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1、嵌入式系统应用复习大纲 共 5页嵌入式系统应用要点一 基本概念1. 嵌入式系统面向用户、面向产品和面向应用 2I2C标准总线速率达到100kbit/s，I2C总线允许连接多个主控器3蓝牙的一般的链接范围为 10cm 10m，可以扩展到100m 4当前流行的SoC有Cirrus Logic公司的Maverick系列产品EP9312和EP73125ASIC批量概念，嵌入式微处理器常用封装8144个引脚6内嵌控制模块以监控器或纯硬件资源的形式存在，如JTAG和BDM7JTAG (IEEE1149.1)协议来自于计算机板测试行业8射频的频率范围是10kHz100GHz二 名词解释1物理隔离：对小信号低
2、电平的隔离 2硬件调试：使用仿真调试器协助调试过程3DSP：为数字信号处理特别设计的处理器,通常要进行基本的运算4短路功耗：开关时由电源到地形成的通路造成的功耗5光电隔离:割断噪声从一个电路进入另一个电路的通路 6工作接地:为电路工作提供一个公共的电位参考点 7电磁兼容性：电气和电子系统、设备和装置在设定的电磁环境中，在规定的安全界限内以设计的等级或性能运行8软件调试：使用软件调试器调试嵌入式系统软件 9嵌入式编译低功耗优化: 编译器具有分析应用程序行为的能力,可对应用程序的整体结构,按给定的低功耗优化目标进行重新构造 10数据总线隔离：当一对源和负载的数据传送正在进行时,要求所有其它不参与的
3、设备在电性能上必须同数据总线隔离三 论述 1简述嵌入式系统的定义及特点 定义：嵌入式系统是以应用为中心、计算机技术为基础，软、硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。特点：（1）面向特定应用（2）先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。（3）硬件和软件都必须高效率地设计，去除冗余，在具体应用极更具竞争力。（4）嵌入式处理器的应用软件是实现嵌入式系统功能的关键。（5）嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，升级换代和具体产品同步进行。（6）嵌入式系统本身不具备自开发能力，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。2嵌入式处理器的
4、工作温度范围民用处理器温度范围是070; 工业用处理器的温度范围是4085;军用的温度范围是 -55125;航天处理器的温度范围更宽。3 简述DSP特点，简述蓝牙技术的特点DSP特点：1）具有快速计算总和的乘加模块2）支持通过移位操作完成的对位处理。3）独立的地址生成单元。4）专门的硬件来实现循环。蓝牙技术的特点： 适用设备多，最大优点是使众多电信和计算机设备无须电缆就能联网。 工作频段全球通用。工作在2.4GHz ISM频段，在世界范围内都可以自由使用。 使用方便，凡是蓝牙设备一旦搜寻到另一个蓝牙设备，马上就可以建立联系。 安全加密、抗干扰能力强。 兼空性好，蓝牙技术独立于操作系统。 尺寸小
5、、功耗低。 多路多方向链接。蓝牙无线收发器链接距离可达10m，且可以连接最多7个设备. 4嵌入式实时操作系统VxWorks的特点(1) 微内核结构(2) 微秋季中断处理(3) 高效的任务管理(4) 多任务，具有256优先级(5) 优先抢占和轮转调度(6) 快速、确定的上下文转换(7) 多处理器支持(8) 灵活的任务间通信 5硬件系统的低功耗设计方法综述(1) 选择低功耗的器件;(2) 选用低功耗电路;(3) 单电源、低电压供电;(4) 分区供电降低功耗;(5) 电源管理单元的设计;(6) 降低处理器的时钟频率(7) 动态改变CPU的时钟;(8) 降低持续工作电流6. 软件系统的低功耗设计(1)
6、 编译低功耗优化技术(2) 硬件软件化(3) 减少处理器的工作时间(4) 采用快速算法(5) 通信系统中提高通信的波特率(6) 数据采集系统中尽量降低采集速率(7) 延时程序的设计(8) 软件设计采用中断驱动方式(9) 睡眠方式(10) 静态显示 7简述嵌入式Linux的主要特征 应用于多种硬件平台； Linux可随意配置；源代码可以无偿得到； Linux本身内置网络支持；Linux的高度模块化8 简述单片机系统的接地系统内容接地方法:(1) 单点接地技术(2) 多点接地技术(3) 混和接地(4) 模拟电路接地(5) 数字电路接地(6) 模拟/数字混合电路接地 接地种类:为人身或设备安全目的，
7、把设备的外壳接地，称外壳接地或安全接地；为电路工作提供一个公共的电位参考点，称为工作接地。 接地系统通常有三类接地：(1) 弱信号地:小信号回路、控制回路、逻辑电路以及它们的直流电源等连在一起接(2) 功率地:系统中的继电器、电磁阀以及它们的驱动电源等连在一起构成功率地。这些电路往往功率较大，成为干扰弱信号回路的噪声源。功率地与工作地不可混接。9简述单片机系统的隔离技术内容 (1)物理隔离:物理隔离是指对小信号低电平的隔离。(2)光电隔离:割断两个电路的电联系，割断噪声从一个电路进入另一个电路的通路。光电隔离一般通过光电耦合器实现。10简述嵌入式应用系统低功耗的优点（1）电池驱动的需要（2）安
