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嵌入式考试总结

第一篇：嵌入式考试总结嵌入式系统定义：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统应用：工业控制火控系统、飞行控制系统、测试仪器、医疗设备、游戏机应用发展阶段：无操作系统的嵌入算法阶段、简单监控式的实时操作系统阶段、通用的嵌入式网络实时操作系统阶段嵌入式系统已经有了近30年的发展历史，它是硬件和软件交替发展的双螺旋式发展嵌入式系统特点：1面向特定应用、2可裁减、3.处理器体系结构和类型多样化。4.大多都有实时操作系统。5一般有实时性要求。6资源比较少。7软件固化在存储器芯片中。8通常要求功耗小。9集成度高。10嵌入式系统本身不具备自举开发能力嵌入式系统的组成：硬件平台、板级支持包（BSP）、操作系统、应用程序嵌入式系统硬件平台：嵌入式处理器、存储器件、外设接口嵌入式CPU的特点：1对实时多任务操作系统具有很强的支持能力。2具有功能很强的存储区保护功能。3处理器结构可扩展。4低功耗。嵌入式CPU的分类：嵌入式微控制器（EMCU）、嵌入式微处理器（EMPU）、嵌入式DSP处理器（EDSP）、嵌入式片上系统（ESoC）MCU(MicroControllerUnit)MCU芯片内集成了ROM/EEPOM、RAM、总线、总线逻辑、I/O等必要功能和外设。已有20多年的历史。如51，98/96。与MPU比，单片化、体积小，功耗、成本低，可靠性高，能节省系统开支、降低出错概率和减少高频干扰适合控制系统。发展：内核化（内核+IP、内核+FPGA、内核+外围模块）、专用化（接口单片机、网络单片机、射频单片机、数采单片机、电力线载波…）DSP(DigitalSignalProcessor)专用于信号处理，采用哈佛体系结构，指令系统特殊，具有较高的编译效率和指令执行速度。如数字滤波、快速傅立叶变换和离散余弦变换等DSP算法。MPU(MicroProcessorUnit)由CPU演变而来,32位以上。与通用CPU比，MPU只保留与应用相关的功能和硬件，除去冗余的功能部分，实现最少的功耗和资源，满足嵌入式需求。与工业控制计算机比，MPU体积小，重量轻，成本低，可靠性高。常见的嵌入式处理器核：ARM、MIPS、PowerPC、68K、x86SoC(SystemonChip)是嵌入式系统多种形式的统一归宿SOC最大的特点，成功实现软硬件无缝结合，直接在处理器芯片内嵌入操作系统的代码模块。SOC具有极高的综合性。由于绝大部分系统构件都是在系统内部，整个系统特别简洁，不仅减少了功耗和体积，并且提高了可靠性，和设计效率。降低内部工作电压，减少芯片功耗；减少芯片引脚数目，简化制造过程；简化外围驱动单元，优化处理速度；优化内部电路结构，降低系统噪声冯.诺伊曼结构，也称普林斯顿结构、程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置，因此程序指令和数据的宽度相同，如英特尔公司的8086中央处理器的程序指令和数据都是16位宽。哈佛结构:程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。程序指令存储和数据存储分开，可以使指令和数据有不同的数据宽度，如Microchip公司的PIC16芯片的程序指令是14位宽度，而数据是8位宽度。中央处理器首先到程序指令存储器中读取程序指令内容，解码后得到数据地址，再到相应的数据存储器中读取数据，并进行下一步的操作（通常是执行）。CISC：复杂指令集特点是指令数量庞大臃肿，具有大量的指令和寻址方式每个指令不管执行频度高低都处于同一个优先级，程序员的编程工作相对容易。但它的致命弊端是执行效率低下，处理器的晶体管被大量低效的指令所占据，资源利用率颇为低下。RISC：精简指令集8/2原则：80%的程序只使用20%的指令大多数程序只使用少量的指令就能够运行。在通道中只包含最有用的指令确保数据通道快速执行每一条指令使CPU硬件结构设计变得更为简单嵌入式处理器采用RISC指令流水：执行指令的过程：(1)取指令（Fetch）(2)译码（Decode）(3)取操作数（FetchOperant）(4)执行指令（Execute）(5)写回（WriteBack）采用指令流水线技术，提高处理器的执行效率嵌入式处理器的技术指标：1.功能：集成的存储器、外设、接口等的种类和数量；2.字长：字长指数据总线位数；3.处理速度：4.寻址能力：寻址能力取决于地址总线的宽度；5.功耗：工作功耗、待机功耗等，功耗与频率，功耗与电压；6.温度：民用、工业用、军用、航天等级别。民用范围为0℃～70℃嵌入式处理器的选择：1、技术指标原则：首要考虑功能，其次考虑对其他芯片的支持情况，再次考虑处理器的字长、寻址空间、主频、功耗等；2、熟悉