)2.5 下载调试 (8)2.6 实验运行结果 (9)3 数据流程图 (11)3.1 创建新进程 (11)3.1.1 原理 (11)3.1.2 流程图 (11)3.2分配内存 (13)3.2.1 原理 (13)3.2.2 流程图 (13)3.3设置分配算法 (15)3.3.1原理 (15)3.3.2 流程图 (15)3.4 内存回收 (16)3.4.1原理 (16)3.4.2 流程图 (16)3.5 三个分配算法 (19)3.5.1 首次适应算法FF (19)3.5.2 最佳适应算法BF (19)3.5.3 最坏适应算法WF (20)3.5.4 流程图 (20)4 心得体会 (25)参考文献 (26)前言在当前这个数字信息时代和网络技术高速发展的时代,嵌入式已经广泛渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各类产业和商业文化艺术以及人们的日常生活中等方方面面。
随着国内外各种嵌入式产品的进一步开发和推广,嵌入式技术和人们的生活结合的越来越密切。
如何在嵌入式系统中更加有效的对动态内存进行管理也变得越来越重要。
动态内存管理的基本任务是有效地对动态内存进行分配、回收,并同时保证系统的快速性、高效性、可靠性。
当系统请求内存分配时,系统需要从空闲链表中找一块空闲内存给予分配,当用户不再需要时而释放某块内存,系统需要回收这块内存,已备在新的需要请求时进行重新分配。
本次课题研究的范围包括使用嵌入式系统的各类产品,在这些产品中嵌入式系统中内存的管理就是用其中的方法之一。
通过本次试验体会操作系统中内存的分配模式;掌握内存分配的方法(FF,BF,WF);学会进程的建立,当一个进程被终止时内存是如何处理被释放块,并当内存不满足进程申请时是如何使用内存紧凑;掌握内存回收过程及实现方法;学会进行内存的申请释放和管理;嵌入式系统不同于普通计算机系统,一般用于完成某种特定功能,要求实时性,可测性等。
内存管理在嵌入式系统中是一个比较重要的问题,如果处理不好内存资源的管理,那么系统的效率将会大大降低,更严重的话系统将会无法正常运行。
此次项目主要研究对象是内存管理。
通过本次项目体会操作系统中内存的分配模式,掌握内存分配的方法和内存回收过程及实现方法,学会进程的建立及进行内存的申请释放和管理。
1 实验简介1.1 实验目的1、通过本次试验体会操作系统中内存的分配模式;2、掌握内存分配的方法(FF,BF,WF);3、学会进程的建立,当一个进程被终止时内存是如何处理被释放块,并当内存不满足进程申请时是如何使用内存紧凑;4、掌握内存回收过程及实现方法;5、学会进行内存的申请释放和管理;1.2 实验的开发运行平台UP-TECH S2410/P270 DVP嵌入式实验平台、PC机Pentium500以上,硬盘10G以上。
PC机操作系统REDHAT LINUX 9.0+MINICOM+ARM-LINUX开发环境。
1.3 项目内容使用Redhat Linux 9.0操作系统环境,安装ARM-Linux的开发库及编译器。
创建一个新目录,并在其中编写mem.c和Makefile文件。
学习在Linux下的编程和编译过程,以及ARM开发板使用和开发环境设置。
下载已经编译好的文件到目标开发板上运行。
2 实验步骤2.1 建立工作目录[rootBC root]# cd ..[rootBC /]# cd arm2410cl[rootBC arm2410cl]#mkdir mem[rootBC arm2410cl]# cd mem2.2 在root 用户下建立新用户[rootBC mem]# useradd user1[rootBC mem]# passwd user1Changing password for user user1New password://输入自定义密码,例如123456(系统会提示此密码过于简单,但无影响)Rtye new password://再输入一次密码2.3 配置samba 服务器Samba是用来实现SMB的一种软件,由澳大利亚的Andew Tridgell 开发,是一种在Linux(Unix)环境下运行的免费软件[21]。
通过使用Samba服务器,Linux系统可以实现文件服务,在Linux 和Win95/NT 之间实现文件的传输和共享;登陆服务器;使用Windows 客户能注册到网络上;支持SSL(Secure Socket Layer)等功能,这里主要利用Samba服务器实现Linux与Windows之间的文件传输和共享,具体配置过程如下:首先,应确保PC与Linux的网络畅通,鼠标右键点击“网上邻居”——>选择“属性”——> 右键点击“本地连接”——>选择“属性”——>在弹出的“本地连接属性”中双击“Internet协议(TCP/IP)”,将弹出“Internet 协议(TCP/IP)属性”,就可以修改本机的IP地址了;如PC 机的IP地址为:192.168.1.80,需将Linux的IP设置为与PC机在同一网段,“主菜单”——>“系统设置”——>“网络”——>“网络配置”窗口,双击“设备”标签下的“eth0”,出现“以太网设备”窗口,如图1-1 所示。
