第一篇：電子設(shè)計(jì)大賽、嵌入式大賽和嵌入式認(rèn)證考試

嵌入式助理工程師認(rèn)證考試（大

三、大四）

1.中國(guó)電子學(xué)會(huì)嵌入式專委會(huì)定于2011年12月24日進(jìn)行嵌入式（助理）工程師資格認(rèn)證考試，上午9：00-11：00 筆試，下午2：00-4：00 實(shí)踐，地點(diǎn)在咱們學(xué)校。實(shí)踐題由李老師出題，筆試題全國(guó)統(tǒng)一。實(shí)踐題成績(jī)占30%，筆試題成績(jī)占70%。

2.申請(qǐng)資格：本科在校大

三、大四學(xué)生。

3．報(bào)考方向：嵌入式軟件方向（Linux為主）；嵌入式硬件方向（ARM為主）；嵌入式系統(tǒng)（單片機(jī)）。

4.報(bào)名時(shí)間：2011年11月23日之前。

5.申報(bào)材料：（1）交標(biāo)準(zhǔn)2寸藍(lán)底彩色免冠照片1張（背面寫清楚曲阜師范大學(xué)，姓名）

（2）電子版材料：嵌入式系統(tǒng)（助理）專業(yè)技術(shù)資格認(rèn)證申請(qǐng)表。

6.報(bào)考嵌入式軟件和嵌入式硬件方向的同學(xué)可集體訂專門教材。

7.嵌入式助理工程師認(rèn)證考試費(fèi)：350元/人。

8.具體通知請(qǐng)查看

電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽

1.由于學(xué)院器件和場(chǎng)地有限，大二和大三的同學(xué)每個(gè)班限選1~2人（去年參加過比賽的同

學(xué)除外），寧缺毋濫。

2.入選要求：（1）必須對(duì)電子設(shè)計(jì)真正感興趣（這一點(diǎn)最重要）；（2）有C語(yǔ)言編程基

礎(chǔ)和數(shù)字電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，有一定的動(dòng)手能力。

3.個(gè)別優(yōu)秀的同學(xué)如果沒有入選，還特別想?yún)①悾烧依罟忭樌蠋熋嬲劇?/p>

博創(chuàng)杯全國(guó)嵌入式設(shè)計(jì)大賽

主要是大三的同學(xué)，少數(shù)有準(zhǔn)備的大二同學(xué)也可以參賽，每個(gè)班沒有人數(shù)限制，可自己組隊(duì)也可以報(bào)名到李老師那兒，然后再統(tǒng)一協(xié)調(diào)組隊(duì)。

博創(chuàng)杯全國(guó)嵌入式設(shè)計(jì)大賽和電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽往年成績(jī)很不錯(cuò)，近兩年已獲得全國(guó)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，全國(guó)三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，省級(jí)獎(jiǎng)若干。每一次成績(jī)的獲得都是同學(xué)們辛勤努力的結(jié)果，包含了同學(xué)們無數(shù)的汗水，犧牲了很多休息的時(shí)間，希望報(bào)名參賽的同學(xué)有心理準(zhǔn)備，不是憑借一時(shí)的興趣和沖動(dòng)就能取得成功的。每個(gè)班的班長(zhǎng)把參加電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和嵌入式設(shè)計(jì)競(jìng)賽的同學(xué)名單于下周二（11月22日）之前報(bào)給李老師，由李老師指導(dǎo)大家進(jìn)行備戰(zhàn)。

第二篇：嵌入式大賽短信邀請(qǐng)函

您好！***主席，我是電子系外聯(lián)部干事***，廣州大學(xué)華軟軟件學(xué)院將于2012年5月15日星期二下午2點(diǎn)在禮堂一舉行第十屆科技學(xué)術(shù)節(jié)之第四屆嵌入式競(jìng)賽決賽，現(xiàn)誠(chéng)邀您為本次活動(dòng)蒞臨指導(dǎo)！邀請(qǐng)函已經(jīng)發(fā)到您的QQ郵箱了，請(qǐng)查看！打擾了，謝謝！

您好！***副主席，我是電子系外聯(lián)部干事***，廣州大學(xué)華軟軟件學(xué)院將于2012年5月15日星期二下午2點(diǎn)在禮堂一舉行第十屆科技學(xué)術(shù)節(jié)之第四屆嵌入式競(jìng)賽決賽，現(xiàn)誠(chéng)邀您為本次活動(dòng)蒞臨指導(dǎo)！邀請(qǐng)函已經(jīng)發(fā)到您的QQ郵箱了，請(qǐng)查看！打擾了，謝謝！

您好！***副書記，我是電子系外聯(lián)部干事***，廣州大學(xué)華軟軟件學(xué)院將于2012年5月15日星期二下午2點(diǎn)在禮堂一舉行第十屆科技學(xué)術(shù)節(jié)之第四屆嵌入式競(jìng)賽決賽，現(xiàn)誠(chéng)邀您為本次活動(dòng)蒞臨指導(dǎo)！邀請(qǐng)函已經(jīng)發(fā)到您的QQ郵箱了，請(qǐng)查看！打擾了，謝謝！

第三篇：嵌入式考試總結(jié)

嵌入式系統(tǒng)定義：以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用：工業(yè)控制火控系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、測(cè)試儀器、醫(yī)療設(shè)備、游戲機(jī) 應(yīng)用發(fā)展階段：無操作系統(tǒng)的嵌入算法階段、簡(jiǎn)單監(jiān)控式的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)階段、通用的嵌入式網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)階段

嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)有了近30年的發(fā)展歷史，它是硬件和軟件交替發(fā)展的雙螺旋式發(fā)展

嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)：1 面向特定應(yīng)用、2 可裁減、3.處理器體系結(jié)構(gòu)和類型多樣化。4.大多都有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。5 一般有實(shí)時(shí)性要求。6資源比較少。7 軟件固化在存儲(chǔ)器芯片中。8 通常要求功耗小。9 集成度高。10嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)能力 嵌入式系統(tǒng)的組成：硬件平臺(tái)、板級(jí)支持包（BSP）、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序 嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)：嵌入式處理器、存儲(chǔ)器件、外設(shè)接口

嵌入式CPU的特點(diǎn)：1 對(duì)實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)具有很強(qiáng)的支持能力。2具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能。3 處理器結(jié)構(gòu)可擴(kuò)展。4 低功耗。嵌入式CPU的分類：嵌入式微控制器（EMCU）、嵌入式微處理器（EMPU）、嵌入式DSP處理器（EDSP）、嵌入式片上系統(tǒng)（ESoC）

MCU(MicroController Unit)MCU芯片內(nèi)集成了ROM/EEPOM、RAM、總線、總線邏輯、I/O等必要功能和外設(shè)。已有20多年的歷史。如51，98/96。

與MPU比，單片化、體積小，功耗、成本低，可靠性高，能節(jié)省系統(tǒng)開支、降低出錯(cuò)概率和減少高頻干擾適合控制系統(tǒng)。

發(fā)展：內(nèi)核化（內(nèi)核 +IP、內(nèi)核 +FPGA、內(nèi)核+外圍模塊）、專用化（接口單片機(jī)、網(wǎng)絡(luò)單片機(jī)、射頻單片機(jī)、數(shù)采單片機(jī)、電力線載波…）

DSP(Digital Signal Processor)專用于信號(hào)處理，采用哈佛體系結(jié)構(gòu)，指令系統(tǒng)特殊，具有較高的編譯效率和指令執(zhí)行速度。如數(shù)字濾波、快速傅立葉變換和離散余弦變換等DSP算法。

