廠里硬件高手分享嵌入式基礎(chǔ)
發(fā)表時間：2020-09-24 09:34:45 人氣：5635
1.嵌入式系統(tǒng)的定義
一種完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用而設(shè)計的專用計算機系統(tǒng)。其核心由一個或幾個預(yù)先編程以用來執(zhí)行少數(shù)幾項任務(wù)的微處理器或者微控制器組成。所有帶有數(shù)字接口的設(shè)備都使用嵌入式系統(tǒng)，所有帶有數(shù)字接口的設(shè)備都使用嵌入式系統(tǒng)，如手表，微波爐，錄像機，汽車等。
2. 嵌入式系統(tǒng)發(fā)展
1)單片微型計算機(SCM)階段,即單片機時代：系統(tǒng)功能由匯編語言實現(xiàn)。這一時代系統(tǒng)硬件：單片機。軟件：無操作系統(tǒng)。主要特點：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對單一，處理效率低，存儲容量十分有限，幾乎無用戶接口。
2)微控制器(MUC)階段,:主要技術(shù)方向：不斷擴展對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路和接口電路，突顯其對象的智能化控制能力這一階段基礎(chǔ)：嵌入式微處理器。這一階段核心：簡單操作系統(tǒng)。主要特點：硬件使用嵌入式微處理器，微處理器的種類繁多，通用性弱；系統(tǒng)開銷小，效率較高。
3)片上系統(tǒng)(SOC):主要特點：嵌入式系統(tǒng)能夠運行于各種不同的微處理器上，兼容性好，操作系統(tǒng)的內(nèi)核小，效果好。
4)internet為標志的嵌入式系統(tǒng)：嵌入式網(wǎng)絡(luò)化主要表現(xiàn)：一方面是嵌入式處理器集成了網(wǎng)絡(luò)接口另一方面是嵌入式設(shè)備應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。
3. 實時系統(tǒng)
指能夠在指定或者確定的時間內(nèi)完成系統(tǒng)功能和外部或內(nèi)部，同步或異步時間作出響應(yīng)的系統(tǒng)。實時系統(tǒng)應(yīng)該具有在事先定義的時間范圍內(nèi)識別和處理離散事件的能力；系統(tǒng)能夠處理和存儲控制系統(tǒng)所需要的大量數(shù)據(jù)。
4. 實時性分類
1)硬實性：應(yīng)用的最大需求能夠得到完全滿足，否則會造成重大事故
2)軟實性：某些應(yīng)用雖然提出時間要求，但是實時任務(wù)偶爾違反這種要求不會對系統(tǒng)運行或環(huán)境造成嚴重影響?；蛘咭部梢岳斫獬?，軟實行對運行時間沒有嚴格的卡死，而是安排了在運行時間里實時任務(wù)能夠按優(yōu)先級執(zhí)行的順序執(zhí)行。特點：
a)可預(yù)測性：系統(tǒng)對實時任務(wù)的執(zhí)行時間進行判斷，確定是否能夠滿足任務(wù)的時限要求。
i.分類：硬件延遲的可預(yù)測性
ii.軟件系統(tǒng)的可預(yù)測性（應(yīng)用程序和響應(yīng)時間）
iii.操作系統(tǒng)的可預(yù)測性（實時原語，調(diào)度函數(shù)等運行開銷有限，以保證應(yīng)用程序執(zhí)行時間的有界性）
b)可靠性：提高可靠性方法：靜態(tài)分析，保留資源，冗余配置等使系統(tǒng)在最壞情況下都能正常工作或避免損失。
c)交互作用：外部物理環(huán)境（通常是被控子系統(tǒng)）是實時系統(tǒng)不可缺少的組成部分，計算機系統(tǒng)一般是控制系統(tǒng)。兩者相互作用構(gòu)成完整的實時系統(tǒng)。
5. 嵌入式微處理器體系結(jié)構(gòu)
1)馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)。
2)哈佛體系結(jié)構(gòu)。
3)CISC(復(fù)雜指令集計算機)和RISC(精簡指令集計算機)。
4)流水線技術(shù)：指在程序操作執(zhí)行時多條指令重疊進行操作的一種并行處理實現(xiàn)技術(shù)。
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