(软考嵌入式系统设计师)之接口技术复习笔记
嵌入式软件面试知识点总结
嵌入式软件面试知识点总结1. 嵌入式系统概念- 什么是嵌入式系统?- 嵌入式系统与通用系统的区别?- 嵌入式系统的特点有哪些?2. 嵌入式软件开发基础- 嵌入式软件开发流程?- 嵌入式软件开发的编程语言?- 嵌入式系统的软硬件接口?3. 嵌入式系统架构- 常见的嵌入式系统架构有哪些?- 嵌入式系统的内存管理?- 嵌入式系统的中断处理?4. 嵌入式系统的实时性- 什么是实时系统?- 嵌入式系统的实时性要求?- 如何实现嵌入式系统的实时性?5. 嵌入式操作系统- 常见的嵌入式操作系统有哪些?- 不同的嵌入式操作系统的特点?- 嵌入式操作系统的调度算法?6. 嵌入式软件开发工具- 常用的嵌入式软件开发工具有哪些?- 嵌入式软件的调试工具?- 嵌入式软件的测试工具?7. 单片机及嵌入式处理器- 常见的单片机及嵌入式处理器有哪些?- 不同的单片机及嵌入式处理器的特点?- 如何选择适合的单片机及嵌入式处理器?8. 嵌入式软件开发中常用的通信协议- 常见的通信协议有哪些?- 通信协议的特点及应用场景?- 嵌入式系统中如何选择适合的通信协议?9. 嵌入式软件的优化- 嵌入式软件的性能优化?- 嵌入式软件的存储优化?- 嵌入式软件的功耗优化?10. 嵌入式系统的安全性- 嵌入式系统的安全性指标?- 嵌入式系统的安全性防护策略?- 如何提高嵌入式系统的安全性?以上是我对嵌入式软件面试知识点的总结,希望对面试者有所帮助。
在面试过程中,候选人可以结合自己的项目经验和技术能力,深入讨论和展示自己对嵌入式软件开发的理解和实践能力,以展现自己的专业素养和学习能力。
祝各位面试顺利!。
计算机三级考试《嵌入式系统开发技术》复习要点.docx
计算机三级考试《嵌入式系统开发技术》复习要点以下是对文章进行润色改写的结果:1.嵌入式系统的定义⑴定义:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础的专用计算机系统。
它具有软硬件可裁剪的特点,能够满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等方面的严格要求。
22)IP核模块有行为、结构和物理三个不同层面的设计。
根据描述功能行为的方式不同,可以将其分为软核、固核和硬核三类。
2.嵌入式系统的组成(I)硬件层:包括嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口等。
其中,嵌入式核心模块由微处理器、电源电路、时钟电路和存储器CaChe组成。
CaChe位于主存和嵌入式微处理器内核之间,用于存放最近使用的程序代码和数据,以减小存储器访问瓶颈,提高处理速度。
(2)中间层(也称为硬件抽象层HA1.或板级支持包BSP):它将系统上层软件和底层硬件分离开来,使上层软件开发人员无需关注底层硬件的具体情况,只需根据BSP层提供的接口进行开发。
BSP具有硬件相关性和操作系统相关性两个特点。
设计完整的BSP需要完成硬件初始化和设备驱动程序设计两部分工作。
(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)应用软件层:由基于实时系统开发的应用程序组成。
3.实时系统(I)定义:实时系统是能在指定或确定的时间内完成系统功能,并对外部或内部、同步或异步事件做出响应的系统。
(2)区别:通用系统主要追求平均响应时间和用户使用方便,而实时系统主要考虑在最坏情况下的系统行为。
(3)特点:时间约束性、可预测性、可靠性、与外部环境的交互性。
(4)硬实时(强实时):应用的时间需求必须得到完全满足,否则会造成重大安全事故、生命财产损失和生态破坏,如航天、军事系统。
(6)任务的约束包括:时间约束、资源约束、执行顺序约束和性能约束。
4、实时系统的调度(I)调度:给定一组实时任务和系统资源,确定每个任务何时何地执行的整个过程。
(软考嵌入式系统设计师)基础知识复习笔记
嵌入式系统设计师考试笔记之嵌入式系统基础知识一、引言自《嵌入式系统设计师考试复习笔记之存储管理篇》在嵌入式在线的博客出现后,意外的得到很多朋友的关注和评论,收到不少朋友的邮件,问一些有关考试的问题,希望得到我的复习笔记的其他部分。
我非常感谢他们,他们的热切关注,使我有了继续往下写的无限动力,使我萌生了将我以前的复习笔记、考试经验结合大纲教程并重新按《教程》的章节顺序整理一份适合考生复习的笔记手册,笔记后面再分析历年的真题,按章节考点找出相关的考题进行分析,希望能和有兴趣的人们一起讨论讨论。
