嵌入式系统设计的基础知识

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嵌入式系统设计师(基础知识、应用技术)合卷软件资格考试(中级)试卷与参考答案(2025年)

嵌入式系统设计师(基础知识、应用技术)合卷软件资格考试(中级)试卷与参考答案(2025年)

2025年软件资格考试嵌入式系统设计师(基础知识、应用技术)合卷(中级)模拟试卷(答案在后面)一、基础知识(客观选择题,75题,每题1分,共75分)1、嵌入式系统通常由哪些部分组成?()A. 中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出设备B. 中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出设备、电源C. 中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出设备、电源、操作系统D. 中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出设备、电源、网络接口2、嵌入式系统设计时,以下哪种设计方法是最常用的?()A. 传统的模块化设计B. 面向对象的编程设计C. 面向服务的架构(SOA)设计D. 软件即服务(SaaS)设计3、在嵌入式系统设计中,下列哪个处理器架构最常用于需要高性能与低功耗特性的设备?A. X86B. MIPSC. ARMD. PowerPC4、RTOS(实时操作系统)的主要特征是什么?A. 支持多任务处理B. 提供图形界面支持C. 确保关键任务在规定时间内完成D. 具备网络通讯功能5、以下哪种编程语言通常被用于嵌入式系统开发?()A. JavaB. CC. PythonD. JavaScript6、嵌入式系统通常由以下几个部分组成,以下哪个不是嵌入式系统的组成部分?()A. 中央处理单元(CPU)B. 存储器C. 输入/输出接口D. 主板7、在下列存储器中,存取速度最快的是:A. 硬盘存储器B. 内存储器C. 光盘存储器D. 软盘存储器8、下面关于微处理器的叙述中,错误的是:A. 微处理器通常使用单片机集成技术制造B. 它至少具有运算和控制功能,但不具备存储功能C. Pentium处理器是当前PC机中使用的微处理器之一D. 它用作嵌入式系统的中央处理器9、嵌入式系统中的中断服务程序(ISR)通常具有哪些特点?10、以下哪个不是嵌入式系统中的实时操作系统(RTOS)的特点?11、下列哪项不属于嵌入式系统的硬件组成部分?A、微处理器B、存储器C、操作系统D、输入/输出接口12、嵌入式系统的设计过程中,功耗是一个重要的考虑因素。

嵌入式系统基础-复习提纲

嵌入式系统基础-复习提纲

嵌入式系统基础复习题第1章嵌入式系统概论1、什么是嵌入式系统?嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。

2、嵌入式系统的3个基本特点?嵌入性、专用性、计算机3、什么是嵌入式处理器,嵌入式处理器可以分为几大类?嵌入式处理器是为了完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

分为嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统(SOC)。

4、什么是嵌入式操作系统和?有何特点?列出常见的几种嵌入式操作系统及特点。

5、试比较说明JA TG工具和ISP工具的异同点?6、从硬件系统来看,嵌入式系统由哪几部分组成?画出简图。

第2章ARM7体系结构1、什么是RISC指令系统?什么是CISC指令系统?RISC是精简指令集计算机的缩写。

CISC是复杂指令集计算机的缩写。

2、ARM与ARM公司有什么区别?举出2个以上的ARM公司当前应用比较多的ARM处理器核?ARM7系列、ARM9系列、ARM10系列、ARM11系列、intel的Xscale系列和MPCore系列。

3、ARM7TDMI中的T、D、S、I分别表示什么含义?T:支持高密度16位的Thumb指令集D:支持片上调试S:ARM7TDMI 的可综合(synthesizable)版本(软核)I:支持EmbededICE观察硬件M:支持64位乘法4、ARM7TDMI处理器采用什么样的体系结构,其可寻址地址空间多大?ARM处理器使用冯.诺依曼结构使用单个平面的232个8位字节地址空间。

地址空间可以看作是包含230个32位字,或231个16位半字。

5、ARM7TDMI与ARM9处理器采用几级流水线处理,使用何种存储器编址方式?ARM7TDMI处理器采用三级流水线。

ARM处理器将存储器看做是一个从0开始的线性递增的字节集合。

6、ARM处理器有几种模式和ARM处理器状态有什么区别?各种工作模式下分别有什么特点?R M处理器模式指用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、未定义模式和系统模式。

嵌入式系统教学大纲

嵌入式系统教学大纲

嵌入式系统教学大纲嵌入式系统教学大纲嵌入式系统是当今科技领域中的一个重要分支,它涵盖了硬件、软件、通信和控制等多个领域。

随着物联网和人工智能的快速发展,嵌入式系统的应用范围越来越广泛。

为了培养具备嵌入式系统设计和开发能力的专业人才,制定一份完善的嵌入式系统教学大纲至关重要。

第一部分:嵌入式系统基础知识在这一部分,学生将学习嵌入式系统的基本概念、发展历程以及相关技术。

包括嵌入式系统的定义、特点、分类和应用领域等内容。

同时,还将介绍嵌入式系统的硬件平台、软件开发环境和通信技术等基础知识。

第二部分:嵌入式系统硬件设计这一部分将重点介绍嵌入式系统的硬件设计原理和方法。

学生将学习数字电路设计、模拟电路设计以及嵌入式系统的电源管理和时钟设计等内容。

通过实践项目,学生将掌握基本的电路设计和PCB布局技术。

第三部分:嵌入式系统软件开发在这一部分,学生将学习嵌入式系统的软件开发技术。

包括嵌入式操作系统、驱动程序设计、实时系统和嵌入式软件测试等内容。

通过实践项目,学生将了解嵌入式系统软件开发的整个流程,并掌握常用的开发工具和技术。

第四部分:嵌入式系统通信与网络这一部分将介绍嵌入式系统的通信和网络技术。

学生将学习串行通信、并行通信、无线通信以及网络协议等内容。

通过实验项目,学生将了解嵌入式系统与外部设备的通信方式,并能够进行网络编程和数据传输。

第五部分:嵌入式系统应用与案例分析在这一部分,学生将学习嵌入式系统在各个领域的应用案例。

包括智能家居、智能交通、医疗设备和工业自动化等领域。

通过案例分析,学生将了解嵌入式系统的实际应用和解决方案,并能够进行系统设计和优化。

第六部分:嵌入式系统实践项目这一部分将组织学生进行嵌入式系统的实践项目。

学生将根据自己的兴趣和专业方向选择合适的项目,并在指导老师的指导下完成项目设计、开发和测试。

通过实践项目,学生将综合运用所学的硬件设计和软件开发技术,提升解决实际问题的能力。

第七部分:嵌入式系统设计与创新在这一部分,学生将学习嵌入式系统的设计原则和创新思维。

嵌入式的有关知识

嵌入式的有关知识

嵌入式的有关知识1.什么是嵌入式?嵌入式的定义与特点?(1) 嵌入式系统的定义按照历史性、本质性、普遍性要求,嵌入式系统应定义为:“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。

