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嵌入式系统‘澳彩网’

时间:2020-12-16
本文摘要:嵌入式系统的配置包括硬件层、中间层、系统软件层和应用层(1)硬件层:嵌入式微处理器、存储器、通用设备模块和I/O模块。嵌入式微处理器架构(1)冯诺依曼结构:程序和数据共享一个存储空间,程序指向存储地址和数据存储地址相同的存储器的不同物理方位,使用单一地址和数据总线。

逻辑电路

本文主要说明嵌入式系统的一些基础知识,希望大家从嵌入式系统的基础出发,包括嵌入式系统的定义、嵌入式系统的构成、实时系统、逻辑电路基础以及接口技术两方面。嵌入式系统基础1、嵌入式系统定义(1)定义:以应用为中心,以计算机技术为基础,硬件和软件可裁剪,适应环境系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统(2)嵌入式系统发展的四个阶段:无OS阶段、非常简单的OS阶段、实时OS阶段、面向互联网的阶段。

(3)知识产权核心(IP核心):具备知识产权、功能明确、模块规格、可在多个集成电路设计中重用的功能模块是构建系统芯片(SOC )的基本组件。(4)IP核心模块有不道德、结构和物理三级不同程度的设计,根据阐述功能不道德,可以分为硬核、固核、硬核三类。2 .嵌入式系统的配置包括硬件层、中间层、系统软件层和应用层(1)硬件层:嵌入式微处理器、存储器、通用设备模块和I/O模块。

嵌入式核心模块=微处理器电源电路时钟电路存储器高速缓存:位于主存储器和嵌入式微处理器核心之间,最近的微处理器被用于最少的程序代码和数据。其主要目标是增大存储器给微处理器核心的存储器采访瓶颈,使处理速度更慢。

(2)中间层(也称为硬件抽象层HAL或板级反对包)。这需要将系统上层软件和下层硬件分离,系统上层软件开发者需要涉及下层硬件的具体情况,根据从BSP层取得的模块进行开发即可。BSP有两个特征:硬件依赖和操作系统依赖。

要设计原始BSP,必须完成两项任务: a、嵌入式系统硬件初始化和BSP功能。片级初始化:显示硬件初始化过程,将嵌入式微处理器从开机配置文件的状态逐步设置为系统拒绝的操作状态。板级初始化:包括硬件和软件的初始化过程,创建后续的系统初始化和应用程序的硬件和软件操作环境。系统级初始化:在软件较多的初始化过程中,展开操作系统的初始化。

b .与硬件设计相关的设备驱动程序。(3)系统软件层:由RTOS、文件系统、GUI、网络系统及标准化组件模块构成。RTOS是嵌入式应用的基础和开发平台。(4)应用程序:由基于实时系统开发的应用程序构成。

3 .实时系统(1)定义:可以在登录或确认的时间内呼叫系统功能和外部或内部、实时或异步时间的系统。(2)不同:标准化系统一般执着于系统的平均响应时间和用户的易用性。实时系统主要考虑最坏情况下的系统不道德。(3)特征:时间制约性、可预测性、可靠性、与外部环境的交互。

(4)软动态(强动态):适用的时间市场需求不需要大致一致。否则会导致根本的安全事故,导致根本的生命财产损失和生态破坏,例如宇宙飞行、军事等。(5)硬动态(非常弱的动态):一些应用明确提出了拒绝时间,但动态任务有时会违反这种市场需求对系统的运营和环境产生严重影响,例如监视系统、动态(6)任务制约还包括时间制约、资源制约、继续执行顺序制约、性能制约。

4 .实时系统调度(1)调度:将一系列动态任务和系统资源等价,确认各任务何时何地继续执行的整个过程。(2)保密式调度:一般是优先级主导的调度,像uCOS。具有实时性好、反应慢、调度算法非常简单、能够确保低优先级任务的时间限制的优点。

