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計算機四級嵌入式系統開發工程師考試的複習要點

計算機四級嵌入式系統開發工程師考試的複習要點

  1、嵌入式系統的定義

  (1)定義:以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟硬體可裁剪,適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。

  (2)嵌入式系統發展的4個階段:無作業系統階段、簡單作業系統階段、實時作業系統階段、面向Internet階段。

  (3)智慧財產權核(IP核):具有智慧財產權的、功能具體、介面規範、可在多個積體電路設計中重複使用的功能模組,是實現系統晶片(SOC)的基本構件。

  (4)IP核模組有行為、結構和物理3級不同程度的設計,對應描述功能行為的不同可以分為三類:軟核、固核、硬核。

  2、嵌入式系統的組成:硬體層、中間層、系統軟體層和應用軟體層

  (1)硬體層:嵌入式微處理器、儲存器、通用裝置介面和I/O介面。

  嵌入式核心模組=微處理器+電源電路+時鐘電路+儲存器Cache:位於主存和嵌入式微處理器核心之間,存放的是最近一段時間

  微處理器使用最多的程式程式碼和資料。它的主要目標是減小儲存器給微處理器核心造成的儲存器訪問瓶頸,使處理速度更快。

  (2)中間層(也稱為硬體抽象層HAL或者板級支援包BSP):它將系統上層軟體和底層硬體分離開來,使系統上層軟體開發人員無需關係底層硬體的具體情況,根據BSP層提供的介面開發即可。

  BSP有兩個特點:硬體相關性和作業系統相關性。設計一個完整的BSP需要完成兩部分工作:

  A、嵌入式系統的硬體初始化和BSP功能。

  片級初始化:純硬體的初始化過程,把嵌入式微處理器從上電的預設狀態逐步設定成系統所要求的`工作狀態。

  板級初始化:包含軟硬體兩部分在內的初始化過程,為隨後的系統初始化和應用程式建立硬體和軟體的執行環境。

  系統級初始化:以軟體為主的初始化過程,進行作業系統的初始化。

  B、設計硬體相關的裝置驅動。

  (3)系統軟體層:由RTOS、檔案系統、GUI、網路系統及通用元件模組組成。

  RTOS是嵌入式應用軟體的基礎和開發平臺。

  (4)應用軟體:由基於實時系統開發的應用程式組成。

  3、實時系統

  (1)定義:能在指定或確定的時間內完成系統功能和對外部或內部、同步或非同步時間做出響應的系統。

  (2)區別:通用系統一般追求的是系統的平均響應時間和使用者的使用方便;而實時系統主要考慮的是在最壞情況下的系統行為。

  (3)特點:時間約束性、可預測性、可靠性、與外部環境的互動性。

  (4)硬實時(強實時):指應用的時間需求應能夠得到完全滿足,否則就造成重大安全事故,甚至造成重大的生命財產損失和生態破壞,如:航天、軍事。

  (5)軟實時(弱實時):指某些應用雖然提出了時間的要求,但實時任務偶爾違反這種需求對系統執行及環境不會造成嚴重影響,如:監控系統、實時資訊採集系統。

  (6)任務的約束包括:時間約束、資源約束、執行順序約束和效能約束。

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