a嵌入式知识点总结4204934

1、欧入式系统的定义嵌入式系统是以应用为屮心，以计算机技术为基础，软件、硬件可剪裁，适应应 用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式 计算机系统是任意包含可编程计算机的设备，但这种设备不是作为通用计算机而 设计的。欧入式系统的特点是形式多样的而向特定应用的综合体、得到多种处理器类型和体系结构的支持、 极其关注成本、有实时性和可靠性的要求、使用的操作系统系统的特性（适应多 种类型处理器、可剪裁、轻量型、实吋可靠和可固化）、开发需要专门工具和特 殊方法。欧入式系统的分类嵌入我系统可分为4、8、16、32、64位应用：信息家电类、移动终端类、通信类、汽车电子类、工业控制类

2、实吋性：嵌入式实时系统（硬实时和软实时）、嵌入式非实时性系统（强）实时操作系统：vxworks、qnx、nuclues、ose、deltaos、itronos 非（弱）实时操作系统：wince、linux、palmos按嵌入式软件结构分类：循环轮询系统、前后台系统、单处理器多任务系统、多 处理器多任务系统嵌入式系统硬件组成：嵌入式微处理器、总线、存储器、"0和接口设备 微处理器主流体系：arm、mips、powerpc、x86、sh 欧入式处理器分类：mcu、mpu、dsp、socdsp：是在模拟信号变换成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器 mips:每秒处理的口万级的机器语言

3、指令数或无互锁流水级的微处理器 10端口的编址方法：存储器映射编址、10映射编址总线：片外总线（pci isa）、片内总线（amb a avalon ocp wishbone） 存储器：主存和外存i/o接口主要冇：屮断控制器、dma、串行、并行接口arm处理器貝有risc体系结构的典型特征同时貝有以下特点每条数据处理指令为屮都控制逻辑单兀alu和移位器以及使alu和移位器获得最大的利用率 自动递增利自动递减的寻吐模式以佻化程痒中的循环_同时执行 3和stee多 条指令以增加数据吞吐量，所有指令都可以执行以增大执行吞吐量 嵌入式微处理器的体系结构：冯诺依曼结构（数据程序合在一起）、哈佛体系结 构

4、（数据程序分开） 软件二程序+相关数据+说明文档 程序二数据结构+算法嵌入式软件特点：规模小，开发难度大、快速启动，直接运行、实时性和可靠性 要求高、程序一体化、两个平台嵌入式软件分类：系统软件、支撑软件、应用软件嵌入式软件体系结构：驱动层、操作系统层、中间件/应用平台层、应用层嵌入式操作系统的体系结构：单块结构、层次结构、客户机/服务器（微内核） 结构:统一的界面、可扩展性、可裁剪与可配置性、可移植性、可 靠性、分布式系统支持、面向对象。缺点：性能低嵌入式操作系统组成：内核、嵌入式tcp/ip网络系统、嵌入式文件系统 嵌入式文件系统的特点：兼容性，实时文件系统,.可裁剪一可配置一夹持多种存储

5、 嵌心软件科占冲头分井_需求分祈一软件齢一编码调-试一测-嵌入式实时内核设计考虑的要求：实时性、可移植性、口j裁剪口j配置也 可靠性、 丿'v用编程接11实时系统的正确性不仅依赖丁系统计算的逻辑结构述依赖于产生这些结果的时 jnj内核实时性：实吋性:实时内核应该保证系统尽口j能快的对外部时间做出反应确定性:系统对外部响应最坏时间是可以预知的响应性：系统识别外部时间的延迟响应时间：中断响应时间和任务响应时间实吋任务就绪的原w： 1.系统发生屮断，屮断处理过程屮使实吋任务就绪2.当前 运行任务调用操作系统功能，使实时任务就绪如何理解可抢占调度与可抢占内核？可抢山调度：一旦更高优先级的任务就