“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。

对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。

(2) 嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点与定义不同,它是由定义中的三个基本要素衍生出来的。

不同的嵌入式系统其特点会有所差异。

与“嵌入性”的相关特点:由于是嵌入到对象系统中,必须满足对象系统的环境要求,如物理环境(小型)、电气/气氛环境(可靠)、成本(价廉)等要求。

与“专用性”的相关特点:软、硬件的裁剪性;满足对象要求的最小软、硬件配置等。

与“计算机系统”的相关特点:嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。

与上两个特点相呼应,这样的计算机必须配置有与对象系统相适应的接口电路。

另外,在理解嵌入式系统定义时,不要与嵌入式设备相混淆。

嵌入式设备是指内部有嵌入式系统的产品、设备,例如,内含单片机的家用电器、仪器仪表、工控单元、机器人、手机、PDA 等。

2.什么是嵌入式系统嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成,用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。

3.什么是嵌入式操作系统?与其他操作系统相比,嵌入式有那些优势?嵌入式操作系统EOS(Embedded Op eratingSystem)是一种用途广泛的系统软件,过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。

EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度工作,控制协调并发活动;它必须体现其所在系统的特征,能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。

嵌人式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。

嵌入式系统设计师核心讲义概要

嵌入式系统设计师核心讲义概要

嵌入式系统基础知识1.1嵌入式系统的定义和组成一、嵌入式系统的定义1.IEEE定义2.国内定义二、嵌入式系统的发展概述1.嵌入式系统的发展历史2.嵌入式系统的发展趋势3.知识产权核三、嵌入式系统的组成1.概述2.硬件层3.中间层4.系统软件层5.应用软件层四、实时系统1.实时系统定义2.实时系统特点3.实时系统调度4.实时系统分类5.实时任务分类1.2 嵌入式微处理器体系结构一、冯诺依曼与哈佛结构1.冯诺依曼结构2.哈佛结构二、CISC与RISC1.复杂指令集计算机(CISC)2.精简指令集计算机(RISC)三、流水线技术1.流水线的基本概念2.流水线技术的特点3.流水线结构的分类4.流水线处理机的主要指标四、信息存储的字节顺序1.大端和小端存储法2.可移植性问题3.通信中的存储顺序问题4.数据格式的存储顺序1.3 嵌入式系统的硬件基础一、组合逻辑电路基础1.组合逻辑电路概述2.真值表3.布尔代数4.门电路5.译码器6.数据选择器和数据分配器二、时序逻辑电路1.时钟信号2.触发器3.寄存器与移位器4.计数器三、总线电路及信号驱动1.总线2.三态门3.总线的负载能力4.单向和双向总线驱动器5.总线复用6.总线通信协议7.总线仲裁四、电平转换电路1.数字集成电路的分类2.常用数字集成电路逻辑电平接口技术五、可编程逻辑器件基础1.可编程逻辑器件(PLD)概述2.PLD的电路表示法3.可编程阵列逻辑器件PAL和可编程逻辑阵列PLA4.可编程通用阵列逻辑器件GAL5.门阵列GA6.可编程程序门阵列PGA1.4嵌入式系统中信息表示和运算基础一、进位计数制与转换1.二进制2.十六进制3.数制表示4.数制转换二、计算机中数的表示1.基本概念2.数的定点和浮点表示三、非数值数据编码1.非数值数据定义2.字符和字符串的表示方法3.汉字的表示方法4.统一代码5.语音编码四、差错控制编码1.引入2.基本原理3.差错控制码分类4.常用的差错控制编码1.5嵌入式系统的性能评价一、质量项目1.性能指标2.可靠性与安全性3.可维护性4.可用性5.功耗6.环境适应性7.通用性8.安全性9.保密性10.可扩展性11.其他指标二、评价方法1.测量法2.模型法三、评估嵌入式系统处理器的主要指标1.MIPS测试基准2.Dhrystone3.EEMBC嵌入式微处理器与接口知识2.1嵌入式微处理器的结构和类型一、嵌入式微处理器1.定义2.组成3.分类二、典型8位微处理器结构和特点1.8位微处理器2.8051微处理器三、典型16位微处理器结构和特点1.16位微处理器2.16位微处理器MC68HC912DG128A四、典型32位微处理器结构和特点1.ARM处理器2.MIPS系列3.PowerPC五、DSP处理器结构和特点1.数字信号处理器的特点2.典型的数字信号处理器3.DSP的发展方向六、多核处理器的结构和特点1.多核处理器概述2.典型多核处理器介绍2.2嵌入式系统的存储体系一、存储器系统概述1.存储器系统的层次结构2.高速缓存(cache)3.存储管理单元MMU二、嵌入式系统存储设备分类1.嵌入式系统的存储器2.存储器部件的分类3.存储器的组织和结构的描述三、ROM的种类和选型1.常见ROM的种类2.PROM、EPROM、E2PROM型ROM的各自典型特征和不同点四、Flash Memory的种类和选型1.Flash Memory的种类(NOR和NAND型)2.NOR和NAND型Flash Memory各自的典型特征和不同点五、RAM的种类和选型1.常见RAM的种类(SRAM、DRAM、DDRAM)2.SRAM、DRAM、DDRAM各自的典型特征和不同点六、外部存储器的种类和选型1.外存概述2.硬盘存储器的基本结构与分类3.光盘存储器4.标准存储卡(CF卡)5.安全数据卡(SD卡)2.3嵌入式系统输入输出设备一、嵌入式系统常用输入输出设备1.概述2.键盘、鼠标3.触摸屏4.显示器5.打印机6.图形图像摄影输入设备二、GPIO原理与结构1.原理2.结构三、AD接口的基本原理和结构1.概述2.AD转换方法3.AD转换的重要指标四、DA接口的基本原理和结构1.DA转换的工作原理2.DA转换的主要指标五、键盘接口基本原理与结构1.键盘的分类2.用ARM芯片实现键盘接口六、显示接口的基本原理与结构1.液晶显示器LCD显示接口原理与结构2.电致发光3.LCD种类4.LCD的设计方法5.其他显示接口原理与结构七、显示接口的基本原理与结构1.触摸屏原理2.电阻触摸屏的有关技术3.触摸屏的控制4.触摸屏与显示屏的配合八、音频接口基本原理与结构1.音频数据类型2.IIS音频接口总线2.4嵌入式系统总线接口一、串行接口基本原理与结构1.串行通信的概念2.串行数据传送模式3.RS232串行接口4.RS422串行接口5.RS485串行总线接口二、并行接口基本原理与结构1.并行接口的分类2.并行总线三、PCI总线1.概述2.特点3.32位PCI系统的引脚分类4.PCI总线进行读操作四、USB通用串行总线1.概念2.主要性能特点B系统描述4.物理接口B电压规范6.总线协议7.健壮性B接口工作原理五、SPI串行外围设备接口1.概念2.使用信号3.同外设进行连接以及原理4.工作模式六、IIC总线1.概念2.特点3.操作模式4.通用传输过程及格式5.工作原理七、PCMCIA接口1.内存卡的种类2.16位PCMCIA接口的规范与结构2.5嵌入式系统网络接口一、以太网接口基本原理与结构1.以太网基础知识2.嵌入式以太网接口的实现方法3.在嵌入式系统中主要处理的以太网协议4.网络编程接口二、CAN总线1.概念2.特点3.位时间的组成4.CAN总线的帧数据格式5.在嵌入式处理器上扩展CAN总线接口三、XDSL接口的基本原理和结构1.概念2.XDSL技术的分析3.各类XDSL的特点四、无线以太网基本原理与结构1.概念2.标准3.网络结构4.接口设计和调试五、蓝牙接口基本原理与结构1.蓝牙技术2.蓝牙技术的特点3.蓝牙接口的组成4.链路管理与控制5.蓝牙接口的主要应用六、1394接口基本原理与结构1.发展过程2.应用领域3.IEEE 1394的特点4.IEEE 1394的协议结构2.6嵌入式系统电源一、电源接口技术1.AC电源2.电池3.稳压器二、电源管理技术1.电源管理技术2.降低功耗的设计技术2.7电子电路设计基础一、电路设计1.电路设计原理2.电路设计方法(有效步骤)二、PCB电路设计1.PCB设计原理2.PCB设计方法(有效步骤)3.