MPU(MicroProcessor Unit)由CPU演變而來,32位以上。與通用CPU比，MPU只保留與應(yīng)用相關(guān)的功能和硬件，除去冗余的功能部分，實(shí)現(xiàn)最少的功耗和資源，滿足嵌入式需求。與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)比，MPU體積小，重量輕，成本低，可靠性高。常見的嵌入式處理器核：ARM、MIPS、PowerPC、68K、x86 SoC(System on Chip)是嵌入式系統(tǒng)多種形式的統(tǒng)一歸宿SOC最大的特點(diǎn)，成功實(shí)現(xiàn)軟硬件無縫結(jié)合，直接在處理器芯片內(nèi)嵌入操作系統(tǒng)的代碼模塊。SOC具有極高的綜合性。由于絕大部分系統(tǒng)構(gòu)件都是在系統(tǒng)內(nèi)部，整個(gè)系統(tǒng)特別簡(jiǎn)潔，不僅減少了功耗和體積，并且提高了可靠性，和設(shè)計(jì)效率。降低內(nèi)部工作電壓，減少芯片功耗；減少芯片引腳數(shù)目，簡(jiǎn)化制造過程；簡(jiǎn)化外圍驅(qū)動(dòng)單元，優(yōu)化處理速度； 優(yōu)化內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)噪聲

馮.諾伊曼結(jié)構(gòu)，也稱普林斯頓結(jié)構(gòu)、程序指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合并在一起的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。程序指令存儲(chǔ)地址和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)地址指向同一個(gè)存儲(chǔ)器的不同物理位置，因此程序指令和數(shù)據(jù)的寬度相同，如英特爾公司的8086中央處理器的程序指令和數(shù)據(jù)都是16位寬。

哈佛結(jié)構(gòu):程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開，可以使指令和數(shù)據(jù)有不同的數(shù)據(jù)寬度，如Microchip公司的PIC16芯片的程序指令是14位寬度，而數(shù)據(jù)是8位寬度。中央處理器首先到程序指令存儲(chǔ)器中讀取程序指令內(nèi)容，解碼后得到數(shù)據(jù)地址，再到相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中讀取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行下一步的操作（通常是執(zhí)行）。CISC：復(fù)雜指令集 特點(diǎn)是指令數(shù)量龐大臃腫，具有大量的指令和尋址方式每個(gè)指令不管執(zhí)行頻度高低都處于同一個(gè)優(yōu)先級(jí)，程序員的編程工作相對(duì)容易。但它的致命弊端是執(zhí)行效率低下，處理器的晶體管被大量低效的指令所占據(jù)，資源利用率頗為低下。

RISC：精簡(jiǎn)指令集 8/2原則：80%的程序只使用20%的指令大多數(shù)程序只使用少量的指令就能夠運(yùn)行。在通道中只包含最有用的指令 確保數(shù)據(jù)通道快速執(zhí)行每一條指令使CPU硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得更為簡(jiǎn)單嵌入式處理器采用RISC 指令流水：執(zhí)行指令的過程：(1)取指令（Fetch）(2)譯碼（Decode）(3)取操作數(shù)（Fetch Operant）(4)執(zhí)行指令（Execute）(5)寫回（Write Back）采用指令流水線技術(shù)，提高處理器的執(zhí)行效率

嵌入式處理器的技術(shù)指標(biāo) ：1.功能：集成的存儲(chǔ)器、外設(shè)、接口等的種類和數(shù)量；2.字長(zhǎng)：字長(zhǎng)指數(shù)據(jù)總線位數(shù)；3.處理速度：4.尋址能力：尋址能力取決于地址總線的寬度；5.功耗：工作功耗、待機(jī)功耗等，功耗與頻率，功耗與電壓；6.溫度：民用、工業(yè)用、軍用、航天等級(jí)別。民用范圍為0℃～70℃

嵌入式處理器的選擇：

1、技術(shù)指標(biāo)原則：首要考慮功能，其次考慮對(duì)其他芯片的支持情況，再次考慮處理器的字長(zhǎng)、尋址空間、主頻、功耗等；

2、熟悉原則: 降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)和難度;

3、成本原則：處理器成本和額外成本；

4、支持工具原則：選擇合適的軟件開發(fā)工具；

5、整體原則：全盤考慮處理器和其他部件或軟件的兼容和約束

嵌入式處理器的發(fā)展方向：

1、多核結(jié)構(gòu)：在一個(gè)處理器中集成兩個(gè)或多個(gè)完整的CPU核；提升處理器的并行性能?？s短核間的互連和通信延遲。多核結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2、更低的功耗：功耗更小，工作方式：等待、暫停、休眠、空閑、節(jié)電等；

3、更先進(jìn)的工藝和更小的封裝；

4、更寬的工作電壓范圍：3.3～5.5 V 2.2～6 V。最低工作電壓1.8 V。ARM（Advanced RISC Machines）公司是全球領(lǐng)先的16/32位RISC微處理器知識(shí)產(chǎn)權(quán)設(shè)計(jì)供應(yīng)商

ARM優(yōu)點(diǎn)：全新設(shè)計(jì)的RISC結(jié)構(gòu)的32位處理器；因?yàn)槭侨碌脑O(shè)計(jì)，開始就是32位，沒有歷史遺留問題（比如x86）。所以，更便于對(duì)處理器結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化；價(jià)格低廉；ARM公司不生產(chǎn)芯片，專心研究處理器內(nèi)核的解決方案；低功耗

ARM架構(gòu)：32位ALU31個(gè)；32位通用寄存器及6位狀態(tài)寄存器；32X8位乘法器；32X32位桶型移位寄存器；指令譯碼及控制邏輯；指令流水線；數(shù)據(jù)地址寄存器 ARM的流水線結(jié)構(gòu)：一條指令的執(zhí)行可分成若干階段：（1）取指，從存儲(chǔ)器中取出指令（FETCH）（2）譯碼，指令譯碼（DEC）（3）取操作數(shù)，如從寄存器讀?。≧EG）（4）執(zhí)行計(jì)算（ALU）（5）存儲(chǔ)器訪問，操作數(shù)與存儲(chǔ)器有關(guān)（Mem）（6）結(jié)果寫回寄存器（RES）

程序執(zhí)行時(shí)間：T(proc)=N(inst)*CPI/f(clk)T(proc)：程序執(zhí)行時(shí)間N(inst)：一個(gè)程序的指令CPI:執(zhí)行一條指令的平均周期f(clk):處理器的時(shí)鐘周期,減少程序執(zhí)行時(shí)間的關(guān)鍵是減少CPI 流水線除了加深流水線的深度和加快時(shí)鐘頻率來提高流水線的效率和吞吐率外，還要解決：結(jié)構(gòu)相關(guān)：在流水線中重疊執(zhí)行的指令，產(chǎn)生資源沖突。ARM中采用I-Cache，D-Cache，ALU采用單獨(dú)加法器計(jì)算地址；數(shù)據(jù)相關(guān)：一條指令需要前面指令的執(zhí)行結(jié)果。定向技術(shù)（將ALU結(jié)果直接送到ALU輸入）、流水線互鎖（通過硬件檢測(cè)，暫停至定向技術(shù)可以解決）、編譯器優(yōu)化；控制相關(guān)：分支指令時(shí)。指令預(yù)測(cè)、計(jì)算分支轉(zhuǎn)移成功的PC值