6、绪，当前任务的cpu使用权就会被尽快 剥夺，以使更高优先级的任务能够尽快得到cpuo如果是中断服务程序使一个 高优先级任务就绪，那么在屮断完成后，高优先级任务开始。可抢占内核：即使正在执行的是内核服务函数，也能响应中断，并且中断服务程 序退出时能进行任务重新调度。如果有优先级更高的任务就绪，就立即让高优先 级任务运行，不要求回到被屮断的任务，将未完成的系统调用执行完。简述嵌入式操作系统微内核的主要功能住务管理、中断管理、时间管理、对共享资源的互斥管理、任务间的同步与通信 管理、内存管理、i/o管理、出错处理、用户扩展管理、电源管理 任务定义及其特性任务是一个具冇独立功能的无限循环的程序段的一次

7、运行活动，是实时内核调度 的单位，具有动态性、并行性、异步独立性等特性。动态性：任务状态是不断变化的。任务状态一般分为就绪态、运行态、等待 态。在多任务系统中，任务的状态将随着系统的需要不断进行变化并行性：系统中同时存在多个任务，这些任务在宏观上是同时运行的异步独立性：每个任务各自按相互独立的不可预知的速度运行，走走停停 任务的内容：代码、数据、堆栈、程序执行的上下文环境 任务与程序的区别 任务能真实地描述工作内容的并发性，而程序不能；程序是任务的组成部分，除 程序外，任务还包括数据、堆栈及其上下文环境等内容；程序是静态的，任务是 动态的；任务冇生命周期，冇诞生，冇消亡，是短暂的；而程序是相对

8、长久的； 一个程序可对应多个任务，反之亦然；任务具有创建其他任务的功能，而程序没 有任务分类：按可预测性分为周期任务和非周期任务；按重要程度分为关键任务和 非关键任务任务参数：优先级、周期、计算时间、就绪时间、截止时间任务管理功能：任务创理、任务删除、任务挂机、任务唤醒、设置任务属性、改 变任务优先级、获取任务信息等调度点通常位几屮断服务程序的结束位置、任务因等待资源而处丁等待状态、 任务处于就绪状态时设计调度程序需考虑的因素：cpu的使用率、i/o设备的吞吐率、响应吋间、公 平性、截止吋间优先级反转高优先级任务需要等待低优先级任务释放资源，而低优先级任务又正在等待屮等 优先级任务的现彖阻塞是

9、优先级反转的-种形式优先级继承协议当一个任务阻塞了一个或多个高优先级任务时，该任务将不使用其原來的优先 级，而使用被该任务阻塞的所冇任务的最高优先级作为其执行临界区的优先级 优先级天花板协议在任务执行临界区的过程屮，将申请某资源的任务的优先级提升到可能访问该资 源的所有任务中最高优先级任务的优先级fi的：解决优先级继承协议中出现的如繼和阻塞琏问题任务之间的关系相互独立：仅仅是竞争cpu资源互斥：竞争除cpu资源以外的其他共享资源同步：协调彼此运行的步调，保证协同运行的各个任务具冇正确的执行次序 通信：彼此间传递数据或信息，以协同完成某项工作信号量的种类及用途互斥信号量（解决共享资源互斥访问）、二值信号量（解决同步问题）、计数信号 量（解决资源计数问题）广义屮断可分为：小断（界步）、自陷（同步）、界常（同步）中断目的：提高系统效率，使得系统在进行些i/o操作时，cpu仍然能够继续 执行止常程序流程中断的分类按硕件中断是否可被屏蔽：可屏蔽中断、不可屏蔽中断按中断源：硬件中断、软件中断按中断信号的产生，根据中断触发的方式：边缘触发中断、电平触发中断 按中断服务程序的调用方式：向量中断（大都采用）、直接中断、间接中断 屮断处理过程：屮断检测、屮断响应、屮断处理实时内核中断管理：中断前导（保存中断线程进入中断处理）、用户中断服务程 序（完成对屮断的具体处理）、屮断后续