多层PCB设计的注意事项(布线的原则)4.PCB螯合剂中的可靠性知识三、电子设计1.电子设计原理四、电子电路测试1.电子电路测试原理与方法2.硬件抗干扰测试嵌入式系统软件及操作系统知识3.1嵌入式软件基础一、嵌入式软件概述1.嵌入式软件的定义2.嵌入式软件的特点二、嵌入式软件分类1.系统软件2.应用软件3.支撑软件三、嵌入式软件的体系结构1.无操作系统的情形2.有操作系统的情形四、设备驱动层1.板级支持包2.引导加载程序3.设备驱动程序五、嵌入式中间件1.定义2.基本思想3.分类3.2嵌入式操作系统概述一、嵌入式操作系统的概念1.概述2.功能3.特点4.组件二、嵌入式操作系统的分类1.按系统的类型分类2.按响应时间分类3.按软件结构分类三、常见的嵌入式操作系统1.Vxworks2.嵌入式linux3.Windows CE4.Uc/os-II5.Palm OS3.3任务管理一、单道程序技术和多道程序技术1.定义2.实例二、进程、线程和任务1.进程2.线程3.任务三、任务的实现1.任务的层次结构2.任务的创建与终止3.任务的状态4.任务控制块TCB5.任务切换6.任务队列四、任务调度1.任务调度概述2.先来先服务算法3.短作业优先算法4.时间片轮转算法5.优先级算法五、实时系统调度1.任务模型2.RMS算法(单调速率调度算法)3.EDF算法(最早期限优先调度算法)六、任务间的同步与互斥1.任务之间的关系2.任务互斥3.任务互斥的解决方案4.信号量5.任务同步6.死锁7.信号七、任务间通信1.概念2.分类3.共享内存4.消息传递5.管道3.4存储管理一、存储管理概述1.存储管理方式2.内存保护3.实时性要求二、存储管理方案的种类1.实模式方案2.保护模式方案三、分区存储管理1.概念2.固定分区存储管理3.可变分区存储管理4.分区存储管理实例四、地址映射1.地址映射概述2.静态地址映射3.动态地址映射五、页式存储管理1.基本原理2.数据结构3.内存的分配与回收4.地址映射5.页式存储管理方案的特点六、虚拟存储管理1.程序局部性原理2.虚拟页式存储管理3.页面置换算法4.工作集模型3.5设备管理一、设备管理基础1.概述2.访问硬件寄存器的方法二、IO控制方式1.程序循环检测方式2.中断驱动方式3.直接内存访问方式(DMA)三、IO软件1.中断处理程序2.设备驱动程序3.设备独立的IO软件4.用户空间的IO软件3.6文件系统一、嵌入式文件系统概述1.基本概念2.嵌入式文件系统同桌面文件系统的区别3.常见的嵌入式文件系统二、文件和目录1.文件的基本概念2.文件的使用3.目录三、文件系统的实现1.数据块2.文件的实现3.目录的实现4.空闲空间管理嵌入式软件程序设计4.1嵌入式软件开发概述一、嵌入式应用开发过程1.步骤2.与桌面系统开发的区别3.示例二、嵌入式软件开发的特点1.需要交叉编译工具2.通过仿真手段调试3.开发板是中间目标机4.可利用的资源有限5.需要与硬件打交道三、嵌入式软件开发的挑战1.软硬件协同设计2.嵌入式操作系统3.代码优化4.有限的IO功能4.2嵌入式程序设计语言一、概述二、程序设计语言概述1.低级语言与高级语言2.汇编程序、编译程序、解释程序3.程序设计语言的定义4.程序语言的发展概述5.嵌入式程序设计语言三、汇编语言1.基本原理2.ARM汇编语言四、面向过程的语言1.基本概念2.数据成分3.运算成分程序语言的运算成分4.控制成分五、面向对象的语言1.面向对象的基本概念2.面向对象的程序设计语言六、汇编、编译与解释程序的基本原理1.汇编程序基本原理2.编译程序基本原理3.解释程序基本原理4.3嵌入式软件开发环境一、要求二、宿主机、目标机1.宿主机2.目标机3.宿主机与目标机的连接三、嵌入式软件开发工具1.软件开发阶段2.编辑器3.编译器4.调试及调试工具5.软件工程工具四、集成开发环境1.IDE的发展2.Tornado3.WindowsCE应用程序开发工具4.Linux环境下的集成开发环境4.4嵌入式软件开发一、嵌入式平台选型1.嵌入式系统设计的阶段2.软硬件平台的选择二、软件设计1.软件设计的任务2.模块结构设计3.结构化软件设计方法4.面向对象软件设计方法三、嵌入式程序设计1.BootLoader设计2.设备驱动程序设计3.网络应用程序设计四、编码1.编码过程2.编码准则3.编码技术五、测试1.软件测试2.测试的任务3.测试的方法和分类4.嵌入式软件测试的步骤5.覆盖测试六、下载和运行1.TFTP2.编程器的固化4.5嵌入式软件移植一、概述1.嵌入式软件的特点2.可移植性和可重用性的考虑3.嵌入式应用软件的开发4.嵌入式软件的移植二、无操作系统的软件移植1.概述2.基于层次化的嵌入式应用软件的设计三、有操作系统的软件移植1.概述2.示例四、应用软件的移植1.应用软件实现涉及的两方面2.移植应用软件是需考虑的因素3.软件开发时需遵守的原则嵌入式系统开发与维护知识5.1系统开发过程及其项目管理一、概述二、系统开发生命周期各阶段的目标和任务的划分方法1.常用开发模型1.1边做边修改模型1.2瀑布模型1.3快速原型模型1.4增量模型1.5螺旋模型1.6演化模型2.需求分析3.设计3.1系统架构设计3.2硬件子系统设计3.3软件子系统设计4.系统集成与测试三、系统开发项目管理基础知识及常用的管理工具1.项目管理概述2.项目范围管理3.项目成本管理4.项目时间管理5.软件配置管理6.软件配置管理的解决方案四、系统开发工具与环境知识1.建模工具2.编程工具3.测试工具5.2系统分析基础知识一、系统分析的目的和任务1.需求工程的概念2.相关术语二、用户需求1.概念2.关于Ada编程环境的需求示例3.编辑软件设计模型的CASE需求文档的示例4.特别的用户需求示例三、系统需求1.概念2.替代自然语言描述的系统分析方法四、系统规格说明书的编写方法1.系统规格说明书2.书写用户需求应遵循的简单原则3.需求文档的可能用户以及使用文档的方式4.Heninger(1980)对软件需求文档提出的要求5.IEEE标准为需求文档提出的结构6.编写系统规格说明书应重点注意的内容5.3系统设计知识一、传统的设计方法1.瀑布模型的组成部分2.瀑布模型法的优缺点3.传统的嵌入式系统的设计4.软硬件协同设计二、实时系统分析与设计1.实时系统分析阶段的主要任务2.实时系统的开发方法三、软硬件协同设计方法1.软硬件协同设计在实际应用中的表现2.软硬件协同设计的流程3.软硬件协同设计的优点4.系统涉及到组成部分5.4系统实施基础一、系统架构设计1.系统架构设计在软件生命周期中的作用2.系统架构设计原则和概念二、系统详细设计1.系统详细设计在软件生命周期中的作用2.系统详细设计阶段用到的设计方法概述三、系统测试1.系统测试在软件生命周期中的作用2.系统测试类型3.系统测试的策略5.5系统维护知识一、系统运行管理1.运行管理制度2.日常运行管理内容3.系统软件及文档管理二、系统维护知识1.系统可维护性概念2.系统维护的内容及类型3.系统维护的管理和步骤三、系统评价知识1.系统评价的目的和任务2.系统评价的指标嵌入式系统设计6.1嵌入式系统设计的特点一、嵌入式系统设计的主要任务二、嵌入式系统的设计方法三、嵌入式系统的特点1.软硬件协调并行开发2.嵌入式系统通常是面向特定应用的系统3.实时嵌入式操作系统的多样性RTOS4.与台式机相比,可利用资源很少5.嵌入式系统设计需要交叉开发环境6.嵌入式系统的程序需要固化7.嵌入式系统的软件开发难度较大8.嵌入式应用软件的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持9.其他方面6.2嵌入式系统的设计流程一、概述1.嵌入式系统的设计和开发要求2.嵌入式系统的设计和开发流程的阶段二、产品定义1.产品功能与产品性能2.产品定义三、嵌入式系统的软硬件划分1.性能原则2.性价比原则3.资源利用率原则四、嵌入式系统硬件设计1.概述2.嵌入式系统硬件的选择3.硬件功能模块划分4.硬件的可靠性五、嵌入式系统的软件设计1.嵌入式开发过程中的角色2.进行嵌入式系统软件设计时需要考虑的方面六、系统集成和测试1.系统集成过程中,可以分阶段运行测试程序2.嵌入式系统集成过程中的调试工具3.嵌入式系统的软件测试的方法6.3设计示例:嵌入式数控系统一、嵌入式系统采用的设计方法1.传统设计方法2.软硬件协同设计方法二、数控系统简介1.概述C系统构成三、需求分析1.功能要求2.非功能要求四、系统体系结构设计1.系统软硬件划分2.硬件系统划分3.系统软件功能划分五、硬件设计1.板级设计2.芯片级硬件设计六、软件设计1.软件接口设计2.系统软件模块划分七、系统集成与测试1.功能干涉测试2.压力测试3.容量测试4.性能测试5.安全测试6.容错测试。

