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计算机三级嵌入式学习笔记

前言

​ 笔者在大一下学期一时冲动,直接跳过计算机二级报名考计算机三级嵌入式。没错,我觉得我冲动了,当时想着接触一下嵌入式,学点皮毛也好,考个证下来就更好了,结果,看书做题,发现,我高估自己了喔。

​ 八十块钱报名费极大可能打水漂,但看完书还是认认真真的把题库刷一遍吧,前面八十分基本全是概念啊,全是啊,我滴天,孩子最不擅长的就是背这些balabala的,哭了,孩子快哭了啊!!!太难啦!!!

​ 做过题记一下笔记吧,加深些印象也好,呜呜呜~

大致提纲

一、嵌入式系统概论
1.嵌入式系统及其应用

​ (1)嵌入式系统介绍及其特性:

​ 专用性;隐蔽性;资源受限;高可靠性;实时性;软件固化。

​ (2)嵌入式系统的应用

​ (3)嵌入式系统的逻辑组成:

​ 软硬件两部分:硬件主体是中央处理器和存储器,它们通过输入/输出(I/O)接口和输入/输出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同构成完整的嵌入式系统。

​ (4)嵌入式处理芯片:

​ 嵌入式系统的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。

​ (5)目前嵌入式处理芯片类型:

​ 微处理器(MCU);数字信号处理器(DSP);微控制器(单片机);片上系统(SoC)。

​ (6)嵌入式系统的多种分类方法

​ 可以按用途分类;按实时性分类;按产品形态分类;按系统的复杂程度分类。

​ (7)SoC芯片的介绍

​ (8)IP核及其复用

​ 软核;固核;硬核。

2.嵌入式系统与数字媒体

​ (1)数字(电子)文本

​ (2)数字图像

​ (3)数字音频与数字视频

3.数字通信与计算机网络

​ (1)数字通信:

​ 模拟通信与数字通信;有线与无线通信。

​ 调制与解调技术;多路复用技术;交换技术。

​ (2)计算机网络

​ (3)互联网

二、嵌入式处理器
1.嵌入式处理器概述:

​ (1)嵌入式处理器的结构类型

​ 嵌入式处理器的体系结构按指令集可分为两大类:复杂指令集结构(CISC)及精简指令集结构(RISC)。进一步细分,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位和64位结构;按不同内核系列又可分为51、AVR、PIC、MSP430、MIPS、PowerPC、MC68K、ColdFire、ARM等。

​ (2)ARM处理器概述

​ 主要特点:单周期操作;只使用加载、存储(Load/Store)指令访问内存;指令长度固定为32位长;三地址指令格式;指令流水线技术;低功耗设计。

2.典型ARM处理器介绍

​ (1)ARM处理器的分类:

​ 经典ARM处理器(T表示支持Thumb指令集,D表示支持片上调试,M表示具有快速的64位乘法,I表示提供片内在线仿真,-S表示该处理器以IP软核的形式提供授权)、ARM Cortex嵌入式处理器(Cortex -M)、ARM Cortex实时嵌入式处理器(Cortex -R)、ARM Cortex应用处理器(Cortex -A)以及ARM Cortex专家处理器。

3.ARM处理器体系结构

​ (1)ARM处理器工作状态:

​ ARM状态;Thumb状态及Thumb-2状态;调试状态。

​ (2)ARM处理器的工作模式:

​ 用户模式(User);快速中断模式(FIQ);外部中断模式(IRQ);管理模式(SVC);中止模式(ABT);未定义指令模式(UND);系统模式(SYS)。

​ (3)ARM异常种类及优先级

​ 复位RESET(1);未定义的指令UND(6);软件中断SWI(6);指令预取中止PABT(5);数据访问中止DABT(2);外部中断请求IRQ(4);快速中断请求FIQ(3)。

​ (4)ARM处理器中的MMU(内存管理单元);MPU(存储器保护单元)。

4.ARM处理器指令集

​ (太多了,不好记,这部分我还是回去看资料吧。。。ε=(´ο`*)))唉)