缺点是上下文转换很多。(3)非保密式调度:一般是按时间片分配的调度,不允许任务在继续执行中中断,任务成为空闲状态时处理器必须继续执行或强制结束,例如WinCE 具有上下文变换少的优点。缺点是处理器的有效资源利用率低,调度性差。

(4)静态表格驱动策略:系统在运营前根据各任务的时间约束和相关关系,采用某一搜索策略分解一张运营时刻表,说明各任务的连接运营时刻和运营时间。(5)优先度驱动策略:根据任务优先度的强弱确认任务的继续执行顺序。

(6)动态任务分类:循环任务、意外事件任务、非循环任务。(7)实时系统的标准化结构模型:数据收集任务构建传感器数据的收集,数据处理任务处理收集的数据,并将加工后的数据发送到驱动器管理任务控制机构继续执行。

5 .嵌入式微处理器架构(1)冯诺依曼结构:程序和数据共享一个存储空间,程序指向存储地址和数据存储地址相同的存储器的不同物理方位,使用单一地址和数据总线。例如,8086、ARM7、MIPS(2)哈佛结构:程序和数据是相互独立的两个国家的存储器,各自的存储器独立国家地址、独立国家采访是分离程序的存储和数据的存储的存储器结构。

AVR、ARM9、ARM10(3)CISC和RISC的特征比较。计算机运行程序所需的时间p可以通过P=ICPITI :高级语言程序编译器后在机器上运行的指令数来计算。

CPI :继续执行每个指令所需的平均周期数。t :每个机器周期的时间。

(4)流水线的思想:在CPU中将一个命令的串行继续执行程序改变为多个命令的子程序,在CPU上重叠继续执行。(5)流水线的指标:陡峭的亲率:每单位时间流水线处理器流入的结果数。

如果在管线子进程中花费的时间不同,亲率会突然弄错最长进程的倒数。创建时间:流水线开始工作,到达仅次于急剧亲率的时间。如果m个子进程使用相同的时间,都是t,则创建时间T=mt。(6)信息存储的字节顺序a,存储器单位:字节(8比特) b,字长要求了微处理器的传输速率能力,即虚拟地址空间的大小。

c,32位微处理器的虚拟地址空间位232,即4GB。d,小字节顺序:低字节在内存的低地址,高字节在内存的低地址。e,大端字节顺序:高字节在内存的低位地址,低字节在内存的低位地址。f .网络设备存储顺序问题各不相同的OSI模型基础上的数据链路层。

继续执行

6 .逻辑电路根据基础(1)电路是否具有存储功能,将逻辑电路分为人群逻辑电路和时序逻辑电路。(2)人组逻辑电路:电路的任意时刻的输入只有各自不同时刻的输出信号,输出信号与上一电路的状态相关。常见的逻辑电路包括解码器和复用器等。

(3)时序逻辑电路:电路在任意时刻的输入不仅与当时的输出有关,也与当时的电路状态有关。因此,定时电路必须包括存储元件。

触发器是包括定时逻辑电路的基础。常用的时序逻辑电路有寄存器和计数器等。(4)真理值表、布尔代数、摩根定律、门电路的概念。

(5)NOR (诺亚)和NAND (诺亚)的门被称为全能门,可以构建任何逻辑函数。(6)解码器:多输出多输入的个人组逻辑网络。每输出n位二进制码,m个输入终端中的至少一个有效。如果m=2n为是,则为完全解码。

m《2n》时,为部分解码。(7)由于集成电路的高电平输入电流小,低电平输入电流比较大,所以在为了构建门电路而需要驱动LED的情况下,多使用低电平驱动方式。

液晶7段字符显示器LCD在液晶上另行施加电场和未施加电场时利用不同的光学特性显示字符。(8)时钟信号是时序逻辑的基础,作为要求逻辑单元中的状态适合改版。实时是时钟控制系统中的主要制约条件。