嵌入式系统基础知识考试

嵌入式系统基础知识考试

嵌入式系统基础知识考试(答案见尾页)一、选择题1. 嵌入式系统的核心是什么?A. 中央处理器(CPU)B. 内存(RAM)C. 输入输出设备D. 操作系统和软件2. 嵌入式系统的显著特点包括:A. 低功耗B. 高性能C. 可定制性D. 上下文感知3. 在嵌入式系统中,通常使用哪种编程语言进行开发?A. 汇编语言B. C语言C. JavaD. Python4. 嵌入式系统通常用于哪些领域?A. 消费电子产品B. 工业控制系统C. 汽车电子D. 以上都是5. 下列哪个不是嵌入式系统的组成部分?A. 微控制器(MCU)B. 存储器C. 显示屏D. 键盘和鼠标6. 在嵌入式系统设计中,硬件和软件是如何相互作用的?A. 硬件负责数据处理和控制,软件负责程序执行和用户交互。

B. 软件负责硬件管理,硬件负责数据存储和处理。

C. 硬件和软件完全独立,互不干扰。

D. 硬件和软件相互依赖,共同工作。

7. 嵌入式系统中的实时性是指什么?A. 系统能够在预定时间内响应外部事件。

B. 系统能够处理大量数据。

C. 系统具有高度可扩展性。

D. 系统具有高可靠性。

8. 在嵌入式系统开发过程中,调试是一个重要环节。

常用的调试方法有哪些?A. 使用调试器B. 使用打印语句C. 使用模拟器D. 以上都是9. 嵌入式系统的低功耗设计通常涉及哪些方面?A. 选择低功耗的微处理器B. 优化代码以减少能耗C. 使用高效的电源管理模块D. 以上都是10. 在嵌入式系统应用中,如何确保系统的安全性和可靠性?A. 使用高质量的组件和材料B. 定期进行系统更新和维护C. 实施严格的安全措施,如防火墙和加密技术D. 以上都是11. 嵌入式系统的基本工作原理是什么?A. 单任务处理B. 多任务处理C. 实时处理D. 分布式处理12. 嵌入式系统的硬件通常包括哪些组件?A. CPU、内存、I/O设备B. CPU、内存、操作系统C. CPU、内存、软件D. CPU、内存、网络接口卡13. 下列哪个不是嵌入式系统的特点?A. 低功耗B. 高性能C. 紧凑的存储空间D. 可靠性高14. 在嵌入式系统中,常用的操作系统有哪些?A. Windows CEB. LinuxC. VxWorksD. all of the above15. 嵌入式系统中的软件通常分为哪几类?A. 系统软件和应用软件B. 驱动程序、中间件和应用软件C. 系统软件、中间件和应用软件D. 操作系统、驱动程序和应用软件16. 在嵌入式系统的开发过程中,常用的编程语言有哪几种?A. CB. C++C. JavaD. Python17. 嵌入式系统在智能家居中的应用有哪些?A. 智能家电控制B. 安全监控C. 能源管理D. 上述所有18. 在设计嵌入式系统时,需要考虑的主要因素有哪些?A. 性能、成本、可用性B. 成本、功耗、安全性C. 性能、功耗、安全性D. 性能、成本、安全性19. 嵌入式系统的特点是?A. 高度集成B. 高速运行C. 易于维护D. 以上都是20. 嵌入式系统中的“嵌入式”一词指的是什么?A. 系统可以嵌入其他系统中B. 系统可以独立运行C. 系统体积小,适合嵌入其他设备中D. 系统对外部环境敏感21. 在嵌入式系统中,哪种类型的存储器通常用于存储程序和数据?A. 随机存取存储器(RAM)B. 只读存储器(ROM)C. 闪存(Flash Memory)D. 硬盘驱动器(HDD)22. 嵌入式系统开发中常用的编程语言有哪几种?A. C语言B. C++C. JavaD. Python23. 在嵌入式系统设计中,硬件和软件的协同工作是非常重要的。

嵌入式操作系统基础知识

嵌入式操作系统基础知识

嵌入式操作系统基础知识嵌入式操作系统是指运行在嵌入式系统中的操作系统。

它是一种特殊的操作系统,具有高度的实时性、可靠性和稳定性,应用于嵌入式系统领域。

嵌入式操作系统的基础知识包括操作系统的概念、嵌入式系统的特点、嵌入式操作系统的分类、嵌入式操作系统的设计原则以及嵌入式操作系统的应用等方面。

首先,操作系统是指管理计算机软硬件资源、控制程序运行、为用户提供接口的系统软件。

在嵌入式系统中,操作系统需要具有高度的实时性和可靠性,能够适应各种硬件平台和应用环境。

其次,嵌入式系统的特点主要包括资源受限、功耗低、体积小、价格低等方面。

这些特点对于嵌入式操作系统的设计和实现都提出了更高的要求。

嵌入式操作系统可以分为裸机操作系统和实时操作系统两种。

裸机操作系统是指没有任何操作系统支持的程序设计,程序本身必须包括对外设的访问和处理,开发难度较大;实时操作系统是指具有高度实时性的操作系统,其特点是实时性好、可靠性高、效率高,常用于控制系统等领域。

常见的实时操作系统包括VxWorks、RTLinux等。

嵌入式操作系统的设计原则主要包括简洁、高效、可靠、可移植等方面。

简洁是指嵌入式操作系统的核心功能尽量简单,代码量要小;高效是指嵌入式操作系统要具有快速响应、占用空间小等特点;可靠是指嵌入式操作系统要具有稳定性、可用性、可维护性等特点;可移植是指嵌入式操作系统应该能够适应各种硬件平台和应用环境。