ARM存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：ARM架構(gòu)處理器的存儲(chǔ)器尋址空間有4GB；有的帶有I-CACHE和D-CACHE；片內(nèi)不帶RAM和ROM。系統(tǒng)需要的RAM、ROM（包括FLASH）都通過總線外接；由于存儲(chǔ)器尋址空間達(dá)4GB，有的片內(nèi)帶有MMU；允許外接 PCMCIA 存儲(chǔ)器的分類：與CPU的聯(lián)系：主存：直接和CPU交換信息；輔存：不能直接和CPU交換信息。按存儲(chǔ)元件使用的材料：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(常作主存)；磁存儲(chǔ)器(磁帶,磁盤)；光存儲(chǔ)器(光盤)。(對(duì)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器)按讀寫工作方式可分：RAM（隨機(jī)存儲(chǔ)器),ROM（只讀存儲(chǔ)器）存儲(chǔ)器技術(shù)指標(biāo)：1.存儲(chǔ)容量,2.存取速度3.易失性4.只讀性5.功耗6.可靠性7.價(jià)格 存儲(chǔ)空間的組織：實(shí)際存儲(chǔ)器由多種類型和容量的存儲(chǔ)芯片組成。合理安排每個(gè)存儲(chǔ)芯片的地址范圍。存儲(chǔ)空間的組織問題實(shí)質(zhì)是地址譯碼電路的設(shè)計(jì)問題。地址譯碼的過程包括兩個(gè)步驟：先選中某個(gè)存儲(chǔ)芯片（稱為片選），其次選中片內(nèi)的某個(gè)單元（稱為片內(nèi)尋址）。片選過程：由譯碼電路對(duì)高位地址進(jìn)行譯碼后產(chǎn)生的片選信號(hào)；片內(nèi)尋址：由地址譯碼電路對(duì)低位地址進(jìn)行譯碼實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)單元尋址。常用的片選方法：線選法、全譯碼法、部分譯碼法和混合譯碼法等。

RAM是一種可讀可寫的內(nèi)存，在上電的情況下才能保持在存儲(chǔ)器中。（1）存放當(dāng)前正在執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)。（2）存放I/O緩沖數(shù)據(jù)（3）作為中斷服務(wù)程序中保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)信息的堆棧 ROM分類：(1）掩膜型ROM：內(nèi)容在芯片生產(chǎn)出來之前指定。（2）PROM：一次性編程的只讀存儲(chǔ)器，OTP（Once Time Program）。（3）EPROM：可以修改ROM中的數(shù)據(jù)，即重復(fù)燒錄。紫外線照射。4）E2PROM：斷電情況下保存數(shù)據(jù)，又能在應(yīng)用系統(tǒng)中在線修改

Flash存儲(chǔ)器概述：Flash存儲(chǔ)器就是俗稱的閃存，它是一種非易失性存儲(chǔ)芯片，F(xiàn)lash存儲(chǔ)器具有高密度、低價(jià)格、非易失性、快速(讀取速度較快)及可用電擦除可編程等特點(diǎn)。Flash存儲(chǔ)器被廣泛應(yīng)用于各類移動(dòng)存儲(chǔ)器卡、U盤、數(shù)碼相機(jī)記憶卡、記憶棒等。

Flash存儲(chǔ)器分類：Flash存儲(chǔ)器主要有NOR Flash存儲(chǔ)器和NAND Flash存儲(chǔ)器兩類。NOR Flash：基于Intel公司所開發(fā)的架構(gòu)，可以隨機(jī)讀取任意單元的內(nèi)容，讀取速度較快。寫入和擦除的速度較低，以塊(Block)為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀/寫。最大優(yōu)點(diǎn)是可以直接從Flash中運(yùn)行程序，缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜，價(jià)格也比較貴。

NAND Flash：基于東芝公司(Toshiba)所開發(fā)的結(jié)構(gòu)通過I/O指令的方式進(jìn)行讀取，因此需要通過驅(qū)動(dòng)程序來讀取。存儲(chǔ)容量較大、成本較低，常用來制作記憶卡。存儲(chǔ)空間是按照塊和頁(yè)(Page)的概念來組織的。

接口的功能：外設(shè)識(shí)別和尋址,速度匹配和緩沖,時(shí)序匹配,信息格式匹配和信息類型轉(zhuǎn)換等。接口的結(jié)構(gòu)：接口一般由數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(緩沖)電路,控制命令邏輯電路,狀態(tài)設(shè)置和存儲(chǔ)電路構(gòu)成 接口數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞剑?.程序查詢方式。2.中斷方式。3.DMA。

接口設(shè)計(jì)的過程：接口設(shè)計(jì)首先在硬件上分析接口兩側(cè)情況.然后考慮CPU總線與I/O設(shè)備之間信號(hào)的轉(zhuǎn)換.合理選用I/O接口芯片.進(jìn)行硬件連接.最后進(jìn)行接口驅(qū)動(dòng)程序分析與設(shè)計(jì)?？偩€：是各種信號(hào)線的集合，是嵌入式系統(tǒng)中各部件之間傳輸數(shù)據(jù)、地址和控制信息的公共通路.總線的主要參數(shù):總線帶寬、總線位寬、總線工作頻率等幾個(gè).常用的總線:USB總線.I2C總線.DMA總線.SPI總線.I2S總線.CAN總線.RS232C/485總線.IEEE1394總線等

電路:電路是由若干相互連接、相互作用的基本電子器件組成的具有特定功能的電子系統(tǒng) 電路原理圖:描述元器件或芯片引腳的邏輯連接的圖紙，由元器件、連接、標(biāo)號(hào)等組成。印制電路板（Print Circuit Board，PCB）描述元器件或芯片引腳的物理連接的圖紙

采用嵌入式操作系統(tǒng)的必要性：1提高系統(tǒng)的可靠性2提高開發(fā)效率，縮短開發(fā)周期3能充分發(fā)揮32位CPU的多任務(wù)潛力

嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)：具備一般操作系統(tǒng)的基本功能，如任務(wù)調(diào)度、同步機(jī)制、中斷處理和內(nèi)存管理等外，還有以下特點(diǎn)：(1)可拆裝性(2)支持實(shí)時(shí)性(3)統(tǒng)一的接口(4)操作方便簡(jiǎn)單(5)提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能(6)強(qiáng)穩(wěn)定性、弱交互性(7)固化代碼(8)更好的硬件適應(yīng)性

實(shí)時(shí)系統(tǒng)主要衡量指標(biāo)：響應(yīng)時(shí)間（Response Time)控制應(yīng)用中最重要；生存時(shí)間(Survival Time)在此時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)有效；吞吐量（Throughout)一定時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)可以處理事件的總數(shù) 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的分類：一.速度分，強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)、一般實(shí)時(shí)系統(tǒng)、弱實(shí)時(shí)系統(tǒng).二.確定性分，硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)、軟實(shí)時(shí)系統(tǒng).三.軟件結(jié)構(gòu)分，1、單線程程序（1）循環(huán)輪詢：特點(diǎn)：對(duì)簡(jiǎn)單系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)、沒有中斷，不會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)性問題、應(yīng)用領(lǐng)域有限、對(duì)大量I/O服務(wù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)困難、大的程序不便調(diào)試，適合慢速系統(tǒng)(2)有限狀態(tài)機(jī)：特點(diǎn)：小系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)、可以執(zhí)行快速、只通過輸出功能改變機(jī)器的響應(yīng)、應(yīng)用領(lǐng)域有限、不能保證確定性、大系統(tǒng)難于調(diào)試。（3）事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，事件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是能對(duì)外部時(shí)間直接響應(yīng)的系統(tǒng)。包括前后臺(tái)、實(shí)時(shí)多任務(wù)、多處理器。是RTOS的主要形式。四.開放性分

1、商用系統(tǒng)：特點(diǎn)：充分滿足了模塊化設(shè)計(jì)的要求，可把程序按照模塊化的要求自然分解成若干獨(dú)立的任務(wù)。啟動(dòng)監(jiān)控任務(wù)程序，提高了系統(tǒng)的可靠性。良好的開發(fā)工具，提高了開發(fā)效率。特殊設(shè)計(jì)，避免系統(tǒng)崩潰。產(chǎn)品不斷升級(jí)。

2、專用系統(tǒng)，一些專業(yè)廠家為本公司產(chǎn)品特制的OS，不提供應(yīng)用開發(fā)者使用。如CISCO的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的EPOC等。特點(diǎn)：操作系統(tǒng)功能較弱。針對(duì)性強(qiáng)、安全性高

3、開放系統(tǒng)，如：各類嵌入式LINUX（RT LINU、μCLINUX）、μC/OS等。特點(diǎn)：源碼公開、功能簡(jiǎn)單、技術(shù)支持差、系統(tǒng)穩(wěn)定性差、對(duì)開發(fā)者要求高。