嵌入式系统设计师的一天考试分为上午和下午部分,两部分的考试方式、试题难度、考点分布和复习方法都是不同的。
这次我们讨论的是嵌入式系统基础知识,我本人觉得,这部分出下午大题的可能性不大,主要是分布在上午的75道选择题之中。
从历年的真题和考试大纲来看,上午的选择题主要考查一些基本概念,重要原理的理解,一些关键技术和一些重要的原理引申出来的简单计算。
根据这些考试特点,复习的时候可以采用适当的策略,当然每个人的方法都是不一样的,适合自己的办法才是最好的办法。
方法大家可以自己慢慢去体会,我的也不多说了,通过笔记和真题分析就可以体现处理。
对于很多关键的知识点和基本概念,除了记住之外还要彻底理解,否则出题的时候会进行一些变换,或者引申一些计算,那么就算你知道考那个考点,可能你也做不好。
在复习的过程中,你要记住:你不是要考一个很高的分数,而是要考一个通过的分数,在复习过程中可以放弃一些内容,只要保证在大部分基本概念,关键技术,重要原理和历年考点上都把握住,能够拿到需要的分数就可以了。
二、复习笔记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。
接口技术总复习知识点
接口技术总复习知识点第一章 概述总线:是模块与模块之间或设备与设备之间的一组进行互连和传输信息的信号线,信息包括指令、数据、地址。
总线标准:指芯片之间、扩展卡之间以及系统之间,通过总线进行连接和传输信息时,应该遵守的一些协议与规范。
接口:是CPU与外界的连接电路或者说是与外界进行信息交换的界面。
接口技术:采用硬件与软件相结合的方法,研究微处理器如何与外界进行最佳连接,实现高效可靠的信息交换的一门技术。
接口标准:外设接口的规范,涉及接口信号线定义、信号传输速率、传输方向和拓扑结构,以及电气特性和机械特性等多个方面。
总线与接口的区别:总线标准具有公用性;接口标准大多是专用的。
(最大区别)总线往往以主板上的总线扩展槽形式提供使用;接口一般是以接口插座(头)形式提供使用。
总线一般是并行传输;接口有并行传输,也有串行传输。
总线定义的信号线多,而且齐全,有分离的控制线、数据线和地址线;接口的信号线少,而且不齐全,一般是控制线、数据线和地址线共用。
面向总线结构的优点:便于采用模块结构设计;标准总线可得到多个厂商的广泛支持;模块结构便于扩充和升级;便于故障诊断和维修;降低了成本总线分类:(1)按总线功能或信号类型划分数据总线:双向三态逻辑,线宽表示了线数据传输的能力。
地址总线:单向三态逻辑,线宽决定了系统的寻址能力。
控制总线:就某根来说是单向或双向。
控制总线最能体现总线特点,决定总线功能的强弱和适应性。
(2)按总线的层次结构划分CPU总线:微机系统中速度最快的总线,主要在CPU内部,连接CPU内部部件,在CPU周围的小范围内也分布该总线,提供系统原始的控制和命令。
局部总线:在系统总线和CPU总线之间的一级总线,提供外设到CPU之间的快速信息通道。
系统总线:也称为I/O总线,是传统的通过总线扩展卡连接外部设备的总线。
由于速度慢,其功能已经被局部总线替代。
通信总线:也称为外部总线,是微机与微机,微机与外设之间进行通信的总线。
嵌入式系统原理及接口技术复习提纲
异常类型
复位 未定义指令
软件中断 SWI 指令预取中止 数据中止 IRQ(外部中断请 求) FIQ(快速中断请 求)
异常
复位
进入模式
管理模式
地址(异 常向量)
优先级
0x0000,0000 1(最高) 0x0000,0004 6(最低)
0x0000,0008 6(最低) 0x0000,000C 0x0000,0010 0x0000,0018 0x0000,001C 5 2 4 3
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未定义指 未定义模式 令
软件中断 中止(预 取指令) 中止(数 据) IRQ FIQ 管理模式 中止模式 中止模式 IRQ FIQ
异常返回: ①LRPC ②SPSR CPSR ③若在进入异常处理时设置了中断禁止 位,要在此清除。
④复位异常处理程序不需要返回
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ARM的存储器结构 1.地址空间: 0~232-1 2.存储器格式
