计算机三级嵌入式知识点汇总

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(完整版)三级嵌入式系统

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三级嵌入式系统学习总结一第一章1.嵌入式系统概论嵌入式系统中的软件一般都固化在只读存储器中,用户不能随意更改其中的程序功能。

嵌入式系统的逻辑组成:1)处理器2)存储器3)I/O设备与I/O接口4)数据总线5)软件嵌入式处理芯片有四种类型:1)微处理器2)数字信号处理器3)微控制器(单片机)4)片上系统微控制器MCU的低端产品并不会因为高端产品的出现而衰落在32位MCU中,绝大多数使用RAM内核EDA:电子设计自动化IP核可以分为三种:软核、硬核、固核2.嵌入式系统与数字媒体计算机中常用的最广泛的西文字符及其编码是ASCII字符集和ASCII码,即美国标准信息交换码,共有128个字符,一个字符占一个字节。

我国目前广泛使用的汉字编码国家标准有GB2312和GB18030GB2312只有6763个汉字,不够用GB18030字符集与国际标准UCS/Unicode字符集基本兼容。

GB18030采用不等长的编码方法,单字节编码表示ASCII码,双字节编码表示汉字,与GB2312保持向下兼容,四字节编码表示其他字符Unicode最新版本是6.3。

UCS/Unicode在计算机中具体实现时采用不同的编码方案,最常用的是UTF-8和UTF-16,UTF-8采用的是单字节可变长编码;UTF-16采用的是双字节可变长编码文本的类型可以分为简单文本、丰富格式文本、超文本图像的数据量=图像水平分辨率*图像垂直分辨率*像素深度/8(像素深度指的是每个像素用多少个二进制数来表示)数字视频的数据量非常大,在进行传输时必须进行压缩,压缩编码标准是国际标准化组织(ISO)制定的,其名称为MPEG。

无线局域网采用的协议主要是IEEE 802.11(俗称WIFI)3.数字通信与计算机网络微波是一种300MHz-300GHz的电磁波计算机网络的组成:1)计算机等智能电子设备2)数据通信链路3)通信协议4)网络软件以太局域网:1)发送数据设备必须把要传输的数据分成小块(帧)进行传输,一次只能传输1帧;2)局域网中的每一个终端都有自己唯一的标识,称为物理地址或MAC地址,在发送的每一帧数据中,必须包含自己的MAC地址和接收终端的MAC地址3)IP协议定义了主机的概念,所有主机及使用一种统一格式的地址标识,称为IP地址。

计算机三级考试嵌入式系统开发技术知识点

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计算机三级考试嵌入式系统开发技术知识点计算机三级考试嵌入式系统开发技术知识点导语:嵌入式系统是一种“完全嵌入受控器件内部,为特定应用而设计的专用计算机系统”,下面是相关考试内容介绍,欢送参考!嵌入式系统及三要素定义:以应用为中心、以计算机技术为根底、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、本钱、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

简单定义:嵌入到对象体系中的专用计算机系统。

三要素:嵌入式系统的三个根本要素是嵌入性、专用性与计算机系统。

(1)嵌入性是把软件嵌入到Flash存储器中,(2)专用性是指针对某个详细应用领域和场合,量体裁衣式的定制适用该场合的专用系统,(3)计算机系统是指必须具有计算机系统的组成,核心是计算机系统。

三个要素决定了嵌入式系统是嵌入到对象体系中的.一种专用的计算机系统。

嵌入式系统設計与开发原那么与步驟1.設計与开发原則既然嵌入式系统是嵌入到对象体系中的专用的计算机系统,因此嵌入式系统设计的根本原那么:物尽其用。

这一原那么说明,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,以最小本钱实现更高的性能,同时尽可能采用高效率的设计算法,以进步系统的整体性能,换句话说同,“物尽其用”就是“够用就好”,以最高性价比来设计嵌入式应用系统。

2、设计与开发步骤嵌入式系统的设计步骤包括需求分析^p 、体系构造设计、硬件设计,软件设计,执行机构设计、系统集成和系统测试。

各个阶段之间往往要求不断的修改,直至完成最终设计目的。

ARM存储形式一个32位的一个字0x87654321,存放在内存0x12000004~0x12000007中,指出对于大端形式和小端形式下,字节0x65存放的地址。