(9)组合触发器时,启动时方式是必须考虑的要素。启动时方式有两种。级别启动时方式:在具有非常简单的结构这一点上,经常用于构成堆栈。

嵌入式系统

边缘开始时方式:具有较强的数据终端抗干扰性,经常用于构成寄存器、计数器等。7 .总线电路和信号驱动(1)总线是各种信号线的子集,是在嵌入式系统中的各部分之间传输数据、地址和控制信息的公共通道。

同时,需要向各合成线路传输二进制信号。根据总线传输的信息种类,可以分为数据总线(DB )、地址总线(AB )、控制总线(CB )。(2)总线的主要参数:总线比特率:一定时间内可以在总线上传输的数据量通常以MByte/s进行响应。

总线宽度:总线可同时传输的数据位数(bit ),即32位、64位等总线宽度的概念也称为总线比特宽度。总线的比特宽度越长,总线每秒的数据传输速率就越大。也就是说,总线比特率会变长。总线频率:动作时钟频率以MHz为单位,动作频率越高总线的动作速度越慢。

也就是说,总线比特率会变长。总线比特率=总线比特宽度总线频率/8,单位为MBps。常用总线: ISA总线、PCI总线、IIC总线、SPI总线、PC104总线、CAN总线等。

(3)只有具备3状态输入的设备需要与数据总线连接,通常的3状态门是输入缓冲器。(4)连接到总线的阻抗达到总线的阻抗能力时,必须在总线和阻抗之间连接缓冲器或驱动器,最常用的是三状态缓冲器,那是驱动和切断。(5)可以使用总线复用技术构建数据总线和地址总线的共享。

但是,没有两个问题: a .外部电路必须对总线信号展开自适应的解法结合,例如必须减少地址锁存存储器。b .总线速度比非自适应总线系统低。(6)两种总线通信协议:实时方式、异步方式。

(7)公共汽车调停问题的解决问题基于优先度(优先度)的概念。8 .电平切换电路(1)的数字集成电路可以分为双极型集成电路(TTL )、金属氧化物半导体(MOS )两种。(2)CMOS电路由于静态功耗极低,工作速度高,抗干扰性强,因此被普遍使用。

(3)解决问题的TTL和CMOS电路模块的困难方法是在TTL电路输入端子和电源之间连接导通电阻r,上拉电阻r的规定根据TTL的高电平输入溢出电流IOH的要求,根据系列TTL省辖市使用不同的R值9 .对可编程逻辑元件基础这一方面的内容,只要整体有概念上的理解就行了。10 .嵌入式系统中的信息响应和运算基础(1)进制计数制与切换:这比较简单,必须控制如何展开换算,有可能出现问题。(2)计算机中的数量响应:源代码、翻转代码、增补代码。

正数的反转与源代码完全相同,负数的反转是其数量的源代码除了编码比特以外按比特进行反转。正数的补数与源代码完全相同,负数的补数是其数量的反转特性1。

例如-98的源代码: 11100010B反转: 10011101B补充: 10011110B(3)定点表示法:数量小数点的方位与誓言大致相同。浮点表达:数的小数点方位是浮动的,由尾数部和次数部构成。

给定一个二进制n,总是可以写N=2PS。s是尾数,p是阶数。(4)明确汉字表示法、GB2318-80中国标准代码和机内代码的转换。

(5)语音编码中的波形分析参数(可能会出现非常简单的计算问题哦)采样频率:每秒采样的次数表示采样点之间的间隔大小。由于人眼听力的下限是20kHz,因此在40kHz以上的采样频率下不足以令人失望。CD唱片使用的采样频率是44.1kHz。

测量精度:样品的分析水平,现在的标准样品水平有8位和16位两种。频道数:单声道和单声道两个频道。单声道需要两倍的存储空间。11 .根据差错控制码(1)码组的功能,可以分为纠错码和纠错码两种。

错误检测代码是指奇偶校验代码等可以自动查找错误的代码。纠错编码是指不仅能找到错误,而且能自动缺失错误的编码,例如循环校验码。(2)奇偶校验码、汉明码、循环校验码(CRC )。


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