典型的RTOS包括：

1、RTOS基本內(nèi)核：RTOS基礎(chǔ)和核心。包括任務(wù)管理、中斷管理、基本的通信管理和內(nèi)存管理。其中對(duì)外設(shè)的管理只提供中斷管理，不提供具體的操作。

2、擴(kuò)展內(nèi)核：方便用戶使用的擴(kuò)展，建立在基本內(nèi)核上。如GUI、TCP/IP、瀏覽器、電源管理、文件管理

3、設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口：在內(nèi)核和IO間，定義軟硬件的界線，方便RTOS移植和升級(jí)。有的統(tǒng)一于RTOS基本內(nèi)核。

4、API RTOS與通用操作系統(tǒng)的（GPOS）比較：基本設(shè)計(jì)原則 ：GPOS盡量縮短系統(tǒng)的平均響應(yīng)時(shí)間并提高系統(tǒng)的吞吐率，在單位時(shí)間內(nèi)為盡可能多的用戶請(qǐng)求提供服務(wù)。RTOS：采用各種算法和策略，始終保證系統(tǒng)行為的可預(yù)測(cè)性(predictability)，即在系統(tǒng)運(yùn)行的任何時(shí)刻，在任何情況下，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的資源調(diào)配策略都能為爭(zhēng)奪資源(包括CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)帶寬等)的多個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)合理地分配資源，使每個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)的實(shí)時(shí)性要求都能得到滿足。與通用操作系統(tǒng)不同，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)注重的不是系統(tǒng)的平均表現(xiàn)，而是要求每個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)在最壞情況下都要滿足其實(shí)時(shí)性要求.任務(wù)調(diào)度策略：GPOS：基于優(yōu)先級(jí)的搶先式調(diào)度策略，對(duì)于優(yōu)先級(jí)相同的進(jìn)程則采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度方式，用戶進(jìn)程可以通過系統(tǒng)調(diào)用動(dòng)態(tài)地調(diào)整自己的優(yōu)先級(jí)，操作系統(tǒng)也可根據(jù)情況調(diào)整某些進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)。RTOS ：采用固定優(yōu)先級(jí)搶先式調(diào)度方式，進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)是固定不變的，并且該優(yōu)先級(jí)是在運(yùn)行前通過某種優(yōu)先級(jí)分配策略來指定的。內(nèi)存管理：GPOS：虛存管理機(jī)制 RTOS：在原有虛存管理機(jī)制的基礎(chǔ)上增加頁(yè)面鎖。得到 了虛存管理機(jī)制為軟件開發(fā)帶來的好處，又提高了系統(tǒng)的可預(yù)測(cè)性。缺點(diǎn)是由于TLB等機(jī)制的設(shè)計(jì)也是按照注重平均表現(xiàn)的原則進(jìn)行的，因此系統(tǒng)的可預(yù)測(cè)性并不能完全得到保障，采用靜態(tài)內(nèi)存劃分的方式，為每個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)劃分固定的內(nèi)存區(qū)域。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)具有較好的可預(yù)測(cè)性，缺點(diǎn)是靈活性不夠好。中斷處理 GPOS：中斷處理程序的優(yōu)先級(jí)被設(shè)定為高于任何用戶進(jìn)程。RTOS：一種是除時(shí)鐘中斷外，屏蔽所有其它中斷，中斷處理程序變?yōu)橹芷谛缘妮喸儾僮?，這些操作由核心態(tài)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序或由用戶態(tài)的設(shè)備支持庫(kù)來完成。優(yōu)點(diǎn)：充分保證了系統(tǒng)的可預(yù)測(cè)性。缺點(diǎn)：對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)可能不如上述中斷處理方式快，另外輪詢操作在一定程度上降低了CPU的有效利用率。另一種是對(duì)于采用輪詢方式無法滿足需求的外部事件，采用中斷方式，其它時(shí)間仍然采用輪詢方式。此時(shí)中斷處理程序與所以其它任務(wù)一樣擁有優(yōu)先級(jí)，調(diào)度器根據(jù)優(yōu)先級(jí)對(duì)處于就緒態(tài)的任務(wù)和中斷處理程序統(tǒng)一進(jìn)行處理器調(diào)度。這種方式使外部事件的響應(yīng)速度加快，并避免了上述中斷方式帶來第二個(gè)問題，但第一個(gè)問題仍然存在。共享資源的互斥訪問 GPOS：采用信號(hào)量機(jī)制來解決共享資源的互斥訪問 RTOS：對(duì)傳統(tǒng)的信號(hào)量機(jī)制進(jìn)行了一些擴(kuò)展，引入了如優(yōu)先級(jí)繼承協(xié)議、優(yōu)先級(jí)頂置協(xié)議以及Stack Resource Policy等機(jī)制，較好地解決了優(yōu)先級(jí)倒置的問題。系統(tǒng)調(diào)用以及系統(tǒng)內(nèi)部操作的時(shí)間開銷 進(jìn)程通過系統(tǒng)調(diào)用得到操作系統(tǒng)提供的服務(wù)，操作系統(tǒng)通過內(nèi)部操作（如上下文切換等）來完成一些內(nèi)部管理工作。為保證系統(tǒng)的可預(yù)測(cè)性，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中的所有系統(tǒng)調(diào)用以及系統(tǒng)內(nèi)部操作的時(shí)間開銷都應(yīng)是有界的，并且該界限是一個(gè)具體的量化數(shù)值。而在通用操作系統(tǒng)中對(duì)這些時(shí)間開銷則未做如此限制

系統(tǒng)的可重入性 在通用操作系統(tǒng)中，核心態(tài)系統(tǒng)調(diào)用往往是不可重入的，當(dāng)一低優(yōu)先級(jí)任務(wù)調(diào)用核心態(tài)系統(tǒng)調(diào)用時(shí)，在該時(shí)間段內(nèi)到達(dá)的高優(yōu)先級(jí)任務(wù)必須等到低優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)調(diào)用完成才能獲得CPU，這就降低了系統(tǒng)的可預(yù)測(cè)性。因此，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中的核心態(tài)系統(tǒng)調(diào)用往往設(shè)計(jì)為可重入的。

輔助工具 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)額外提供了一些輔助工具，如實(shí)時(shí)任務(wù)在最壞情況下的執(zhí)行時(shí)間估算工具、系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性驗(yàn)證工具等，可幫助工程師進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性驗(yàn)證工作。

操作系統(tǒng)的移植：嵌入式操作系統(tǒng)還有一個(gè)特點(diǎn)是，針對(duì)不同的平臺(tái)，系統(tǒng)不是直接可用的，一般需要經(jīng)過針對(duì)專門平臺(tái)的移植操作系統(tǒng)才能正常工作。嵌入式操作系統(tǒng)移植的目的是指使操作系統(tǒng)能在某個(gè)微處理器或微控制器上運(yùn)行

操作系統(tǒng)的移植大體可以分為三個(gè)層次：結(jié)構(gòu)層次的移植。如果待移植處理器的結(jié)構(gòu)不同于任何已經(jīng)支持的處理器結(jié)構(gòu)。平臺(tái)層次的移植。如果待移植處理器是某種操作系統(tǒng)已支持體系的處理器。板級(jí)移植。如果所用處理器已被操作系統(tǒng)支持，就只需要板級(jí)移植了。包括驅(qū)動(dòng)程序的編寫和環(huán)境變量設(shè)置等內(nèi)容等

Windows CE系統(tǒng)架構(gòu)：Windows CE屬于比較典型的微內(nèi)核操作系統(tǒng)。在內(nèi)核中僅僅實(shí)現(xiàn)進(jìn)程、線程、調(diào)度及內(nèi)存管理等最基本的模塊，而把圖形系統(tǒng)、文件系統(tǒng)及設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序等等都作為單獨(dú)的用戶進(jìn)程來實(shí)現(xiàn)