ARM指令流水线关于指令流水线:ARM采用指令流水线技术。

不同内核指令流水线的级数不同。

采用指令流水线的作用是进步指令执行效率。

有3、5、6、7、8级不等。

对于一个具有1条8级指令流水线的ARM处理器,假设每1级所需要的时间为1ns,求这种ARM处理器执行4000条指令最快所需要的时间。

计算机三级嵌入式知识点

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计算机三级嵌⼊式知识点⼀、嵌⼊式系统开发的基础知识1.嵌⼊式系统的特点、分类、发展与应⽤,熟悉嵌⼊式系统的逻辑组成。

(1)特点:专⽤性隐蔽性(嵌⼊式系统是被包装在内部)资源受限(要求⼩型化、轻型化、低功耗及低成本,因此软硬件资源受到限制)⾼可靠性(任何误动作都可能会产⽣致命的后果)软件固化(软件都固化在只读存储器ROM中,⽤户不能随意更改其程序功能)实时性(2)逻辑组成硬件:1)处理器(运算器、控制器、存储器)⽬前所有的处理器都是微处理器中央处理器(CPU)和协助处理器(数字信号处理器DSP、图像处理器、通信处理器)2)存储器(随机存储器RAM和只读存储器ROM)RAM分为动态DRAM和静态SRAM两种。

DRAM电路简单、集成度⾼、功耗⼩、成本低,但速度稍慢慢;SRAM电路较复杂、集成度低、功耗较⼤、成本⾼,但⼯作速度很快,适合⽤作指令和数据的⾼速缓冲存储器RAM当关机或断电时,其中的信息都会消失,属于易失性存储器ROM属于不易失性存储器。

分为电可擦可编程只读存储器(存放固件)和闪速存储器(Flash ROM简称内存)。

内存的⼯作原理:在低压下,存储的信息可读但不可写,这类似于ROM;在较⾼的电压下,所存储的信息可以更改和删除,这有类似于RAM。

3)I/O设备与I/O接⼝4)数据总线软件(3)分类按嵌⼊式系统的软硬件技术复杂程度进⾏分类:1)低端系统采⽤4位或8位单⽚机,在⼯控领域和⽩⾊家电领域占主导地位,如计算器、遥控器、充电器、空调、传真机、BP机等。

2)中端系统采⽤8位/16位/32位单⽚机,主要⽤于普通⼿机、摄像机、录像机、电⼦游戏机等。

3)⾼端系统采⽤32位/64位单⽚机,主要⽤于智能⼿机、调制解调器、掌上计算机、路由器、数码相机等。

(4)发展20世纪60年代初,第⼀个⼯⼈的现代嵌⼊式系统(阿波罗导航计算机)20世纪60年代中期,嵌⼊式计算机批量⽣产20世纪70年代,微处理器出现20世纪80年代中期,外围电路的元器件被集成到处理器芯⽚中,昂贵的模拟电路元件能被数字电路替代20世纪90年代中期SOC出现,集成电路进⼊超深亚微⽶乃⾄纳⽶加⼯时代2.嵌⼊式系统的组成与微电⼦技术(集成电路、EDA、SoC、IP核等技术的作⽤和发展)(1)集成电路IC集成电路的制造⼤约需要⼏百道⼯序,⼯艺复杂。

计算机三级考试《嵌入式系统开发技术》复习要点(2)

计算机三级考试《嵌入式系统开发技术》复习要点(2)

计算机三级考试《嵌入式系统开发技术》复习要点(2)计算机三级考试《嵌入式系统开发技术》复习要点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。

计算机三级嵌入式开发技术内容整理

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第一章:嵌入式系统开发的基础知识1.嵌入式系统是嵌入式计算机系统的简称,它是一种嵌入在设备或系统内部,为特定应用而设计开发的专用计算机系统。