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ARM微处理器的接口
ARM协处理器接口
ARM可以扩展16个(CP15~CP0)协处理器 其中:CP15作为系统控制,CP14作为调试 控制器,CP7~4作为用户控制器,CP13~8 和CP3~0保留。 每个协处理器可有16个寄存器。
23
ARM处理器的时钟与电源管理
1. 时钟配置
① ② ① ② ③ ④ MPLL:FCLK、HCLK、PCLK UPLL:48M 正常 睡眠 掉电 停机
中断的概念 中断控制器支持56个中断源。32个中断请求 的优先权逻辑由7个仲裁器组成,其中6个为第 一级仲裁器,一个为第二级仲裁器。 中断相关寄存器 中断的初始化、中断的响应过程、中断处理程 序、中断服务程序、中断向量表
嵌入式系统与接口技术-复习资料
一、单项选择题1. 下面哪个系统属于嵌入式系统( D )A、“天河一号”计算机系统B、联想T400笔记本计算机C、联想S10上网本D、苹果IPhone手机2. 下面关于哈佛结构描述正确的是( A )A、程序存储空间与数据存储空间分离B、存储空间与IO空间分离C、程序存储空间与数据存储空间合并D、存储空间与IO空间合并3. 下面哪一种工作模式不属于ARM特殊模式的是( A )A、用户模式B、管理模式C、软中断模式D、FIQ模式4. 下面哪个系统不属于嵌入式系统( D )A、MP3播放器B、GPS接收机C、“银河玉衡”核心路由器D、“天河一号”计算机系统5. A RM(Advanced RISC Machines)既可以认为是一个公司的名字,也可以认为是对一种微处理器体系结构的通称。
1990年11月ARM公司成立于英国剑桥,设计了大量高性能、廉价、耗能低的( A )处理器。
A.RISCB.CISCC.MISCD.SISC6. 在计算机体系结构中,( C )表示每条计算机指令执行所需的时钟周期。
A.时钟周期(节拍)B.机器周期C.CPID.总线周期7. 下面异常中,优先级最高的是( B )。
A.数据中止B.复位C.未定义指令D.预取中止8. ( B )指令集支持ARM核所有的特性,具有高效、快速的特点。
A.ARMB.ThumbC.MicsD.AAC9. C ache结构中,数据和指令都放在同一个Cache中,称为( A )。
A.普林斯顿结构B. 梅普结构C.哈佛结构D.哈林结构10. 关于ARM处理器的异常描述不正确的是( C )A. 复位属于异常B. 除数为0会引起异常C. 所有异常都要返回D. 外部中断会引起异常11. ( C )是专门用于信号处理方面的处理器,其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计,使其适合于执行DSP算法,编译效率较高,指令执行速度也较高。
在数字滤波、FFT、谱分析等各种仪器上DSP获得了大规模的应用。
嵌入式系统设计师考试重点记忆
嵌入式系统设计师考试重点记忆
嵌入式系统设计师考试的重点记忆包括以下内容:
1. 嵌入式系统的基本原理和概念:重点记忆嵌入式系统的基本
概念、嵌入式系统的组成、嵌入式系统的性能指标等。
2. 实时操作系统:重点记忆实时操作系统的基本概念、实时调度算法、实时内存管理、中断处理等内容。
3. 嵌入式微控制器:重点记忆嵌入式微控制器的基本原理、寄存器、指令集、存储器等。
4. 嵌入式系统设计与开发:重点记忆嵌入式系统设计的基本流程、嵌入式系统软件开发的基本方法、C语言编程、汇编语言编程等内容。
5. 嵌入式系统的信号处理:重点记忆信号处理的基本理论、时域和频域信号处理方法、滤波器、采样与量化等内容。
6. 嵌入式系统的通信协议:重点记忆嵌入式系统的通信协议、串口通信原理、协议分类、通信控制等内容。
7. 嵌入式系统的硬件设计:重点记忆嵌入式系统的硬件设计方法、存储器层次结构、处理器选择、外设接口等内容。
8. 嵌入式系统的调试与测试:重点记忆嵌入式系统的调试方法、故障排除、性能测试等内容。
以上是嵌入式系统设计师考试的重点记忆内容,需要考生仔细备考。
同时,还需要熟悉相关的考试标准和题型,掌握应试技巧和方法。
软考嵌入式系统设计师知识点总结
软考嵌入式系统设计师知识点总结
软考嵌入式系统设计师考试涉及的知识点较为广泛,以下是一些重要的知识点总结:
1. 基础知识:包括嵌入式系统的基本概念、特点、分类、应用和发展趋势等。