WinCE系統(tǒng)包括四層結(jié)構(gòu)：應(yīng)用程序、WinCE內(nèi)核映像、板級(jí)支持包（BSP）、硬件平臺(tái)。BSP(Board Support Packet——板級(jí)支持包)是介于底層硬件和上層軟件之間的底層軟件開發(fā)包，它主要的功能是給上層提供統(tǒng)一接口，同時(shí)屏蔽各種硬件底層的差異，以及提供操作系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)及硬件驅(qū)動(dòng)。簡(jiǎn)單的說，就是BSP包含了所有與硬件有關(guān)的代碼，為操作系統(tǒng)提供了硬件平臺(tái)無關(guān)性

BSP組成：是一個(gè)包括啟動(dòng)程序Bootloader、OEM適配層程序(OAL)、標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)板(SDB)和相關(guān)硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序和配置文件的軟件包。

WinCE BSP組成：OEM改編層，Bootloader，設(shè)備驅(qū)動(dòng)，配置文件

Windows CE開發(fā)環(huán)境搭建：1安裝ActiveSync4.5用于連接WindowsCE設(shè)備和安裝桌面Windows的PC機(jī)的工具2安裝Visual Studio 2005開發(fā)套件3安裝Visual Studio 2005 SP1 4安裝目標(biāo)設(shè)備SDK：Windows Mobile 6 professional SDK，Windows Mobile 6 professional image（CHS）

嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)模式：嵌入式的開發(fā)與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)的最大不同是嵌入式系統(tǒng)采用交叉開發(fā)的架構(gòu)。首先，利用主機(jī)系統(tǒng)上豐富的資源及良好的開發(fā)環(huán)境開發(fā)和仿真調(diào)試目標(biāo)系統(tǒng)上的軟件。然后通過接口將交叉編譯的目標(biāo)代碼傳輸?shù)侥繕?biāo)系統(tǒng)上，并用交叉調(diào)試器在監(jiān)控程序或?qū)崟r(shí)內(nèi)核/操作系統(tǒng)的支持下進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和調(diào)度。最后，目標(biāo)系統(tǒng)在特定的環(huán)境下運(yùn)行

嵌入式系統(tǒng)交叉開發(fā)環(huán)境：指用于嵌入式軟件開發(fā)的所有工具軟件的集合，一般包括文本編輯器，交叉編譯器，交叉調(diào)試器，仿真器，下載器等，由宿主機(jī)和目標(biāo)機(jī)組成，宿主機(jī)與目標(biāo)機(jī)之間在物理連接的基礎(chǔ)上建立起邏輯連接。

嵌入式開發(fā)環(huán)境的建立：1根據(jù)目標(biāo)系統(tǒng)的處理器體系結(jié)構(gòu)選擇合適的工具和仿真器2根據(jù)目標(biāo)系統(tǒng)上的接口資源，選擇合適的開發(fā)主機(jī)和目標(biāo)系統(tǒng)的聯(lián)系方式3選擇合適的開發(fā)主機(jī)操作系統(tǒng)（WINDOWS，LINUX）4在目標(biāo)機(jī)和主機(jī)系統(tǒng)安裝相應(yīng)開發(fā)工具，建立開發(fā)環(huán)境5嵌入式軟件開發(fā)工具根據(jù)不同的階段分類：需求分析工具，軟件設(shè)計(jì)工具，編碼調(diào)試工具，測(cè)試工具，配置管理工具、維護(hù)工具等。

嵌入式軟件開發(fā)工具根據(jù)嵌入式軟件開發(fā)分類：與嵌入式QS相關(guān)的開發(fā)工具，用于開發(fā)：基于嵌入式OS的應(yīng)用，部分驅(qū)動(dòng)程序等；與嵌入式QS無關(guān)的開發(fā)工具，用于開發(fā)：基本的驅(qū)動(dòng)程序，輔助硬件調(diào)試程序，系統(tǒng)軟件等

交叉調(diào)試器：調(diào)試程序和被調(diào)試程序運(yùn)行在不同機(jī)器上的調(diào)試器。調(diào)試器通過某種方式能控制目標(biāo)機(jī)上被調(diào)試程序的運(yùn)行方式。通過調(diào)試器能查看和修改目標(biāo)機(jī)上的內(nèi)存、寄存器以及被調(diào)試程序中的變量等。典型的交叉調(diào)試器方法：Crash and Burn，ROM Moniter。ROM Emulator，In Circuit E mulator，On Chip Debugging ROM Moniter：ROM Monitor是被固化且運(yùn)行在目標(biāo)機(jī)上的一段程序，負(fù)責(zé)監(jiān)控目標(biāo)機(jī)上被調(diào)試程序的運(yùn)行，與宿主機(jī)端的調(diào)試器一起完成對(duì)應(yīng)用程序的調(diào)試。調(diào)試器與ROM Monitor之間的通信遵循遠(yuǎn)程調(diào)試協(xié)議。

ROM Monitor能配合調(diào)試器完成：程序映像下載；對(duì)目標(biāo)機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存的讀寫；對(duì)寄存器的讀寫；設(shè)置和清除不同類型的斷點(diǎn)；單步執(zhí)行指令；復(fù)位系統(tǒng)等調(diào)試功能

調(diào)試過程（1）啟動(dòng)目標(biāo)機(jī)，監(jiān)控器掌握對(duì)目標(biāo)機(jī)的控制，等待和調(diào)試器建立連接；（2）啟動(dòng)調(diào)試器，并和監(jiān)控器建立起通信連接；（3）使用調(diào)試器將應(yīng)用程序下載到目標(biāo)機(jī)上的RAM空間中；（4）使用調(diào)試器進(jìn)行調(diào)試，發(fā)出各種調(diào)試命令，監(jiān)控器解釋并執(zhí)行這些命令，通過目標(biāo)機(jī)上的各種異常來獲取對(duì)目標(biāo)機(jī)的控制，將命令執(zhí)行結(jié)果回傳給調(diào)試器；（5）如果程序有問題，在調(diào)試器的幫助下定位錯(cuò)誤；修改之后再重新編譯鏈接并下載程序，開始新的調(diào)試，如此反復(fù)直至程序正確運(yùn)行為止。

ROM Emulator：ROM Emulator是一種用于替代目標(biāo)機(jī)上的ROM芯片的設(shè)備，即ROM仿真器。利用這種設(shè)備，目標(biāo)機(jī)可以沒有ROM芯片，但目標(biāo)機(jī)的CPU可以讀取ROM Emulator設(shè)備上ROM芯片的內(nèi)容：ROM Emulator設(shè)備上的ROM芯片的地址可以實(shí)時(shí)地映射到目標(biāo)機(jī)的ROM地址空間，從而仿真（Emulation）目標(biāo)機(jī)的ROM。

ICE（In-Circuit Emulator）是一種用于替代目標(biāo)機(jī)上CPU的設(shè)備，即在線仿真器。它比一般的CPU有更多的引出線，能夠?qū)?nèi)部的信號(hào)輸出到被控制的目標(biāo)機(jī)。ICE上的Memory也可以被映射到用戶的程序空間，這樣即使目標(biāo)機(jī)不存在的情形下也可以進(jìn)行代碼的調(diào)試。連接ICE和目標(biāo)機(jī)時(shí)，一般是將目標(biāo)機(jī)的CPU取下，而將ICE的CPU引出線接到目標(biāo)機(jī)的CPU插槽。用ICE進(jìn)行調(diào)試時(shí)，在Host端運(yùn)行的調(diào)試器通過ICE來控制目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行的程序。適用于：調(diào)試實(shí)時(shí)的應(yīng)用系統(tǒng)；調(diào)試設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序；對(duì)硬件進(jìn)行功能和性能的測(cè)試；實(shí)時(shí)性能分析

