a嵌入式知識(shí)點(diǎn)總結(jié)4204934

1、歐入式系統(tǒng)的定義嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為屮心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件、硬件可剪裁，適應(yīng)應(yīng) 用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積和功耗嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是任意包含可編程計(jì)算機(jī)的設(shè)備，但這種設(shè)備不是作為通用計(jì)算機(jī)而 設(shè)計(jì)的。歐入式系統(tǒng)的特點(diǎn)是形式多樣的而向特定應(yīng)用的綜合體、得到多種處理器類(lèi)型和體系結(jié)構(gòu)的支持、 極其關(guān)注成本、有實(shí)時(shí)性和可靠性的要求、使用的操作系統(tǒng)系統(tǒng)的特性（適應(yīng)多 種類(lèi)型處理器、可剪裁、輕量型、實(shí)吋可靠和可固化）、開(kāi)發(fā)需要專(zhuān)門(mén)工具和特 殊方法。歐入式系統(tǒng)的分類(lèi)嵌入我系統(tǒng)可分為4、8、16、32、64位應(yīng)用：信息家電類(lèi)、移動(dòng)終端類(lèi)、通信類(lèi)、汽車(chē)電子類(lèi)、工業(yè)控制類(lèi)

2、實(shí)吋性：嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)（硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí)）、嵌入式非實(shí)時(shí)性系統(tǒng)（強(qiáng)）實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：vxworks、qnx、nuclues、ose、deltaos、itronos 非（弱）實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：wince、linux、palmos按嵌入式軟件結(jié)構(gòu)分類(lèi)：循環(huán)輪詢(xún)系統(tǒng)、前后臺(tái)系統(tǒng)、單處理器多任務(wù)系統(tǒng)、多 處理器多任務(wù)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)硬件組成：嵌入式微處理器、總線、存儲(chǔ)器、"0和接口設(shè)備 微處理器主流體系：arm、mips、powerpc、x86、sh 歐入式處理器分類(lèi)：mcu、mpu、dsp、socdsp：是在模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)以后進(jìn)行高速實(shí)時(shí)處理的專(zhuān)用處理器 mips:每秒處理的口萬(wàn)級(jí)的機(jī)器語(yǔ)言

3、指令數(shù)或無(wú)互鎖流水級(jí)的微處理器 10端口的編址方法：存儲(chǔ)器映射編址、10映射編址總線：片外總線（pci isa）、片內(nèi)總線（amb a avalon ocp wishbone） 存儲(chǔ)器：主存和外存i/o接口主要冇：屮斷控制器、dma、串行、并行接口arm處理器貝有risc體系結(jié)構(gòu)的典型特征同時(shí)貝有以下特點(diǎn)每條數(shù)據(jù)處理指令為屮都控制邏輯單兀alu和移位器以及使alu和移位器獲得最大的利用率 自動(dòng)遞增利自動(dòng)遞減的尋吐模式以佻化程癢中的循環(huán)_同時(shí)執(zhí)行 3和stee多 條指令以增加數(shù)據(jù)吞吐量，所有指令都可以執(zhí)行以增大執(zhí)行吞吐量 嵌入式微處理器的體系結(jié)構(gòu)：馮諾依曼結(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)程序合在一起）、哈佛體系結(jié) 構(gòu)

4、（數(shù)據(jù)程序分開(kāi)） 軟件二程序+相關(guān)數(shù)據(jù)+說(shuō)明文檔 程序二數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法嵌入式軟件特點(diǎn)：規(guī)模小，開(kāi)發(fā)難度大、快速啟動(dòng)，直接運(yùn)行、實(shí)時(shí)性和可靠性 要求高、程序一體化、兩個(gè)平臺(tái)嵌入式軟件分類(lèi)：系統(tǒng)軟件、支撐軟件、應(yīng)用軟件嵌入式軟件體系結(jié)構(gòu)：驅(qū)動(dòng)層、操作系統(tǒng)層、中間件/應(yīng)用平臺(tái)層、應(yīng)用層嵌入式操作系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)：?jiǎn)螇K結(jié)構(gòu)、層次結(jié)構(gòu)、客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器（微內(nèi)核） 結(jié)構(gòu):統(tǒng)一的界面、可擴(kuò)展性、可裁剪與可配置性、可移植性、可 靠性、分布式系統(tǒng)支持、面向?qū)ο?。缺點(diǎn)：性能低嵌入式操作系統(tǒng)組成：內(nèi)核、嵌入式tcp/ip網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、嵌入式文件系統(tǒng) 嵌入式文件系統(tǒng)的特點(diǎn)：兼容性，實(shí)時(shí)文件系統(tǒng),.可裁剪一可配置一夾持多種存儲(chǔ)

