0903201班嵌入式系统课程复习材料

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1、2011年秋季0903201班嵌入式系统课程复习材料整理人：董恩焕Chapter11、嵌入式系统的定义，嵌入式系统的体系结构，嵌入式系统的组成，嵌入式系统的特点。嵌入式系统定义嵌入式系统的简单定义嵌入式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。可以认为凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统。嵌入式系统狭义定义使用嵌入式微处理器构成独立系统，具有自己的操作系统并且具有某些特定功能的系统微处理器专指32位以上的微处理器。嵌入式系统的定义IEEE（电气和电子工程师协会）的定义Devicesusedtocontrol

2、,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants（用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置）一般性定义以应用为中心，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、重量、功耗严格要求的专用计算机系统。简而言之，是含有处理器的专用软硬件系统——具有自主的信息处理能力（信息装备）。嵌入式系统的体系结构硬件层嵌入式处理器嵌入式微处理器、微控制器、数字信号处理器SoC(SystemonChip)——FPGA、ASIC存储器系统ROM、FLASH

3、、E2PROM、SRAM、SDRAM等中断控制器、DMAC、定时器/计数器UART、USB控制器、LCD控制器其它I/O接口CAN、Zigbee、蓝牙、ECC、3DES等等中间层（BSP）板级支持包（BoardSupportPackage）系统软件与底层硬件隔离相关硬件的初始化数据的输入输出操作硬件设备的配置功能特点硬件相关性操作系统相关性操作系统层嵌入式操作系统（EOS）标准内核（API）封装资源——时钟、定时器、中断、DMA、I/O简化软件设计、提高软件系统可靠性文件子系统图形子系统网络子系统其它通用模块CAN、蓝牙、Zigbe

4、e、Modbus、LIN协议栈应用层与应用密切相关面向目标和用户完成特定的功能例如CISCO的路由器；华为、中兴的以太网交换机；恒基伟业的商务通PDA；摩托罗拉的手机；美国宇航局的火星探测器；Sony的机器狗AIBO。嵌入式系统组成嵌入式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（可选），以及用户的应用软件系统等四个部分组成。嵌入式系统的特点嵌入专用嵌入式处理器与通用处理器的最大不同就是嵌入式处理器嵌入在针对特定应用设计的系统中综合性强嵌入式系统是将计算机技术、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。是一

5、个技术密集、资金密集、知识高度分散、不断创新的知识集成系统设计高效可裁剪——嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余程序固化软件一般都固化在存储器芯片或处理器本身中，这样提高了系统的执行速度和可靠性需要独立的开发系统嵌入式系统本身不具备自举开发能力，必须有一套开发工具和环境才能进行开发生命周期长嵌入式系统和具体应用结合在一起，其升级换代一般与具体产品同步进行，因此具有较长的生命周期可靠性高、成本低、资源受限、功耗低等等1、嵌入式处理器的结构：哈佛结构Vs冯诺依曼结构。冯诺依曼结构（普林斯顿结构）指令存储器与数据存

6、储器一体化设计；指令地址与数据地址统一编码；高速运算时，储存传输通道有瓶颈；主要案例：intel的8086系列、ARM7、MIPS哈佛结构指令存储器与数据存储器一体化设计；存储地址独立编址、独立访问；四总线制提高吞吐率：程序的地址总线、数据总线，数据的地址总线、数据总线；取指与执行能并发；主要案例：摩托的MC68K、zilog的Z8、atmel的AVR、ARM的ARM9、10(XSCALE255)、11(2007)、Cortex(2007)2、信息存储中的大端模式，小端模式。ARM处理器支持哪种模式？大端存储big-endian低地

7、址中存放的是字数据的高字节；IBM、motolora、Sun小端存储little-endian低地址中存放的是字数据的低字节；Intel的x86Bi-endian都支持；ARM、MIPS、PPC3、嵌入式处理器的分类及性能特点。嵌入式微控制器嵌入式微处理器的基础就是通用CPU为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器在功能上和通用微处理器基本一样，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性、功耗等方面做了各种增强嵌入式计算机嵌入式微处理器+芯片组（总线仲裁器+中断控制器+DMA控制器+存储控制器+I/O接口）+外接存储器嵌入式微处理器一般与

8、存储器、接口电路等安装在一块电路板上，称为单板机，如PC/104、Biscuit板等典型芯片（32、64位）386EX、486EX、奔腾、PowerPC、68k、ARM性能：100～2000MIPS；存储器：SDRAM-2~256MB