2.嵌入式系统的特点:专用性、隐蔽性、资源受限、高可靠性、实时性、软件固化3.嵌入式系统与通用计算机一样,也是由硬件和软件两部分组成的。

硬件的主体是中央处理器CPU和存储器,他们通过I/O接口和I/O设备与外部世界联系,并借助总线相互连接,这些硬件连同嵌入式软件一起构成完整的嵌入式系统4.嵌入式系统的性能很大程度上是由CPU决定的5.按嵌入式系统的用途可以把嵌入式系统分为军用、工业用和民用三大类6.按嵌入式系统的实时性要求可以分为:非实时系统、软实时系统、硬实时系统7.按嵌入式系统的产品形态来分,可以分为系统级产品、板级产品和片级产品8.按照嵌入式系统的软硬件技术复杂程度进行分类,可以把嵌入式系统分为低端系统、中端系统和高端系统三大类9.数码相机是嵌入式系统的典型应用之一,数码相机由前端和后端两部分组成,前端负责数字图像获取,后端负责数字图像的处理,后端通常是以嵌入式DSP作为核心的SoC 芯片,DSP用于完成数字图像处理。

数码相机中还有一个超低功耗的8位MCU,它负责进行操作控制,如镜头的自动变焦、快门控制等。

高端数码相机配置有实时操作系统和图像处理软件10.为提高设计效率,减少重复开发,通常大多以IP核为基础,在单个芯片上集成处理器、存储器和各种接口等组件,组成一个相当完整的计算机系统。

按照集成电路IC设计文件的类型,IP核通常分为三种:软核、固核和硬核。

11.无线局域网(WLAN)是以太网与无线通信技术相结合的产物。

它借助无线电波进行数据传输,所采用的通信协议主要是IEEE 802.11(俗称wifi),数据传输速率可以达到11Mbps、54Mbps、108Mbps甚至更高。

12.嵌入式系统硬件的核心是CPU。

CPU的字长有4位、8位、16位、32位、64位之分(通用计算机的CPU 则以64位为主)13.嵌入式系统中的CPU一般具有四个特点:支持实时处理、低功耗、结构可扩展、集成了测试电路14.微控制器:1)微控制器将整个计算机硬件的大部甚至全部电路集成在一块芯片中2)微控制器的工作频率不高,存储容量较小,功耗很低,由于他们在各种嵌入式应用中主要作为控制单元使用,所以人们都把它们称为微控制器MCU 3)微控制器品种和数量最多,在过程控制、机电一体化产品、智能仪器仪表、家用电器、计算机网络及通信等方面得到了广泛应用4)与通用计算机情况不同的是,低端MCU不因高端产品的出现而衰落甚至淘汰(8位的微控制器现在已基本淘汰F)14.片上系统SoC也称系统级芯片1)SoC芯片可以分为通用SoC芯片和专用SoC芯片两大类,通用的SoC 芯片中可以只有一个CPU(或DSP),称为单核SoC,也可以包含多个CPU(或DSP),称为多核SoC2)专用SoC芯片可分为定制的嵌入式处理芯片和现场可编程嵌入式处理芯片两类3)FPGA芯片可以反复地编程、擦除、使用,在较短时间内就可完成电路的输入、编译、优化、仿真,直至芯片的制作15.数字视频信息的数据量相当大,通常需要进行压缩处理之后才进行传输和存储。

计算机三级嵌入式知识点

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【IEEE的实时UNIX分委会认为实时操作系统应该具备若干特征,下面哪一项不是实时操作系统必须具有的特征?()具有异步I/O和中断处理能力任务切换时间和中断延迟时间确定优先级中断和调度轮转调度解析】IEEE的实时UNIX分委会认为实时操作系统应该具备7个特征:具有异步I/O和中断处理能力;任务切换时间和中断延迟时间确定;优先级中断和调度;抢占式调度;内存锁定;连续文件;同步.选项D不是实时系统的特征,故本题选择D。

如下几种Bootloader中,用于Linux 操作系统引导程序加载时所支持不同体系结构处理器种类最多的是().LILOGRUBU-BootLoadlin正确答案:C答疑:【解析】U—Boot以POCBoot和ARMBoot 计划为基础。

