嵌入式系统课程设计

发布 2022-10-21 07:58:28 阅读 2396

嵌入式系统的定义:以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可以裁剪,从而能够适应实际应用中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统;

嵌入式系统的特点:

1) 软硬件一体化,集计算机技术、微电子技术、行业技术于一体;

2) 需要操作系统支持,**小,执行速度快;

3) 专用紧凑,用途固定,成本敏感;

4) 可靠性要求高;

5) 多样性,应用广泛,种类繁多。

实时系统是指产生系统输出的时间对系统至关重要的系统;

实时系统的特征:实时性,并行性,多路性,独立性,可**性,可靠性;

嵌入式处理器的分类:

1) 低端的微控制器;

2) 中高端的嵌入式微处理器;

3) 通信领域的dsp处理器;

4) 高度集成的片上系统;

soc的优点:

1) 通过改变内部工作电压,降低芯片功耗;

2) 减少芯片对外的引脚数,简化制造过程;

3) 减少外围驱动接口单元及电路板之间的信号传递,加快微处理器数据处理的速度;

4) 内嵌的线路可以避免外部电路板在信号传递时所造成的系统干扰;

资源:程序运行时可使用的软、硬件环境;

临界资源:系统**现的2个以上任务可能同时访问的共享资源;(公共数据区打印机)

内核是实时操作系统最关键的部分,主要实现任务管理、任务间通信与同步、存储器管理、定时器管理、中断管理等功能;

非抢占式调度(p27)

抢占式调度(p28)

解决优先级反转问题有优先级继承和优先级封顶2种方法;

优先级继承(p30)

优先级封顶(p30)

优先级继承和优先级封顶的比较:

1)两种算法都改变了任务的优先级,但改变优先级的时间和改变的范围有所不同;

2)优先级继承只在占有资源的低优先级任务阻塞了高优先级任务的运行时,才动态更改低优先级的任务到高优先级,对应用中任务的流程影响比较小;

3)优先级封顶则不管任务是否阻塞了高优先级任务的运行,只要任务访问该资源,都会提升任务的优先级到可访问这个资源的所有任务的最高优先级;

嵌入式软件的开发流程:需求分析阶段,设计阶段,生成**阶段和固化阶段;

交叉调试(p42)

硬件抽象层(hal)也称硬件适配层:嵌入式操作系统的内核的底层;

也把硬件抽象层称为板级支持包(bsp) hal偏向于cpu芯片 bsp偏向板子一级。

板级支持包将实时操作系统和目标应用环境的硬件连接在一起,它不可避免地使用了硬件设备的特性,具有很强的硬件相关性;

risc型处理器结构:采用了load/store结构,即只有load/store的加载/存储指令可与存储器打交道,其余指令都不允许进行存储器操作;

arm的流水线结构:

arm体系结构的3级流水线:取指,译码和执行;

arm体系结构的5级流水线:取指,指令译码,执行,数据缓存和写回;

arm体系结构支持的7种处理器模式:

用户 (usr)正常程序执行模式

fiq (fiq)支持高速数据传送或通道处理。

irq (irq)用于通用中断处理。

管理 (svc)操作系统保护模式。

中止 (abt)实现虚拟存储器和/或存储器保护。

未定义(und)支持硬件协处理器的软件**。

系统 (sys)运行特权操作系统任务。

thumb指令集与arm指令集的区别:

转移指令;数据传送指令;单寄存器加载和存储指令;多寄存器加载和存储指令;

thumb指令集没有协处理器指令、信号量指令以及访问cpsr或spsr的指令;

单内核也叫记集中式操作系统,整个系统是一个大模块,被分为若干逻辑块,即处理器管理,存储器管理,设备管理和文件管理,模块间的交互是通过直接调用其他模块中的函数实现的;

微内核是指把操作系统结构中的内存管理,设备管理,文件系统等高级服务功能尽可能地从内核中分离出来,变成几个独立的非内核模块,而在内核中只保留少量最基本的功能,使内核变得简洁可靠;

虚拟文件系统(vfs)就是把各种具体文件系统的公共部分抽取出来,形成一个抽象层;

进程间通信的方法:(1)信号机制(2)管道(3)命名管道(4)消息队列。

linux的控制方式:

1) 轮询方式:

2) 中断方式:

linux常用命令:(1)cp命令(2)mv命令(3)rm命令(4)mkdir命令(5)cd命令。

5) cd命令(7)pwd命令(8)ls命令(9)chmod命令。

chmod命令的用法:该命令有两种用法,(1)一种是包含字母和操作符表达式的文字设定法;(2)另一种是包含数字的数学设定法;

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