(2020年整理)南京工程学院 嵌入式系统复习提纲.pptx
嵌入式复习提要.docx
・国内通用定义（构造原则）：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。
嵌入式系统特征・功耗低、体积小、具有专用性•实时性强、系统内核小・创新性和高可靠性•高效率地设计・需要开发环境和调试工具未来发展趋势・支持开发的工具和操作系统；・联网成为必然趋势；・精简系统内核、算法，设备实现小尺寸、微功耗和低成本；・提供精巧的多媒体人机界面；・嵌入式软件开发走向标准化。
嵌入式系统的软件系统包括：操作系统、应用软件、驱动层软件与引导程序。
嵌入式系统与单片机的区别嵌入式系统A单片机系统・目前嵌入式系统的主流是以32位嵌入式微处理器为核心的硬件设计和基于实时操作系统（RTOS）的软件设计。
山于有了OS可以执行多任务调度，支持网络协议TCP/IP,所以嵌入式系统可以比普通单片机系统更适合完成复杂的任务。
・单片机系统多为4位、8位、16位机，它们不适合运行操作系统，难以进行复杂的运算及处理功能；・嵌入式系统强调基于平台的设计、软硬件协同设计。
单片机大多采用软硬件流水设计；・嵌入式系统设计的核心是软件设计（占70%左右的工作量），单片机系统软硬件设计所占比例基本相同。
・单片机的开发通常是由一个电子工程师完成电路设计和软件编程开发工作；嵌入式系统不仅硬件系统的开发比单片机复杂，更最要的是在系统中采用了操作系统，其应用软件的开发转变为使用操作系统标准接口的计算机工程领域的应用软件开发。
・嵌入式系统一般是专用系统，而PC是通用计算平台；・嵌入式系统的资源比PC少得多；软件故障带来的后果比PC机大得多；・嵌入式系统一般采用实时操作系统；有成本、功耗的要求；得到多种微处理体系的支持并需要专用的开发工具。
・通用计算机系统要求的是高速、海量的数值运算。
在技术发展上追求总线速度不断提升、存储容量不断扩大。
・而嵌入式系统要求的是对象体系的智能化控制能力，在技术发展方向追求对特定对象系统的嵌入性、专用性和智能化。
嵌入式复习提纲
嵌入式复习提纲1、什么是小端和大端存储器组织P46①大端存储系统中，字的地址对应的是该字中最高有效字节所对应的地址；半字的地址对应的是该半字中最高有效字节所对应的地址。
也就是说，32位数据的最高字节存储在低地址中，而其最低字节则存放在高地址中。
②小端存储系统中，字的地址对应的是该字中最低有效字节所对应的地址；半字的地址对应的是该半字中最低有效字节所对应的地址。
也就是说，32位数据的最高字节存储在高地址中，而其最低字节则存放在低地址中。
2、目前嵌入式操作系统有哪些？Windows CE、VxWorks、pSOS、QNX、Palm OS、嵌入式Linux3、什么是异常？退出异常需要进行那些操作？P51异常：是指由内部或外部产生一个引起处理器处理的事件，换句话说，也就是指正常的程序执行流程被暂时中断而引发的过程。
（问答、选择）退出异常需要进行的操作：①将保存在R14寄存器的值再回送到PC中。
②再将SPSR寄存器的值回送到CPSR寄存器中。
③对中断禁止位标志进行清除。
4、嵌入式系统开发的步骤有哪几步？系统需求分析——规格说明——系统结构设计——构件设计和系统集成5、总线的分类。
①芯片级总线（又称CPU总线）②板卡级总线（又称内总线）③系统级总线（又称外总线）6、中断向量的类型。
P128中断向量是用于识别中断源的一种机制。
中断向量的提供通常有两种形式：一种是CPU对各种中断源规定了固定的中断向量，当某个中断请求信号被响应后，CPU自动转移到其对应的中断向量处执行程序；优点是具有中断响应速度快的优点，缺点是各中断向量固定而不能修改；另一种是不固定的中断向量，中断向量存储在设备中，当其中断请求被响应后，设备向CPU发送中断向量来迫使CPU的PC指向其中断向量处，优点是设计比较灵活，用户可根据需要设定中断向量表在主存中的位置，缺点是中断相应速度较慢。