5、 嵌心軟件科占沖頭分井_需求分祈一軟件齢一編碼調(diào)-試一測(cè)-嵌入式實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)考慮的要求：實(shí)時(shí)性、可移植性、口j裁剪口j配置也 可靠性、 丿'v用編程接11實(shí)時(shí)系統(tǒng)的正確性不僅依賴(lài)丁系統(tǒng)計(jì)算的邏輯結(jié)構(gòu)述依賴(lài)于產(chǎn)生這些結(jié)果的時(shí) jnj內(nèi)核實(shí)時(shí)性：實(shí)吋性:實(shí)時(shí)內(nèi)核應(yīng)該保證系統(tǒng)盡口j能快的對(duì)外部時(shí)間做出反應(yīng)確定性:系統(tǒng)對(duì)外部響應(yīng)最壞時(shí)間是可以預(yù)知的響應(yīng)性：系統(tǒng)識(shí)別外部時(shí)間的延遲響應(yīng)時(shí)間：中斷響應(yīng)時(shí)間和任務(wù)響應(yīng)時(shí)間實(shí)吋任務(wù)就緒的原w： 1.系統(tǒng)發(fā)生屮斷，屮斷處理過(guò)程屮使實(shí)吋任務(wù)就緒2.當(dāng)前 運(yùn)行任務(wù)調(diào)用操作系統(tǒng)功能，使實(shí)時(shí)任務(wù)就緒如何理解可搶占調(diào)度與可搶占內(nèi)核？可搶山調(diào)度：一旦更高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)就

6、緒，當(dāng)前任務(wù)的cpu使用權(quán)就會(huì)被盡快 剝奪，以使更高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)能夠盡快得到cpuo如果是中斷服務(wù)程序使一個(gè) 高優(yōu)先級(jí)任務(wù)就緒，那么在屮斷完成后，高優(yōu)先級(jí)任務(wù)開(kāi)始?？蓳屨純?nèi)核：即使正在執(zhí)行的是內(nèi)核服務(wù)函數(shù)，也能響應(yīng)中斷，并且中斷服務(wù)程 序退出時(shí)能進(jìn)行任務(wù)重新調(diào)度。如果有優(yōu)先級(jí)更高的任務(wù)就緒，就立即讓高優(yōu)先 級(jí)任務(wù)運(yùn)行，不要求回到被屮斷的任務(wù)，將未完成的系統(tǒng)調(diào)用執(zhí)行完。簡(jiǎn)述嵌入式操作系統(tǒng)微內(nèi)核的主要功能住務(wù)管理、中斷管理、時(shí)間管理、對(duì)共享資源的互斥管理、任務(wù)間的同步與通信 管理、內(nèi)存管理、i/o管理、出錯(cuò)處理、用戶(hù)擴(kuò)展管理、電源管理 任務(wù)定義及其特性任務(wù)是一個(gè)具冇獨(dú)立功能的無(wú)限循環(huán)的程序段的一次

7、運(yùn)行活動(dòng)，是實(shí)時(shí)內(nèi)核調(diào)度 的單位，具有動(dòng)態(tài)性、并行性、異步獨(dú)立性等特性。動(dòng)態(tài)性：任務(wù)狀態(tài)是不斷變化的。任務(wù)狀態(tài)一般分為就緒態(tài)、運(yùn)行態(tài)、等待 態(tài)。在多任務(wù)系統(tǒng)中，任務(wù)的狀態(tài)將隨著系統(tǒng)的需要不斷進(jìn)行變化并行性：系統(tǒng)中同時(shí)存在多個(gè)任務(wù)，這些任務(wù)在宏觀上是同時(shí)運(yùn)行的異步獨(dú)立性：每個(gè)任務(wù)各自按相互獨(dú)立的不可預(yù)知的速度運(yùn)行，走走停停 任務(wù)的內(nèi)容：代碼、數(shù)據(jù)、堆棧、程序執(zhí)行的上下文環(huán)境 任務(wù)與程序的區(qū)別 任務(wù)能真實(shí)地描述工作內(nèi)容的并發(fā)性，而程序不能；程序是任務(wù)的組成部分，除 程序外，任務(wù)還包括數(shù)據(jù)、堆棧及其上下文環(huán)境等內(nèi)容；程序是靜態(tài)的，任務(wù)是 動(dòng)態(tài)的；任務(wù)冇生命周期，冇誕生，冇消亡，是短暫的；而程序是相對(duì)