发现Linux的IP设置与PC机IP设置在同一网段,无需修改,直接选择“取消”即可。
图1-1 Linux 下的IP 地址设置Linux与Windows下的IP都设置完成后,可在PC下的命令提示符(点击开始菜单,选择“运行”,输入cmd)中用命令PING 192.168.1.234 测试PC与Linux的网络是否连通。
如设置成功,如下图1-2 所示:图1-2 Linux 与Windows 网络连接测试其次,设置Samba服务器的共享目录。
在Redhat系统中依次选择开始->系统设置->服务器设置->Samba服务器,在弹出的Samba服务器配置界面中添加一个Samba服务器共享目录,具体设置如图1-3 所示:图1-3 Samba 服务器共享目录的设置再次,要设置Linux下的防火墙,打开一个命令终端输入命令:setup 在出现的配置选项中选择Firewall,将其设置为No firewall,结果如图1-4:图1-4 Linux 的防火墙设置向Samba服务器中添加用户,以实现在Windows下对Linux的访问。
在命令终端下输入:[rootBC mem]# smbpasswd -a user1New SMB password://输入自定义密码Retype new SMB password :再次输入密码Added user user1最后,在Windows下运行命令程序,在其中输入Linux的IP地址,如图1-5所示:图1-5 在Windows下写入Linux 的IP 地址图1-6 连接到对话框在弹出的对话框中输入Samba服务器的用户名和密码,即可实现Windows与Linux之间的文件传输功能。
可将文件复制到文件夹user1 下,在linux系统下,用户主目录user1位于/home目录下,每个linux 用户有一个以用户名命名的子目录。
在该目录下可找到从windows系统内复制来的文件。
图1-7 文件传输界面2.4 编译应用程序编译应用程序上述步骤完成后,在工作目录下可直接将mem.c编译为可执行文件。
步骤如下:编译命令为:armv4l-unknown-linux-gcc□□□□-c□–o□mem.o□mem.carmv4l-unknown-linux-gcc□□-o□../bin/memmem.oarmv4l-unknown-linux-gcc□□-o□mem□mem.o其中,armv4l 最后一位是字母l,不是数字1。
2.5 下载调试在[/mnt/yaffs]后输入“ifconfig”命令查看系统的IP地址,超级终端系统默认的IP 地址为192.168.0.121,为满足通信要求,需要将IP地址修改为192.1.168.123。
临时修改IP地址的基本命令为“ifconfig eth0192.168.1.123”,在宿主PC 计算机上启动NFS 服务,并设置好共享的目录。
在建立好NFS共享目录以后,我们就可以进入MINICOM 中建立开发板与宿主PC机之间的通讯了。
在超级终端下输入如下命令,结果如图1-8所示。
[/mnt/yaffs] mount -t nfs -o nolock 192.168.1.234:/arm2410cl /host图1-8 成功建立nfs 共享目录再进入/host目录运行刚刚编译好的mem程序,查看运行结果。
[/mnt/yaffs] cd /host[/host] cd mem[/host/mem] ./mem2.6 实验运行结果提示输入以后,输入1,显示如下:紧接着输入:3,设置内存空间为256,显示如下:重复一次上一次操作。
再输入:5,显示如下:再输入:4后,杀死2号进程,显示如下:3 数据流程图3.1 创建新进程3.1.1 原理创建新进程主要是获取内存的申请数量,首先我们先创建一个内存结点,将新进程的进程号和进程名、对内存排序的方法、索要申请内存的大小进行写入,然后调用内存分配模块对内存进行分配。
分配有三种情况:1分配成功但是内从链表为空,则将分配的该内存块作为首结点;2分配成功但是内存链表不为空,则将该内存块插入到内存链表的表头;3分配失败。
创建新进程的特点就是能动态的为系统增加进程完成预想实现的功能,这样显示了动态内存分配的优越性。
如果一味的静态分配则可能浪费一部分资源,这样对嵌入式系统会造成一定的打击,新系统处理事务的效率可能就会降低,实时性和可靠性都可能得不到保障。