嵌入式系统基础知识解读
嵌入式系统设计师考试笔记之嵌入式系统基础知识-
自《嵌入式系统设计师考试复习笔记之存储管理篇》在嵌入式在线的博客出现后，意外的得到很多朋友的关注和评论，收到不少朋友的邮件，问一些有关考试的问题，希望得到我的复习笔记的其他部分。我非常感谢他们，他们的热切关注，使我有了继续往下写的无限动力，使我萌生了将我以前的复习笔记、考试经验结合大纲教程并重新按《教程》的章节顺序整理一份适合考生复习的笔记手册，笔记后面再分析历年的真题，按章节考点找出相关的考题进行分析，希望能和有兴趣的人们一起讨论讨论。
嵌入式系统设计师的一天考试分为上午和下午部分，两部分的考试方式、试题难度、考点分布和复习方法都是不同的。这次我们讨论的是嵌入式系统基础知识，我本人觉得，这部分出下午大题的可能性不大，主要是分布在上午的75道选择题之中。
从历年的真题和考试大纲来看，上午的选择题主要考查一些基本概念，重要原理的理解，一些关键技术和一些重要的原理引申出来的简单计算。根据这些考试特点，复习的时候可以采用适当的策略，当然每个人的方法都是不一样的，适合自己的办法才是最好的办法。方法大家可以自己慢慢去体会，我的也不多说了，通过笔记和真题分析就可以体现处理。对于很多关键的知识点和基本概念，除了记住之外还要彻底理解，否则出题的时候会进行一些变换，或者引申一些计算，那么就算你知道考那个考点，可能你也做不好。
在复习的过程中，你要记住：你不是要考一个很高的分数，而是要考一个通过的分数，在复习过程中可以放弃一些内容，只要保证在大部分基本概念，关键技术，重要原理和历年考点上都把握住，能够拿到需要的分数就可以了。
复习笔记
1、嵌入式系统的定义
（1）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、功耗严格要求的专用计算机系统。
（2）嵌入式系统发展的4个阶段：无操作系统阶段、简单操作系统阶段、实时操作系统阶段、面向Internet阶段。
（3）知识产权核（IP核）：具有知识产权的、功能具体、接口规范、可在多个集成电路设计中重复使用的功能模块，是实现系统芯片（SOC）的基本构件。
（4）IP核模块有行为、结构和物理3级不同程度的设计，对应描述功能行为的不同可以分为三类：软核、固核、硬核。
2、嵌入式系统的组成：硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层
（1）硬件层：嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口。
嵌入式核心模块＝微处理器＋电源电路＋时钟电路＋存储器
Cache：位于主存和嵌入式微处理器内核之间，存放的是最近一段时间微处理器使用最多的程序代码和数据。它的主要目标是减小存储器给微处理器内核造成的存储器访问瓶颈，使处理速度更快。
（2）中间层（也称为硬件抽象层HAL或者板级支持包BSP）：它将系统上层软件和底层硬件分离开来，使系统上层软件开发人员无需关系底层硬件的具体情况，根据BSP层提供的接口开发即可。
BSP有两个特点：硬件相关性和操作系统相关性。
设计一个完整的BSP需要完成两部分工作：
A、嵌入式系统的硬件初始化和BSP功能。
片级初始化：纯硬件的初始化过程，把嵌入式微处理器从上电的默认状态逐步设置成系统所要求的工作状态。
板级初始化：包含软硬件两部分在内的初始化过程，为随后的系统初始化和应用程序建立硬件和软件的运行环境。
系统级初始化：以软件为主的初始化过程，进行操作系统的初始化。
B、设计硬件相关的设备驱动。
（3）系统软件层：由RTOS、文件系统、GUI、网络系统及通用组件模块组成。
RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。
（4）应用软件：由基于实时系统开发的应用程序组成。
3、实时系统
（1）定义：能在指定或确定的时间内完成系统功能和对外部或内部、同步或异步时间做出响应的系统。
（2）区别：通用系统一般追求的是系统的平均响应时间和用户的使用方便；而实时系统主要考虑的是在最坏情况下的系统行为。
（3）特点：时间约束性、可预测性、可靠性、与外部环境的交互性。
（4）硬实时（强实时）：指应用的时间需求应能够得到完全满足，否则就造成重大安全事故，甚至造成重大的生命财产损失和生态破坏，如：航天、军事。
（5）软实时（弱实时）：指某些应用虽然提出了时间的要求，但实时任务偶尔违反这种需求对系统运行及环境不会造成严重影响，如：监控系统、实时信息采集系统。
（6）任务的约束包括：时间约束、资源约束、执行顺序约束和性能约束。
4、实时系统的调度
（1）调度：给定一组实时任务和系统资源，确定每个任务何时何地执行的整个过程。
（2）抢占式调度：通常是优先级驱动的调度，如uCOS。优点是实时性好、反应快，调度算法相对简单，可以保证高优先级任务的时间约束；缺点是上下文切换多。
（3）非抢占式调度：通常是按时间片分配的调度，不允许任务在执行期间被中断，任务一旦占用处理器就必须执行完毕或自愿放弃，如WinCE。优点是上下文切换少；缺点是处理器有效资源利用率低，可调度性不好。
（4）静态表驱动策略：系统在运行前根据各任务的时间约束及关联关系，采用某种搜索策略生成一张运行时刻表，指明各任务的起始运行时刻及运行时间。
（5）优先级驱动策略：按照任务优先级的高低确定任务的执行顺序。
（6）实时任务分类：周期任务、偶发任务、非周期任务。
（7）实时系统的通用结构模型：数据采集任务实现传感器数据的采集，数据处理任务处理采集的数据、并将加工后的数据送到执行机构管理任务控制机构执行。
5、嵌入式微处理器体系结构
（1）冯诺依曼结构：程序和数据共用一个存储空间，程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置，采用单一的地址及数据总线，程序和数据的宽度相同。例如：8086、ARM7、MIPS…
（2）哈佛结构：程序和数据是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址、独立访问，是一种将程序存储和数据存储分开的存储器结构。例如：A VR、ARM9、ARM10…
（3）CISC与RISC的特点比较（参照教程22页）。
计算机执行程序所需要的时间P可以用下面公式计算：
P=I×CPI×T
I：高级语言程序编译后在机器上运行的指令数。
CPI：为执行每条指令所需要的平均周期数。
T：每个机器周期的时间。
（4）流水线的思想：在CPU中把一条指令的串行执行过程变为若干指令的子过程在CPU中重叠执行。
（5）流水线的指标：
吞吐率：单位时间里流水线处理机流出的结果数。如果流水线的子过程所用时间不一样长，则吞吐率应为最长子过程的倒数。
建立时间：流水线开始工作到达最大吞吐率的时间。若m个子过程所用时间一样，均为t，则建立时间T＝mt。
（6）信息存储的字节顺序
A、存储器单位：字节（8位）
B、字长决定了微处理器的寻址能力，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、小端字节顺序：低字节在内存低地址处，高字节在内存高地址处。
E、大端字节顺序：高字节在内存低地址处，低字节在内存高地址处。
F、网络设备的存储顺序问题取决于OSI模型底层中的数据链路层。
6、逻辑电路基础
（1）根据电路是否具有存储功能，将逻辑电路划分为：组合逻辑电路和时序逻辑电路。
（2）组合逻辑电路：电路在任一时刻的输出，仅取决于该时刻的输入信号，而与输入信号作用前电路的状态无关。常用的逻辑电路有译码器和多路选择器等。
（3）时序逻辑电路：电路任一时刻的输出不仅与该时刻的输入有关，而且还与该时刻电路的状态有关。因此，时序电路中必须包含记忆元件。触发器是构成时序逻辑电路的基础。常用的时序逻辑电路有寄存器和计数器等。
（4）真值表、布尔代数、摩根定律、门电路的概念。（教程28、29页）（5）NOR（或非）和NAND（与非）的门电路称为全能门电路，可以实现任何一种逻辑函数。
（6）译码器：多输入多输出的组合逻辑网络。
每输入一个n位的二进制代码，在m个输出端中最多有一个有效。
当m＝2n是，为全译码；当m<2n时，为部分译码。
（7）由于集成电路的高电平输出电流小，而低电平输出电流相对比较大，采用集成门电路直接驱动LED时，较多采用低电平驱动方式。液晶七段字符显示器LCD利用液晶有外加电场和无外加电场时不同的光学特性来显示字符。
（8）时钟信号是时序逻辑的基础，它用于决定逻辑单元中的状态合适更新。同步是时钟控制系统中的主要制约条件。
（9）在选用触发器的时候，触发方式是必须考虑的因素。触发方式有两种：电平触发方式：具有结构简单的有点，常用来组成暂存器。
边沿触发方式：具有很强的抗数据端干扰能力，常用来组成寄存器、计数器等。
7、总线电路及信号驱动
（1）总线是各种信号线的集合，是嵌入式系统中各部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通路。在同一时刻，每条通路线路上能够传输一位二进制信号。按照总线所传送的信息类型，可以分为：数据总线（DB）、地址总线（AB）和控制总线（CB）。