7、Ｉ／Ｏ端口的寻址方式有那些？说明各方法的思想。
P112目前嵌入式系统设计中，对I/O端口或部件进行寻址采用两种方法：存储器映射法和I/O隔离法。
嵌入式系统与开发复习大纲
1了解嵌入式系统的一般定义方法及其相关含义。
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，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
2了解基于ARM核的研究和商业运作模式。
ARM是是对一类RISC微处理器的统称,由一家英国公司ARM负责设计,该公司专门从事基于RISC技术芯片设计开发.作为知识产权(IP, Intelligence Property)供应商，该公司不直接从事芯片生产，靠转让设计许可，由合作公司生产各种芯片世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的，ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，形成自己的ARM微处理器芯片进入市场3了解嵌入式应用开发的一般流程及方法。
方法：元器件选型－〉原理图编制－〉印制板－〉样板试制－〉硬件功能测试－〉RTOS移植－〉BSP调试－〉协议栈移植－〉应用程序调试－〉系统联调－〉样机交付－〉小批量生产－〉产品改进－〉大批量生产流程：用户需求、选择处理器及硬件平台、选择合适的操作系统、编写应用程序。
测试应用程序、测试应用系统，开发结束4了解ARM微处理器7种异常模式及含义p17 p205了解ARM微处理器大小端存储模式含义及区别p236了解ADS集成开发环境及其使用方法。
ARM公司推出的新一代ARM集成开发工具，全称：Metrowerks CodeWarrior for ARM Developer Suite v1.2ADS的主要组成部件有：命令行开发工具、ARM运行时库、GUI开发环境(Code Warrior和AXD)有了这些部件，用户就可以为ARM系列的RISC处理器编写和调试自己的开发应用程序7了解arm-linux-*相关工具的作用及其使用方法。
vC/C++编译器arm-linux-gccarm-linux-gcc主要功能是将源程序编译成汇编代码，它有十分丰富的命令选项，可以控制编译的各个阶段汇编器arm-linux-as汇编器arm-linux-as将arm-linux-gcc编译的汇编代码转换为目标代码v连接器arm-linux-ld在编写一个大的程序时，经常把它分成许多独立的模块，这时需要连接器所有的模块组合起来，并结合c函数库和初始化代码，产生最后可执行的文件库管理器arm-linux-ar可以使用ar程序建立静态库，把几个小文件合并成一个大文件。
嵌入式系统教学：嵌入式系统及应用PPT课件
仿真器
用于模拟嵌入式系统的运行环境，便 于开发者在真实硬件之前进行调试和 测试。
调试器
用于在嵌入式系统运行过程中进行实 时调试，帮助开发者定位和解决问题。
交叉编译器
将应用程序代码编译为目标硬件平台 上的可执行文件，实现跨平台开发。
03 嵌入式系统的应用
智能家居
智能家居是嵌入式系统的重要应用领域之一，通过嵌入式系 统可以实现家庭设备的智能化控制和管理，提高生活便利性 和舒适度。
、医学影像设备等。
汽车电子
嵌入式系统用于汽车电 子控制系统，如发动机
控制、车身控制等。
嵌入式系统的发展历程
01
02
03
起源