除了支持Power PC 系列处理器外,还支持X86、ARM、Mips、Alpha、IA64、SupcrHSPARC等多种常用体系结构处理器。

故本题选择C。

移植μC/OS-II到一个嵌入式系统电路板上正常运行,下面哪个条件不是必须的?()。

处理器的C编译器能产生可重入代码,且用C语言就可以打开和关闭中断该电路板的处理器必须具备MMU(存储管理单元)处理器支持中断,并且能产生定时中断(通常在10至100Hz之间)处理器支持能够容纳一定量数据(可能是几千字节)的硬件栈区正确答案:B答疑:【解析】移植μC/OS-II到一个嵌入式电路板上正常运行,必须满足以下要求:处理器的C编译器能产生可重入代码;用C语言就可以打开和关闭中断;处理器支持中断,并且能产生定时中断(通常在10~100Hz之间);处理器支持能够容纳一定量数据(可能是几千字节)的硬件栈区;处理器有将栈区指针和其他CPU寄存器读出和存储到栈区或内存中的指令。

存储管理单元可以不需要。

故本题选择BS3C2410内部的电源管理模块所具有的四种模式:正常模式、慢速模式、休眠模式和掉电模式.休眠模式下,电源管理模块仅断开ARM内核时钟FCLK,让CPU处于休眠状态,但仍为外围硬件组件提供时钟;掉电模式下电源管理模块将断开内部电源,除非唤醒逻辑有效,否则内核不产生功耗。

计算机三级考试《嵌入式系统开发技术》复习要点.docx

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计算机三级考试《嵌入式系统开发技术》复习要点以下是对文章进行润色改写的结果:1.嵌入式系统的定义⑴定义:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础的专用计算机系统。

它具有软硬件可裁剪的特点,能够满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等方面的严格要求。

22)IP核模块有行为、结构和物理三个不同层面的设计。

根据描述功能行为的方式不同,可以将其分为软核、固核和硬核三类。

2.嵌入式系统的组成(I)硬件层:包括嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口等。

其中,嵌入式核心模块由微处理器、电源电路、时钟电路和存储器CaChe组成。

CaChe位于主存和嵌入式微处理器内核之间,用于存放最近使用的程序代码和数据,以减小存储器访问瓶颈,提高处理速度。

(2)中间层(也称为硬件抽象层HA1.或板级支持包BSP):它将系统上层软件和底层硬件分离开来,使上层软件开发人员无需关注底层硬件的具体情况,只需根据BSP层提供的接口进行开发。

BSP具有硬件相关性和操作系统相关性两个特点。

设计完整的BSP需要完成硬件初始化和设备驱动程序设计两部分工作。

(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)应用软件层:由基于实时系统开发的应用程序组成。

3.实时系统(I)定义:实时系统是能在指定或确定的时间内完成系统功能,并对外部或内部、同步或异步事件做出响应的系统。

(2)区别:通用系统主要追求平均响应时间和用户使用方便,而实时系统主要考虑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):应用的时间需求必须得到完全满足,否则会造成重大安全事故、生命财产损失和生态破坏,如航天、军事系统。

(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(I)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。

三级嵌入式知识点总结

三级嵌入式知识点总结

三级嵌入式知识点总结咱先说说嵌入式系统的概念。

嵌入式系统呢,就是一种专用的计算机系统,它就像一个小跟班,嵌入到各种设备里面,比如手机、智能家电啥的。

它不是那种独立的计算机,而是和设备融为一体,为设备提供智能控制和各种功能。

你就想啊,手机要是没有这个嵌入式系统,那它就跟个砖头没啥区别,只能用来砸核桃啦,哈哈。

接着咱聊聊嵌入式系统的硬件组成部分。

这硬件啊,就像是人的身体器官一样重要。

处理器是它的大脑,像ARM处理器就很常见,这个处理器就负责处理各种信息,决定整个系统咋运行。

然后是存储器,这就好比人的记忆一样,有ROM(只读存储器)和RAM(随机存取存储器)。

ROM就像人的长期记忆,里面存着一些系统启动必须的程序和数据,改不了。

RAM呢,就像人的短期记忆,数据可以随时读写,用来暂时存储运行程序和数据。

还有那些输入输出接口,就像是人的五官,用来和外界打交道。

比如说,传感器通过输入接口把外界的信息传给系统,像温度传感器告诉系统现在温度是多少;输出接口呢,就把系统处理后的结果输出出去,像显示屏显示画面就是输出接口的功劳。