（2）总线的主要参数：
总线带宽：一定时间内总线上可以传送的数据量，一般用MByte/s表示。
总线宽度：总线能同时传送的数据位数（bit），即人们常说的32位、64位等总线宽度的概念，也叫总线位宽。总线的位宽越宽，总线每秒数据传输率越大，也就是总线带宽越宽。
总线频率：工作时钟频率以MHz为单位，工作频率越高，则总线工作速度越快，也即总线带宽越宽。
总线带宽＝总线位宽×总线频率/8，单位是MBps。
常用总线：ISA总线、PCI总线、IIC总线、SPI总线、PC104总线和CAN总线等。
（3）只有具有三态输出的设备才能够连接到数据总线上，常用的三态门为输出缓冲器。
（4）当总线上所接的负载超过总线的负载能力时，必须在总线和负载之间加接缓冲器或驱动器，最常用的是三态缓冲器，其作用是驱动和隔离。
（5）采用总线复用技术可以实现数据总线和地址总线的共用。但会带来两个问题：
A、需要增加外部电路对总线信号进行复用解耦，例如：地址锁存器。
B、总线速度相对非复用总线系统低。
（6）两类总线通信协议：同步方式、异步方式。
（7）对总线仲裁问题的解决是以优先级（优先权）的概念为基础。
8、电平转换电路
（1）数字集成电路可以分为两大类：双极型集成电路（TTL）、金属氧化物半导体（MOS）。
（2）CMOS电路由于其静态功耗极低，工作速度较高，抗干扰能力较强，被
广泛使用。
（3）解决TTL与CMOS电路接口困难的办法是在TTL电路输出端与电源之间接一上拉电阻R，上拉电阻R的取值由TTL的高电平输出漏电流IOH来决定，不同系列的TTL应选用不同的R值。
9、可编程逻辑器件基础（具体参见教程51到61页）
这方面的内容，从总体上有个概念性的认识应该就可以了。
10、嵌入式系统中信息表示与运算基础
（1）进位计数制与转换：这样比较简单，也应该掌握怎么样进行换算，有出题的可能。
（2）计算机中数的表示：源码、反码与补码。
正数的反码与源码相同，负数的反码为该数的源码除符号位外按位取反。
正数的补码与源码相同，负数的补码为该数的反码加一。
例如－98的源码：11100010B
反码：10011101B
补码：10011110B
（3）定点表示法：数的小数点的位置人为约定固定不变。
浮点表示法：数的小数点位置是浮动的，它由尾数部分和阶数部分组成。
任意一个二进制N总可以写成：N=2P×S。S为尾数，P为阶数。
（4）汉字表示法（教程67、68页），搞清楚GB2318-80中国标码和机内码的变换。
（5）语音编码中波形量化参数（可能会出简单的计算题目哦）
采样频率：一秒内采样的次数，反映了采样点之间的间隔大小。
人耳的听觉上限是20kHz，因此40kHz以上的采样频率足以使人满意。
CD唱片采用的采样频率是44.1kHz。
测量精度：样本的量化等级，目前标准采样量级有8位和16位两种。
声道数：单声道和立体声双道。立体声需要两倍的存储空间。
11、差错控制编码
（1）根据码组的功能，可以分为检错码和纠错码两类。检错码是指能自动发现差错的码，例如奇偶检验码；纠错码是指不仅能发现差错而且能自动纠正差错的码，例如循环冗余校验码。
（2）奇偶检验码、海明码、循环冗余校验码（CRC）。（教程70到77页）
12、嵌入式系统的度量项目
（1）性能指标：分为部件性能指标和综合性能指标，主要包括：吞吐率、实时性和各种利用率。
（2）可靠性与安全性
可靠性是嵌入式系统最重要、最突出的基本要求，是一个嵌入式系统能正常工作的保证，一般用平均故障间隔时间MTBF来度量。
（3）可维护性：一般用平均修复时间MTTR表示。
（4）可用性
（5）功耗
（6）环境适应性
（7）通用性
（8）安全性
（9）保密性
（10）可扩展性
性价比中的价格，除了直接购买嵌入式系统的价格外，还应包含安装费用、若干年的运行维修费用和软件租用费。
13、嵌入式系统的评价方法：测量法和模型法
（1）测量法是最直接最基本的方法，需要解决两个问题：
A、根据研究的目的，确定要测量的系统参数。
B、选择测量的工具和方式。
（2）测量的方式有两种：采样方式和事件跟踪方式。
（3）模型法分为分析模型法和模拟模型法。分析模型法是用一些数学方程去
刻画系统的模型，而模拟模型法是用模拟程序的运行去动态表达嵌入式系统的状态，而进行系统统计分析，得出性能指标。
（4）分析模型法中使用最多的是排队模型，它包括三个部分：输入流、排队规则和服务机构。
（5）使用模型对系统进行评价需要解决3个问题：设计模型、解模型、校准和证实模型。
真题解析
1、2007年4、5题
若每一条指令都可以分解为取指、分析和执行三步。已知取指时间t取指＝4△t，分析时间t分析＝3△t，执行时间t执行＝5△t。如果按串行方式执行完100条指令需要（4）△t。如果按照流水线方式执行，执行完100条指令需要（5）△t。
（4）A. 1190 B. 1195 C. 1200 D. 1205
（5）A. 504 B. 507 C. 508 D. 510
<答案>：C、B
考查流水线技术知识点。
按照串行的方式，执行完一条指令才能执行下一条指令，那么执行完100条指令的时间为：（4＋3＋5）×100＝1200
按照流水线的方式，可以同时执行多条指令。在第一条指令进行分析的时候，第二条指令已经开始取指；当第一条指令进行执行的时候，第二条指令进行分析，第三条指令取指；当第二条指令进行执行完的时候，第三条指令已经分析完成。依此类推，当第一条指令完成之后，每一个执行的周期就可以完成一条指令。需要注意的是，如果流水线的子过程所用时间不一样长，则吞吐率应以最长子过程来计算。因此，我们可以计算得100条指令的执行时间为：（4＋3＋5）＋（100－1）×5＝507。
2、2007年24题
某总线有104根信号线，其中数据总线（DB）32根，若总线工作频率为33MHz，则其理论最大传输率为（24）。（注：本题答案中的B表示Byte）
（24）A. 33 MB/s B. 64MB/s C. 132 MB/s D. 164 MB/s
<答案>：C
考查总线这个知识点。
根据上面的笔记，总线带宽＝总线位宽×总线频率/8=32×33/8＝132MB/s。
3、2007年26题
某存储器数据总线宽度为32bit，存取周期为250ns，则该存储器带宽为（26）。（注：本题答案中的B表示Byte）
（26）A. 8×106B/s B. 16×106B/s C. 16×108B/s D. 32×106B/s
<答案>：B
考查总线这个知识点。
存储器带宽即总线带宽，总线频率为：1/250ns=4×106
存储器带宽为：32×4×106/8＝16×106B/s
4、2007年27题
处理机主要由处理器、存储器和总线组成，总线包括（27）。
（27）A. 数据总线、串行总线、逻辑总线、物理总线
B. 并行总线、地址总线、逻辑总线、物理总线
C. 并行总线、串行总线、全双工总线
D. 数据总线、地址总线、控制总线
<答案>：D
考查总线这个知识点，基本概念的考查。
5、2007年35题
三极管是可控的开关器件，其饱和与截止状态分别对应开关的接通和断开状态。UBE为基极输入电压，VTH为基极域值电压，如果UBETH，开关应处于（35）状态。
（35）A. 接通 B. 三态 C. 断开 D. 高阻
<答案>：C
考查电路中最基本的基础知识点，我觉得做不对的根本不能算嵌入式系统开发入门。
6、2007年36题
如下图所示，若低位地址（A0-A11）接在内存芯片地址引脚上，高位地址（A12-A19）进行片选译码（其中，A14和A16没有参加译码），且片选信号低电平有效，则对下图所示的译码器，不属于此译码空间的地址为（36）。（36）A. AB000H～ABFFFH B. BB000H～BBFFFH
C. EF000H～EFFFFH
D. FE000H～FEFFFH
<答案>：D
考查数字电路中译码知识和存储系统中统一编址的问题，相对来说，这个题目有点难度，但是对于学习过和亲身做过单片机的兄弟来说，最基本不过了。
7、2007年46题
（46）完全把系统软件和硬件部分隔离开来，从而大大提高了系统的可移植性。（46）A. 硬件抽象层 B. 驱动映射层 C. 硬件交互层 D. 中间层
<答案>：A
考查嵌入式系统组成中的概念。
8、2006年3题
设指令由取指、分析、执行3个子部件完成，每个子部件的工作周期为△t，采用常规标量单流水线处理机。若连续执行10条指令，则共需要时间（3）△t。（3）A.8 B.10 C.12 D.14
<答案>：C
考查流水线技术知识点。
3＋（10－1）×1＝12
9、2006年4、5题
某计算机的时钟频率为400MHz，测试计算机的程序使用4种类型的指令。每种指令的数量及所需要的指令时钟数（CPI）如下表所示，则该计算机的指令平均时钟数为（4）；该计算机的运算速度为（5）MIPS。
指令类型指令数目（条）每条指令需要的时钟数
1 160000 1
2 30000 2
3 24000 4
4 16000 8
（4）A.1.85 B.1.93 C.2.36 D.3.75
（5）A.106.7 B.169.5 C.207.3 D.216.2
<答案>：B、C
考查指令运行方面的简单计算。
