嵌入式系统new.docVIP

1嵌入式系统的一般定义：“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、功耗等严格要求的专用计算机系统”。 2．嵌入式系统的组成： 1）嵌入式系统硬件系统：嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为核心，配置必要的外围接口部件。在嵌入式系统设计中，应尽可能选择适用于系统功能接口的SoC/SOPC芯片，以最少的外围部件构成一个应用系统，满足嵌入式系统的特殊要求。一般包括有 ：嵌入式处理器; 存储器; I/O系统和外设。2）嵌入式系统的软件系统包括：操作系统，应用软件。 3）中间层：它将系统软件与底层硬件部分格里，使得系统的底层设备驱动程序与硬件无关。具体包括硬件抽象层HAL和板极支持包BSP。HAL是位于操作系统内核与硬件电路之间的接口层，其目的是将硬件抽象化，既可以通过程序来控制所有硬件电路入CPU、I/O、存储器等的操作，提高了系统的可移植性。HAL一般包含相关硬件的初始化、数据的输入输出操作硬件设备的配置操作等功能。4）应用层：BSP介于主板硬件和操作系统中驱动程序曾程序之间，一般认为它属于操作系统的一部分，主要是先对操作系统的支持，为上层的驱动程序提供访问硬件设备寄存器函数包，方便主板运行。BSP一般实现:1）系统启动是完成对硬件的初始化；2）为驱动程序提供访问硬件的手段，即为上层的驱动程序提供访问硬件设备寄存器的函数包。 嵌入式系统的开发工具:（1）硬件开发工具包括：仿真器等；其它（示波器等）； （2）软件开发工具包括：编译、连接、定位软件，通常使用C语言；调试软件。 3. 嵌入式系统的几个重要特征：1）嵌入式系统通常是形式多样、面向特定应用的； 2）嵌入式系统得到多种类型的处理器和处理器体系结构的支持； 3）嵌入式系统通常极其关注成本； 4）嵌入式系统有实时性和可靠性的要求； 5）实时操作系统的支持；6）嵌入式系统开发需要专门工具和特殊方法；7）嵌入式系统是知识集成系统。 4．嵌入式微处理器的分类：1）嵌入式微控制器（MCU）； 2）嵌入式DSP处理器（DSP）； 3）嵌入式微处理器（MPU）；4) 嵌入式片上系统（System on chip）。 字符宽度：8位，底端；16位，精密应用；32位，高性能运算(RISC) 5.RISC和CISC的差异：①指令系统：简单的常用指令；丰富及专用指令；②存储器操作：限制，简单；指令多，操作直接；③程序：程序占用空间大；设计容易、效率高；④中断：适当地方即可相应中断；指令结束后相应中断；⑤CPU：面积小，功耗低；功能强、面积大、功耗大；⑥设计周期：结构简单、布局紧凑、设计周期短，易于采用新技术；结构复杂，涉及周期长；⑦易用性：指令规整，易学易用；功能强，难学；⑧应用范围：适合嵌入式应用；适合通用计算机； 6．操作系统主要完成三项任务：内存管理、多任务管理、外围设备管理 特点：强稳定性，弱交互性；较强的实时性；可伸缩性；外设接口的统一性；体积小； 嵌入式操作系统的分类：1）按其应用对象不同，有如下4类：①基于Windows兼容，可包括有WindowsCE、嵌入式Linux等；②工业和通信类，包括有VxWorks、Psos、QNX等；③单片机类，包括有uC/OS、CMX、iRMX；④面向Intelnet类包括有Palm、Visor、Hopen、PPSM。 2）依据操作系统的类型划分，有2种形式,而嵌入式系统的软件主要有实时系统和分时系统（非实时系统）两大类。其中实时系统又分为硬（强）实时和软（弱）实时系统。①实时操作系统：系统内有多个程序运行，每个程序有不同的优先级，只有最高优先级的任务才能占有CPU的控制权。②分时操作系统：系统内同时可以有多个程序运行，把CPU的时间分按顺序分成若干片，每个时间片内执行不同的程序，如UNIX。③顺序执行系统：系统内只含有一个程序，独占CPU的运行时间，按语句顺序执行该程序，直至执行完毕，另一程序才能启动运行。如DOS操作系统 3）按实时性分类：实时嵌入式系统是为执行特定功能而设计的，可以严格地按时序执行功能。其最大的特征就是程序的执行就有确定性。 具体可分为三种形式：①具有强(硬）实时特点的嵌入式操作系统：在实时系统中，如果系统在指定的时间内未能实现某个确定的任务，会导致系统的全面失败，则系统被称为硬（强）实时系统。硬实时系统，其系统响应时间在毫秒或微秒级（数控机床）。②具有弱（软）实特点的嵌入式操作系统：在软实时系统中，虽然响应时间同样重要，但是超时却不会发生致命的错误。软实时系统则主要在软件方面通过编程实现现实的管理。比如Windows CE、uCLinu是一个多任务分时系统。一般软实时系统，其系统响应时间在毫秒或几秒的数量级上，其实时性的要求比强实时系统要差一些（电子菜谱的查询）