再讲讲嵌入式系统的软件方面。

软件就像是给这个硬件身体注入灵魂。

嵌入式软件分为系统软件和应用软件。

系统软件是基础,像操作系统就是系统软件的一部分,它管理着系统的资源,分配任务啥的。

Linux操作系统在嵌入式领域就很受欢迎,为啥呢?因为它开源啊,大家可以根据自己的需求随便改。

应用软件呢,就是根据具体设备功能开发的软件,就像手机上的各种APP,什么微信、抖音之类的,都是在嵌入式系统这个平台上运行的应用软件。

说到嵌入式开发工具,那也是很重要的一部分。

比如说编译器,这就像一个翻译官,把我们写的高级语言代码,像C、C++代码,翻译成处理器能看懂的机器语言。

调试器也很关键,要是程序出了问题,就靠调试器来找毛病。

就好比人生病了,医生得用各种仪器找病因一样。

还有集成开发环境(IDE),这就方便多啦,把编译、调试这些功能都集成在一起,让开发人员能在一个环境里就把活干完。

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一、嵌入式系统开发的基础知识1.嵌入式系统的特点、分类、发展与应用,熟悉嵌入式系统的逻辑组成。

(1)特点:专用性隐蔽性(嵌入式系统是被包装在内部)资源受限(要求小型化、轻型化、低功耗及低成本,因此软硬件资源受到限制)高可靠性(任何误动作都可能会产生致命的后果)软件固化(软件都固化在只读存储器ROM中,用户不能随意更改其程序功能)实时性(2)逻辑组成硬件:1)处理器(运算器、控制器、存储器)目前所有的处理器都是微处理器中央处理器(CPU)和协助处理器(数字信号处理器DSP、图像处理器、通信处理器)2)存储器(随机存储器RAM和只读存储器ROM)RAM分为动态DRAM和静态SRAM两种。

DRAM电路简单、集成度高、功耗小、成本低,但速度稍慢慢;SRAM电路较复杂、集成度低、功耗较大、成本高,但工作速度很快,适合用作指令和数据的高速缓冲存储器RAM当关机或断电时,其中的信息都会消失,属于易失性存储器ROM属于不易失性存储器。

分为电可擦可编程只读存储器(存放固件)和闪速存储器(Flash ROM简称内存)。

内存的工作原理:在低压下,存储的信息可读但不可写,这类似于ROM;在较高的电压下,所存储的信息可以更改和删除,这有类似于RAM。

3)I/O设备与I/O接口4)数据总线软件(3)分类按嵌入式系统的软硬件技术复杂程度进行分类:1)低端系统采用4位或8位单片机,在工控领域和白色家电领域占主导地位,如计算器、遥控器、充电器、空调、传真机、BP机等。

2)中端系统采用8位/16位/32位单片机,主要用于普通手机、摄像机、录像机、电子游戏机等。

3)高端系统采用32位/64位单片机,主要用于智能手机、调制解调器、掌上计算机、路由器、数码相机等。

(4)发展20世纪60年代初,第一个工人的现代嵌入式系统(阿波罗导航计算机)20世纪60年代中期,嵌入式计算机批量生产20世纪70年代,微处理器出现20世纪80年代中期,外围电路的元器件被集成到处理器芯片中,昂贵的模拟电路元件能被数字电路替代20世纪90年代中期SOC出现,集成电路进入超深亚微米乃至纳米加工时代2.嵌入式系统的组成与微电子技术(集成电路、EDA、SoC、IP核等技术的作用和发展)(1)集成电路IC集成电路的制造大约需要几百道工序,工艺复杂。

集成电路是在硅衬底上制作而成的。

硅衬底是将单晶硅锭经切割、研磨和抛光后制成的像镜面一样光滑的圆形薄片,它的厚度不足1mm,其直径可以是6、8、12英寸甚至更大这种硅片称为硅抛光片,用于集成电路的制造。