平均时钟数＝（160000＋2×30000＋4×24000＋8×16000）/（160000＋30000＋24000＋16000）＝1.93
MIPS是指每秒种执行多少百万条指令，即106。
计算机的运行数度为：400/1.93=207.25=207.3MIPS
9、2006年12题
计算机要对声音信号进行处理时，必须将它转换为数字声音信号。最基本的声音信号数字化方法时取样－量化法。若量化后的每个声音样本用2个字节表示，则量化分辨率是（12）
（12）A.1/2 B.1/1024 C.1/65536 D.1/131072
<答案>：C
考查声音编码种量化计算的知识点。
2个字节是16位，其量化分辨率位1/216 ＝1/65536。
10、2006年13题
某幅图像具有640×460个象素点，若每个象素具有8位的颜色深度，则可表示（13）种不同的颜色，经过5：1压缩后，其图像数据需要占用（14）（Byte）
的存储空间。
（13）A.8 B.256 C.512 D.1024
（14）A.61440 B.307200 C.384000 D.3072000
<答案>：B、A
考查图像数据存储计算的知识点。
8位颜色深度可以表示28＝256种颜色深度。
经过5：1压缩后的数据大小为：640×480×8/8/5＝61440。
11、2006年23题
若某逻辑门输入A、B和输出F的波形如下图所示，则F(A,B)的表达式为（23）（23） A.F=A B B.F=A+B
C.F=A异或B
D.F=A（B的非）
___ __
A_______| |____| |_______
_______
B_______| |___________
______
F___________| |_______
<答案>：C
考查数字电路的最基本知识点，我觉得这个都搞不清楚很难通过这个考试。
12、2006年24题
一个4位的二进制计数器，由0000状态开始，经过25个时钟脉冲后，该计数器的状态为24
（24） A.1100 B.1000 C.1001 D.1010
<答案>：C
考查数字电路的最基本知识点，相对上面一题有点难，需要对计数器的工作原理有比较清楚的理解。这个也是搞嵌入式系统的基础中的基础，参考教程38页或相关的数电书籍。
4位的计数器，其计数范围是24＝16，0000开始经过16个时钟脉冲之后又回到了开始的状态0000。25－16＝9，所以说经过25个时钟之后，其计数器的数值应该是9＝1001。
13、2006年25题
稳压二极管构成的稳压电路的接法是（25）
（25） A.稳压管与负载电阻串联。
B.稳压管与限流电阻并联。
C.限流电阻与稳压管串联后，在与负载电阻串联。
D.限流电阻与稳压管串联后，在与负载电阻并联。
<答案>：D
考查模拟电路的最基本知识点，实在太简单，不知道从那里开始分析了。
14、2006年26题
以下叙述中，不符合RISC指令系统特点的是（26）
（26） A.指令长度固定，指令种类少。
B.寻址方式种类丰富，指令功能尽量增强。
C.设置大量通用寄存器，访问存储器指令简单。
D.选取使用频率较高的一些简单指令。
<答案>：B
考查RISC与CICS的区别，考生应该清楚他们的区别，参加教程22页。
15、2006年27题
通常所说的32位微处理器是指（27）
（27） A.地址总线的宽度为32位 B.处理器数据长度只能为32位
C.CPU字长为32位
D.通用寄存器数目为32位
<答案>：C
考查字长的概念和总线宽度的理解，参加教程25页。
16、2006年28题
在32位总线系统中，若时钟频率为500MHz，传送一个32位字需要5个时钟周期，则该总线系统的数据传送速率为（28）MB/s。
（28） A.200 B.400 C.600 D.800
<答案>：B
考查总线和数据传输方面的知识点。
5个时钟周期可以传送4个Byte。
每秒中可以传送：4×（500/5）＝400MB/s。
17、2006年30题
评价一个计算机系统时，通常主要使用（30）来衡量系统的可靠性。
（30） A.评价响应时间
B.平均无故障时间（MTBF）
C.平均修复时间
D.数据处理速率
<答案>：B
考查嵌入式系统性能评价中重要知识点。看过了就会做，每什么分析的，参见教程77页。
小结
就我个人的意见，从内容来看，嵌入式系统基础知识的范围很广，知识点很多，而且没有很强的逻辑性，显得比较凌乱，很难将他们有序的组织在一起。但是也不要害怕，内容虽然多而乱，但是考试的题目都比较简单，有些题目几乎是所见即所得。只要你做过嵌入式或者单片机方面的工作，你都能做出来。一些计算的题目也是一些基本概念的延伸。通过分析历年的真题，一方面可以把握考试的出题方式和考试难度，同时可以把握这部分内容的出题方向和复习的方法。从两年的考试题目数量分布来看，06年10道，07年7道，数量有所较少，但是我觉得这不是一个趋势，08年应该不会少于7道题目的。这部分在嵌入式系统设计里面是相当重要的，有一个良好的基础才能做好下面的事情。如果复习得好，
将这7、8分题目拿到手，那么你离45分左右的及格线又迈进了一大步了。
祝准备考试的朋友，考试顺顺利利。
IP核：硬核（Hard Core）固核（Firm Core）软核（Soft Core）
IP（Intellectual Property）就是常说的知识产权。美国Dataquest咨询公司将半导体产业的IP 定义为用于ASIC、ASSP、PLD等当中，并且是预先设计好的电路功能模块。软IP、固IP 和硬IP。
软核（Soft Core）软IP用计算机高级语言的形式描述功能块的行为，但是并不涉及用什么电路和电路元件实现这些行为。软IP的最终产品基本上与通常的应用软件大同小异，开发过程与应用软件也十分相象，只是所需的开发软、硬件环境，尤其工具软件要昂贵很多。软IP的设计周期短，设计投入少，由于不涉及物理实现，为后续设计留有很大的发挥空间，增大了IP的灵活性和适应性。当然软IP的一个不可避免的弱点是：会有一定比例的后续工序无法适应软IP设计，从而造成一定程度的软IP修正。（最终产品是RTL级的HDL代码）固核（Firm Core）固IP是完成了综合的功能块（netlist），有较大的设计深度，以网表(netlist)的形式提交客户使用。如果客户与固IP使用同一个生产线的单元库，IP的成功率会比较高。
硬核（Hard Core）硬IP提供设计的最终阶段产品：版图掩膜（GDSII）。随着设计深度的提高，后续工序所需要做的事情就越少，当然，灵活性也就越少。不同的客户可以根据自己的需要订购不同的IP产品。
硬核（Hard Core）固核（Firm Core）软核（Soft Core）与ic设计流程的关系下图：
读书的好处
1、行万里路，读万卷书。
2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。
3、读书破万卷，下笔如有神。
4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文
5、少壮不努力，老大徒悲伤。
6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。——颜真卿
7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。
8、读书要三到：心到、眼到、口到
9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。
10、一日无书，百事荒废。——陈寿
11、书是人类进步的阶梯。
12、一日不读口生，一日不写手生。
13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基
14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游
15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德
16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿
17、学习永远不晚。——高尔基
18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。——刘向
19、学而不思则惘，思而不学则殆。——孔子
20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根
嵌入式系统原理与应用复习知识点总结