2. 嵌入式微处理器:了解不同类型的嵌入式微处理器,如 ARM、MIPS、PowerPC 等,以及其体系结构和指令集。
3. 嵌入式操作系统:了解常见的嵌入式操作系统,如 Linux、VxWorks、RTLinux、FreeRTOS 等,以及其特点和适用场景。
4. 嵌入式系统开发工具:熟悉嵌入式系统开发所需的工具,如编译器、调试器、仿真器等,并了解其使用方法和技巧。
5. 嵌入式系统应用软件:了解嵌入式系统应用软件的开发流程、设计方法、编程语言和调试技巧等。
6. 嵌入式网络通信:了解嵌入式系统中的网络通信协议和通信接口,如UART、SPI、I2C、CAN、WiFi、蓝牙等。
7. 嵌入式系统可靠性设计:了解嵌入式系统可靠性设计的基本概念、方法和技术,如容错技术、故障检测与诊断技术等。
8. 实时操作系统:了解实时操作系统的基本概念、特点和实现技术,如任务调度、中断处理、实时时钟等。
9. 嵌入式人工智能:了解嵌入式系统中的人工智能技术,如机器学习、深度学习、自然语言处理等,以及其在嵌入式系统中的应用场景和发展趋势。
以上知识点只是其中的一部分,建议根据考试大纲和教材进行系统学习和复习。
同时,多做真题和模拟题也是提高考试成绩的有效方法。
嵌入式系统设计师考试笔记(完整整理版)
9、可编程逻辑器件基础(具体参见教程 51 到 61 页) 这方面的内容,从总体上有个概念性的认识应该就可以了。
10、嵌入式系统中信息表示与运算基础 (1)进位计数制与转换:这样比较简单,也应该掌握怎么样进行换算,有出题的可能。 (2)计算机中数的表示:源码、反码与补码。 正数的反码与源码相同,负数的反码为该数的源码除符号位外按位取反。 正数的补码与源码相同,负数的补码为该数的反码加一。
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。
总线频率:工作时钟频率以 MHz 为单位,工作频率越高,则总线工作速度越快,也即总线带宽越 宽。 总线带宽 = 总线位宽×总线频率/8, 单位是 MBps。 常用总线:ISA 总线、PCI 总线、IIC 总线、SPI 总线、PC104 总线和 CAN 总线等。 (3)只有具有三态输出的设备才能够连接到数据总线上,常用的三态门为输出缓冲器。 (4)当总线上所接的负载超过总线的负载能力时,必须在总线和负载之间加接缓冲器或驱动器,最常 用的是三态缓冲器,其作用是驱动和隔离。 (5)采用总线复用技术可以实现数据总线和地址总线的共用。但会带来两个问题: A、需要增加外部电路对总线信号进行复用解耦,例如:地址锁存器。 B、总线速度相对非复用总线系统低。 (6)两类总线通信协议:同步方式、异步方式。 (7)对总线仲裁问题的解决是以优先级(优先权)的概念为基础。
嵌入式系统原理与接口复习要点及思考题答案
各位:根据掌握要点认真复习,后面附有作业题答案。
第1章掌握要点1.1.1节嵌入式系统的概念1.1 . 3节嵌入式系统的特点1.3节嵌入式处理器1.4节嵌入式系统的组成(看课件,有补充的内容)补:1.嵌入式系统开发过程?2. 嵌入式系统调试常用的基本方法3. 交叉编译和交叉调试4. 嵌入式操作系统第2章掌握要点2.1节计算机体系结构分类2.3.1 节ARM 和Thumb犬态2.3.2节RISC技术2.3.3节流水线技术2.4.1 ARM存储系统2.4.2 Cache:写通、写回、读操作分配cache、写操作分配cache、工作原理、地址映像2.4.3节ARM存储系统补充:(见课件)1. ARM简介:ARM的命名方式、5种变形2. 理解片内Flash的3种编程方法。
3. 理解ARM7芯片存储器存储空间分布。
(8个bank,每个bank32MB 第3章掌握要点3.1节ARM编程模式:处理器模式、处理器工作状态、寄存器组织、异常中断3.2节指令格式和寻址方式3.3节指令系统:掌握和熟练应用课件所讲的指令、可编程序段第5章掌握要点5.1节键盘接口:行扫描法原理、掌握编写驱动程序5.2节LED显示器接口:理解工作原理,掌握编写驱动程序5.5.1节UART异步串行接口:异步通信格式、接收的4种错误类型、初始化、发送程序、接收程序第1章作业题答案:1. 什么是嵌入式系统?*第一种,根据IEEE (国际电气和电子工程师协会)的定义:嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置” (原文为devices used to con trol, mon itor, or assist the operation of equipment, machinery or plants )。