OCD（On Chip Debugging）是CPU芯片提供的一種調(diào)試功能（片上調(diào)試），可以認(rèn)為是一種廉價(jià)的ICE功能：OCD的價(jià)格只有ICE的20%，但提供了ICE 80%的功能。調(diào)試方法：1)將CPU的模式分為一般模式和調(diào)試模式2)一般模式下，CPU從內(nèi)存讀取指令執(zhí)行3)調(diào)試模式下，CPU首先從調(diào)試端口讀取指令，通過調(diào)試端口可以控制CPU進(jìn)入和退出調(diào)試模式；Host端的調(diào)試器可以直接向目標(biāo)機(jī)發(fā)送要執(zhí)行的指令，讀寫目標(biāo)機(jī)的內(nèi)存和各種寄存器，控制目標(biāo)程序的運(yùn)行以及完成各種復(fù)雜的調(diào)試功能。

軟件仿真器調(diào)試的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn):最大好處就是可以不用真正的目標(biāo)機(jī)，可以在目標(biāo)機(jī)環(huán)境并不存在的條件下開發(fā)目標(biāo)機(jī)上的應(yīng)用系統(tǒng)，并且在調(diào)試時(shí)可以利用Host資源提供更詳細(xì)的錯(cuò)誤診斷信息。缺點(diǎn):和實(shí)際的運(yùn)行環(huán)境差別很大；設(shè)備模擬的局限性較大；實(shí)時(shí)特性較差；對(duì)Host的資源要求較高。適用范圍：對(duì)時(shí)間特性沒有嚴(yán)格要求、沒有特殊外設(shè)、只需要驗(yàn)證邏輯正確的應(yīng)用程序

嵌入式軟件測(cè)試工具：能夠用來輔助測(cè)試的工具，主要用來支持測(cè)試人員的工作。一般有內(nèi)存分析工具，性能分析工具，覆蓋分析工具，缺陷跟蹤工具等。

軟硬件分開設(shè)計(jì)存在問題:缺少統(tǒng)一的軟硬件表示方法;劃分依靠先驗(yàn)定義;不能夠驗(yàn)證整個(gè)系統(tǒng);通過HW/SW邊界時(shí)很難發(fā)現(xiàn)不兼容問題;缺少成熟的設(shè)計(jì)流程;上市時(shí)間問題;描述更改變得困難

軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)定義：軟硬件共同設(shè)計(jì)目的是為硬件和軟件的協(xié)同描述,驗(yàn)證和綜合提供一種集成環(huán)境

軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的基本需求：統(tǒng)一的軟硬件描述方式；交互式軟硬件劃分技術(shù) ；完整的軟硬件模型基礎(chǔ)；正確的驗(yàn)證方法 軟件硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)流程：用HDL語(yǔ)言和C語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)描述并進(jìn)行模擬仿真和系統(tǒng)功能驗(yàn)證;對(duì)軟硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行功能劃分,分別用語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)并將其綜合起來進(jìn)行功能驗(yàn)證和性能預(yù)測(cè)等仿真確認(rèn)(協(xié)調(diào)模擬仿真);如無問題則進(jìn)行軟件和硬件詳細(xì)設(shè)計(jì);最后系統(tǒng)測(cè)試 軟件硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：縮短開發(fā)周期；取得更好的設(shè)計(jì)效果；滿足苛刻的設(shè)計(jì)限制 ； 這種平臺(tái)的推出將不僅包含芯片本身，還必須包含完整的開發(fā)系統(tǒng)和典型應(yīng)用實(shí)例，而供應(yīng)商提供的服務(wù)和技術(shù)支持也當(dāng)然要成為產(chǎn)品不可分割的一部分 缺點(diǎn)：典型的手動(dòng)劃分（manual Partition）；固定應(yīng)用領(lǐng)域(carefully very specialized)；逐漸增長(zhǎng)的評(píng)估需求支持很弱(no abstract models)；主要強(qiáng)調(diào)性能；模型的連貫性在設(shè)計(jì)重用中不被支持；商業(yè)系統(tǒng)更強(qiáng)調(diào)協(xié)同驗(yàn)證(co-verification)方面(more achievable goal)

嵌入式系統(tǒng)典型的接口（RS232RS484USB、同步串口及其他串口、I2C、I2S、AC97、LAN等的應(yīng)用特點(diǎn)）: RS232:采用RS232的三根線進(jìn)行通信。接口為D型的9針陽(yáng)性的插頭。低速紅外異步通信接口,支持使用紅外的雙向無線通信，提供發(fā)送編碼器和接收解碼器，支持IrDAV1.11的物理鏈路。不支持IR LED驅(qū)動(dòng)器和接收放大器。支持半雙工，最高波特率115.2Kb/s。藍(lán)牙 I2C總線接口:由PHILIPS創(chuàng)建的雙線方式串行總線.雙向數(shù)據(jù)線用于輸入輸出，雙向時(shí)鐘線用于控制和采樣,每個(gè)設(shè)備有一個(gè)地址，采用主從方式通信。實(shí)現(xiàn)主機(jī)與外設(shè)間通信.允許多主機(jī)，此時(shí)采用裁決控制器。I2C單元是處理器內(nèi)部總線上的設(shè)備。USB:Host控制器基于PCI,提高了系統(tǒng)性能,即插即用，無需手動(dòng)設(shè)置地址、中斷……熱插撥，系統(tǒng)不需重啟便可工作.易于擴(kuò)展，理論上可連接多達(dá)127個(gè)設(shè)備,但一般都只限于連接兩三個(gè)設(shè)備,真正組網(wǎng)后的系統(tǒng)穩(wěn)定因素需要探討.USB2.0以低成本實(shí)現(xiàn)高達(dá)480Mb/s的傳輸率（USB1.0的全速設(shè)備可達(dá)12Mb/s）接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、端口供電 AC97控制器:支持AC97 V2.實(shí)現(xiàn)話音數(shù)字化

內(nèi)部集成電路聲音控制器（I2S）用于數(shù)字立體聲的規(guī)程 多媒體卡控制器（MMC）

Boot Loader技術(shù):嵌入式系統(tǒng)中的 OS 啟動(dòng)加載程序.引導(dǎo)加載程序(包括固化在固件(firmware)中的boot代碼，和Boot Loader兩大部分,是系統(tǒng)加電后運(yùn)行的第一段軟件代碼).相對(duì)于操作系統(tǒng)內(nèi)核來說，它是一個(gè)硬件抽象層,系統(tǒng)的加載啟動(dòng)任務(wù)就完全由 Boot Loader 來完成,在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前運(yùn)行一段小程序

功能:初始化硬件設(shè)備,建立內(nèi)存空間的映射圖,調(diào)整系統(tǒng)軟硬件環(huán)境,以便操作系統(tǒng)內(nèi)核啟動(dòng)

不通用:依賴于硬件,依賴于具體的板級(jí)配置 不同的 CPU有不同的Boot Loader 多階段的 Boot Loader:提供更為復(fù)雜的功能，以及更好的可移植性,從固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備上啟動(dòng)的 Boot Loader 大多都是 2 階段的啟動(dòng)過程,啟動(dòng)過程可以分為 stage 1和stage2兩部分 兩種不同的操作模式：一.啟動(dòng)加載模式:自主（Autonomous）模式,從目標(biāo)機(jī)上的某個(gè)固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備上將操作系統(tǒng)加載到 RAM 中運(yùn)行,Boot Loader 的正常工作模式

二.下載模式：通過串口連接或網(wǎng)絡(luò)連接等通信手段從主機(jī)（Host）下載文件,如：下載內(nèi)核映像和根文件系統(tǒng)映像等。從主機(jī)下載的文件通常首先被 Boot Loader 保存到目標(biāo)機(jī)的 RAM 中，然后再被 BootLoader 寫到目標(biāo)機(jī)上的FLASH 類固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備中。通常在第一次安裝內(nèi)核與根文件系統(tǒng)時(shí)被使用系統(tǒng)更新也會(huì)使用 Boot Loader 的這種工作模式,通常都會(huì)向它的終端用戶提供一個(gè)簡(jiǎn)單的命令行接口