第一章 1、嵌入式系统的应用范围：军事国防、消费电子、信息家电、网络通信、工业 控制。 2、嵌入式系统定义：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件 与硬件可裁剪，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。（嵌入式的三要素：嵌入型、专用性与计算机系统）。 3、嵌入式系统的特点：1)专用性强；2）实时约束；3）RTOS；4）高可靠性；5） 低功耗；6）专用的开发工具和开发环境；7）系统精简； 4、嵌入式系统的组成： （1）处理器：MCU、MPU、DSP、SOC； （2）外围接口及设备：存储器、通信接口、I/O 接口、输入输出设备、电源等；（3）嵌入式操作系统：windows CE、UCLinux、Vxworks、UC/OS; （4）应用软件：Bootloader 5、嵌入式系统的硬件：嵌入式微处理器（MCU、MPU、DSP、SOC），外围电路， 外部设备； 嵌入式系统的软件：无操作系统（NOSES），小型操作系统软件（SOSE）S，大型 操作系统软件（LOSES）注：ARM 处理器三大部件：ALU、控制器、寄存器。 6、嵌入式处理器特点：（1）实时多任务；（2）结构可扩展；（3）很强的存储区 保护功能；（4）低功耗； 7、DSP处理器两种工作方式：（1）经过单片机的DSP可单独构成处理器；（2） 作为协处理器，具有单片机功能和数字处理功能； 第二章 1、IP核分类：软核、固核、硬核； 2、ARM 处理器系列：（1）ARM7系列（三级流水，thumb 指令集，ARM7TDMI）; (2)ARM9系列（DSP处理能力，ARM920T）（3）ARM/OE（增强DSP）（4）SecurCone 系列（提供解密安全方案）；（5）StrongARM系列（Zntle 产权）；（6）XScale系列（Intel 产权）；（7）Cortex 系列（A：性能密集型；R：要求实时性；M：要求低 成本） 3、ARM 系列的变量后缀：（1）T：thumb 指令集；（2）D：JTAG调试器；（3）快
嵌入式系统开发课程-多路数据采集系统设计
嵌入式系统开发课程-多路数据采集系统设计 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
多路数据采集系统设计
1题目要求 所设计的数据采集系统，共有16路信号输入，每路信号都是0~10mV，每秒钟采集一遍，将其数据传给上位PC计算机，本采集地址为50H。要求多路模拟开关用4067，A/D转换用ADC0809，运算放大器用OP07，单片机用89C51，芯片用 MAX232。 设计其电路原理图，用C51语言编制工作程序。 2总体方案设计 根据题目要求，传感器首先采集16路信号，然后被多路模拟开关4067选通某一路信号，接着通过信号调理电路，由A/D转换器进行模/数转换后发送给单片机，之后通过MAX232由RS232串口进行通讯，最终将数据传递到上位PC计算机。因此，数据采集系统主要包括以下几个主要环节： 2.1信号选通环节 由于题目要求采集的信号路数达到了16路，每一路信号的流通路线均相同。如果为每路信号都设置相应的放大、A/D转换单元，成本将大幅度提升。因此可以接入一个多路模拟开关4076，轮流选通每一路信号，实现多路信号共用一个运算放大器和A/D转换单元，即降低了成本，又简化了电路。 4067为16路模拟开关，其内部包括一个16选1的译码器和被译码输出所控制的16个双向模拟开关。当禁止端INH置0时，在I/N0－I/N15中被选中的某个输入端与输出公共端X接通，外部地址输入端A、B、C、D决定了被选通端；当INH置1时，所有模拟开关均处于断路状态。 2.2信号调理电路 为了方便信号的进一步传输和处理，一般均要在传感器的输出端接入信号调理电路，对传感器输出的信号进行变换、隔离、放大、滤波等处理。此处的信号波动范围只有0～10mV，属于微弱信号，需要进行放大处理。按照题目要求，本文设计的系统选用运算放大器OP07。OP07是一种高精的度单片运算放大器，其输入失调电压和漂移值均很低，适合用作前级放大器。 2.3A/D转换器 由于单片机只能处理数字信号，所以需要接入A/D转换器将模拟信号转换成数字信号。本文采用题目提供的ADC0809，它可以和单片机直接通讯。ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 此处采用中断的方式使数据在单片机与ADC0809之间进行交换，端口地址为 FF50H；P0口和WR信号共同生成单片机的启动转换信号；为了在启动转换的同时选通通道，将通道地址锁存信号ALE与START相连；把P0口和RD同时处在有效位的组
嵌入式系统课程设计
《嵌入式系统设计与应用》课程设计 题目嵌入式系统的实践教学探讨 1．嵌入式系统设计与应用课程的内容概述 1.1 内容概述 本课程适用于计算机类专业，是一门重要的专业课程。它的任务是掌握嵌入式系统的基本概念；掌握嵌入式处理器 ARM 体系结构，包括ARM总体结构、存储器组织、系统控制模块和I/O外围控制模块；掌握ARM指令集和Thumb指令集；掌握ARM汇编语言和C语言编程方法；了解基于ARM 的开发调试方法。它的目的是了解和掌握嵌入式处理器的原理及其应用方法。 1）介绍嵌入式系统开发的基础知识，从嵌入式计算机的历史由来、嵌入式系统的定义、嵌入式系统的基本特点、嵌入式系统的分类及应 用、嵌入式系统软硬件各部分组成、嵌入式系统的开发流程、嵌入 式技术的发展趋势等方面进行了介绍，涉及到嵌入式系统开发的基 本内容，使学生系统地建立起的嵌入式系统整体概念。 2）对ARM技术进行全面论述，使学生对ARM技术有个全面的了解和掌握，建立起以ARM技术为基础的嵌入式系统应用和以ARM核为基础 的嵌入式芯片设计的技术基础。 3）ARM指令系统特点，ARM 指令系统，Thumb 指令系统，ARM 宏汇编，ARM 汇编语言程序设计，嵌入式 C 语言程序设计。 1.2实践教学探讨 在IEEE 计算机协会2004年6月发布的Computing Curricula Computer Engineering Report， Ironman Draf t 报告中把嵌入式系统课程列为计算机工程学科的领域之一，把软硬件协同设计列为高层次的选修课程。美国科罗拉多州立大学“嵌入式系统认证”课程目录包括实时嵌入式系统导论、嵌入式系统设计和嵌入式系统工程训练课程。美国华盛顿大学嵌入式系统课程名称是嵌入式系统
arm嵌入式系统基础教程课后答案.doc
arm 嵌入式系统基础教程课后答案【篇一：arm 嵌入式系统基础教程习题答案周立功】 /p> 1 、举出3 个书本中未提到的嵌入式系统的例子。 答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒 2、什么叫嵌入式系统 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。 3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？ 嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。 嵌入式微处理器(embedded microprocessor unit, empu) 嵌入式微控制器(microcontroller unit, mcu) 嵌入式dsp 处理器(embedded digital signal processor, edsp) 嵌入式片上系统(system on chip) 4、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？ 是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实 时操作系统提高了系统的可靠性。其次，提高了开发效率，缩短了 开发周期。再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了32 位cpu 的多任务潜力。 第二章 1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段？各自的具体任务 是什么？ 项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结 束项目 4 个阶段。识别需求阶段的主要任务是确认需求，分析投资 收益比，研究项目的可行性，分析厂商所应具备的条件。 提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。 执行项目阶段细化目标，制定工作计划，协调人力和其他资源；定 期监控进展，分析项目偏差，采取必要措施以实现目标。 结束项目阶段主要包括移交工作成果，帮助客户实现商务目标；系 统交接给维护人员；结清各种款项。 2、为何要进行风险分析？嵌入式项目主要有哪些方面的风险？ 在一个项目中，有许多的因素会影响到项目进行，因此在项目进行 的初期，在客户和开发团队都还未投入大量资源之前，风险的评估
嵌入式系统设计课程设计
电气与电子信息工程学院 嵌入式系统设计课程设计 设计题目：基于AT89S52单片机的游戏机嵌入式系统设计与制作专业班级：电子信息工程2008级（2）班 学号：200840210212 姓名：童俊 指导教师：邓彬伟李玉平 设计时间：2011/11/14～2011/12/2 设计地点：K2自动化综合实验室