嵌入式操作系统的应用广泛,包括通信设备、工业自动化、医疗设备、汽车电子、智能家居等领域。

例如,手机中的操作系统就是嵌入式操作系统之一。

总之,嵌入式操作系统是一个广泛应用于嵌入式系统领域的特殊操作系统,具有高度的实时性、可靠性和稳定性。

在嵌入式操作系统的设计和实现中,需要遵循简洁、高效、可靠、可移植等设计原则。

嵌入式操作系统的应用范围广泛,在各种电子产品中都有应用。

嵌入式系统设计

嵌入式系统设计

嵌入式系统设计嵌入式系统设计是指针对特定应用领域的需求,将硬件和软件相结合,设计和开发一种特定功能的计算机系统。

这种系统通常被嵌入到其他设备中,以控制和管理设备的操作。

1. 嵌入式系统设计的基本概念:嵌入式系统是一种专用计算机系统,它被嵌入到其他设备中,用于实现特定的功能。

与通用计算机系统不同,嵌入式系统设计要考虑资源有限、功耗低、尺寸小等因素。

嵌入式系统设计需要深入了解应用领域的需求,选择适合的处理器、外设和软件平台来实现系统功能。

2. 嵌入式系统设计的硬件层面:在嵌入式系统设计中,硬件层面主要涉及选择适当的处理器、外设和电路设计。

处理器选择要考虑功耗、性能和成本等因素。

外设选择要根据系统功能需求,例如传感器、执行器、通信接口等。

电路设计要考虑电源管理、时序控制、信号处理等。

3. 嵌入式系统设计的软件层面:嵌入式系统设计的软件层面主要涉及系统软件和应用软件的开发。

系统软件包括操作系统、驱动程序等,用于管理硬件资源和提供系统服务。

应用软件则根据系统功能需求开发,例如数据处理、通信协议等。

在嵌入式系统设计中,软件的优化和调试是非常重要的,以确保系统的稳定性和性能。

4. 嵌入式系统设计的系统集成:嵌入式系统设计的一个重要环节是系统集成。

在集成过程中,将硬件和软件组合在一起,进行功能验证和调试。

系统集成要考虑硬件和软件之间的接口和通信,确保各个组件能够正常协同工作。

同时,还需要进行性能测试和系统验证,以确保系统能够满足设计要求。

5. 嵌入式系统设计的开发流程:嵌入式系统设计的开发流程通常包括需求分析、系统设计、硬件开发、软件开发、系统集成和测试等阶段。

在需求分析阶段,要明确系统功能和性能需求。

在系统设计阶段,要选择合适的处理器、外设和软件平台,并进行系统架构设计。

在硬件开发和软件开发阶段,要分别进行硬件和软件的详细设计和开发。

在系统集成和测试阶段,要进行功能验证和性能测试,确保系统能够正常工作。

综上所述,嵌入式系统设计是一项综合性的工程,涉及硬件和软件两个层面。

嵌入式培训课程大纲

嵌入式培训课程大纲

嵌入式培训课程大纲一、课程导言前言培训目标培训对象课程概述二、嵌入式系统基础知识1. 嵌入式系统概述- 定义和特点- 应用领域- 发展趋势2. 嵌入式系统硬件基础- 微处理器和微控制器- 控制芯片及外围设备- 传感器和执行器3. 嵌入式系统软件基础- 实时操作系统- 设备驱动程序- 中断和异常处理4. 嵌入式系统开发流程- 硬件设计流程- 软件开发流程三、嵌入式系统设计与开发1. 嵌入式系统设计方法论 - 系统需求分析- 系统架构设计- 硬件与软件接口设计2. 嵌入式系统开发工具介绍 - 集成开发环境(IDE) - 调试工具- 仿真工具3. 嵌入式系统软件开发- 编程语言选择- 嵌入式编程技巧- 软件测试与调试四、嵌入式系统通信与网络1. 嵌入式系统通信基础 - 串口通信- 并行通信- USB通信2. 嵌入式系统网络通信 - TCP/IP协议栈- Ethernet通信- 无线通信技术五、嵌入式系统电源管理1. 电源管理概述- 电源类型与选择- 嵌入式系统功耗优化 2. 电源管理电路设计- 电源管理芯片选型- 低功耗设计技巧- 电源管理电路实例3. 电池与充电管理- 电池种类与选用- 充电电路设计原则六、嵌入式系统安全与测试1. 嵌入式系统安全性- 操作系统安全- 数据安全与加密- 网络安全2. 嵌入式系统测试方法- 单元测试- 集成测试- 系统测试3. 嵌入式系统可靠性与稳定性 - 故障处理与恢复- 系统监控与维护七、嵌入式系统案例分析1. 嵌入式系统应用案例- 智能家居- 智能交通- 医疗仪器2. 嵌入式系统设计案例- 硬件设计案例- 软件开发案例- 系统集成案例八、课程实践与综合项目1. 嵌入式系统设计实践- 硬件设计实验- 软件开发实验2. 综合项目实践- 嵌入式系统综合设计项目 - 实际应用案例开发结语总结回顾培训证书颁发注:以上为嵌入式培训课程大纲,课程内容可根据实际需求进行调整和扩展。