第四篇：嵌入式考試筆試

基于雙核處理器的視頻觀瞄設(shè)備，同時(shí)實(shí)現(xiàn)標(biāo)清分辨率的紅外和可見光兩路模擬復(fù)合信號(hào)采集和處理，且由兩個(gè)內(nèi)核中的CoreA完成紅外通道視頻信號(hào)處理，CoreB完成可見光通道視頻處理，系統(tǒng)需要按照嵌入式系統(tǒng)模式實(shí)現(xiàn)“通道關(guān)聯(lián)”實(shí)時(shí)紅外信號(hào)檢測(cè)與目標(biāo)型號(hào)判別。

要求：

1.畫出實(shí)現(xiàn)此功能的硬件流程圖和軟件流程圖

2.程序會(huì)用到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)傳輸流程

3.在多任務(wù)情況下，進(jìn)程和線程的區(qū)別與聯(lián)系。以及如何保持同步

4.影響實(shí)時(shí)性的主要參數(shù)，以及如何改善。

解：

12數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)會(huì)用到乒乓雙緩沖

3進(jìn)程是具有一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合上的一次運(yùn)行活動(dòng),進(jìn)程是系統(tǒng)進(jìn)行資源分配和調(diào)度的一個(gè)獨(dú)立單位。

線程是進(jìn)程的一個(gè)實(shí)體,是CPU調(diào)度和分派的基本單位,它是比進(jìn)程更小的能獨(dú)立運(yùn)行的基本單位.線程自己基本上不擁有系統(tǒng)資源,只擁有一點(diǎn)在運(yùn)行中必不可少的資源(如程序計(jì)數(shù)器,一組寄存器和棧),但是它可與同屬一個(gè)進(jìn)程的其他的線程共享進(jìn)程所擁有的全部資源.聯(lián)系：線程是一個(gè)更加接近于執(zhí)行體的概念，它可以與同進(jìn)程中的其他線程共享數(shù)據(jù)，但擁有自己的?？臻g，擁有獨(dú)立的執(zhí)行序列。

區(qū)別：進(jìn)程和線程的主要差別在于它們是不同的操作系統(tǒng)資源管理方式。進(jìn)程有獨(dú)立的地址空間，一個(gè)進(jìn)程崩潰后，在保護(hù)模式下不會(huì)對(duì)其它進(jìn)程產(chǎn)生影響，而線程只是一個(gè)進(jìn)程中的不同執(zhí)行路徑。線程有自己的堆棧和局部變量，但線程之間沒有單獨(dú)的地址空間，一個(gè)線程死掉就等于整個(gè)進(jìn)程死掉，所以多進(jìn)程的程序要比多線程的程序健壯，但在進(jìn)程切換時(shí)，耗費(fèi)資源較大，效率要差一些。

多任務(wù)下的同步：在多任務(wù)操作系統(tǒng)下，要保持線程和進(jìn)程的同步利用：1臨界區(qū)2互斥鎖3信號(hào)量4事件機(jī)制

4．所謂的實(shí)時(shí)性，也就是從系統(tǒng)發(fā)生到系統(tǒng)響應(yīng)的時(shí)間?；蛘撸鼜V泛一點(diǎn)，也就是從用戶輸入一個(gè)信息到系統(tǒng)處理完以后，返回給用戶的這個(gè)反應(yīng)時(shí)間。影響實(shí)時(shí)性一般有一下幾個(gè)方面：

1>中斷響應(yīng)時(shí)間

2>RTOS進(jìn)程調(diào)度響應(yīng)時(shí)間

3>任務(wù)切換時(shí)間

4>應(yīng)用程序響應(yīng)時(shí)間

改善：

中斷的響應(yīng)時(shí)間是有處理器決定的，可以有系統(tǒng)設(shè)置來改善。或者尋找更好的處理器。

對(duì)于進(jìn)程調(diào)度本身，有很多經(jīng)典的算法，可參考操作系統(tǒng)的理論部分，有些算法的實(shí)時(shí)性稍高，但整體性就稍差，有些則相反，可以選擇高效的進(jìn)程調(diào)度策略，來提高進(jìn)程響應(yīng)速度。另外，盡量減少系統(tǒng)的進(jìn)程數(shù)，進(jìn)程越少，處理器的負(fù)擔(dān)越小，響應(yīng)就越快。進(jìn)程中屏蔽中斷的地方就越少，則整體響應(yīng)時(shí)間就越快。

采用搶占式內(nèi)核處理形式

提高應(yīng)用程序的執(zhí)行效率

第五篇：嵌入式系統(tǒng)中FFT算法研究(全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)作者總結(jié))

此文章乃作者在獲得全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)之后的總結(jié)

這里用到的是浮點(diǎn)計(jì)算

作 者：華東交通大學(xué) 肖宛昂

北京航天指揮控制中心 張向榮

摘 要：首先分析實(shí)數(shù)FFT算法的推導(dǎo)過程，然后給出一種具體實(shí)現(xiàn)FFT算法的C語(yǔ)言程序，可以直接應(yīng)用于需要FFT運(yùn)算的單片機(jī)或DSP等嵌入式系統(tǒng)中。關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng) FFT算法 單片機(jī) DSP

目前國(guó)內(nèi)有關(guān)數(shù)字信號(hào)處理的教材在講解快速傅里葉變換（FFT）時(shí)，都是以復(fù)數(shù)FFT為重點(diǎn)，實(shí)數(shù)FFT算法都是一筆帶過，書中給出的具體實(shí)現(xiàn)程序多為BASIC或FORTRAN程序并且多數(shù)不能真正運(yùn)行。鑒于目前在許多嵌入式系統(tǒng)中要用到FFT運(yùn)算，如以DSP為核心的交流采樣系統(tǒng)、頻譜分析、相關(guān)分析等。本人結(jié)合自己的實(shí)際開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，研究了實(shí)數(shù)的FFT算法并給出具體的C語(yǔ)言函數(shù)，讀者可以直接應(yīng)用于自己的系統(tǒng)中。倒位序算法分析

按時(shí)間抽取（DIT）的FFT算法通常將原始數(shù)據(jù)倒位序存儲(chǔ)，最后按正常順序輸出結(jié)果X（0），X（1），...，X（k），...。假設(shè)一開始，數(shù)據(jù)在數(shù)組 float dataR[128]中，我們將下標(biāo)i表示為（b6b5b4b3b2b1b0）b，倒位序存放就是將原來第i個(gè)位置的元素存放到第（b0b1b2b3b4b5b6）b的位置上去.由于C語(yǔ)言的位操作能力很強(qiáng)，可以分別提取出b6、b5、b4、b3、b2、b1、b0，再重新組合成b0、b1、b2、b3、b4、b5、b6，即是倒位序的位置。程序段如下（假設(shè)128點(diǎn)FFT）：

/* i為原始存放位置，最后得invert_pos為倒位序存放位置 */

int b0=b1=b2=b3=b4=b5=6=0;

b0=i&0x01;b1=(i/2)&0x01;b2=(i/4)&0x01;

b3=(i/8)&0x01;b4=(i/16)&0x01;b5=(i/32)&0x01;

b6=(i/64)&0x01;/*以上語(yǔ)句提取各比特的0、1值*/

invert_pos=x0*64+x1*32+x2*16+x3*8+x4*4+x5*2+x6;

大家可以對(duì)比教科書上的倒位序程序，會(huì)發(fā)現(xiàn)這種算法充分利用了C語(yǔ)言的位操作能力，非常容易理解而且位操作的速度很快。實(shí)數(shù)蝶形運(yùn)算算法的推導(dǎo)