嵌入式系统设计课程设计成绩评定表 姓名童俊学号200840210212 专业班级电子信息工程2008级（2）班 课程设计题目：基于AT89S52单片机的游戏机嵌入式系统设计与制作 课程设计答辩或质疑记录： 1、什么叫嵌入式系统？ 答：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可剪裁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。 2.所做的电路中有哪几个任务？ 答：总共六个，分别是：功能选择，贪吃蛇游戏，时间温度显示，PS2键盘控制，温度采集，时间采集。 3.贪吃蛇这个游戏是怎么实现的？ 答：在这个游戏中主要用到两个长度为二的数组控制蛇的头部坐标和尾部坐标，蛇的初始化长度为3，通过定时器没隔一定的时间给蛇一个步进信号，在蛇移动的过程中和转弯的过程中需判断前面是否有食物，是否碰到自己身体。食物的坐标也是通过定时器的高八位和第八位的数字余上30所的。 成绩评定依据： 实物制作（40％）： 课程设计考勤情况（20％）： 课程设计答辩情况（20％）： 完成设计任务及报告规范性（20％）： 最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师签字： 2010年12 月20 日
课程设计任务书 2011 ～2012 学年第 1 学期 学生姓名：林忠航专业班级： 08电信本1、2 指导教师：邓彬伟、李玉平工作部门：电信教研室 一、课程设计题目 嵌入式系统设计课程设计 二、课程设计目的 为了提高嵌入式系统设计与实际的应用能力，开始为期三周的嵌入式系统设计课程设计。通过实训使学生在巩固所学单片机知识的基础之进一步把其与μC/OS-II操作系统的移植结合起来，增强学生对所学知识的实际应用能力和以及与当前专业的前沿知识结合，达到对μC/OS-II操作系统的学习和理解，为以后从事嵌入式工作的研究和开发打好基础。 三、课程设计内容 设计基于51单片机的嵌入式系统，把μC/OS-II操作系统移植到51单片机上，能完成基本的输入和输出，输入采用4*4的键盘，输出采用1602液晶。再此基础之上，每个同学根据自己的特长扩展应用系统，具体可参考以下五种扩展方案的实现。 1、设计的游戏机，在游戏机工作时有背景音乐放出。 2、设计的是电子琴以及1602液晶显示。 3、设计的流水灯、蜂鸣器、闪烁灯任务。， 4、设计的流水灯和电子书功能。 5、（1)所有灯灭，（2）1602显示 93）LED灯闪烁，显示字符。 四、进度安排 序号设计内容所用时间 1 布置任务，学习μC/OS-II操作系统5天 2 开发μC/OS-II操作系统的移植代码3天 3 制作基于51单片机的硬件系统2天 4 软硬件集成和调试2天 5 答辩、撰写设计报告书3天 合计15天 五、基本要求 1、设计基于51单片机的输入和输出电路。 2、用4×4的键盘作为输入设备。 3、用LED或LCD进行显示。
嵌入式系统课程简介
本科课程简介 嵌入式系统 课程代码：开课学院：电气工程学院 开课学期：第一学期授课对象：大四本科生 学分： 1.5 课程负责人：曹玉胜 课程简介： 本课程是电气工程专业本科生高年级选修课。课程教学所要达到的目的是：使学生掌握嵌入式系统体系结构和开发过程；嵌入式处理器结构（ARM架构为主），嵌入式系统的存储器及各种I/O接口；嵌入式操作系统；嵌入式网络与安全以及嵌入式系统的综合开发应用。通过操作ARM实验平台，使学生对嵌入式系统软硬件设计有一个全面的概念和动手能力的训练。 课程的要求学生必须同时掌握硬件与软件方面的基本知识与技能.在硬件方面,要求学生了解嵌入式系统的基本原理及相关微处理器,存储器,周边设备,接口的基本知识.在软件方面,要求学生熟悉嵌入式操作系统,了解嵌入式系统开发的一般过程,掌握实时操作系统(RTOS)的基本功能和设计方法,了解和熟悉一些常用的嵌入式系统的开发工具和开发方法,熟悉嵌入式系统的典型应用及产品设计开发的步骤等.此外也可使学生具备软件与硬件综合测试与调试技能。 主要教学内容： 第一章嵌入式系统绪论 1 嵌入式系统的定义 2 嵌入式系统的产生与发展 3 嵌入式系统的特点 4 嵌入式系统的组成 5 嵌入式系统在各个领域的应用 6 嵌入式系统未来的发展趋势 第二章嵌入式系统的基本知识 1 嵌入式系统的开发流程 2 嵌入式系统的开发环境 3 嵌入式系统的开发工具 4 嵌入式应用程序的一般开发方法 第三章嵌入式处理器 1 嵌入式处理器的组成、分类（微处理器，微控制器，SOC）和特点 2 ARM嵌入式处理器的模式架构、异常处理、寻址方式和指令体系 3 ARM基本指令和伪指令的编程方法、ARM汇编应用程序的基本设计 第四章嵌入式系统的存储器 1 存储器的分类、结构、组织、性能指标和工作时序 2 只读存储器ROM 3 随机存储器RAM
ARM嵌入式系统基础教程复习
《嵌入式系统基础教程》复习 1.什么是嵌入式系统？其特点有些什么？ 答：嵌入式系统是“以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。” 特点：1）是专用的计算机系统，用于特定的任务； 2）资源较少，可以裁减； 3) 功耗低，体积小，集成度高，成本低; 4）使用实时操作系统； 5) 可靠性要求更高，具有系统测试和可靠性评估体系; 6）运行环境差异大 7）大部分程序固化在ROM中； 8) 较长的生命周期； 9）嵌入式微处理器通常包含专用调试电路 2.嵌入式系统的BooTLoader的功能是什么？ 答：BootLoader是系统加电后、操作系统内核或用户应用程序运行之前，首先必须运行的一段程序代码。通过这段程序，为最终调用操作系统内核、运行用户应用程序准备好正确的环境。（对于嵌入式系统来说，有的使用操作系统，也有的不使用操作系统，但在系统启动时都必须运行BootLoader，为系统运行准备好软硬件环境。） 3.目前嵌入式操作系统有哪些？ 答：1）μC/OS-II 嵌入式操作系统内核；2）VxWorks嵌入式实时操作系统；3）WinCE操作系统；4）Linux操作系统；5）Symbian操作系统 4.构造嵌入式开发环境有哪几种形式？ 答：1）交叉开发环境；2）软件模拟环境；3)评估电路板 5.嵌入式系统开发的基本流程? 答：1）系统定义与需求分析； 2）系统设计方案的初步确立； 3）初步设计方案性价比评估与方案评审论证； 4）完善初步方案、初步方案实施； 5）软硬件集成测试； 6）系统功能性能测试及可靠性测试。 6.什么是可编程片上系统？ 答：用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上,称作可编程片上系统SOPC。它是一种特殊的嵌入式系统，首先它是SOC，即由单个芯片实现整个系统的主要逻辑功能，具有一般SOC基本属性；其次，它又具备软硬件在系统可编程的功能，是可编程系统，具有可裁剪、可扩充、可升级等灵活的设计方式。 7.有时要使用Thumb技术的原因 答：（Thumb指令集是把32位的ARM指令集的一个子集重新编码后形成的一个特殊的16位指令集。）在性能和代码大小之间取得平衡，在需要较低的存储代码时采用Thumb指令系统用Thumb指令编写最小代码量的程序（能够很好的解决代码长度的问题），却取得以ARM代码执行的最好性能，可以带来低功耗,小体积,低成本。 8.ARM处理器的工作模式有哪几种？ 答：1）正常用户模式（user）； 2）快速中断模式（fiq）； 3）普通中断模式（irq）； 4）操作系统保护模式（svc）或管理模式； 5）数据访问中止模式（abt）； 6）处理未定义指令的未定义模式（und）； 7）运行特权级的操作系统任务的系统模式（sys）。 9.寄存器R13，R14，R15的专用功能各是什么？ 答：1）寄存器R13保存堆栈指针SP；
嵌入式系统课程设计
《嵌入式系统课程设计》 姓名：梅航赵震王继潘晨阳陈川江李洪波朱啸林何永强张智炫班级：10计算机 专业：计算机科学与技术 学院：电气与信息工程学院 2013年12月
1.题目选择 如皋港港口物流交易平台 2.项目描述 如皋港物流交易平台一共分为两期完成：一期工程主要是宣传如皋港的港口文化和港口风采，弘扬如皋港精神；二期工程着重于港口的物流交易部分，一个关于货主，物流公司和平台方的三方交易。 2.1 一期内容描述 2.1.1 首页 首页版面内容主要包括会员登录区域、董事长致辞、港口要闻（图文展示）、招商引资（项目发布）、视频新闻、创先争优、港口论坛、港航资讯、如皋港电子信息交易平台图片链接、如皋港货运物流信息平台图片链接、如皋港电子口岸平台图片链接，及各相关行业网站图片链接等内容: 1.会员登录区域 提供会员登录，会员登录分为员工登录和客户登录两部分，所有用户均由管理员根据员工及客户级别统一分配用户和初始密码及用户权限，用户登录后可修改初始密码。 2.董事长致辞 董事长致辞版块在首页的左上角显眼位置，提供董事长的工作照及亲笔致辞、签名印章等等。