嵌入式系统工程师软考题目

嵌入式系统工程师软考题目

嵌入式系统工程师软考题目作为嵌入式系统工程师,软考题目涵盖了广泛的知识领域。

下面我将从不同角度回答你的问题,包括嵌入式系统的基础知识、硬件设计、软件开发、系统集成和测试等方面。

1. 嵌入式系统基础知识:什么是嵌入式系统?嵌入式系统是一种特定功能的计算机系统,通常被嵌入到其他设备中,用于控制、监测或执行特定任务。

嵌入式系统的特点有哪些?嵌入式系统通常具有实时性要求、资源受限、功耗低、体积小等特点。

嵌入式系统的组成部分有哪些?嵌入式系统由处理器、存储器、外设、操作系统和应用软件等组成。

2. 硬件设计:嵌入式系统的硬件设计流程是什么?硬件设计流程包括需求分析、系统设计、电路设计、PCB设计、原型制作和验证等阶段。

嵌入式系统的电路设计中常用的模块有哪些?常用的模块包括处理器模块、存储器模块、接口模块和电源模块等。

如何提高嵌入式系统的可靠性和稳定性?可以采用冗余设计、错误检测与纠正技术、抗干扰设计和可靠性测试等方法。

3. 软件开发:嵌入式系统的软件开发流程是什么?软件开发流程包括需求分析、架构设计、模块设计、编码实现、调试测试和集成等阶段。

嵌入式系统常用的开发语言有哪些?常用的开发语言包括C、C++、汇编语言和脚本语言等。

嵌入式系统的软件调试方法有哪些?常用的软件调试方法包括仿真调试、在线调试和远程调试等。

4. 系统集成和测试:嵌入式系统的系统集成流程是什么?系统集成流程包括硬件与软件的集成、外设的连接与驱动、系统功能的测试和性能优化等步骤。

嵌入式系统的测试方法有哪些?常用的测试方法包括单元测试、集成测试、系统测试、性能测试和可靠性测试等。

如何解决嵌入式系统中的性能问题?可以通过优化算法、硬件加速、并行处理和资源管理等方法来解决性能问题。

以上是对嵌入式系统工程师软考题目的多角度回答,涵盖了嵌入式系统的基础知识、硬件设计、软件开发、系统集成和测试等方面。

希望能对你有所帮助。

嵌入式系统设计与开发

嵌入式系统设计与开发

嵌入式系统设计与开发嵌入式系统设计与开发是一门综合性较强的学科,涵盖了电子、计算机、通信等多个领域的知识。

随着科技的进步,嵌入式系统在各个领域得到了广泛应用,比如智能手机、智能家居、汽车等。

本文将详细介绍嵌入式系统设计与开发的相关内容和步骤。

一、嵌入式系统设计与开发的基本概念1. 嵌入式系统的定义:嵌入式系统是一种特定用途的计算机系统,嵌入在其他电子设备中,用于控制、监视和与外部环境交互。

2. 嵌入式系统的特点:实时性、稳定性、低功耗、小型化等。

二、嵌入式系统设计与开发的步骤1. 需求分析:了解用户需求,确定系统功能和性能要求,并进行需求分析和评估。

2. 系统设计:根据需求分析的结果,进行系统设计。

包括硬件设计和软件设计两个方面。

- 硬件设计:选择合适的处理器、内存、存储器等硬件组件,并进行电路设计和布板。

- 软件设计:编写嵌入式系统的软件程序,包括驱动程序、操作系统、应用程序等。

3. 硬件实现:根据硬件设计的结果,进行硬件实现。

包括电路板的制造和组装、设备的调试和测试等。

4. 软件实现:根据软件设计的结果,进行软件的实现。

包括编写代码、进行编译、连接、调试和测试等。

5. 系统集成:将硬件和软件进行集成,进行整体调试和测试。

确保系统的功能完善和性能稳定。

6. 系统验证和测试:对整个系统进行验证和测试,评估系统的可靠性、实时性和性能等。

7. 系统优化和调优:根据验证和测试的结果,对系统进行优化和调优,改进系统的性能和稳定性。

8. 系统部署和上线:将优化后的系统部署到实际环境中,并进行上线运行。

三、嵌入式系统设计与开发的技术要点1. 硬件选型:选择合适的处理器、内存、存储器等硬件组件,根据系统需求进行选型。

2. 软件开发:根据需求分析,进行软件的开发。

可选择C语言、汇编语言等进行编程。

3. 实时性设计:嵌入式系统对实时性要求较高,需要进行实时性设计,确保系统的响应速度和稳定性。

4. 低功耗设计:嵌入式系统通常工作在电池供电条件下,需要进行低功耗设计,延长系统的使用时间。

嵌入式系统

嵌入式系统

第三节 嵌入式应用软件与开发平台
嵌入式窗口系统 是一种用于控制嵌入式系统中的位映像显示设备与输 入设备的软件系统,管理屏幕、窗口、字体、光标、 入设备的软件系统,管理屏幕、窗口、字体、光标、图形图 像等资源及输入设备。 像等资源及输入设备。 1、图形用户界面系统的层次模型
第三节 嵌入式应用软件与开发平台
第二节 嵌入式系统的组成
3、存储器 主要分为三种: 主要分为三种: 高速缓存(Cache)、片内主存和片外主存、外存。 )、片内主存和片外主存 高速缓存(Cache)、片内主存和片外主存、外存。 高速缓存: 高速缓存: 高速缓存是存放当前使用最多的程序代码和数据的。 高速缓存是存放当前使用最多的程序代码和数据的。嵌 入式系统中,Cache全部集成在嵌入式微处理器内部 全部集成在嵌入式微处理器内部, 入式系统中,Cache全部集成在嵌入式微处理器内部,可以分 为数据Cache 指令Cache和混合Cache Cache, Cache和混合Cache。 为数据Cache,指令Cache和混合Cache。 主存: 主存: 用来存放系统和用户的程序和数据。 用来存放系统和用户的程序和数据。 外存: 外存: 用来存放不常用的或暂不使用的信息。 用来存放不常用的或暂不使用的信息。
1、运行j2me的嵌入式主要有两大类: 运行j2me的嵌入式主要有两大类: j2me的嵌入式主要有两大类 第一类是受限连接设备:智能手机、PDA等 第一类是受限连接设备:智能手机、PDA等。 第二类是连接设备:车用导航、机顶盒、 第二类是连接设备:车用导航、机顶盒、数字电视以及可视 电话。 电话。
第三节 嵌入式应用软件与开发平台
嵌入式系统设计 嵌入式系统设计
主要讨论两部分内容
嵌入式系统的基本知识 嵌入式系统的开发设计

嵌入式系统基础知识

嵌入式系统基础知识
存储器 输入 输出 硬件 结构
处理器
嵌入式系统软件平台