8、全的需要（3）解决电磁干扰 （4）节能的需要四 计算 1假设有四个ROM的字节：68H，49H，D5H，B6H和4CH 计算检查和字节，并检测五个ROM的字节有无出错 假如第二字节49H变为4BH，演示检查和如何检测错误 解： （1）68H+49H+D5H+B6H+4CH=288H（计算方法为转换为二进制或直接用十六进制）288H去掉最高位得到88H，然后按位求补 =78H，所以 checksum=78H.68H+49H+D5H+B6H+4CH+78H=300H去掉最高位得0，所以无出错。（2）68H+4BH+D5H+B6H+4CH+78H=302H去掉最高位不得0，所以出错。 2假设被校验的
9、数据信息代码M（x）=1010，生成多项式G（x）= 1001： 计算校验位，写出CRC码 若校验位最高位变为1，请演示校验过程解:(1) G(X)=1001，共4位，又 r+1=4 r=3 M(X)=1010000 1001 1100 1001 1010 1001 0011（余数为后三位） 余数为011 CRC= M(X)+011=10100111010011 /1001 余数为0 (得到结果方法如上所示),因为余数为0，所以无错。(2)1010011 -1010111 1010111 / 1001 余数为100 ，所以出错。 3将十进制数55.75转换为等值的十六进制形式的IEEE754单
10、精度浮点数 S e m 占1位 占8位 占23位模型 (127=01111111)=425F0000H嵌入式系统应用复习大纲CH1 嵌入式系统概述1基本概念定义：嵌入式系统是以应用为中心、计算机技术为基础，软、硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统的硬件包括嵌入式处理器/控制器/数字信号处理器、存储器及外设器件、输入输出（I/O）端口、图形控制器、机电一体化装置、微机电系统等嵌入式系统的软件部分包括操作系统软件、应用程序。嵌入式操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用，应用软件控制着系统的运作和行为。2嵌入式处系统的特点（1）面向特定应用
11、（2）先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。（3）硬件和软件都必须高效率地设计，去除冗余，在具体应用极更具竞争力。（4）嵌入式处理器的应用软件是实现嵌入式系统功能的关键。（5）嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，升级换代和具体产品同步进行。（6）嵌入式系统本身不具备自开发能力，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。3嵌入式微处理器一般具有以下4个特点：（1）对实时多作务有很强的支持能力，且有较短的中断响应时间（2）具有功能很强的存储区保护功能。（3）可扩展的处理器结构，能最迅速地扩展出满足应用的最高性能的嵌入式微处理器。（4）嵌入式微处理器功耗很低。4EOS
12、最基本功能：任务调度、同步控制、中断处理、文件功能；EOS的特点：（1）支持尽量多的硬件平台；（2）占有更少的硬件资源；（3）高可靠性；（4）支持TCP/IP协议，协议栈可裁剪；（5）友好高效的GUI；（6）实时性能；（7）可裁剪性，例如设计成微内核结构和模块化结构。5嵌入式系统具有重要的共性：（1）嵌入式处理器具有微处理器的共同点。（2）嵌入式处理器由通用处理器内核加上外部设备组成。（3）嵌入式软件开发人员需要关心硬件的细节。（4）掌握TCP/IP协议的实现细节具有额外的优势，因为网络功能将成为一种共性。（5）软件开发在内核层编程，需要了解操作系统的调用细节。（6）嵌入式系统的开发人员特别是
13、系统/产吕的设计师，必须掌握硬软件的综合知识。（7）嵌入式系统的软件开发人员需要掌握多种嵌入式操作系统的用法。6嵌入式系统的发展（1）开发平台的完备化（2）嵌入式系统的网络化：集成网络接口；嵌入式设备应用于网络环境。（3）系统的集成度的提高和性能指标的提高（4）友好的人机界面CH2 嵌入式系统开发过程1硬件设计:包括电路模块设计、采购元器件、电路板的设计、仿真、分析、实现、测试等过程2软件系统的设计:包括需求分析、总体设计、模块划分、模块设计、数据字典设计、软件编码、调试、测试等一系列过程。3需求分析阶段：包括：分析用户的需求，初步确定硬件和软件、检查需求分析的结果、确定项目的约束条件、概要设
14、计。4系统分析阶段需要考虑的项目：（1）处理器：标明处理器的速度和处理器总线的速度（吞吐量）。（2）总线吞吐量（3）操作系统：确定实时/非实时系统；选择商用操作系统还是源码开放的免费系统。（4）编程语言：多用C语言，或C语言与汇编语言的混合；Java、嵌入式C+。（5）第三方软件或库函数。（6）第三方硬件：设计嵌入式系统硬件通常有两种方法：自己设计；使用第三方硬件模块：缩短开发时间。5系统结构模型分成硬件和软件部分硬件的设计过程：（1）功能设计（2）结构化设计（3）物理设计与实现软件设计实现过程：（1）功能分析和设计（2）软件模块划分（3）模块开发与实现 6嵌入式系统的软件开发过程（1）建立交叉开发环境；（2）交叉编译和连接；（3）重定位和下载（4）联机调试： 软件调试：使用软件调试器调试嵌入式系统软件；硬件调试：使用仿真调试器协助调试过程。CH3.嵌入式