3.港口要闻 作为中国·如皋港对外新闻发布的唯一官方平台，该版块将置于整版最中央最上方位置，作为如皋港的重大新闻、图文资讯发布浏览平台，右侧区域作为新闻图片展示窗口，实现图片定时切换功能。 4.招商引资 作为如皋港重大招商项目信息发布的官方平台，提供招商项目信息的发布浏览，包括项目简介、项目前景、项目现状、合作方式等内容的发布。 5.视频新闻 发布关于如皋港重大活动、会议的视频新闻供会员及游客观看，更直观的展示如皋港对外形象。 6.创先争优剪影（社会管理创新） 作为新型国有企业，在市委市政府的统一领导下，党建工作尤为重要，在此区域将发布党建工作活动新闻。 7.港口论坛 港口论坛作为思想的聚集地，为港口的发展建言献策，同时提升港口凝聚力。 8.港航资讯 提供港航资讯浏览，通过抓取相关港航业新闻，保持与港口行业与时俱进。 9.如皋港电子信息交易平台 作为中国·如皋港的重要子系统，如皋港电子商务平台的登录页面须在整版的右侧提供显眼的图片登录链接，点击图片链接后进入如皋港电子商务平台，提供马木材贸易、长江煤市、邦略再生资源等交易平台。客户用户根据自身用户权限可直接进入各大平台进行在线咨询交易。（具体功能描述见后） 10.如皋港货运物流信息交易平台 首页提供图片链接，点击后进入如皋港货运物流信息交易平台页面，登录用户可直接进入交易平台（具体功能描述见后） 11.如皋港电子口岸平台 首页提供图片链接，登录用户点击后直接进入如皋港电子口岸平台（具体功能描述见后） 12.各行业网站链接
《嵌入式系统A》课程教学大纲
《嵌入式系统A》课程教学大纲 大纲执笔人:何青大纲审核人： 课程编号：08100D07３5 英文名称：Embeddｅd Ｓyｓｔem Ａ 学分: 3 总学时：48。其中,讲授38学时,实验10 学时。 适用专业:自动化专业 先修课程:微机原理与接口技术、单片机原理与接口技术、Ｃ程序设计语言。 一、课程性质与教学目的 嵌入式系统是自动化专业的专业必修课。随着后PC时代的到来，以高速度、高可靠、低功耗为特征的嵌入式系统的应用日益广泛和深入,嵌入式系统设计在自动化专业课程体系中的地位愈发重要。嵌入式系统是继IＴ网络技术和单片机技术之后，又一个新的技术发展方向。本课程将向学生系统介绍嵌入式系统设计知识。通过本课程的学习，学生可以系统地掌握嵌入式系统的概念和和基本原理、ARM体系结构特点、嵌入式系统设计的一般原理及方法、以及嵌入式操作系统的基本原理及应用等,掌握这一新的实用设计技术,为学生走向工作岗位提供有力的技术能力保障。 目前嵌入式系统技术已被广泛地应用于工业控制系统、信息家电、通信设备、医疗仪器、智能仪器仪表等众多领域。如手机、PＤＡ、MP3、手持设备、智能电话、机顶盒等,可以说嵌入式系统无处不在。本课程讲述当前主流的嵌入式处理器—32位ARM微处理器和实时操作系统μC/OＳ,介绍嵌入式系统的基本原理和应用及设计方法。通过本课程的学习,着重培养学生的实际动手能力,使学生掌握ARM的系统结构、指令系统、程序设计方法、系统扩展方法、应用及开发技术等。使学生在工作中具有利用嵌入式系统开发产品和解决实际问题的基本能力。 二、基本要求 1、掌握嵌入式系统技术的基本原理。 2、了解并掌握AＲM的系统结构、指令系统、程序设计方法、系统扩展方法、应用
孟祥莲嵌入式系统原理及应用教程部分习题答案
习题1 1. 嵌入式系统的概念的是什么？答：嵌入式系统是以应用为中心，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。（嵌入式系统是嵌入式到对象体系中的，用于执行独立功能的专用计算机系统。） 2. 嵌入式系统的特点是什么？ 答：系统内核小；专用性强；运行环境差异大；可靠性要求高；系统精简和高实时性操作系统；具有固化在非易失性存储器中的代码嵌入式系统开发和工作环境 4. 嵌入式系统的功能是什么？答：提供强大的网络服务小型化，低成本，低 功能；人性化的人机界面；完善的开发平台 5. 嵌入式系统的硬件平台由哪些部分组成？答：嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为核心，由存储器I/O 单元电路，通信模块，外部设备必要的辅助接口组成的。 7. 嵌入式操作系统的主要特点是什么？答：体积小；实时性；特殊的开发调试环境。 8. 叙述嵌入式系统的分类。答：按嵌入式微处理器的位数分类可以分为4 位、 8 位、16 位、32 位和64 位等；按软件实时性需求分类可以分为非实时系统（如PDA）， 软实时系统（如消费类产品）和硬实时系统（如工业实时控制系统）按嵌入式系统的复杂程度分类可以分为小型嵌入式系统，中型嵌入式系统和复杂嵌入式系统。 习题2 处理器和工作状态有哪些？
答：ARM犬态：此时处理器执行32位的的字对齐的ARS旨令。 Thumb犬态：此时处理器执行16位的，半字对齐的Thumb旨令 2.叙述ARM9内部寄存器结构，并分别说明R13 R14 R15寄存器的 作用。 答：共有37个内部寄存器，被分为若干个组（BANK，这些寄存器包括31个通用寄存器，包括程序计数器（PC指针）6个状态寄存器。R13用作堆栈指针，R14称为子程序链接寄存器，R15用作程序计数器。处理器的工作模式有哪些？ 答：用户模式：ARM处理器正常的程序执行状态。 快速中断模式：用于高速数据传输或通道处理 外部中断模式：用于通用中断处理管理模式：操作系统使用的保护模式数据访问终止模式：当数据或指令预期终止时进入该模式，可用于虚拟存储器及存储保护 系统模式：运行具有特权的操作系统任务 未定义指令终止模式：当未定义的指令执行时进入该模式，可用 于支持硬件协处理器的软件仿真。 微处理器支持的数据类型有哪些？ 答：ARM微处理器中支持字节（8位）、半字（16位），字（32 位）
(完整版)通用PC系统与嵌入式系统的区别.doc
通用 PC系统与嵌入式系统的区别.txt精神失常的疯子不可怕，可怕的是精神正常的疯子！ 一什么是嵌入式系统 嵌入式系统一般指非 pc 系统，有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材。它是以应用 为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格 要求的专用计算机系统。简单地说，嵌入式系统集系统的应用软件与硬件于一体，类似于pc 中 bios 的工作方式，具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点，特别适合于要 求实时和多任务的体系。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统 及应用软件系统等组成，它是可独立工作的“器件”。 嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备，如掌上pda、移动计算设备、电视机顶盒、 手机上网、数字电视、多媒体、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安 全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等。 嵌入式系统的硬件部分，包括处理器 / 微处理器、存储器及外设器件和 i/o 端口、图形控制器等。嵌 入式系统有别于一般的计算机处理系统，它不具备像硬盘那样大容量的存储介质，而 大多使用eprom、eeprom 或闪存 (flash memory)作为存储介质。软件部分包括操作系统软件 ( 要求实时和多任务操作 ) 和应用程序编程。应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统控制 着应用程序编程与硬件的交互作用。 二嵌入式处理器 嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般具备 4 个特点： (1) 对实时和多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时 操作系统的执行时间减少到最低限度；(2) 具有功能很强的存储区保护功能，这是由于嵌入 式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强 大的存储区保护功能，同时也有利于软件诊断；(3) 可扩展的处理器结构，以能迅速地扩展 出满足应用的高性能的嵌入式微处理器；(4) 嵌入式微处理器的功耗必须很低，尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此，功耗只能为mw 甚至μ w 级。 据不完全统计，目前全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000 种，流行的体系结构有 30 多个系列。其中 8051 体系占多半，生产这种单片机的半导体厂家有20 多个，共 350 多种衍生产品，仅 philips 就有近 100 种。现在几乎每个半导体制造商都生产嵌入式处理器，越来越多的公司有自己的处理器设计部门。嵌入式处理器的寻址空间一般从64kb 到 16mb，处理速度为 0.1~2000mips ，常用封装 8~144 个引脚。 根据现状，嵌入式计算机可分成下面几类: (1) 嵌入式微处理器(embedded microprocessor unit, empu) 嵌入式微处理器采用“增强型”通用微处理器。由于嵌入式系统通常应用于环境比较恶劣的 环境中，因而嵌入式微处理器在工作温度、电磁兼容性以及可靠性方面的要求较通用的标准 微处理器高。但是，嵌入式微处理器在功能方面与标准的微处理器基本上是一样的。根据实