制造集成电路的工艺技术称为硅平面工艺,包括氧化、光刻、掺杂等多项工序。

把这些工序反复交叉使用,最终在硅片上制成包含多层电路及电子元件的集成电路。

集成电路的特点:体积小、重量轻、可靠性高。

其工作速度主要取决于逻辑门电路的晶体管的尺寸。

尺寸越小,工作频率就越高,门电路的开关速度就越快。

(2)EDA(电子信号自动化)(3)SoC芯片(片上系统)既包含数字电路,也可以包含模拟电路,还可以包含数模混合电路和射频电路。

SoC芯片可以是一个CPU,单核SoC,也可以由多个CPU和/或DSP,即多核SoC。

开发流程:(1)总体设计可以采用系统设计语言System C(或称IEEE 1666,它是C++的扩充)或System Vetilog语言对SoC芯片的软硬件作统一的描述,按照系统需求说明书确定SoC的性能能参数,并据此进行系统全局的设计。

(2)逻辑设计将总体设计的结果用RTL(寄存器传输级描述语言)语言进行描述(源文件)后,在使用逻辑综合将源文件进行综合生成,生成最简的布尔表达式核心好的连接关系(以类型为EDF的EDA工业标准文件表示)(3)综合和仿真(4)芯片制造借助EDA中的布局布线工具(4)IP核IC设计文件:逻辑门级,包括各种基本的门电路;寄存器传输级,如寄存器、译码器、数据转换器;行为级,如CPU、DSP、存储器、总线与接口电路等。

核库中的设计文件均属于知识产权IP保护的范畴,所以称为“知识产权核”或“IP核”。

IP核是开发SoC的重要保证。

按IC设计文件的类型,IP通常分为:软核、固核、硬核。

IP核的复用可以减少研发成本,缩短研发时间,是实现SoC的快速设计,尽早投放市场的有效途径。

目前主要的CPU内核有ARM、MIPS、PowerPC、Coldfile、x86、8051等。

ARM 内核占所有32位嵌入式RISC处理器的90%以上。

3.嵌入式系统与数字媒体(文本、图像和音频/视频等数字媒体的表示与处理)(1)文本含义:在计算机中的文字信息,最常用的一种数字媒体。

字符集及其编码1)西方字符的编码ASC II字符集和ASC II编码,基本的ASC II字符集共128个字符,每个字符使用7个二进位制进行编码。

2)汉字的编码汉子国家编码标准有GB2312和GB18030。

每个汉字用2个字节表示。

GB2312只有6763个汉字,经常不够用。

GB18030字符集与UCS/Unicode字符集基本兼容,采用不等长的编码方法,单字节编码表示ASC II字符,与ASC II码兼容;双字节表示汉字,与GB2312保持向下兼容(即GB2312中有的GB18030字符集都有)3)UCS/Unicode编码文本类型1)简单文本只能顺序阅读。

2)丰富格式文本有插图、对文字颜色等定义,调整页面,文本布局,插入声音视频等。

3)超文本通过超链接实现跳转、导航、回溯等操作(2)图像图像获取过程的核心是模拟信号的数字化,处理步骤为:1)扫描将画面网格化,每个网格为一个取样点2)分色将每个取样点的颜色分解成三原色3)取样测量每个取样点的每个分量(基色)亮度值4)量化把模拟量使用数字量来表示,A/D转换数字图像的主要参数:图像大小(水平分辨率*竖直分辨率)、位平面数目、像素深度、颜色模型一幅图像的数据量计算公式:图像数据量=图像大小*像素深度/8(3)音频/视频音频/视频信息的数字化,处理步骤为:1)取样2)量化3)编码数字音频的主要参数:取样频率、量化位数、声道数目、使用的压缩编码方法、比特率(每秒钟的数据量)压缩前波形声音的码率(比特率)= 取样频率 * 量化为数 * 声道数(单位b/s)压缩后码率 = 压缩前码率 / 压缩倍数(压缩比)4.嵌入式系统与网络通信技术(数字通信与计算机网络,TCP/IP协议,互联网接入技术等)(1)数字通信(2)计算机网络(3)音频/ TCP/IP协议(4)互联网接入技术二、嵌入式处理器1.嵌入式处理器的结构、特点与分类(不同类型的典型嵌入式处理器及其特点,嵌入式处理器分类等)(1)不同内核嵌入式微控制器性能比较(2)冯–诺依曼结构和哈佛结构的区别两者连接CPU冯–诺依曼结构哈佛结构程序总线数据总线(3)分类按指令集分为:复杂指令集结构CISC和精简指令集结构RISC按存储机制分为:冯–诺依曼结构和哈佛结构按字长分为:8位、16位、32位、64位结构按不同内核系列可以分为:51、AVR、PIC、MSP430、PowerPC、Coldfile、ARM (4)不同典型内核简介2.ARM处理器内核的体系结构(工作状态,工作模式,寄存器组织,异常,数据类型与存储格式等)(1)工作状态一是ARM状态,二是Thumb指令状态及Thumb-2状态,三是调试状态。

