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嵌入式体系设计师考试笔记之基础知识篇

嵌入式系统设计师考试笔记之基础知识篇, 一、引言自《嵌入式系统设计师考试复习笔记之存储管理篇》在嵌入式在线的博客出现后,意外的得到很多朋友的关注和评论,收到不少朋友的邮件,问一些有关考试的问题,希望得

一、导言

自《嵌入式体系规划师考试温习笔记之存储办理篇》在嵌入式在线的博客呈现后,意外的得到许多朋友的重视和谈论,收到不少朋友的邮件,问一些有关考试的问题,期望得到我的温习笔记的其他部分。我非常感谢他们,他们的热切重视,使我有了持续往下写的无限动力,使我萌生了将我曾经的温习笔记、考试经历结合纲要教程并从头按《教程》的章节次序收拾一份合适考生温习的笔记手册,笔记后边再剖析历年的真题,按章节考点找出相关的考题进行剖析,期望能和有爱好的人们一同评论评论。

嵌入式体系规划师的一天考试分为上午和下午部分,两部分的考试办法、试题难度、考点散布和温习办法都是不同的。这次咱们评论的是嵌入式体系根底常识,我自己觉得,这部分出下午大题的或许性不大,首要是散布在上午的75道选择题之中。

从历年的真题和考试纲要来看,上午的选择题首要考察一些根本概念,重要原理的了解,一些要害技术和一些重要的原理引申出来的简略核算。依据这些考试特色,温习的时分能够选用恰当的战略,当然每个人的办法都是不一样的,合适自己的办法才是最好的办法。办法我们能够自己渐渐去领会,我的也不多说了,经过笔记和真题剖析就能够表现处理。关于许多要害的常识点和根本概念,除了记住之外还要彻底了解,不然命题的时分会进行一些改换,或许引申一些核算,那么就算你知道考那个考点,或许你也做欠好。

在温习的进程中,你要记住:你不是要考一个很高的分数,而是要考一个经过的分数,在温习进程中能够抛弃一些内容,只需确保在大部分根本概念,要害技术,重要原理和历年考点上都把握住,能够拿到需求的分数就能够了。

二、温习笔记

1、嵌入式体系的界说

(1)界说:以运用为中心,以核算机技术为根底,软硬件可裁剪,习惯运用体系对功用、可靠性、本钱、体积、功耗严格要求的专用核算机体系。

(2)嵌入式体系开展的4个阶段:无操作体系阶段、简略操作体系阶段、实时操作体系阶段、面向Internet阶段。

(3)常识产权核(IP核):具有常识产权的、功用详细、接口标准、可在多个集成电路规划中重复运用的功用模块,是完结体系芯片(SOC)的根本构件。

(4)IP核模块有行为、结构和物理3级不同程度的规划,对应描绘功用行为的不同能够分为三类:软核、固核、硬核。

2、嵌入式体系的组成:硬件层、中间层、体系软件层和运用软件层

(1)硬件层:嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口。

嵌入式中心模块=微处理器+电源电路+时钟电路+存储器

Cache:坐落主存和嵌入式微处理器内核之间,寄存的是最近一段时刻微处理器运用最多的程序代码和数据。它的首要方针是减小存储器给微处理器内核形成的存储器拜访瓶颈,使处理速度更快。

(2)中间层(也称为硬件笼统层HAL或许板级支撑包BSP):它将体系上层软件和底层硬件别离开来,使体系上层软件开发人员无需联系底层硬件的详细情况,依据BSP层供给的接口开发即可。

BSP有两个特色:硬件相关性和操作体系相关性。

规划一个完好的BSP需求完结两部分作业:

A、 嵌入式体系的硬件初始化和BSP功用。

片级初始化:纯硬件的初始化进程,把嵌入式微处理器从上电的默许状况逐渐设置成体系所要求的作业状况。

板级初始化:包含软硬件两部分在内的初始化进程,为随后的体系初始化和运用程序树立硬件和软件的运转环境。

体系级初始化:以软件为主的初始化进程,进行操作体系的初始化。

B、 规划硬件相关的设备驱动。

(3)体系软件层:由RTOS、文件体系、GUI、网络体系及通用组件模块组成。

RTOS是嵌入式运用软件的根底和开发渠道。

(4)运用软件:由依据实时体系开发的运用程序组成。

3、实时体系

(1)界说:能在指定或确认的时刻内完结体系功用和对外部或内部、同步或异步时刻做出呼应的体系。

(2)差异:通用体系一般寻求的是体系的均匀呼应时刻和用户的运用方便;而实时体系首要考虑的是在最坏情况下的体系行为。

(3)特色:时刻束缚性、可猜测性、可靠性、与外部环境的交互性。

(4)硬实时(强实时):指运用的时刻需求应能够得到彻底满意,不然就形成严重安全事故,乃至形成严重的生命财产损失和生态损坏,如:航天、军事。

(5)软实时(弱实时):指某些运用尽管提出了时刻的要求,但实时使命偶然违背这种需求对体系运转及环境不会形成严重影响,如:监控体系、实时信息收集体系。

(6)使命的束缚包含:时刻束缚、资源束缚、履行次序束缚和功能束缚。

4、实时体系的调度

(1)调度:给定一组实时使命和体系资源,确认每个使命何时何地履行的整个进程。

(2)抢占式调度:通常是优先级驱动的调度,如uCOS。长处是实时性好、反响快,调度算法相对简略,能够确保高优先级使命的时刻束缚;缺陷是上下文切换多。

(3)非抢占式调度:通常是按时刻片分配的调度,不允许使命在履行期间被中止,使命一旦占用处理器就必须履行结束或自愿抛弃,如WinCE。长处是上下文切换少;缺陷是处理器有用资源利用率低,可调度性欠好。

(4)静态表驱动战略:体系在运转前依据各使命的时刻束缚及相关联系,选用某种查找战略生成一张运转时刻表,指明各使命的开始运转时刻及运转时刻。

(5)优先级驱动战略:依照使命优先级的凹凸确认使命的履行次序。

(6)实时使命分类:周期使命、偶发使命、非周期使命。

(7)实时体系的通用结构模型:数据收集使命完结传感器数据的收集,数据处理使命处理收集的数据、并将加工后的数据送到履行组织办理使命操控组织履行。

5、嵌入式微处理器体系结构

(1)冯诺依曼结构:程序和数据共用一个存储空间,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方位,选用单一的地址及数据总线,程序和数据的宽度相同。例如:8086、ARM7、MIPS…

(2)哈佛结构:程序和数据是两个彼此独立的存储器,每个存储器独立编址、独立拜访,是一种将程序存储和数据存储分隔的存储器结构。例如:AVR、ARM9、ARM10…

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