嵌入式系统的概念起源于 20世纪70年代，主要用于 工业控制领域。
发展
随着微处理器技术的发展， 嵌入式系统逐渐普及，应 用领域不断扩大。
趋势
未来嵌入式系统将朝着智 能化、网络化、低功耗等 方向发展。
RTOS技术具有可移植性和可裁 剪性，可以根据实际需求进行 定制化开发，提高系统的可靠 性和性能。
06 嵌入式系统发展趋势与挑 战
物联网时代的嵌入式系统
嵌入式系统在物联网中的应用
嵌入式系统作为物联网的重要组成部分，广泛应用于智能家居、智能交通、智能制造等领域，实现设备间的互联 互通和智能化控制。
提高实际操作能力。
项目实践
组织学生进行嵌入式系统的项目 实践，将理论知识应用于实际项 目中，提高学生的综合应用能力。
注重培养学生的实际动手能力
提供实验设备和实验环境
学校应提供先进的实验设备和实验环境，满足学生进行实验和实 践的需求。
加强实验课程建设
增加实验课程的比重，设计更多具有挑战性和实用性的实验项目， 引导学生主动实践。
嵌入式软件基础复习提纲-整理版
1 什么是嵌入式系统？答：P1嵌入式系统也叫嵌入式计算机，它指那些以应用为中心，以计算机技术为基础，为适应应用对功能、可靠性、成本、体积、功耗的严格要求，可对系统的软件和硬件进行配置的专用计算机系统。
2 嵌入式系统有哪些特点？答：P21.系统专用性强2.系统实时性高3.硬件与软件的互相依赖性强4.采用专用的嵌入式CPU5.多种技术间结合更加紧密6.系统对用户透明7.系统资源有限3 嵌入式系统的技术发展方向与通用计算机有哪些不同之处？答：P3通用计算机系统和嵌入式系统是现代计算机技术发展的两个分支，这两个分支有着不同的技术要求与技术发展方向：1 通用计算机系统的技术要求是高速的计算能力、海量的存储能力；技术发展方向是计算速度的提升，存储容量的扩大。
2 嵌入式系统的技术要求则是对嵌入对象进行控制的能力；技术发展方向是提高与嵌入对象密切相关的性能指标与可靠性指标。
4 按照嵌入式系统得嵌入方式，可将嵌入式系统分为哪几类？答：P4根据嵌入式系统的嵌入方式，可以将嵌入式系统分为：整机式嵌入的嵌入式系统、部件式嵌入的嵌入式系统、芯片式嵌入的嵌入式系统等3类。
5 按照嵌入式系统得嵌入程度，可将嵌入式系统分为哪几类？答：P4根据嵌入式系统的嵌入程度，可以将嵌入式系统分为：深度嵌入的嵌入式系统、中度嵌入的嵌入式系统、浅度嵌入的嵌入式系统等3类。
6 按照嵌入式系统得实时性能，可将嵌入式系统分为哪几类？答：P4根据嵌入式系统是否为实时系统，可以将嵌入式系统分为：实时嵌入式系统，非实时嵌入式系统两类。
7 按照嵌入式系统得复杂程度，可将嵌入式系统分为哪几类？答：P５根据嵌入式系统的复杂程度，可以将嵌入式系统分为：单微处理器嵌入式系统、组件式嵌入式系统、分布式嵌入式系统等3类。
8 嵌入式系统所采用的处理器可分为哪几类？答：P５根据目前的现状，可将使用在嵌入式系统上的处理器分成：嵌入式微处理器、微控制器、嵌入式DSP处理器、片上系统等4类。
嵌入式系统PPT课件
– 设计过程应该是逐步细化和逐步完善的过程
• 面向对象的方法 以类及交互模式为中心
27
系统软件结构的设计
• 结构化方法(SA/SD) • 面向对象的方法(OOA/OOD)
– UML建模
28
结构设计的验证
• 结构设计的正确性非常关键 – 详细设计和实现的基础，对开发周期、成本有很大影响
• 验证所关心的问题 – 结构设计是否满足功能、性能要求 – 能否实现
• 软硬件协同设计 • 功耗的优化设计 • 嵌入式操作系统 • 开发环境 • 成本和开发周期 • 代码优化 • 高效的输入和输出 • 测试环境
7
嵌入式系统软件技术面临的几大问题
• 嵌入式软件全生命周期开发工具链 • 硬件与软件的Co-Design: Verilog + C = ? • 驱动程序的设计和生成技术（嵌入式软件开发中