•第二种,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、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统设计方案师考试笔记
嵌入式系统设计师考试笔记之嵌入式系统基础知识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。
完整所有答案----嵌入式系统原理及接口技术复习
一、简答题1.什么是嵌入式系统?嵌入式系统的特点是什么?答: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特点:与应用密切相关,实时性,复杂的算法,制造成本,功耗,开发和调试,可靠性,体积2.简要说明嵌入式系统的硬件组成和软件组成.答:硬件组成:微处理器,存储器,输入设备和输出设备。
软件组成:操作系统,文件系统,图形用户接口,网络系统,通用组建模块。
3.S3C2410A的AHB总线上连接了那些控制器?APB总线上连接了那些部件?AHB:LCD控制器,LCD DMA,总线控制器,USB主控制器,中断控制器,ExtMaster,电源管理,Nandflash控制器,储存器控制器.APB:通用异步收发器,内部集成电路总线(IIC),USB设备控制器,集成电路内部声音总线(IIS),MMC/SD/SDIO主控制器,通用I/O端口(GPIO),看门狗定时器(WDT),定时时钟(RTC),总线控制器,A/D转换器,串行外设接口,定时器/脉宽调制。
4.ARM体系结构支持几种类型的异常,并说明其异常处理模式和优先级状态?答,支持7种类型的异常异常处理过程:(进入异常)PC→LR,CPRS→SPSR,设置CPSR的运行模式位,跳转到相应的异常处理程序,(异常返回)LR→PC,SPSR→CPSR,若在进入异常处理时设置中断禁止位,要在此清楚,复位异常处理程序不需要返回。
Reset>数据中指>快速中断请求(FIQ)>中断请求(IRQ)>指令预取中止>未定义指令和软件中止.5.存储器生长堆栈可分为哪几种?各有什么特点?4种,满递增堆栈:堆栈通过增大存储器的地址向上增长,堆栈指针指向内含有效数据项的最高地址。
指令如LDMFA,STMFA等.空递增堆栈:堆栈通过增大存储器的地址向上增长,堆栈指针指向堆栈上的第一个空位置.指令如LDMEA,STMEA等。
满递减堆栈:堆栈通过减小存储器的地址向下增长,堆栈指针指向内含有效数据项的最低地址。
嵌入式培训:嵌入式系统基础(接口)
嵌入式培训:嵌入式系统基础(接口)1、USB接口(1)USB总线的主要特点:A、使用简单,即插即用。
B、每个USB系统中都有主机,这个USB网络中最多可以连接127个设备。
C、应用范围广,支持多个设备同时操作。
D、低成本的电缆和连接器,使用统一的4引脚插头。
E、较强的纠错能力。
F、较低的协议开销带来了高的总线性能,且适合于低成本外设的开发。
G、支持主机与设备之间的多数据流和多消息流传输,且支持同步和异步传输类型。
H、总线供电,能为设备提供5V/100mA的供电。
(2)USB系统由3部分来描述:USB主机、USB设备和USB互连。
(3)USB总线支持的数据传输率有3种:高速信令位传输率为480Mb/s;全速信令位传输率为12Mb/s;全速信令位传输率为1.5Mb/s。
(4)USB总线电缆有4根线:一对双绞信号线和一对电源线。
(5)USB是一种查询总线,由主控制器启动所有的数据传输。
USB上所挂接的外设通过由主机调度的、基于令牌的协议来共享USB带宽。
(6)大部分总线事务涉及3个包的传输:A、令牌包:指示总线上要执行什么事务,欲寻址的USB设备及数据传送方向。
B、数据包:传输数据或指示它没有数据要传输。
C、握手包:指示传输是否成功。
(7)主机与设备端点之间的USB数据传输模型被称作管道。
管道有两种类型:流和消息。
消息数据具有USB定义的结构,而数据流没有。
(8)事务调度表允许对某些流管道进行流量控制,在硬件级,通过使用NAK(否认)握手信号来调节数据传输率,以防止缓冲区上溢或下溢产生。
(9)USB设备最大的特点是即插即用。
(10)工作原理:USB设备插入USB端点时,主机都通过默认地址0与设备的端点0进行通信。