在设计简单的应用程序时,可以不使用操作系 统,但在设计较复杂的程序时,可能就需要一个 操作系统来管理和控制存储器、多任务和各种 资源等. 实时嵌入式系统其最大特点就是程序的执行具 有确定性。μC/OS和μC Linux是广泛应用的实 时嵌入式操作系统,而WindowsCE2.0就是一个 多任务分时系统。
2) 单片机(嵌入式应用)属于专用计算机,主
要用于智能仪表及传感器、智能家电、智能办公 设备、汽车及军事电子设备等系统。
单片机是应工业测控的需要而诞生的,它的结构与指令功能 都是按照工业控制要求设计的,故又称单片微控制器。
MCU (Microcontroller Unit)。
单片机特点: (1)体积小,重量轻;
1
嵌入式系统的定义及体系结构 2 嵌入式系统的应用领域 3 什么是单片机
4 单片机的基本组成
5 嵌入式系统开发流程
应用场合
汽车电子 消费电子 工业控制
网络应用 无线通讯
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家用电器:洗碗机,洗衣机,电 视。。。。 手持电子:蓝牙耳机,游戏机,PDA 娱乐产品:数码音乐,CD,DC,DV 计算机外围:LCD,Mouse,Keyboard

CAD中的嵌入式系统设计知识点

CAD中的嵌入式系统设计知识点

CAD中的嵌入式系统设计知识点嵌入式系统设计在现代科技领域中扮演着重要的角色,它将计算机技术与硬件系统相结合,应用于各个领域,如汽车、通信、医疗等。

而在嵌入式系统设计中,计算机辅助设计(CAD)起到了至关重要的作用。

本文将介绍CAD中的嵌入式系统设计知识点,供读者参考和学习。

一、嵌入式系统的概述嵌入式系统是指将计算机系统嵌入到其他设备中,用于完成特定功能的计算机系统。

它通常具有体积小、功耗低、实时性能强等特点。

在嵌入式系统设计中,我们需要考虑硬件设计、软件设计以及系统集成等各个方面的问题。

二、CAD在嵌入式系统设计中的应用1. 电路设计在嵌入式系统的硬件设计过程中,电路设计是一个重要的环节。

通过使用CAD工具,设计师可以建立电路图,进行电路元件的选择、布局和连接等操作。

CAD软件可以帮助设计师提高设计的精度和效率,减少错误和重复工作。

2. PCB设计在电路设计完成后,需要将电路图转化为实际的PCB(Printed Circuit Board)设计。

CAD软件可以帮助设计师进行PCB布局、走线和连接等操作。

通过CAD工具,可以实现电路的最佳布局,减小电路板的尺寸,提高整体性能。

3. 软件开发嵌入式系统的软件开发是设计过程中不可或缺的一部分。

CAD工具在软件开发中主要用于模拟和调试等方面。

设计师可以通过CAD软件搭建嵌入式软件的开发环境,并进行仿真和调试操作。

这可以大大提高软件开发的效率和质量。

4. 系统集成嵌入式系统的系统集成是将硬件和软件进行整合,使它们协同工作的过程。

CAD工具可以帮助设计师进行系统级别的仿真和验证,确保整个嵌入式系统的功能和性能正常。

CAD工具还可以帮助设计师进行系统级别的优化和调试,提高系统的可靠性和稳定性。

三、CAD中的嵌入式系统设计工具1. Altium DesignerAltium Designer是一款功能强大的EDA(Electronic Design Automation)软件,广泛应用于嵌入式系统设计领域。

嵌入式电路基础知识

嵌入式电路基础知识

嵌入式电路基础知识嵌入式电路是一种集成了处理器、存储器和其他功能电路的特殊电路系统,通常用于控制和管理电子设备的各种功能。

本文将介绍嵌入式电路的基础知识,包括嵌入式系统的结构、常见的嵌入式处理器和常用的嵌入式开发工具。

一、嵌入式系统的结构嵌入式系统由三个基本组成部分构成:处理器、存储器和输入输出设备。

处理器是嵌入式系统的核心,负责执行指令和控制系统的各个功能。

存储器用于存储程序和数据,包括RAM(随机存取存储器)和ROM(只读存储器)两种类型。

输入输出设备用于与外部环境进行交互,如显示器、键盘、传感器等。

二、常见的嵌入式处理器嵌入式处理器根据其体系结构可以分为CISC(复杂指令集计算机)和RISC(精简指令集计算机)两种类型。

CISC处理器指令集复杂,可以执行较为复杂的操作,适用于需要高性能的应用场景。

RISC处理器指令集简化,执行速度较快,适用于对性能要求不高但功耗要求低的应用场景。

常见的嵌入式处理器有ARM、MIPS和PowerPC等。

三、常用的嵌入式开发工具嵌入式开发工具是用于嵌入式系统设计和开发的软件工具。

常见的嵌入式开发工具包括集成开发环境(IDE)、编译器、调试器和仿真器等。

IDE是一个集成了编程编辑器、编译器、调试器和其他开发工具的软件平台,可以提供开发者所需的一站式开发环境。

编译器用于将高级语言代码转换为机器语言代码,使处理器能够执行相应的指令。

调试器用于调试和测试嵌入式系统,帮助开发者定位和修复系统中的错误。

仿真器可以模拟嵌入式系统的运行环境,帮助开发者在没有实际硬件的情况下进行系统开发和测试。

四、嵌入式系统的应用领域嵌入式系统广泛应用于各个领域,如消费电子、汽车、医疗设备、工业自动化等。

在消费电子领域,嵌入式系统被广泛应用于智能手机、平板电脑、智能电视等设备中,实现各种功能和服务。

在汽车领域,嵌入式系统用于车载导航、车载娱乐、车辆控制等方面,提升驾驶体验和安全性能。

在医疗设备领域,嵌入式系统被应用于医疗监护、手术辅助和健康管理等方面,为医疗行业带来创新和便利。

第一章嵌入式系统基础

第一章嵌入式系统基础
硬件
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

嵌入式基础简答题

嵌入式基础简答题

嵌入式基础简答题一、基础知识1、什么是代码的临界区?答:代码的监界区是指处理时不可分割的代码,运行这些代码不允许被打断。

一旦这部分代码开始执行,则不允许任何中断打入。

2、什么是嵌入式系统?答: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,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积及功耗严格要求的专用计算机系统,具有完成复杂功能的硬件和软件且紧密耦合在一起的计算机系统。