– EDA设计工具
嵌入式课件(ppt)
嵌入式系统已经广泛应用于各个科技领域和日常生活的每个角落，由于其本 身的特性，使得我们很难发现它的存在。甚至一些从事嵌入式系统开发的科技人 员也只知单片机，不知道嵌入式系统。本节从嵌入式系统的定义开始，阐述嵌入 式系统的含义、特点等，以使读者加深对嵌入式系统的理解。
§1.1.1 嵌入式系统的定义 §1.1.2 嵌入式系统的组成 §1.1.3 嵌入式系统的特点 §1.1.4 嵌入式系统的应用 §1.1.5 嵌入式系统的发展
由上述可以看出，嵌入式系统是一个外延极广的概念，凡是与产品结合在一起的、 具有嵌入式系统特点的系统都可以称为嵌入式系统。
第1章 嵌入式系统设计基础
4
嵌入式系统的组成
嵌入式系统一般有3个主要的组成部分： 硬件。图1.1给出了嵌入式系统的硬件组成。其中，处理器是系统的运算核心； 存储器（ROM、RAM）用来保存可执行代码，以及中间结果；输入输出设备完成 与系统外部的信息交换；其他部分辅助系统完成功能。 应用软件。应用软件是完成系统功能的主要软件，它可以由单独的一个任务来 实现，也可以由多个并行的任务来实现。 实时操作系统（Real-Time Operating System，RTOS）。该系统用来管理应 用软件，并提供一种机制，使得处理器分时地执行各个任务并完成一定的时限要 求。
由于对嵌入式系统含义的理解因人而异，所以不同的书籍对嵌入式系统的定义也 不尽相同。下面给出了一些文献中对嵌入式系统的定义：
“Computer as Components – Principles of Embedded Computing System Design”一书的作者Wayne Wolf认为：“什么是嵌入式计算系统？如果不严格地定 义，它是任何一个包含可编程计算机的设备，但是它本身却不是一个通用计算机。”
第1章 嵌入式系统基本概念PPT精品文档34页
• 为什么要学习嵌入式系统导论？（why） • 开课对象？（who） • 本课程在专业方向中的地位？（where） • 学什么？（what） • 怎么学？（how）
2020年1月7日星期二
1.课程概述（why）
• 市场需求
–中国具有世界最大嵌入式技术市场，将成为世界第一，手持 仪器设备、信息家电、城市建设、工业控制、军事应用， ……，嵌入式技术无处不在。
信息工程学院
嵌入式系统结构
徐杨
2020年1月7日星期二
第1章 嵌入式系统基础知识
2020年1月7日星期二
主要内容
• 课程概述 • 嵌入式系统的特点及分类 • 嵌入式系统的软硬件结构 • 嵌入式微处理器ARM • 嵌入式操作系统 • 基于ARM和Linux的嵌入式开发平台
2020年1月7日星期二
1.课程概述（how续）
• 学时数 – 理论教学36学时，实践教学18学时
• 考核方式 – 平时成绩20％＋实验30%+期末50％ – 闭卷考试
• 平时成绩评分方法 – 平时成绩＝作业＋课堂纪律
• 资料下载 – 202.117.179.110//徐杨//徐杨/嵌入式系统设计方法
2020年1月7日星期二
2020年1月7日星期二
1.课程概述（who）
• 计算机科学与技术（嵌入式软件方向） • 软件工程（嵌入式软件方向）
2020年1月7日星期二
1.课程概述（what）
• 什么是嵌入式系统？ –以应用为中心，以计算机技术为基础，其软硬件可配 置，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格约束 的一种专用系统，所用的计算机称为嵌入式计算机。
OEM 用来自 ARM Partner的 芯片设计制造最 终用户产品