我們首先看一下圖1所示的蝶形圖。

蝶形公式：

X(K)= X’(K)+ X’(K+B)W PN , X(K+B)= X’(K)-X’(K+B)W PN

其中W PN= cos（2πP/N）-jsin（2πP/N）。設(shè) X(K+B)= XR(K+B)+ jXI(K+B), X(K)= XR(K)+ jXI(K), 有:

XR(K)+jXI(K)= XR’(K)+jXI’(K)+[ XR’(K+B)+ jXI’(K+B)]*[ cos（2πP/N）-jsin（2πP/N）];繼續(xù)分解得到下列兩式:

XR(K)= XR’(K)+ XR’(K+B)cos（2πP/N）+ XI’(K+B)sin(2πP/N)（1）XI(K)= XI’(K)-XR’(K+B)sin（2πP/N）+XI’(K+B)cos(2πP/N)（2）

需要注意的是: XR(K)、XR’(K)的存儲(chǔ)位置相同,所以經(jīng)過（1）、（2）后，該位置上的值已經(jīng)改變，而下面求X(K+B)要用到X’(K)，因此在編程時(shí)要注意保存XR’(K)和XI’(K)到TR和TI兩個(gè)臨時(shí)變量中。

同理: XR(K+B)+jXI(K+B)= XR’(K)+jXI’(K)-[ XR’(K+B)+jXI’(K+B)]*[ cos（2πP/N）-jsin（2πP/N）]繼續(xù)分解得到下列兩式: XR(K+B)= XR’(K)-XR’(K+B)cos（2πP/N）-XI’(K+B)sin(2πP/N)（3）XI(K+B)= XI’(K)+ XR’(K+B)sin（2πP/N）-XI’(K+B)cos(2πP/N)（4）注意：

①

在編程時(shí), 式（3）、（4）中的XR’(K)和 XI’(K)分別用TR和TI代替。

②

經(jīng)過式（3）后，XR(K+B)的值已變化，而式（4）中要用到該位置上的上一級(jí)值，所以在執(zhí)行式（3）前要先將上一級(jí)的值XR’(K+B)保存。

③

在編程時(shí), XR(K)和 XR’(K), XI(K)和 XI’(K)使用同一個(gè)變量。

通過以上分析，我們只要將式（1）、（2）、（3）、（4）轉(zhuǎn)換成C語(yǔ)言語(yǔ)句即可。要注意變量的中間保存，詳見以下程序段。

/* 蝶形運(yùn)算程序段 ,dataR[]存放實(shí)數(shù)部分,dataI[]存放虛部*/ /* cos、sin函數(shù)做成表格，直接查表加快運(yùn)算速度 */ TR=dataR[k];TI=dataI[k];temp=dataR[k+b];/*保存變量，供后面語(yǔ)句使用*/ dataR[k]=dataR[k]+dataR[k+b]*cos_tab[p]+dataI[k+b]*sin_tab[p];dataI[k]=dataI[k]-dataR[k+b]*sin_tab[p]+dataI[k+b]*cos_tab[p];dataR[k+b]=TR-dataR[k+b]*cos_tab[p]-dataI[k+b]*sin_tab[p];dataI[k+b]=TI+temp*sin_tab[p]-dataI[k+b]*cos_tab[p];3 DIT FFT 算法的基本思想分析

我們知道N點(diǎn)FFT運(yùn)算可以分成LOGN2 級(jí)，每一級(jí)都有N/2個(gè)碟形。DIT FFT的基本思想是用3層循環(huán)完成全部運(yùn)算(N點(diǎn)FFT)。

第一層循環(huán)：由于N=2m需要m級(jí)計(jì)算,第一層循環(huán)對(duì)運(yùn)算的級(jí)數(shù)進(jìn)行控制。

第二層循環(huán)：由于第L級(jí)有2L-1個(gè)蝶形因子（乘數(shù)），第二層循環(huán)根據(jù)乘數(shù)進(jìn)行控制，保證對(duì)于每一個(gè)蝶形因子第三層循環(huán)要執(zhí)行一次，這樣，第三層循環(huán)在第二層循環(huán)控制下，每一級(jí)要進(jìn)行2L-1次循環(huán)計(jì)算。

第三層循環(huán)：由于第L級(jí)共有N/2L個(gè)群，并且同一級(jí)內(nèi)不同群的乘數(shù)分布相同，當(dāng)?shù)诙友h(huán)確定某一乘數(shù)后，第三層循環(huán)要將本級(jí)中每個(gè)群中具有這一乘數(shù)的蝶形計(jì)算一次，即第三層循環(huán)每執(zhí)行完一次要進(jìn)行N/2L個(gè)碟形計(jì)算。

可以得出結(jié)論：在每一級(jí)中，第三層循環(huán)完成N/2L個(gè)碟形計(jì)算；第二層循環(huán)使第三層循環(huán)進(jìn)行 2L-1次，因此，第二層循環(huán)完成時(shí)，共進(jìn)行2L-1 *N/2L=N/2個(gè)碟形計(jì)算。實(shí)質(zhì)是：第二、第三層循環(huán)完成了第L級(jí)的計(jì)算。

幾個(gè)要注意的數(shù)據(jù)：

①

在第L級(jí)中，每個(gè)碟形的兩個(gè)輸入端相距b=2L-1個(gè)點(diǎn)。

②

同一乘數(shù)對(duì)應(yīng)著相鄰間隔為2L個(gè)點(diǎn)的N/2L個(gè)碟形。

③

第L級(jí)的2L-1個(gè)碟形因子WPN 中的P，可表示為p = j*2m-L，其中j = 0，1，2，...，（2L-1-1）。

以上對(duì)嵌入式系統(tǒng)中的FFT算法進(jìn)行了分析與研究。讀者可以將其算法直接應(yīng)用到自己的系統(tǒng)中，歡迎來信共同討論。（Email:xiaowanang@163.net）

附128點(diǎn)DIT FFT函數(shù)：

/* 采樣來的數(shù)據(jù)放在dataR[ ]數(shù)組中，運(yùn)算前dataI[ ]數(shù)組初始化為0 */ void FFT(float dataR[ ],float dataI[ ]){int x0,x1,x2,x3,x4,x5,x6;int L,j,k,b,p;float TR,TI,temp;/********** following code invert sequence ************/ for(i=0;i<128;i++){ x0=x1=x2=x3=x4=x5=x6=0;x0=i&0x01;x1=(i/2)&0x01;x2=(i/4)&0x01;x3=(i/8)&0x01;x4=(i/16)&0x01;x5=(i/32)&0x01;x6=(i/64)&0x01;xx=x0*64+x1*32+x2*16+x3*8+x4*4+x5*2+x6;dataI[xx]=dataR;} for(i=0;i<128;i++){ dataR=dataI;dataI=0;} /************** following code FFT *******************/ for(L=1;L<=7;L++){ /* for(1)*/ b=1;i=L-1;while(i>0)

{b=b*2;i--；} /* b= 2^(L-1)*/ for(j=0;j<=b-1;j++)/* for(2)*/ { p=1;i=7-L;while(i>0)/* p=pow(2,7-L)*j;*/ {p=p*2;i--；} p=p*j;for(k=j;k<128;k=k+2*b)/* for(3)*/ { TR=dataR[k];TI=dataI[k];temp=dataR[k+b];dataR[k]=dataR[k]+dataR[k+b]*cos_tab[p]+dataI[k+b]*sin_tab[p];dataI[k]=dataI[k]-dataR[k+b]*sin_tab[p]+dataI[k+b]*cos_tab[p];dataR[k+b]=TR-dataR[k+b]*cos_tab[p]-dataI[k+b]*sin_tab[p];dataI[k+b]=TI+temp*sin_tab[p]-dataI[k+b]*cos_tab[p];} /* END for(3)*/ } /* END for(2)*/ } /* END for(1)*/ for(i=0;i<32;i++){ /* 只需要32次以下的諧波進(jìn)行分析 */ w=sqrt(dataR*dataR+dataI*dataI);w=w/64；} w[0]=w[0]/2;} /* END FFT */