在这个过程中,主机发出一系列试图得到描述符的标准请求,通过这些请求,主机得到所有感兴趣的设备信息,从而知道了设备的情况以及该如何与设备通信。
随后主机通过发出Set Address请求为设备设置一个唯一的地址。
《嵌入式系统原理与接口技术》第2版复习资料整理
第一章1.1什么是嵌入式系统(P1)IEEE(国际电气和电子工程师协会)关于嵌入式系统的定义:嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。
1.2 与通用计算机系统比较,嵌入式系统有何特点?(P4)1)嵌入式系统通常是面向特定应用的;2)嵌入式系统功耗低、体积小、集成度高、成本低;3)嵌入式系统具有较长的生命周期;4)嵌入式系统具有固化的代码;5)嵌入式系统开发需要专用开发工具和环境;6)嵌入式系统软件需要RTOS(实时操作系统)开发平台;7)嵌入式系统开发人员以应用专家为主;8)嵌入式系统是知识集成系统。
1.3 根据嵌入式系统的复杂程度,嵌入式系统可分为哪4类?(P6)1)单个微处理器;2)嵌入式处理器可扩展的系统;3)复杂的嵌入式系统;4)在制造或过程控制中使用的计算机系统。
1.4 嵌入式处理器有哪几类?试举例说明。
(P7)1)嵌入式微处理器(EMPU);2)嵌入式微控制器(EMCU);3)嵌入式DSP处理器(EDSP);4)嵌入式片上系统(ESoC)。
1.6从硬件系统来看,嵌入式系统由哪几部分组成?画出见图。
(P11)第二章2.1 ARM7和ARM9基于什么体系结构,采用何种指令集?ARM7基于冯·诺依曼体系结构,采用RISC精简指令,兼容16位Thumb指令集;ARM9基于哈佛体系结构,同样采用RISC精简指令,支持32位ARM指令集和16位Thumb 指令集。
2.2 ARM7 TDMI中的"TDMI"分别代表什么?✧T:支持16位压缩指令集Thumb。
✧D:支持片上Debug。
✧M:内嵌硬件乘法器(Multiplier)。
✧I:嵌入式ICE,支持片上断点和调试点。
T变种处理器有两种工作状态:Thumb和ARM只要支持同版本的ARM体系版本,基于ARM处理器的应用软件将是兼容的。
2.3 ARM处理器有几种工作模式?各种工作模式分别有什么特点?(P25)ARM状态和Thumb状态。
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嵌入式系统设计师考试笔记之接口技术一、引言嵌入式系统的硬件除了核心的微处理器之外就是外围器件和接口。
接口技术在嵌入式系统设计处于如此重要的位置,是嵌入式系统设计师硬件部分的重要考试范围。
目前嵌入式系统中的接口五花百门,每个接口都可以写成一本厚厚的书。
面对内容如此之多,范围如此之广的考试部分,应该怎么样去复习呢?我的指导思想是,把握好每种接口技术的最基本概念,理解透每个接口的最基本工作原理,从历年考题中提炼出常考知识点,重点进行复习,这样足以应付考试了。
是不是这样就要通过真题考试来验证了,让我们期待吧。
二、复习笔记1. Flash存储器(1)Flash存储器是一种非易失性存储器,根据结构的不同可以将其分为NOR Flash和NAND Flash 两种。
(2)Flash存储器的特点:A、区块结构:在物理上分成若干个区块,区块之间相互独立。
B、先擦后写:Flash的写操作只能将数据位从1写成0,不能从0写成1,所以在对存储器进行写入之前必须先执行擦除操作,将预写入的数据位初始化为1。
擦除操作的最小单位是一个区块,而不是单个字节。
C、操作指令:执行写操作,它必须输入一串特殊指令(NOR Flash)或者完成一段时序(NAND Flash)才能将数据写入。
D、位反转:由于Flash的固有特性,在读写过程中偶尔会产生一位或几位的数据错误。
位反转无法避免,只能通过其他手段对结果进行事后处理。
E、坏块:区块一旦损坏,将无法进行修复。
对已损坏的区块操作其结果不可预测。
(3)NOR Flash的特点:应用程序可以直接在闪存内运行,不需要再把代码读到系统RAM中运行。
NOR Flash的传输效率很高,在1MB~4MB的小容量时具有很高的成本效益,但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。
(4)NAND Flash的特点能够提高极高的密度单元,可以达到高存储密度,并且写入和擦除的速度也很快,这也是为何所有的U盘都使用NAND Flash作为存储介质的原因。