ARM处理器复位后开始执行代码时总是只处于ARM状态,如果需要,可通过下面的方法切换到Thumb状态或Thumb-2状态ARM状态切换到Thumb指令状态:通过BX指令,将操作数寄存器的最低位设置为1即可。

如果R0[0]=1,则执行BX R0指令将进入Thumb状态状Thumb态切换到ARM状态:通过BX指令,将操作数寄存器的最低位设置为0即可。

如果R0[0]=0,则执行BX R0指令将进入ARM状态。

(2)工作模式(7种)(3)寄存器组织ARM处理器共有37种寄存器,包括31个通用寄存器(含PC)和6个状态寄存器。

无论何种模式,R15均作为PC使用;CPSR为当前程序状态寄存器;R7-R0为公用的通用寄存器。

所有通用寄存器均为32位结构。

程序状态寄存器的格式:31 30 29 28 27 26……8 7 6 5 4 3 2 1 0条件码标志含义如下:N为符号标志位,N=1为负数,N=0为正数。

Z为全0标志位,运算结果为0,则Z=1,否则Z=0;C为进借位标志,有进/借位时C=1,否则C=0.V为溢出标志,加减法运算结果溢出时V=1,否则V=0.Q为增强的DSP运算指令溢出标志,溢出时Q=1,否则Q=0.控制位含义如下:I为中断禁止控制位,I=1禁止IRQ中断,I=0,允许中断。

F为禁止快速中断FIQ的控制位,F=1禁止FIQ中断,F=0允许。

T为ARM和Thumb指令切换,T=1时执行Thumb指令,否则执行ARM指令。

M4-M0为模式选择位(4)存储格式大端模式:32位数据字的高字节存储在低地址,而数据字的低字节则存放在高地址中。

小端模式:32位数据字的高字节存储在高地址,而数据字的低字节则存放在低地址中。

系统复位时,自动默认为小端模式。

例如:一个32位数据字0x12345678,存放在起始地址为0x30001000,则大端模式下0x30001000单元存放0x12,0x30001001单元存放0x34,0x30001002单元存放0x56,0x30001003单元存放0x78;而小端模式下0x30001000单元存放0x78,0x30001001单元存放0x56,0x30001002单元存放0x34,0x30001003单元存放0x12。

(5)数据类型8位、16位、32位三种数据类型(6)ARM处理器中MMU和MPUMMU存储器管理单元(memory management unit)功能:1)虚拟地址到物理地址映射2)存储器访问权限受限3)虚拟存储空间的缓冲特性设置MPU存储器保护单元(memory protect unit)(7)异常(7种)3.典型ARM处理器内核(ARM9,Cortex-A,Cortex-M,Cortex-R等的技术特点与应用领域)(1)Cortex-A系列是面向高端嵌入式应用的处理器核:具有MMU、Cache、最快频率、最高性能、合理功耗。

(2)Cortex-R系列是面向实时控制的处理器:具有MPU、Cache、实时响应、合理性能、较低功耗。

(3)Cortex-M系列是面向低端微控制器的处理器,没有MMU但有MPU,极高性价比、最低成本,极低功耗。

4.ARM处理器指令系统及汇编语言程序设计(指令格式,寻址方式,指令集,伪指令,语句格式与程序结构,ARM汇编语言与C的混合编程等)(1)指令格式指令一般格式<opcode>{<cond>}{S} <Rd>,<Rn>{,<op2>} 其中<>不可省指令格式说明:关于#imm8m的说明:#表示立即数,其后可以是十进制或十六进制数对于ARM指令集,#imm8m表示一个由8位立即数经循环右移任意偶数位次形成的32位操作数。

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