嵌入式复习材料

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1、第一章绪论一、什么是嵌入式系统顾名思义：包含（安装）在电子装置（应用对象）内部的计算机系统称为嵌入式系统。v基本描述：§专门用途的计算机系统§常常用于控制§广泛存在§包含硬件和软件嵌入式系统的定义v根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：§嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置。”v本课程使用的定义，也是国内高校流行的定义：§嵌入式系统是以应用为中心§以计算机技术为基础§且软硬件可裁剪§适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统§它一般

2、由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成§用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。二、嵌入式系统的发展简史v第一阶段：4到8位单片机为核心的可编程控制器系统v第二阶段：以8到16位嵌入式处理器（CPU）为基础v第三阶段：32位RISC嵌入式中央处理器；嵌入式操作系统v第四阶段：基于Internet接入为标志的嵌入式系统三、嵌入式系统的特点v专门用于特定任务（嵌入式系统一般是专用系统，而PC是通用计算平台。）v技术融合（集计算机、半导体、电子技术、通信技术于

3、一体。）v有实时约束（一般采用实时操作系统）v有功耗约束v软件没有系统和应用的区别，软件固化。v系统内核小v软硬件可裁剪v高可靠性v资源比PC少得多v嵌入式系统需要专用的开发工具v非垄断市场四、嵌入式系统的分类v按用途分类：军用/民用v按载体分类：宇航/车载•••v按通信性质分类：无线/有线v按网络性质分类：联网/单机v按环境分类：普通/恶劣v按功耗分类：低功耗/普通功耗v按有无操作系统分类：无操作系统/小型操作系统/大型操作系统v按复杂程度分类：单个微处理器/嵌入式处理器可扩展的系统/复杂的嵌入

4、式系统五、嵌入式系统的基本组成软件硬件基本要素v硬件：嵌入式处理器、各种类型存储器、模拟电路及电源、接口控制器及接插件v软件：应用程序、实时操作系统、协议栈、设备驱动、板级支持包六、嵌入式系统发展趋势如何描述当前的IT时代？后PC时代、信息电器（信息家电）时代、3C时代、普适计算时代、无所不在的计算时代。什么是普适计算普适计算是指无所不在的、随时随地可以进行计算的一种方式。它使计算机融入人的生活空间。嵌入式技术发展趋势：§由32位处理器更广泛地得到普及§由单核向多核过渡§向网络化功能发展§更加友好

5、的多媒体人机界面§MCU、FPGA、ARM、DSP等齐头并进§嵌入式操作系统呈多元化趋势§无线应用（GPS、GPRS、3G、FRID）将普及§平台技术更加成熟第二章嵌入式硬件系统--硬件架构一、嵌入式硬件架构嵌入式硬件基本组成v嵌入式系统的硬件组成包括§嵌入式处理器：嵌入式微处理器、微控制器、数字信号处理器§外围电路：各式存储器，时钟电路，各种I/O接口电路，调试接口。§外部设备：存储卡、LCD屏、触摸屏、手写笔、键盘等。最小系统v嵌入式微处理器芯片本身不能独立工作，需要一些外围元器件提供基本的工

6、作条件。一个最小系统一般包括以下几个部分§微处理器芯片：嵌入式最小系统的心脏§电源电路、复位电路、晶振电路：为嵌入式最小系统提供电源、时钟信号及复位§存储器（Flash和SDRAM）。微处理器芯片内部没有存储器，需要外扩存储器§UART（RS-232、以太网）接口电路。与外界通信§JTAG调试接口。完成软件的下载与烧写v由最小系统组成的电路开发板称为核心板v扩展板主要由嵌入式系统的外设及接口组成，按照功能可分为：§人机交互外设，如键盘、显示设备、触摸屏等。§常用外设及接口，如UART串口、SPI、

7、I2C、A/D等。§其他专用设备，如网络控制器、CAN控制器、红外接口等。v扩展板v按处理器集成与否可分为：§CPU集成外设，此类外设在芯片生产时已经集成到处理器上，不需要用户扩展。§扩展外设，该类外设是用户需要的但处理器上没有集成，需要用户自己在硬件设计时进行扩展。二、嵌入式处理器1、处理器结构体系（1）按存储结构分：冯·诺依曼体系结构/哈佛体系结构v冯·诺依曼体系结构v冯·诺伊曼结构也称普林斯顿结构v是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构v处理器经由同一个传输总线来访问程序和

8、数据存储器v程序指令和数据的宽度相同v如C51、X86系列、ARM7等。v哈佛结构§哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构§目的是为了减轻程序运行时的访存瓶颈§哈佛结构的微处理器通常具有较高的执行效率§如ARM9、TI的DSP等。（2）按指令类型可分为：复杂指令集（CISC）处理器/精简指令集（RISC）处理器vCISC：复杂指令集（ComplexInstructionSetComputer）§具有大量的指令和寻址方式，那么就需要更多的解释器。§8/2原则：80%的