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計算機(jī)四級嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工程師考試復(fù)習(xí)

時間:2021-02-12 10:55:35 工程師考試 我要投稿

計算機(jī)四級嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工程師考試復(fù)習(xí)

  1、嵌入式系統(tǒng)的定義

計算機(jī)四級嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工程師考試復(fù)習(xí)

  (1)定義:以應(yīng)用為中心,以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),軟硬件可裁剪,適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)。

  (2)嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的4個階段:無操作系統(tǒng)階段、簡單操作系統(tǒng)階段、實(shí)時操作系統(tǒng)階段、面向Internet階段。

  (3)知識產(chǎn)權(quán)核(IP核):具有知識產(chǎn)權(quán)的、功能具體、接口規(guī)范、可在多個集成電路設(shè)計中重復(fù)使用的功能模塊,是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)芯片(SOC)的基本構(gòu)件。

  (4)IP核模塊有行為、結(jié)構(gòu)和物理3級不同程度的設(shè)計,對應(yīng)描述功能行為的不同可以分為三類:軟核、固核、硬核。

  2、嵌入式系統(tǒng)的組成:硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用軟件層

  (1)硬件層:嵌入式微處理器、存儲器、通用設(shè)備接口和I/O接口。

  嵌入式核心模塊=微處理器+電源電路+時鐘電路+存儲器Cache:位于主存和嵌入式微處理器內(nèi)核之間,存放的是最近一段時間

  微處理器使用最多的程序代碼和數(shù)據(jù)。它的主要目標(biāo)是減小存儲器給微處理器內(nèi)核造成的存儲器訪問瓶頸,使處理速度更快。

  (2)中間層(也稱為硬件抽象層HAL或者板級支持包BSP):它將系統(tǒng)上層軟件和底層硬件分離開來,使系統(tǒng)上層軟件開發(fā)人員無需關(guān)系底層硬件的具體情況,根據(jù)BSP層提供的接口開發(fā)即可。

  BSP有兩個特點(diǎn):硬件相關(guān)性和操作系統(tǒng)相關(guān)性。設(shè)計一個完整的BSP需要完成兩部分工作:

  A、嵌入式系統(tǒng)的硬件初始化和BSP功能。

  片級初始化:純硬件的初始化過程,把嵌入式微處理器從上電的默認(rèn)狀態(tài)逐步設(shè)置成系統(tǒng)所要求的.工作狀態(tài)。

  板級初始化:包含軟硬件兩部分在內(nèi)的初始化過程,為隨后的系統(tǒng)初始化和應(yīng)用程序建立硬件和軟件的運(yùn)行環(huán)境。

  系統(tǒng)級初始化:以軟件為主的初始化過程,進(jìn)行操作系統(tǒng)的初始化。

  B、設(shè)計硬件相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動。

  (3)系統(tǒng)軟件層:由RTOS、文件系統(tǒng)、GUI、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及通用組件模塊組成。

  RTOS是嵌入式應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)和開發(fā)平臺。

  (4)應(yīng)用軟件:由基于實(shí)時系統(tǒng)開發(fā)的應(yīng)用程序組成。

  3、實(shí)時系統(tǒng)

  (1)定義:能在指定或確定的時間內(nèi)完成系統(tǒng)功能和對外部或內(nèi)部、同步或異步時間做出響應(yīng)的系統(tǒng)。

  (2)區(qū)別:通用系統(tǒng)一般追求的是系統(tǒng)的平均響應(yīng)時間和用戶的使用方便;而實(shí)時系統(tǒng)主要考慮的是在最壞情況下的系統(tǒng)行為。

  (3)特點(diǎn):時間約束性、可預(yù)測性、可靠性、與外部環(huán)境的交互性。

  (4)硬實(shí)時(強(qiáng)實(shí)時):指應(yīng)用的時間需求應(yīng)能夠得到完全滿足,否則就造成重大安全事故,甚至造成重大的生命財產(chǎn)損失和生態(tài)破壞,如:航天、軍事。

  (5)軟實(shí)時(弱實(shí)時):指某些應(yīng)用雖然提出了時間的要求,但實(shí)時任務(wù)偶爾違反這種需求對系統(tǒng)運(yùn)行及環(huán)境不會造成嚴(yán)重影響,如:監(jiān)控系統(tǒng)、實(shí)時信息采集系統(tǒng)。

  (6)任務(wù)的約束包括:時間約束、資源約束、執(zhí)行順序約束和性能約束。

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