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2014年计算机三级考试嵌入式系统开发技术复习资料整理大全_IT认证_资格考试/认证_教育专区

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2014年计算机三级考试嵌入式系统开发技术复习资料整理大全_IT认证_资格考试/认证_教育专区。2014 年计算机三级考试嵌入式系统开发技术复习资料整理大全 1.嵌入式系统的定义 嵌入式计算机系统简称为嵌入式系统,将先进的计算机技术、半导体 技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。 嵌


2014 年计算机三级考试嵌入式系统开发技术复习资料整理大全 1.嵌入式系统的定义 嵌入式计算机系统简称为嵌入式系统,将先进的计算机技术、半导体 技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。 嵌入式系统 : 、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。 嵌入式操作系统的特点:可固化 、可配置、可剪裁 、独立的板级支持包,可修改 、不同 的 CPU 有不同的版本 、应用的开发需要有集成的交叉开发工具 嵌入式操作系统的组成:嵌入式操作系统、操作系统内核、文件系统、网络协议栈、GUI 、 USB 协议栈等 2. 通用计算机系统与嵌入式系统的比较 形式和类型 看得见的计算机。 按其体系结构、 运算速度和结构规模等因素分为 大、中、小型机和微机。 组成 通用处理器、标准总线和外设。 软件和硬件相对独立。 开发方式 开发平台和运行平台是通用计算机 二次开发 应用程序可重新编程 形式和类型 看不见的计算机 形式多样 应用领域广泛,按应用来分类 组成 面向应用的嵌入式微处理器, 总线和外部接口多集成在处理器内部, 软 件与硬件是紧密集成在一起的。 开发方式 采用交叉开发方式,开发平台一般是通用计算机,运行 平台是嵌入式 系统。 二次开发 一般不能在编程 微处理器构成的嵌入式系统(以家电为例) 4 位、8 位、16 位、32 位处理器 简单的冰箱、洗衣机、微波炉、电视机(CRT 电视) 80-90 年代的发达国家的高端家电=2010 年的家电下乡产品 4 位处理器固化的专用嵌入式芯片 除了媒体播放器和 LCD 电视机以外的量产的智能家电 8 位处理器、需要写程序进去的产品 3 .单片机 又称微控制器(Microcontroller)(MCU)将嵌入式应用所需要的微处理器、I/O 接口、A/D、D/A 转换、串行接口以及 RAM、ROM 通通集成到一个 VLSI 中, 制造出面向 I/O 设计的微控制器,就是我们俗称的单片机 DSP 数字信号处理器 与 CPU(MCU)相比: 有更多的硬件运算单元 乘除法、 矩阵 数 字运算速度快 存储和外设管理相对简单 适合数字滤波器和媒体编解码算法的运算 音频、视频处理 智能仪表 调制解调器 ARM 32 位 RISC 嵌入式处理器 ARM 公司负责研发处理器内核的 IP 众多的公司购买 IP 的知识产权后制造出形式多样的 MCU,如: 不同档次手机的处理器 上网本、PSP、平板电脑 嵌入式工业终端和银行 ATM 机 4. 嵌入式系统的特点 (1) 形式多样、面向特定应用 硬件和软件都必须高效率地设计,避免冗余 低功耗的需 求 低成本 高可靠 软件的一体化(OS&APP 多种类型的处理器和处理器体系结构 MCU&DSPMCU:ARMMIPSPowerPC 实时性和可靠性要求较高 操作系统可剪裁、轻量型、实时可靠、可固化 (5)嵌入式系统开发需要专门工具和特殊方法 5. 嵌入式系统的发展趋势 更高的集成度 更低功耗 普遍的网络支持 更加标准化 6. ARM 经典处理器 :ARM11、ARM9? 和 ARM7? 处理器系列 Cortex-A 系列 :共享同一体系结构,因此具有完整的应用兼容性, 支持传统的 ARM、 Thumb? 指令集和新增的高性能紧凑型 Thumb-2 指令集 Cortex-R 系列 :快速 - 以高时钟频率获得高处理性能。确定性 - 处理在所有场合都必须 符合硬实时限制。 安全 - 系统必须可靠且可信。 某些系统将是安全关键系统。 成本效益 - 在 处理器及其内存系统中都具有竞争力的成本和功耗。 ARM7 指 令 流 水 线 技 术 ARM编程模型的存储器格式 大 小 7.常用串行接口 (1)SPI:Serial Peripheral Interface--串行外设接口 ,主要应用在 EEPROM,FLASH,实时 时钟,AD 转换器.(片间通信), 是以主从方式工作的,这种模式通常有一个主器件和一个或多个 从器件 (2)UART UART 即通用异步收发器, 可设置成全双工异步通讯方式; 或设置成 半双工同步模式 (3)I2C Inter-Integrated Circuit 时序信号说明 开始信号:SCL 为高电平时,SDA 由高电平向低电平跳变,开始传送数据。 结束信号:SCL 为高电平时,SDA 由低电平向高电 平跳变,结束传送数据。 应答信号:接收数据的 IC 在接收到 8bit 数据后,向发送数据的 IC 发出特定的低电平脉冲,表示已收到数据。 8.嵌入式系统软件的构成方式 (1)专用应用的软件结构 (硬件描述和驱动层,应用软件) 特点:资源占用小 特定 应用的针对性强 系统稳定性高 (2)简单操作系统平台结构 特点:可根据应用需求定制的底层,降低开发难度,合理 的利用已有第三方资源 资源占用略大 (3) 通用操作系统平台 适合更改多应用程序运行的多应用平台 具有更加通用的 GUI、 网络互联、存储支持 如:Linux、WinCE、iOS、Symbian、Android 10 嵌入式系统软件分类 系统软件:控制、管理计算机系统的资源 应用运行平台 数据库管理系统 如嵌入式操作,系统嵌入式中间件(.Net Framwork、Java)等等 支撑软件:辅助软件开发工具 如系统分析设计工具、仿真开发工具、交叉开发工具 测试工具、配置管理工具、维护工具等 应用软件:面向应用领域 如手机软件、路由器软件、 交换机软件 、 游戏、 阅读器、 移动办公、远程控制 9.嵌入式软件系统的体系结构如下图所示: 硬件设备驱动: 操作系统:包括嵌入式内核、嵌入式 TCP/IP 网络系统、嵌入式文件系统、嵌入式 GUI 系统 和电源管理等部分, 其中嵌入式内核是基础和必备的部分, 其他部分要根据嵌入式系统的需 要来定制 中间件和基础构架软件: 承载通用应用的应用框架 如java
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文档贡献者

马宁新

一线教师

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