应用NAND Flash的困难在于闪存需要特殊的系统接口。
(5)NOR Flash与NAND Flash的区别:A、NOR Flash的读速度比NAND Flash稍快一些。
B、NAND Flash的擦除和写入速度比NOR Flash快很多C、NAND Flash的随机读取能力差,适合大量数据的连续读取。
D、NOR Flash带有SRAM接口,有足够的地址引进来寻址,可以很容易地存取其内部的每一个字节。
NAND Flash的地址、数据和命令共用8位总线(有写公司的产品使用16位),每次读写都要使用复杂的I/O接口串行地存取数据。
E、NOR Flash的容量一般较小,通常在1MB~8MB之间;NAND Flash只用在8MB以上的产品中。
因此,NOR Flash只要应用在代码存储介质中,NAND Flash适用于资料存储。
F、NAND Flash中每个块的最大擦写次数是一百万次,而NOR Flash是十万次。
G、NOR Flash可以像其他内存那样连接,非常直接地使用,并可以在上面直接运行代码;NAND Flash 需要特殊的I/O接口,在使用的时候,必须先写入驱动程序,才能继续执行其他操作。
因为设计师绝不能向坏块写入,这就意味着在NAND Flash上自始至终必须进行虚拟映像。
H、NOR Flash用于对数据可靠性要求较高的代码存储、通信产品、网络处理等领域,被成为代码闪存;NAND Flash则用于对存储容量要求较高的MP3、存储卡、U盘等领域,被成为数据闪存。
2、RAM存储器(1)SRAM的特点:SRAM表示静态随机存取存储器,只要供电它就会保持一个值,它没有刷新周期,由触发器构成基本单元,集成度低,每个SRAM存储单元由6个晶体管组成,因此其成本较高。
它具有较高速率,常用于高速缓冲存储器。
通常SRAM有4种引脚:CE:片选信号,低电平有效。
R/W:读写控制信号。
ADDRESS:一组地址线。
DATA:用于数据传输的一组双向信号线。
(2)DRAM的特点:DRAM表示动态随机存取存储器。
这是一种以电荷形式进行存储的半导体存储器。
它的每个存储单元由一个晶体管和一个电容器组成,数据存储在电容器中。
电容器会由于漏电而导致电荷丢失,因而DRAM器件是不稳定的。
它必须有规律地进行刷新,从而将数据保存在存储器中。
DRAM的接口比较复杂,通常有一下引脚:CE:片选信号,低电平有效。
R/W:读写控制信号。
RAS:行地址选通信号,通常接地址的高位部分。
CAS:列地址选通信号,通常接地址的低位部分。
ADDRESS:一组地址线。
DATA:用于数据传输的一组双向信号线。
(3)SDRAM的特点:SDRAM表示同步动态随机存取存储器。
同步是指内存工作需要同步时钟,内部的命令发送与数据的传输都以它为基准;动态是指存储器阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失。
它通常只能工作在133MHz 的主频。
(4)DDRAM的特点DDRAM表示双倍速率同步动态随机存取存储器,也称DDR。
DDRAM是基于SDRAM技术的,SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据,它是在时钟的上升期进行数据传输;而DDR内存则是一个时钟周期内传输两次次数据,它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据。
在133MHz的主频下,DDR内存带宽可以达到133×64b/8×2=2.1GB/s。
3、硬盘、光盘、CF卡、SD卡的相关知识见《教程》145~148页。
4、GPIO原理与结构GPIO是I/O的最基本形式,它是一组输入引脚或输出引脚。
有些GPIO引脚能够加以编程改变工作方向,通常有两个控制寄存器:数据寄存器和数据方向寄存器。
数据方向寄存器设置端口的方向。
如果将引脚设置为输出,那么数据寄存器将控制着该引脚状态。
若将引脚设置为输入,则此输入引脚的状态由引脚上的逻辑电路层来实现对它的控制。
5、A/D接口(1)A/D转换器是把电模拟量转换为数字量的电路。
实现A/D转换的方法有很多,常用的方法有计数法、双积分法和逐次逼进法。
(2)计数式A/D转换法其电路主要部件包括:比较器、计数器、D/A转换器和标准电压源。