嵌入式系统设计课程设计
嵌入式理论及应用 设计题目:基于μC/OS-II8*8点阵的设计与制作 嵌入式系统设计课程设计 一、概述 1. 单片机介绍 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。 2. 单片机历史 单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。 1.SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。 2.MCU即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。 3.单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。 3. 单片机的应用领域 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便于更换。此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。 二、单片机的结构与原理 1.AT89C55芯片 AT89C55单片机芯片内部结构框图如图1所示。
《嵌入式系统》课程教学大纲
《嵌入式系统》课程教学大纲 学分：3 学时：64 适用专业：电子信息、通信技术 前导课程：电路分析基础、模拟电路、数字电路、高频电路、单片机原理、C语言 后续课程： 一、课程的性质和任务 本课程围绕目前流行的32位ARM处理器和嵌入操作系统，讲述嵌入式系统的概念、软硬件组成、开发过程以及嵌入式应用程序和驱动程序的开发设计方法。《嵌入式系统》是培养学生具有嵌入式系统的应用知识、嵌入式系统的初步分析能力和具有使用RTOS （实时操作系统）构成嵌入式系统的应用能力等方面的学科，是电子信息与计算机类或相关工科专业的一门专业课。 二、课程的教学基本要求 本课程是一门综合性、实践性、应用性很强的专业课。课程教学所要达到的目的是：使学生掌握嵌入式系统体系结构，嵌入式处理器结构（ARM架构为主），异常处理、系统控制过程、存储处理、ARM内部资源、各种I/O接口；嵌入式系统开发应用方法；实时多任务操作系统。本课程将为学生今后从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础。 三、教学内容和要求 （一）理论教学内容和要求 第一章：嵌入式系统的概况 1、讲授内容： 主要讲解嵌入式系统的定义、嵌入式系统的分类、嵌入式系统的组成及嵌入式 系统的应用领域和发展趋势。 2、基本要求： 使学生明确学习本课程的目的。 第二章：嵌入式系统的硬件基本知识 1、讲授内容： 1、ARM体系的硬件架构 2、冯.诺依曼体系结构和哈佛体系结构
3、RISC体系结构 4、流水线技术 2、基本要求： 了解嵌入式系统的硬件基础。 第三章：嵌入式操作系统 1、讲授内容： 1、嵌入式操作系统的分类 2、嵌入式操作系统的特点 3、实时操作系统 4、目前市场上流行的嵌入式操作系统 2、基本要求： 掌握嵌入式操作系统的分类和特点，明确实时操作系统的内核特点 第四章：ARM架构的嵌入式微处理器 1、讲授内容： 目前基于ARM架构的嵌入式微处理器：I44B0，2410，LPC2000的架构及特点。 2、基本要求： 要求掌握不同处理的的特点及使用场合。 第五章：ARM微处理器的指令系统 1、讲授内容： 1.通用寄存器和程序计数器 2. ARM程序状态寄存器 2、基本要求： 了解R0—R15寄存器的用途 第六章：常用的ARM处理器：LPC2106、LPC2000系列 1、讲授内容： 1、了解LPC2210的引脚描述 2、了解LPC2210的地址安排 3. 了解GPIO寄存器的描述与用途。 2、基本要求： 了解LPC2210的地址安排。 第七章：ARM的指令集概述 ARM的指令分类介绍 1、讲授内容： 1．ARM处理器寻址方式
ARM嵌入式系统基础教程第二版课后习题答案
第1章嵌入式系统概述 (1)举出3个本书中未提到的嵌入式系统的例子。 答：键盘、鼠标、扫描仪。 (2)什么叫嵌入式系统？ 答：嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。 (3)什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？ 答：嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。分为3类：1.注重尺寸、能耗和价格；2.关注性能；3.关注全部4个需求——性能、尺寸、能耗和价格。 (4)什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？ 答：嵌入式操作系统是操作系统的一种类型，是在传统操作系统的基础上加入符合嵌入式系统要求的元素发展而来的。原因：1.提高了系统的可靠性；2.提高了开发效率，缩短了开发周期。3.充分发挥了32位CPU的多任务潜力。 第2章ARM7体系结构 1.基础知识 (1)ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么？ 答：T：高密度16位Thumb指令集扩展；D：支持片上调试；M：64位乘法指令；I：Embedded ICE硬件仿真功能模块。 (2)ARM7TDMI采用几级流水线？使用何种存储器编址方式？ 答：3级；冯·诺依曼结构。 (3)ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别？ 答：ARM处理器模式体现在不同寄存器的使用上；ARM处理器状态体现在不同指令的使用上。 (4)分别列举ARM的处理器模式和状态？ 答：ARM的处理器模式：用户模式、系统模式、管理模式、中止模式、未定义模式、中断模式、快速模式；ARM的处理器状态:ARM状态、Thumb状态。 (5)PC和LR分别使用哪个寄存器？ 答：PC:R15；LR:R14。 (6)R13寄存器的通用功能是什么？ 答：堆栈指针SP。 (7)CPSR寄存器中哪些位用来定义处理器状态？
嵌入式系统基础知识总结
必读：嵌入式系统基础知识总结 2016-07-22电子发烧友网 本文主要介绍嵌入式系统的一些基础知识，希望对各位有帮助。 嵌入式系统基础 1、嵌入式系统的定义 （1）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、功耗严格要求的专用计算机系统。 （2）嵌入式系统发展的4个阶段：无操作系统阶段、简单操作系统阶段、实时操作系统阶段、面向Internet阶段。 （3）知识产权核（IP核）：具有知识产权的、功能具体、接口规范、可在多个集成电路设计中重复使用的功能模块，是实现系统芯片（SOC）的基本构件。（4）IP核模块有行为、结构和物理3级不同程度的设计，对应描述功能行为的不同可以分为三类：软核、固核、硬核。 2、嵌入式系统的组成 包含:硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层 （1）硬件层：嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口。 嵌入式核心模块＝微处理器＋电源电路＋时钟电路＋存储器
Cache：位于主存和嵌入式微处理器内核之间，存放的是最近一段时间微处理器使用最多的程序代码和数据。它的主要目标是减小存储器给微处理器内核造成的存储器访问瓶颈，使处理速度更快。 （2）中间层（也称为硬件抽象层HAL或者板级支持包BSP）. 它将系统上层软件和底层硬件分离开来，使系统上层软件开发人员无需关系底层硬件的具体情况，根据BSP层提供的接口开发即可。 BSP有两个特点：硬件相关性和操作系统相关性。 设计一个完整的BSP需要完成两部分工作： A、嵌入式系统的硬件初始化和BSP功能。 片级初始化：纯硬件的初始化过程，把嵌入式微处理器从上电的默认状态逐步设置成系统所要求的工作状态。 板级初始化：包含软硬件两部分在内的初始化过程，为随后的系统初始化和应用程序建立硬件和软件的运行环境。 系统级初始化：以软件为主的初始化过程，进行操作系统的初始化。 B、设计硬件相关的设备驱动。 （3）系统软件层：由RTOS、文件系统、GUI、网络系统及通用组件模块组成。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。 （4）应用软件：由基于实时系统开发的应用程序组成。
嵌入式系统课程设计报告材料
嵌入式系统课程设计报告 课程名称：嵌入式系统课程设计 项目名称：基于ARM实现MP3音乐盒 专业：电子科学与技术
