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《嵌入式系统设计原理》辅导第一章 嵌入式系统概述1、嵌入式系统的基本结构经过不断的发展，原先嵌入式系统的3层结构逐步演化成为一种4层结构，包括：硬件平台、硬件抽象层、嵌入式实时操作系统（RTOS）和嵌入式实时应用程序，如图所示：2、嵌入式系统硬件平台的基本组成嵌入式系统的硬件平台是以嵌入式处理器为核心，由存储器、I/O单元电路、通信模块、外部设备等必要的辅助接口组成的，如图所示。3、板级支持包（BSP)BSP是硬件抽象层的一种具体实现，它隔离了所支持的嵌入式操作系统与底层硬件平台之间的相关性，使嵌入式操作系统能够通用于BSP所支持的硬件平台。BSP是介于底层硬件和操作系统之间的软件层次，它完成系统上电后最初的硬件和软件初始化，为上层的驱动程序提供访问硬件设备寄存器的函数包。4、实时系统的特点及分类实时系统的特点是，如果逻辑和时序出现偏差将会引起严重后果的系统。大多数嵌入式系统都属于实时系统，根据实时性的强弱分为两种类型的实时系统：软实时系统和硬实时系统。第二章 嵌入式系统基本知识 1、嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器包括嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式微处理器、嵌入式片上系统四类。 2、嵌入式片上系统（SOC）SOC嵌入式系统微处理器就是一种电路系统。它结合了许多功能区块，将功能做在一个芯片上。SOC最大的特点是实现了软硬件无缝结合，直接在处理器片内嵌入操作系统的代码模块。3、ARM7TDMI处理器在ARM7TDMI的指令流水线中，每条指令可以分为取指、译码、执行3个阶段执行。ARM7TDMI处理器有ARM和Thumb两种工作状态。4、Power PC处理器Power PC既有高端产品，又有低端产品, 应用领域十分广泛， 基于Power PC架构的处理器主要有：IBM Power PC ，Motorola Power PC5、嵌入式实时操作系统分类常用的嵌入式实时操作系统一般分为3大类：商用系统、专用系统和开放系统。商用系统：VxWorks、Windows CE等；专用系统：Android、Symbian等；开放系统：Linux、uC/OS-II等；6、影响CPU性能的因素影响CPU性能的因素主要有：流水线、超标量和缓存； 7、存储器SRAM与DRAM的差别(1）SRAM比DRAM快；(2）SRAM比DRAM耗电多；(3）DRAM存储密度比SRAM高得多；(4）DRM需要周期性刷新； 8、前后台系统在前后台系统中，应用程序是一个无限的循环，循环中调用相应的函数完成相应的操作，这部分可以看成后台行为。中断处理程序处理异步事件，这部分可以看成前台行为；当中断处理程序处理完异步事件后，程序将回到后台程序继续运行。 9、临界区临界区是指处理时不可分割的访问共享资源的代码。为确保多个进程互斥访问共享资源，可采用在进入临界区之前要关中断，而临界区代码执行完以后要立即开中断的方法，也可采用信号量机制来实现。10、可剥夺型内核与不可剥夺型内核的区别使用可剥夺型内核时最高优先级的任务一旦就绪，总能得到CPU的控制权。当一个运行着的任务使一个比它优先级高的任务进入了就绪态，当前任务的CPU使用权就被剥夺了，那个高优先级的任务立刻得到了CPU的控制权。如果是中断服务子程序使一个高优先级的任务进入就绪态，中断完成时，中断了的任务被挂起，优先级高的那个任务开始运行。不可剥夺型内核要求每个任务自我放弃CPU的所有权。异步事件由中断服务来处理，中断服务可以使一个高优先级的任务由挂起状态变为就绪状态。但中断服务以后控制权还是回到原来被中断了的那个任务，直到该任务主动放弃CPU的使用权时，那个高优先级的任务才能获得CPU的使用权。11、可重入型函数可重入型函数可以被一个以上的任务调用，而不必担心数据的破坏。可重入型函数任何时候都可以被中断，一段时间以后又可以运行，而相应数据不会丢失。使用以下技术之一即可使一个函数具有可重入性：(1) 把函数中使用的临时变量定义为局部变量；(2) 调用函数之前关中断，调动后再开中断；(3) 用信号量禁止该函数在使用过程中被再次调用； 12、嵌入式系统设计步骤（1）系统需求分析：确定设计任务和设计目标，并提炼出设计规格说明书，作为正式设计指导和验收的标准。系统的需求一般分功能性需求和非功能性需求两方面；（2）体系结构设计：描述系统如何实现所述的功能和非功能需求，包括对硬件、软件和执行装置的功能划分以及系统的软件、硬件选型等；（3）硬件/软件协同设计：基于体系结构，对系统的软件、硬件进行详细设计。为了缩短产品开发周期，设计往往是并行的；（4）系统集成：把系统的软件、硬件和执行装置集成在一起，进行调试，发现并改进单元设计过程中的错误；（5）系统测试：对设计好的系统进行测试，看其是否满足规格说明书中给定的功能要求。第三章