其工作原理简单来说就是,有一个计数器,从0开始进行加1计数,每进行一次加1,该数值作为D/A转换器的输入,其产生一个比较电压VO 与输入模拟电压VIN进行比较。
如果VO小于VIN则继续进行加1计数,直到VO 大于VIN,这时计数器的累加数值就是A/D转换器的输出值。
(详细参考《教程》155页)这种转换方式的特点是简单,但是速度比较慢,特别是模拟电压较高时,转换速度更慢。
例如对于一个8位A/D转换器,若输入模拟量为最大值,计数器要从0开始计数到255,做255次D/A转换和电压比较的工作,才能完成转换。
(3)双积分式A/D转换法其电路主要部件包括:积分器、比较器、计数器和标准电压源。
其工作原理是,首先电路对输入待测电压进行固定时间的积分,然后换为标准电压进行固定斜率的反向积分,反向积分进行到一定时间,便返回起始值。
由于使用固定斜率,对标准电压进行反向积分的时间正比于输入模拟电压值,输入模拟电压越大,反向积分回到起始值的时间越长。
只要用标准的高频时钟脉冲测定反向积分花费的时间,就可以得到相应于输入模拟电压的数字量,也就完成了A/D转换。
(详细参考《教程》156页)其特点是,具有很强的抗工频干扰能力,转换精度高,但转换速度慢,通常转换频率小于10Hz,主要用于数字式测试仪表、温度测量等方面。
(4)逐次逼近式A/D转换法其电路主要部件包括:比较器、D/A转换器、逐次逼近寄存器和基准电压源。
其工作原理是,实质上就是对分搜索法,和平时天平的使用原理一样。
在进行A/D转换时,由D/A 转换器从高位到低位逐位增加转换位数,产生不同的输出电压,把输入电压与输出电压进行比较而实现。
首先使最高位为1,这相当于取出基准电压的1/2与输入电压比较,如果在输入电压小于1/2的基准电压,则最高位置0,反之置1。
之后,次高位置1,相当于在1/2的范围中再作对分搜索,以此类推,逐次逼近。
(详细参考《教程》157页)其特点是,速度快,转换精度高,对N位A/D转换器只需要M个时钟脉冲即可完成,一般可用于测量几十到几百微秒的过渡过程的变化,是目前应用最普遍的转换方法。
(5)A/D转换的重要指标(有可能考一些简单的计算)A、分辨率:反映A/D转换器对输入微小变化响应的能力,通常用数字输出最低位(LSB)所对应的模拟电压的电平值表示。
n位A/D转换器能反映1/2n满量程的模拟输入电平。
B、量程:所能转换的模拟输入电压范围,分为单极性和双极性两种类型。
C、转换时间:完成一次A/D转换所需要的时间,其倒数为转换速率。
D、精度:精度与分辨率是两个不同的概念,即使分辨率很高,也可能由于温漂、线性度等原因使其精度不够高。
精度有绝对精度和相对精度两种表示方法。
通常用数字量的最低有效位LSB的分数值来表示绝对精度,用其模拟电压满量程的百分比来表示相对精度。
例如,满量程10V,10位A/D芯片,若其绝对精度为±1/2LSB,则其最小有效位LSB的量化单位为:10/1024=9.77mv,其绝对精度为9.77mv/2=4.88mv,相对精度为:0.048%。
6、D/A接口基本(1)D/A转换器使将数字量转换为模拟量。
(2)在集成电路中,通常采用T型网络实现将数字量转换为模拟电流,再由运算放大器将模拟电路转换为模拟电压。
进行D/A转换实际上需要上面的两个环节。
关于T型电阻解码网络和D/A转换具体原理参考《教程》的159页。
(3)D/A转换器的分类:A、电压输出型:常作为高速D/A转换器。
B、电流输出型:一般外接运算放大器使用。
C、乘算型:可用作调制器和使输入信号数字化地衰减。
(4)D/A转换器的主要指标:分辨率、建立时间、线性度、转换精度、温度系数。
7、键盘接口(1)键盘的两种形式:线性键盘和矩阵键盘。
(2)识别键盘上的闭合键通常有两种方法:行扫描法和行反转法。
(《教程》163页)(3)行扫描法是矩阵键盘按键常用的识别方法,此方法分为两步进行:A、识别键盘哪一列的键被按下:让所有行线均为低电平,查询各列线电平是否为低,如果有列线为低,则说明该列有按键被按下,否则说明无按键按下。
B、如果某列有按键按下,识别键盘是哪一行按下:逐行置低电平,并置其余各行为高电平,查询各列的变化,如果列电平变为低电平,则可确定此行此列交叉点处按键被按下。
8、显示接口(1)LCD的基本原理是,通过给不同的液晶单元供电,控制其光线的通过与否,从而达到显示的目的。
(2)LCD的光源提供方式有两种:投射式和反射式。
笔记本电脑的LCD显示器为投射式,屏的背后有一个光源,因此外界环境可以不需要光源。