嵌入式系统原理及应用开发技术复习资料

1.普适计算

在普适计算机的模式下，人们能够在任何时间、任何地点、以任何方式进行信息的获取与处理。

2.嵌入式系统

嵌入式系统是以应用为重心，以计算机技术为基础，软硬件可配置，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格约束的专用系统，所用的计算机称为嵌入式计算机。

这类系统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应用程序等四个部分组成

3.实时系统

实时系统能够在限定的响应时间内提供所需水平服务的计算机系统。

实时系统分为实时控制系统和实时信息处理系统。

衡量系统实时性的三个指标：

A、响应时间

B、吞吐量：在给定时间内，系统可以处理的时间总数

C、生存时间

4.嵌入式系统的主要特征

①技术密集②专用紧凑③安全可靠④多种多样⑤及时响应⑥成本敏感

⑦开发困难⑧不可垄断⑨其他

5.嵌入式系统按时实时性划分

嵌入式系统基本上可以看成是一个实时系统，但是，按照系统对实时性要求的程度，可以分为硬实时系统和软实时系统两类。

6.嵌入式系统基本结构

嵌入式系统有硬件和软件两大部分组成。

嵌入式系统的硬件部分可以分成三部分：处理器核、外围电路和外设与扩展。

嵌入式系统的软件结构分为四个层次：板级支持包、嵌入式实时操作系统、应用编程接口API和嵌入式应用系统。

7.嵌入式系统开发过程：

①产品定义②系统总体设计③软硬件设计④软硬件集成与测试⑤产品发布

8.嵌入式硬件系统

嵌入式硬件系统是以嵌入式微处理器为核心，主要由嵌入式微处理器、总线、存储器、输入/输出接口和外围设备组成。

嵌入式系统的硬件可分为核心微处理器、控制电路以及外设与扩展三大部分。

9.嵌入式微处理器中采用的先进技

术：

①流水线技术：指一条指令可以分若干个阶段执行，几条指令可以并行执行。

②超标量技术：指在CPU中有一条以上的流水线，并且每个时钟周期内可以完成一条以上指令。

③总线和总线桥：总线用于为处理器与各部件之间的连接，总线桥可用来连接不同速度不同规格的总线。

10.微处理器的分类

根据微处理器功能的不同，可分为以下四种：

①嵌入式微处理器：由通用计算机的CPU演变而来。

②嵌入式微控制器：又称单片机，就是将整个计算机系统的主要硬件集成到一块芯片中，MCU以某一种微处理器的CPU为核心，芯片内集成了ROM、RAM、总线、总线逻辑、定时器、计数器等。

③嵌入式DSP处理器：嵌入式数字信号处理器是专门用于信号处理方面的处理器，在系统结构上采用哈佛结构和专门的硬件乘法器。

④嵌入式片上系统：在一个硅片上实现一个更为复杂的系统，就是片上系统SoC。

11.存储器格式

ARM体系结构用两种方法存储数据：

①大端格式：较高的有效字节存放在较低的存储器地址，较低的有效字节存放在较高的存储器地址。

②小端格式：较高的有效字节存放在

较高的存储器地址，较低的有效字节存放在较低的存储器地址。

12.ARM指令寻址方式

寻址方式就是微处理器根据指令中给出的地址信息来寻找物理地址的方式，几种常见寻址方式有：

①立即寻址②寄存器寻址③寄存器间接寻址④变址寻址⑤多寄存器寻址⑥相对寻址⑦堆栈寻址

13.PWM定时器

S3C2410X包含5个16位定时器，定时器0、1、2、3具有PWM功能；定时器4仅用于内部定时，没有输出引脚；定时器0含有一个死区发生器。

14.电源管理可控制微处理器的几种不同耗电的工作方式

a、运行方式

b、空闲方式

c、睡眠方式

15.通用软件体系结构

a、整体结构

b、层次结构

c、客

户机/服务器结构

16.轮询系统

又称简单循环控制系统，是一种最简单的嵌入式实时软件体系结构模型。在单个微处理器的情况下，系统功能由多个子函数组完成，这些函数按一定的执行顺序构成一定的单向论循环，依次占用CPU完成访问。

17.前后台系统

又称中断驱动系统，其软件结构特点是运行的任务有前台和后台之分。在后台，一组任务按照轮询方式访问CPU；在前台，当有实时任务到达时首先提出中断，然后将该任务转交后台，按后台的运行模式工作。前台处理中断级别的事务，后台处理实时任务。

衡量系统性能的重要指标：

①中断延迟时间：当中断发生时，中断服务程序并不一定能立即执行，这将引起中断延迟，也称响应延迟。

中断延迟时间专门反映响应延迟的程度，特指从中断发生到系统获知中断，并且开始执行中断服务程序所需要的最大滞后时间。

②吞吐量：指前后台中断级别事务的吞吐量，即给定时间内系统处理中断级别事务的总数。

18.多处理器系统

多处理器系统的分类：

①紧耦合的多处理器系统②松耦合的多处理器系统③协处理器系统

系统拓扑结构：

①总线型②星型③环型④树型⑤阵列型⑥网络型

19.嵌入式实时操作系统（RTOS）

指统一的控制管理系统被嵌入到特定的控制设备和仪器中，用于实时响应，并处理外部事件的平台。

上下文切换：当微处理器的控制权由运行任务转交到另一个就绪任务时所发生的事件序列。

抢占：当系统处于核心态运行时，允许任务的重新调度。

优先级逆转：优先级低的任务阻塞了优先级高的任务，这是实时系统中发生死锁的原因之一。

RTOS的特点：①及时性②可确定性③并发性④高可信性⑤安全性⑥可嵌入性⑦可剪裁性⑧可扩展性20.调度策略

任务调度是RTOS内核的重要工作，当前有以下几种调度策略：

①静态调度表驱动策略（常用）：在系统运行前生成一张任务的运行时间表。

②基于优先级的调度策略（常用）：按任务能否被抢占分为不可抢占的优先级调度算法和可抢占的优先级调度算法

③可抢占的调度策略④非抢占的调度策略⑤时间片的调度策略

21.时间片轮转调度

当有两个或多个就绪任务具有相同的优先级，且它们是就绪任务中优先级最高的任务时，任务调度程序按照这组任务就绪的先后次序调度运行一段时间。