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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