3、什么是嵌入式操作系统?为何要使用嵌入式操作系统?答:运用在嵌入式系统上的实时操作系统,具有事件驱动和任务调度功能,且在有限时隙内能完成事件的响应和进程的切换,能可靠、实时、灵活地管理嵌入式系统上的各种资源和任务。

使用嵌入式操作系统,能方便实时应用软件的开发和有机地整合,能有效地管理和协调各项工作,因此是开发和运行非常重要的环境。

4、ARM状态与Thumb状态的互换以什么条件来判断?似举出状态从ARM到Thumb或从Thumb到ARM切换的例子。

答:其互换条件是执行BX 指令时,判断的最低一位b0是否为0或为1来确定的,当b0为0时,则执行的程序是ARM状态的32位指令程序,当b0为1时,则执行的程序是Thumb状态的16位指令程序。

如下例:;从ARM状态转变为Thumb状态LDR R0,Lable+1BX R0;从Thumb状态转变为ARM状态LDR R0, LableBX R05、ARM体系结构支持多少种处理器模式,分别是什么?答:ARM体系结构支持7种处理器模式,分别是用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、未定义模式和系统模式。

6、子程序利用R14(LR),获得返回到主程序的下条指令,通常有直接输入法和堆栈方法,试填写下面两种方法的代码:MOV PC,LR或STMFD SP!,{, LR }LDMFD SP!, {, PC }7、什么是小端存储?什么是大端存储?答:小端存储就是其存储格式为保存的字最低地址的字节看作是最低位字节,最高地址字节被看作是最高位字节。

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嵌入式系统设计的基础知识嵌入式系统是指嵌入到其他设备中,完成特定功能的计算机系统。

常见的嵌入式系统包括智能手机、数字电视机顶盒、汽车电子、工业自动化等领域。

因为嵌入式系统通常空间、能耗、成本要求都非常严苛,所以它们和通用计算机相比有很多不同之处。

本文将从嵌入式系统设计的角度,介绍嵌入式系统设计的基础知识。

一、嵌入式系统的硬件设计基础知识
嵌入式系统的硬件设计是指对嵌入式系统的各个硬件组成部分进行设计、选型、集成、排布的过程。

嵌入式系统的硬件设计必须考虑以下几个方面。

1.芯片选型
单片机(MCU)是嵌入式系统常用的芯片,由于嵌入式系统对芯片的集成度要求很高,常用的MCU都集成了很多模拟和数字外设如模数转换器(ADC)、通用异步收发器(UART)、同步串行收发器(SPI)、I2C接口等,可以很方便地与外部设备进行通
讯。

当然,其他器件如FPGA、DSP等也可以作为嵌入式系统的
芯片。

2.电源选择
嵌入式系统的电源选择不仅要考虑芯片的输入电压特性,还要
考虑嵌入式系统的整体功耗和稳定性,特别是对于多电压需求的
系统更要注意电源的设计。

3.尺寸和布局
嵌入式系统的尺寸和布局既要考虑外部尺寸限制,又要考虑内
部线路的布局和信号的传输特性。

因为一旦系统原型被制作出来,改动就会变得十分困难,这就要求硬件设计人员对布局的精确把
握和对参数的准确计算。

4.时钟电路
嵌入式系统内的各个部件需要同步,通常需要一个精确的时钟
电路驱动。

在时钟电路的设计中,要考虑功耗、抗干扰性等因素。

二、嵌入式系统的软件设计基础知识
嵌入式系统的软件设计是指嵌入式系统的固件设计、操作系统选择和软件架构的设计等多个方面。

在开发嵌入式系统时,软件设计是非常重要的一个环节。

1.固件设计
在开发嵌入式系统时,需要编写固件程序,这是嵌入式系统的基础软件。

固件程序通常被编写在C语言或某些汇编语言中。

编写固件程序时,需要考虑程序的规模、执行速度、可维护性、代码安全性等多重因素。

2.选择操作系统
针对复杂的嵌入式系统,一般需要选择相应的操作系统。

操作系统负责处理并管理嵌入式系统中的各个软件和硬件资源,包括线程管理、内存管理、驱动程序等。

常用的嵌入式操作系统有FreeRTOS、ucLinux、Linux等。

3.软件架构设计
软件架构设计是嵌入式系统软件设计中最高层次的部分,它负责设计系统的软件组成、模块功能、接口规范以及编码规则。

良好的软件架构设计可以极大地降低软件复杂度,提高软件可维护性、可扩展性和开发效率。

三、嵌入式系统的测试和调试基础知识
在嵌入式系统开发过程中,测试和调试是不可避免的环节。

测试和调试的过程可以得到嵌入式系统运行状态的实时反馈,帮助发现问题并修复软件和硬件的缺陷。

1.集成测试
集成测试是指在每个单元测试都通过后,把所有的模块组装到一起进行测试,检查测试系统的完整性以及模块间的接口是否有误。

在集成测试中,需要保证对所有硬件和软件部分的功能进行全面且系统的测试。

2.良好的调试工具
嵌入式系统的调试工具通常分为硬件调试工具和软件调试工具。

硬件调试工具一般为逻辑分析仪、示波器等仪器设备,软件调试
工具包括实时操作系统(RTOS)跟踪器、代码调试器、调试工具
接口(JTAG)调试器等。

3.性能测试
性能测试是在嵌入式系统的日常使用中进行的,目标是找到嵌
入式系统中的瓶颈,优化系统架构和相应的算法以提高系统性能。

常见的性能测试指标包括响应时间、启动时间、能耗、稳定性等。

总结
本文从嵌入式系统设计的硬件、软件、测试和调试等多个方面,介绍了嵌入式设计的基础知识。

嵌入式系统的特殊性要求硬件、
软件和测试设计都要格外注意,否则会导致无法排除的问题和高
成本的后期维护。

因此,嵌入式系统设计必须合理而完善,这样才能保证嵌入式系统的正常操作和稳定性。

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