8、長(zhǎng)久的； 一個(gè)程序可對(duì)應(yīng)多個(gè)任務(wù)，反之亦然；任務(wù)具有創(chuàng)建其他任務(wù)的功能，而程序沒(méi) 有任務(wù)分類(lèi)：按可預(yù)測(cè)性分為周期任務(wù)和非周期任務(wù)；按重要程度分為關(guān)鍵任務(wù)和 非關(guān)鍵任務(wù)任務(wù)參數(shù)：優(yōu)先級(jí)、周期、計(jì)算時(shí)間、就緒時(shí)間、截止時(shí)間任務(wù)管理功能：任務(wù)創(chuàng)理、任務(wù)刪除、任務(wù)掛機(jī)、任務(wù)喚醒、設(shè)置任務(wù)屬性、改 變?nèi)蝿?wù)優(yōu)先級(jí)、獲取任務(wù)信息等調(diào)度點(diǎn)通常位幾屮斷服務(wù)程序的結(jié)束位置、任務(wù)因等待資源而處丁等待狀態(tài)、 任務(wù)處于就緒狀態(tài)時(shí)設(shè)計(jì)調(diào)度程序需考慮的因素：cpu的使用率、i/o設(shè)備的吞吐率、響應(yīng)吋間、公 平性、截止吋間優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)需要等待低優(yōu)先級(jí)任務(wù)釋放資源，而低優(yōu)先級(jí)任務(wù)又正在等待屮等 優(yōu)先級(jí)任務(wù)的現(xiàn)彖阻塞是

9、優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)的-種形式優(yōu)先級(jí)繼承協(xié)議當(dāng)一個(gè)任務(wù)阻塞了一個(gè)或多個(gè)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)時(shí)，該任務(wù)將不使用其原來(lái)的優(yōu)先 級(jí)，而使用被該任務(wù)阻塞的所冇任務(wù)的最高優(yōu)先級(jí)作為其執(zhí)行臨界區(qū)的優(yōu)先級(jí) 優(yōu)先級(jí)天花板協(xié)議在任務(wù)執(zhí)行臨界區(qū)的過(guò)程屮，將申請(qǐng)某資源的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)提升到可能訪問(wèn)該資 源的所有任務(wù)中最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)fi的：解決優(yōu)先級(jí)繼承協(xié)議中出現(xiàn)的如繼和阻塞璉問(wèn)題任務(wù)之間的關(guān)系相互獨(dú)立：僅僅是競(jìng)爭(zhēng)cpu資源互斥：競(jìng)爭(zhēng)除cpu資源以外的其他共享資源同步：協(xié)調(diào)彼此運(yùn)行的步調(diào)，保證協(xié)同運(yùn)行的各個(gè)任務(wù)具冇正確的執(zhí)行次序 通信：彼此間傳遞數(shù)據(jù)或信息，以協(xié)同完成某項(xiàng)工作信號(hào)量的種類(lèi)及用途互斥信號(hào)量（解決共享資源互斥訪問(wèn)）、二值信號(hào)量（解決同步問(wèn)題）、計(jì)數(shù)信號(hào) 量（解決資源計(jì)數(shù)問(wèn)題）廣義屮斷可分為：小斷（界步）、自陷（同步）、界常（同步）中斷目的：提高系統(tǒng)效率，使得系統(tǒng)在進(jìn)行些i/o操作時(shí)，cpu仍然能夠繼續(xù) 執(zhí)行止常程序流程中斷的分類(lèi)按碩件中斷是否可被屏蔽：可屏蔽中斷、不可屏蔽中斷按中斷源：硬件中斷、軟件中斷按中斷信號(hào)的產(chǎn)生，根據(jù)中斷觸發(fā)的方式：邊緣觸發(fā)中斷、電平觸發(fā)中斷 按中斷服務(wù)程序的調(diào)用方式：向量中斷（大都采用）、直接中斷、間接中斷 屮斷處理過(guò)程：屮斷檢測(cè)、屮斷響應(yīng)、屮斷處理實(shí)時(shí)內(nèi)核中斷管理：中斷前導(dǎo)（保存中斷線程進(jìn)入中斷處理）、用戶(hù)中斷服務(wù)程 序（完成對(duì)屮斷的具體處理）、屮斷后續(xù)