一、设计容 基本功能：预存四首歌曲，实现循环播放； 每个按键对应一首歌曲。 拓展功能：通过按键简单演奏音乐，类似钢琴； 实现两个模式的切换，切歌模式和音量加减模式。 二、设计思路 基础功能： 将音频数据存储在SD卡中，使用FATFS文件系统进行数据的读写，通过SPI2总线将数据传到核。核再将数据通过SPI1总线传送到音频解码模块VS1053，输入的数据（即比特流数据）被解码后送到DAC发出声音。 将音乐存储在SD卡，通过文件的地址来判别将要播放哪一首音乐，通过地址的递增和循环来实现音乐的自动循环播放。按键对曲目的控制，可通过键盘扫描函数，判断哪一个键被按下，使键盘扫描函数返回不同的返回值，实现对文件地址的控制。将此返回值设置为全局变量，可实现在音乐播放中曲目的切换。 另外，我们还利用解码模块实现对音量的控制，使用按键控制音量的提高或降低。使用SPI1总线将TFT显示屏连接到核，显示按键功能、当前曲目、当前模式等信息。 由于开发板只有5个按键，按键数量有限，需要对按键实现曲目切换和音量功能的复用。我们小组设置了两种模式，切歌模式和音量模式，并定义左键为模式切换键，实现不同模式的选择和按键的复用。 拓展功能： 基本思路是通过定时器中断来产生一定频率的50%空占比的脉宽调制波，用此脉宽调制波激励扬声器，从而使扬声器发出一定频率的声音。 所以只要将不同按键的中断子程序设置为对定时器进行不同数据的配置，即可实现不同按键与不同扬声器发生频率的对应。 然后使一个按键的按下与松开均进入中断，且分别实现开启（扬声器发声）与关闭（扬声器不发声）定时器的功能，从而使课题的附加功能表现地更自然。 三、硬件配置 基础功能： （1）SD卡：存储音频数据
周立功-ARM嵌入式系统基础教程课后习题答案11
第一章 思考与练习 1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。 答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒 2、什么叫嵌入式系统 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。 3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？ 嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。 嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU) 嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU) 嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP) 嵌入式片上系统(System On Chip) 4、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？ 是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。 其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了32 位CPU 的多任务潜力。 第二章 1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段？各自的具体任务是什么？ 项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4 个阶段。 识别需求阶段的主要任务是确认需求，分析投资收益比，研究项目的可行性，分析厂商所应具备的条件。 提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。 执行项目阶段细化目标，制定工作计划，协调人力和其他资源；定期监控进展， 分析项目偏差，采取必要措施以实现目标。 结束项目阶段主要包括移交工作成果，帮助客户实现商务目标；系统交接给维护人员；结清各种款项。 2、为何要进行风险分析？嵌入式项目主要有哪些方面的风险？ 在一个项目中，有许多的因素会影响到项目进行，因此在项目进行的初期，在客户和开发团队都还未投入大量资源之前，风险的评估可以用来预估项目进行可能会遭遇的难题。 需求风险；时间风险；资金风险；项目管理风险 3、何谓系统规范？制定系统规范的目的是什么？ 规格制定阶段的目的在于将客户的需求，由模糊的描述，转换成有意义的量化数据。 4、何谓系统规划？为何要做系统规划 系统规划就是拟定一个开发进程，使项目在合理的进程范围中逐渐建构完成。其目地是让客户可以进一步地掌握系统开发的进程，并确定检查点，以让双方确定项目是否如预期中的进度完成。 5、为什么在项目结束前需要进行项目讨论？ 项目的讨论一个项目进行的反馈机制。通过这一个程序，项目团队的经验才可以被记录 下来，也就是说，这是一个撰写项目历史的过程。 第三章 1、ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么？ 64 位乘法指令（带M 后缀的）、支持片上调试（带D 后缀的）、高密度16 位的Thumb 指令机扩展（带T 后缀的）和EmbededICE 观察点硬件（带I 后缀的） 2、ARM7TDMI采用几级流水线？使用何种存储器编址方式？ 三级流水线（取指译码执行）；使用了冯·诺依曼（V on Neumann ）结构，指令和数据共用一条 32 位总线。 3、ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别？ 处理器模式指的是处理器在执行程序时在不同时刻所处的不同状态，处理器状态指的是处理器当前所执行的指令集。 4、分别列举ARM的处理器模式和状态。 状态： ARM 状态32 位，这种状态下执行的是字方式的ARM 指令
《ARM嵌入式系统基础教程》试题及答案
《ARM嵌入式系统基础教程》试题及答案 一、选择题 1、以下说法不正确的是（B ）。 A、任务可以有类型说明 B、任务可以返回一个数值 C、任务可以有形参变量 D、任务是一个无限循环 2下列描述不属于RISC计算机的特点的是（C）。 A.流水线每周期前进一步。B．更多通用寄存器。 C．指令长度不固定，执行需要多个周期。 D．独立的Load和Store指令完成数据在寄存器和外部存储器之间的传输。 3 存储一个32位数0x2168465到2000H～2003H四个字节单元中，若以大端模式存储，则2000H存储单元的内容 为（D）。 A、0x21 B、0x68 C、0x65 D、0x02 4 μCOS-II中对关键代码段由于希望在执行的过程中不被中断干扰，通常采用关中断的方式，以下X86汇编代码正确而且不会改变关中断之前的中断开关状态的是（D） A.先CLI、执行关键代码、再STI B. 先STI、执行关键代码、再CLI C. 先POPF、CLI、执行关键代码、再PUSHF D. 先PUSHF、CLI、执行关键代码、再POPF。 5 RS232-C串口通信中，表示逻辑1的电平是（D ）。 A、0v B、3.3v C、＋5v～＋15v D、－5v～－15v 6 ARM汇编语句“ADD R0, R2, R3, LSL#1”的作用是（A）。 A.R0 = R2 + (R3 << 1) B. R0 =( R2<< 1) + R3 C. R3= R0+ (R2 << 1) D. (R3 << 1)= R0+ R2 7 IRQ中断的入口地址是（C）。FIQ的入口地址为0x0000001C A、0x00000000 B、0x00000008 C、0x00000018 D、0x00000014 8 S3C2420X I/O口常用的控制器是（D）。 A.端口控制寄存器（GPACON-GPHCON）。 B.端口数据寄存器（GPADAT-GPHDA T）。 C.外部中断控制寄存器（EXTINTN）。 D.以上都是。 9 实时操作系统中，两个任务并发执行，一个任务要等待其合作伙伴发来信息，或建立某个条件后再向前执行，这种制约性合作关系被成为（A）。 A. 同步 B. 互斥 C. 调度 D. 执行 10 和PC系统机相比嵌入式系统不具备以下哪个特点（C）。 A、系统内核小 B、专用性强 C、可执行多任务 D、系统精简 11 、ADD R0，R1，#3属于（A）寻址方式。 A. 立即寻址 B. 多寄存器寻址 C. 寄存器直接寻址 D. 相对寻址 12、GET伪指令的含义是（A） A. 包含一个外部文件 B. 定义程序的入口 C. 定义一个宏 D. 声明一个变量 13、存储一个32位数0x876165到2000H～2003H四个字节单元中，若以小端模式存 储，则2000H存储单元的内容为（C）。 A、0x00 B、0x87 C、0x65 D、0x61 14、μCOS-II操作系统不属于（C）。 A、RTOS B、占先式实时操作系统 C、非占先式实时操作系统 D、嵌入式实时操作系统 15、若R1=2000H，(2000H)=0x86，(2008H)=0x39，则执行指令LDR R0，[R1，＃8]！后R0的值为（D ）。 A. 0x2000 B. 0x86 C. 0x2008 D. 0x39 16、寄存器R13除了可以做通用寄存器外，还可以做（C ）。 A、程序计数器 B、链接寄存器 C、栈指针寄存器 D、基址寄存器 17、FIQ中断的入口地址是（A）。