2022年软考嵌入式系统设计师笔记归纳总结 .pdfVIP

软考嵌入式系统设计师笔记

1.嵌入式系统构成:硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层

(1)硬件层:嵌入式微解决器、存储器、通用设备接口和I/O接口。

嵌入式核心模块=微解决器+电源电路+时钟电路+存储器

Cache:位于主存和嵌入式微解决器内核之间,存储是近来一段时间微解决器使用最多程

序代码和数据。它重要目的是减小存储器给微解决器内核导致存储器访问瓶颈,使解决速度

更快。

(2)中间层(也称为硬件抽象层HAL或者板级支持包BSP):它将系统上层软件和底层硬

件分离开来,使系统上层软件开发人员无需关系底层硬件详细状况,依照BSP层提供接口开

发即可。

BSP有两个特点:硬件有关性和操作系统有关性。

设计一种完整BSP需要完毕两某些工作:

A、嵌入式系统硬件初始化和BSP功能。

片级初始化:纯硬件初始化过程,把嵌入式微解决器从上电默认状态逐渐设立成系统所

规定工作状态。

板级初始化:包括软硬件两某些在内初始化过程,为随后系统初始化和应用程序建立硬

件和软件运营环境。

系统级初始化:以软件为主初始化过程,进行操作系统初始化。

B、设计硬件有关设备驱动。

(3)系统软件层:由RTOS、文献系统、GUI、网络系统及通用组件模块构成。

RTOS是嵌入式应用软件基本和开发平台。

(4)应用软件:由基于实时系统开发应用程序构成。

2.嵌入式系统定义

(1)定义:以应用为中心,以计算机技术为基本,软硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可

靠性、成本、体积、功耗严格规定专用计算机系统。

(2)嵌入式系统发展4个阶段:无操作系统阶段、简朴操作系统阶段、实时操作系统阶

段、面向Internet阶段。

(3)知识产权核(IP核):具备知识产权、功能详细、接口规范、可在各种集成电路设计

中重复使用功能模块,是实现系统芯片(SOC)基本构件。

(4)IP核模块有行为、构造和物理3级不同限度设计,相应描述功能行为不同可以分

为三类:软核、固核、硬核。

3.实时系统调度

(1)调度:给定一组实时任务和系统资源,拟定每个任务何时何地执行整个过程。

(2)抢占式调度:普通是优先级驱动调度,如uCOS。长处是实时性好、反映快,调度算法

相对简朴,可以保证高优先级任务时间约束;缺陷是上下文切换多。

(3)非抢占式调度:普通是准时间片分派调度,不容许任务在执行期间被中断,任务一旦

占用解决器就必要执行完毕或自愿放弃,如WinCE。长处是上下文切换少;缺陷是解决器有

效资源运用率低,可调度性不好。

(4)静态表驱动方略:系统在运营前依照各任务时间约束及关联关系,采用某种有哪些信誉好的足球投注网站方略

生成一张运营时刻表,指明各任务起始运营时刻及运营时间。

(5)优先级驱动方略:按照任务优先级高低拟定任务执行顺序。

(6)实时任务分类:周期任务、偶发任务、非周期任务。

(7)实时系统通用构造模型:数据采集任务实现传感器数据采集,数据解决任务解决采集

数据、并将加工后数据送到执行机构管理任务控制机构执行。

4.实时系统

(1)定义:能在指定或拟定期间内完毕系统功能和对外部或内部、同步或异步时间做出

响应系统。

(2)区别:通用系统普通追求是系统平均响应时间和顾客使用以便;而实时系统重要考虑

是在最坏状况下系统行为。

(3)特点:时间约束性、可预测性、可靠性、与外部环境交互性。

(4)硬实时(强实时):指应用时间需求应可以得到完全满足,否则就导致重大安全事故,

甚至导致重大生命财产损失和生态破坏,如:航天、军事。

(5)软实时(弱实时):指某些应用虽然提出了时间规定,但实时任务偶尔违背这种需求对

系统运营及环境不会导致严重影响,如:监控系统、实时信息采集系统。

(6)任务约束涉及:时间约束、资源约束、执行顺序约束和性能约束。

5.嵌入式微解决器体系构造

(1)冯诺依曼构造:程序和数据共用一种存储空间,程序指令存储地址和数据存储地址指

向同一种存储器不同物理位置,采用单一地址及数据总线,程序和数据宽度相似。例

如:8086、ARM7、MIPS…

(2)哈佛构造:程序和数据是两个互相独立存储器,每个存储器独立编址、独立访问,是

一种将程序存储和数据存储分开存储器构造。例如:AVR、ARM9、ARM10…

(3)CISC与