嵌入式期末复习--day1(第一章 嵌入式系统概论)

2024-06-13 23:36

本文主要是介绍嵌入式期末复习--day1(第一章 嵌入式系统概论),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

目录

一、使用书籍​编辑

二、声明     

三、知识点总结

(一)嵌入式系统的组成

1、嵌入式微处理器

两种体系结构:冯诺依曼体系结构和哈佛结构

(1)冯诺依曼体系结构

(2)哈佛结构

两种指令系统:精简指令集系统RISC和复杂指令集系统CISC

(1)精简指令集系统RISC

(2)复杂指令集系统CISC

2、外围硬件设备

3、嵌入式操作系统EOS

(1)强实时嵌入式操作系统

(2)一般实时嵌入式操作系统

(3)弱实时嵌入式操作系统

4、用户应用软件

(二)嵌入式系统的应用与发展

(三)嵌入式微处理器分类

1、按照字符宽度划分

2、按照应用的角度划分

四、课后习题

1、什么是嵌入式系统?它由几部分组成?试举例说明。

2、ARM的英文原意是什么?arm嵌入式微处理器有何特点?

3、嵌入式微处理器通常分为哪几种类型?

4、选择嵌入式微处理器通常要考虑哪些主要因素?

5、什么是哈佛体系结构?什么是RISC?


一、使用书籍

二、声明     

        本系列笔记主要是从课后习题入手,并携带着记录一下自己不理解的部分或者说容易混淆的部分,这里面的答案也不是官方答案,只是我对于该知识点的理解和叙述,所以想大致的学习一下相关内容的话可以看看,如果只是想完成课后作业那就不用看了,因为毕竟我不是专业的,还是会有理解错误的地方。如有错误,欢迎指正~

三、知识点总结

(一)嵌入式系统的组成

嵌入式系统是指嵌入到各种设备及应用产品内部的专用计算机系统,而非PC系统。

由四部分组成:嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、用户应用软件。

1、嵌入式微处理器

两种体系结构:冯诺依曼体系结构和哈佛结构
(1)冯诺依曼体系结构

        该结构的计算机由CPU和存储器构成,程序和数据共用一个存储空间(但是位置不同)。

        使用该结构的公司及其处理器:Intel公司80x86系列、ARM公司的arm7、MIPS公司的MIPS处理器等。

(2)哈佛结构

        将程序和数据存储在不同的存储空间(允许同一周期同时获取指令和数据)中。

        使用该结构的公司及其处理器:DSP处理器、ARM公司的arm9,arm10,arm11、Freescale公司的MC68等。

两种指令系统:精简指令集系统RISC和复杂指令集系统CISC
(1)精简指令集系统RISC
  • 避免使用复杂指令
  • 固定指令长度
  • 指令之间各字段划分一致
  • 使用Load/Store指令访问存储器,其余的均在寄存器(只有Load/Store指令可访问存储器
  • 增加CPU中通用寄存器的数量
  • 大部分指令控制在一个或小于一个机器周期内完成
  • 硬布线控制逻辑为主
  • 采用高级语言编程
  • 支持流水线工作
(2)复杂指令集系统CISC

        复杂但是功能全面,不可被RISC所替代。

RISC和CISC各有优势,PC和服务器领域CISC是主流,而嵌入式系统领域,RISC是主流。现代CPU,常用CISC外围,内部加入RISC的特性。

2、外围硬件设备

        输入输出设备、存储器等。

3、嵌入式操作系统EOS

       具有通用操作系统的特点,如:可有效管理系统资源、把硬件虚拟化、提供库函数,驱动程序,工具集以及应用程序等。

        除此之外,还有:

  • 强稳定性,若交互性。嵌入式系统一旦开始运行就不需用户过多干预。
  • 较强的实时性。
  • 可伸缩性。即软硬件可裁剪性。
  • 外围硬件接口的统一性。

根据响应时间的不同,嵌入式操作系统可分为以下3类:

(1)强实时嵌入式操作系统

        响应时间:微妙或毫秒

(2)一般实时嵌入式操作系统

        响应时间:毫秒至几秒

(3)弱实时嵌入式操作系统

        响应时间:十秒或者更长

4、用户应用软件

        设计人员为实现专门的应用领域而设计的应用程序。

嵌入式系统的软件要求与PC的软件要求不同,该软件要求:

  • 软件要求固态化存储
  • 软件代码要求高效率、高可靠性
  • 软件系统要求高时效性

(二)嵌入式系统的应用与发展

        信息家电、汽车电子、工业控制、机器人、军事国防领域、医疗仪器

(三)嵌入式微处理器分类

        根据不同的划分标准,可以将嵌入式微处理器分为相应的类别

1、按照字符宽度划分

       8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器。

  这里8,16,32,表示的应该是CPU一次可以处理的数据的位数。

2、按照应用的角度划分

         嵌入式微处理器EMPU、嵌入式微控制器(又称单片机)、嵌入式数字信号处理器DSP(处理音频、视频信号)、嵌入式片上系统SoC(在芯片上做一个系统)。

四、课后习题

1、什么是嵌入式系统?它由几部分组成?试举例说明。

        嵌入式系统是嵌入到各种设备或者应用产品内部的专用计算机系统,而非PC系统。

        由四部分组成,分别为嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、用户应用软件。

        智能手机是嵌入式系统的一个典型例子。

2、ARM的英文原意是什么?arm嵌入式微处理器有何特点?

        原意为Advance RISC Machines,可认为是公司的名称,也可以认为是一类微处理器的通称,还可以看作是一种技术的名称。

        特点:

  1.  体积小,低功耗,低成本,高性能
  2. 支持thumb(16位)/ARM(32位)双指令集
  3. 使用单周期指令,指令简洁规整
  4. 大量使用通用寄存器,除了Load/Store指令可访问存储器,其余的均在寄存器中完成 
  5. 寻址方式简单灵活,执行效率高
  6. 固定长度的指令格式

3、嵌入式微处理器通常分为哪几种类型?

        按照字符宽度可以分为8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器;

        按照应用可以划分为嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式数字信号处理器、嵌入式片上系统。

4、选择嵌入式微处理器通常要考虑哪些主要因素?

        功能、性能、价格、熟悉程度及开发资源、操作系统支持、升级、供货情况、大小等。

5、什么是哈佛体系结构?什么是RISC?

        哈佛体系结构表示的是将程序和数据存储在不同存储空间中的体系结构。

        RISC即精简指令集系统,通过简化指令系统使计算机的结构更简单合理,从而提高运算效率的计算机体系。

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