5.ARM汇编语言程序设计
三、嵌入式系统硬件组成
1.嵌入式最小硬件系统

​ 电源电路;时钟电路;复位电路;JTAG测试接口。

2.嵌入式处理芯片

​ (1)ARM的AMBA总线体系结构及标准

​ (2)基于ARM内核的嵌入式芯片的硬件组成

​ 存储器及控制器;中断控制器;DMA控制器;电源管理与时钟控制器;GPIO端口;定时计数组件;模拟通道组件;互联通信组件。

3.嵌入式系统的存储器

​ 随机存取存储器;只读存储器;铁电存储器;磁性存储器。

4.I/O接口及常用的I/O设备

​ 通用I/O接口GPIO;集成电路互连总线接口I²C;串行外设接口SPI;串行异步通信接口UART;通用串行总线USB;高清多媒体接口HDMI;常用简单输入设备;常用简单输出设备。

5.ARM内核典型嵌入式处理芯片
6.嵌入式系统外部通信接口

​ 基于UART的RS-232/RS-485接口;CAN总线接口;以太网通信接口;常用无线通信接口。

四、嵌入式系统软件
1.嵌入式系统的软件组成

​ (1)嵌入式软件的特点:

​ 软件与硬件一体化;软件代码时空效率要求高;软件可裁剪,尽可能去除冗余;软件应用环境复杂,安全性和可靠性要求高;软件开发难度大;软件面向用户、面向商品、面向应用,受限于功能和具体应用环境;软件产业高度分散;软件具有较长的生命周期。

​ (2)嵌入式软件的软件结构:

​ 简单的轮询结构;带中断的轮询结构;监控式操作系统+应用软件的结构;通用嵌入式操作系统+应用软件的结构。

​ (3)硬件抽象层与板级支持包

​ (4)引导加载程序

​ 引导加载程序的概念和功能;嵌入式操作系统的加载方式;引导加载程序的执行过程;U-Boot简介。

​ (5)嵌入式系统的设备驱动设备

2.嵌入式操作系统

​ (1)实时系统与实时操作系统

​ 实时系统:硬实时任务;软实时任务;准实时任务。

​ 实时操作系统:事件驱动;多级中断嵌套处理;细粒度的任务优先级控制;实时抢占式调度。

​ 实时操作系统的实时性指标:中断延迟时间;任务切换时间;任务抢占时间。

​ (2)嵌入式操作系统概述

​ 嵌入式操作系统的特点和分类

​ 嵌入式操作系统的内核结构:单内核和微内核。

​ 常用嵌入式操作系统简介。

3.uC/OS嵌入式操作系统

​ (1)uC/OS操作系统概述

​ uC/OS-Ⅱ内核大致可以划分为任务调度、任务管理、时间管理、任务间同步与通信以及内存管理、系统管理等模块。系统管理又包括系统初始化、系统启动、中断管理、时钟中断及事件处理等部分。

​ (2)uC/OS-Ⅱ的任务及其管理

​ 任务的程序代码;任务堆栈;任务控制块。

​ (3)uC/OS-Ⅱ的系统服务

​ uC/OS-Ⅱ的任务管理服务;uC/OS-Ⅱ的时钟节拍与时间管理服务;uC/OS-Ⅱ的任务间通信与同步服务。

​ (4)uC/OS-Ⅲ操作系统的改进与提高

​ 时间片轮转调度;内核对象的数量无限制;任务消息和任务信号;优先级的时钟节拍处理;可针对的时钟节拍处理;可针对处理器体系结构进行优化;时间戳;增强的内置性能测试功能。

五、嵌入式系统的开发
1.开发嵌入式系统的基础知识

​ (1)嵌入式系统的开发过程

​ 需求分析与规格说明;系统设计;构件设计;系统集成与测试。

​ (2)嵌入式系统的开发特点

​ 使用宿主机-目标机的开发架构;与底层硬件控制程序的关系密切;软硬件资源受限制;需要固化程序。

​ (3)嵌入式系统的调试

​ 在线仿真器;片上调试技术-JTAG;驻留监控软件调试;指令集模拟器。

2.系统开发工具软件

​ (1)ADS1.2工具软件

​ (2)RVDS

​ (3)GNU

​ 是一种常用于开发基于Linux操作系统的嵌入式软件的工具套件简称。

结语

​ 本篇文章为看完资料书做的大致提纲,梳理知识点与思路,为之后刷题做个铺垫,然鹅好像仍然没有记住多少。。。这知识它不进脑子呀。。。