嵌入式系統(tǒng)是學習嵌入式硬件設計開發(fā)最為重要的一個環(huán)節(jié),但是如何學習嵌入式系統(tǒng)也是很多人最頭疼的事了,其實嵌入式系統(tǒng)的學習還是比較簡單的,只要你掌握好方法,那學習這個基本就不是什么難事,對于嵌入式系統(tǒng)學習來說,你需要好好學習掌握好嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識,這樣才能輕松學習嵌入式系統(tǒng)知識。一起來看資深程序員總結(jié)嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)知識,讓你輕松學。
首先嵌入式系統(tǒng)你就應該根據(jù)下面的點來學習 相關(guān)文章:《介紹智能硬件設計開發(fā)方案的詳細流程》
1.嵌入式系統(tǒng)是什么
(1)定義:以應用為中心,以計算機技術(shù)為基礎(chǔ),軟硬件可裁剪,適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。
(2)嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的4個階段:無操作系統(tǒng)階段、簡單操作系統(tǒng)階段、實時操作系統(tǒng)階段、面向Internet階段。
(3)知識產(chǎn)權(quán)核(IP核):具有知識產(chǎn)權(quán)的、功能具體、接口規(guī)范、可在多個集成電路設計中重復使用的功能模塊,是實現(xiàn)系統(tǒng)芯片(SOC)的基本構(gòu)件。
(4)IP核模塊有行為、結(jié)構(gòu)和物理3級不同程度的設計,對應描述功能行為的不同可以分為三類:軟核、固核、硬核。
2.嵌入式系統(tǒng)的組成
包含:硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應用軟件層
(1)硬件層:嵌入式微處理器、存儲器、通用設備接口和I/O接口。
嵌入式核心模塊=微處理器+電源電路+時鐘電路+存儲器
Cache:位于主存和嵌入式微處理器內(nèi)核之間,存放的是最近一段時間微處理器使用最多的程序代碼和數(shù)據(jù)。它的主要目標是減小存儲器給微處理器內(nèi)核造成的存儲器訪問瓶頸,使處理速度更快。
(2)中間層(也稱為硬件抽象層HAL或者板級支持包BSP).
它將系統(tǒng)上層軟件和底層硬件分離開來,使系統(tǒng)上層軟件開發(fā)人員無需關(guān)系底層硬件的具體情況,根據(jù)BSP層提供的接口開發(fā)即可。
(3)系統(tǒng)軟件層:由RTOS、文件系統(tǒng)、GUI、網(wǎng)絡系統(tǒng)及通用組件模塊組成。
RTOS是嵌入式應用軟件的基礎(chǔ)和開發(fā)平臺。
(4)應用軟件:由基于實時系統(tǒng)開發(fā)的應用程序組成。
3、嵌入式系統(tǒng)分為硬實時系統(tǒng)(確保在最壞情況下的服務時間,事件都能得到響應)和軟實時系統(tǒng)(超過截止時間也不會帶來致命的錯誤)。
4、嵌入式處理器由存儲器、I/O設備、通信模塊(USB、UART、以太網(wǎng)、Iic、CAN、)和電源等組成。
5、簡單指令系統(tǒng)和復雜指令系統(tǒng)。
6、EOS Embeded OperationSysrtem 任務調(diào)度、同步機制、中斷處理、文件功能。(VxWorks、Windows CE、嵌入式Linux、uC/OSII)可裁剪,強實時性(搶占式任務調(diào)度),統(tǒng)一接口,GUI,提供強大網(wǎng)絡功能,強穩(wěn)定性,弱交互性,固定代碼,良好的移植性。
7、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程:需求分析-<體系結(jié)構(gòu)設計-<機械系統(tǒng)設計、硬件設計、軟件設計-<系統(tǒng)集成-<系統(tǒng)測試。
8、ROM NOR flash(讀速度更快)、NAND flash(寫入快,容量大、成本低)、EEPROM等;RAM SRAM(不需,用作高速Cache、成本高、容量小)、DRAM(需要不斷通電刷新保存數(shù)據(jù)、容量大,便宜)、SDRAM(同步動態(tài)RAM)。
9、硬件抽象層,封裝底層硬件,向操作系統(tǒng)和應用層序提供編程接口。板級支持包,既有硬件相關(guān)又有操作系統(tǒng)相關(guān),負責軟硬件的初始化,提供硬件的驅(qū)動支持程序,引導加載操作系統(tǒng)。
10、設備驅(qū)動程序:設備的初始化,設備的打開和關(guān)閉,設備的讀取和寫入,設備狀態(tài)的查詢和設備控制操作。
11、嵌入式系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu):簡單輪詢結(jié)構(gòu)(簡單循環(huán),數(shù)字萬用表),帶中斷的輪詢結(jié)構(gòu)(有中斷,洗衣機),監(jiān)控式操作系統(tǒng)+應用軟件的結(jié)構(gòu)(內(nèi)核+多任務,車載設備),通用嵌入式操作系統(tǒng)+應用軟件的結(jié)構(gòu)(常用操作系統(tǒng)+中間件+應用軟件,手機)。
12、內(nèi)核結(jié)構(gòu)分為單內(nèi)核和微內(nèi)核。單內(nèi)核將各個模塊整合在一起,模塊間的相互通信通過直接調(diào)用其他模塊的函數(shù)來實現(xiàn),分為整體結(jié)構(gòu)和分層結(jié)構(gòu)。微內(nèi)核僅將必須的基本功能(任務調(diào)度、任務間通信、低級存儲管理、中斷處理等)放入內(nèi)核,其他功能(文件管理服務、網(wǎng)絡通信服務、顯示服務等)由在用戶運行的服務來實現(xiàn)。
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