第一章:嵌入式系统概述
1.1 嵌入式系统的概念是什么?
以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、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。
1.2 嵌入式系统的特点是什么?
(1)系统内核小
(2)专用性强
(3)运行环境差异大
(4)可靠性要求高
(5)系统精简和高实时性操作系统
(6)具有固化在非易失性存储器中的代码
(7)嵌入式系统开发工作和环境
1.3 叙述嵌入式系统的发展过程?
第一阶段:
(1)核心技术:以单芯片为核心的可编程控制器系统。
(2)操作系统:一般没有操作系统的支持。
(3)开发语言:汇编语言程序对系统进行直接控制,运行结束后清除内存。
(4)主要特点:系统结构和功能相对单一,处理效率较低,存储容量较小,用户接口少。
第二阶段:
(1)核心技术:嵌入式CPU。
(2)操作系统:简单操作系统为核心的嵌入式系统。
(3)开发语言:汇编语言、C语言。
(4)主要特点:CPU种类繁多,通用性比较弱;系统开销小,效率高;操作系统具有一定的兼容性和扩展性;应用软件较专业,用户界面不够友好。
第三阶段:
(1)核心技术:以ARM技术为核心的嵌入式处理器。
(2)操作系统:以可裁剪嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。
(3)开发语言:EVC,EVB,Java等。
(4)主要特点:嵌入式操作系统能运行于各种不同类型的微处理器上,兼容性好;操作系统内核精小、效率高,并且具有高度的模块化和扩展性;具备文件和目录管理、设备支持、多任务、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能;具有大量的应用程序接口(API),开发应用程序简单;嵌入式应用软件丰富。
第四阶段:
嵌入式Internet为标志的嵌入式系统,是一个正在迅速发展的阶段。
1.4 嵌入式系统的功能是什么?
1.提供强大的网络服务:
(1)针对外部联网要求,嵌入设备必须配有通信接口,相应需要TCP/IP协议
簇软件支持。
(2)由于家用电器相互关联(如防盗报警、灯光能源控制、影视设备和信息终端交换信息等)及实验现场仪器的协调工作等要求,新一代嵌入式设备还需具备IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口。
(3)同时也需要提供相应的通信组网协议软件和物理层驱动软件。
2.小型化、低成本、低功耗:
(1)为满足这种特性,要求嵌入式产品设计者相应降低处理器的性能,限制内存容量和复用接口芯片。这就相应提高了对嵌入式软件设计技术要求,如选用最佳的编程模型和不断改进算法,采用Java编程模式,优化编译。
器性能等。
(2)因此,既需要软件人员具有丰富的开发经验,更需要发展先进的嵌入式软件技术,如Java、Web和WAP等。
3.人性化的人机界面:
(1)嵌入式设备具有自然的人机交互界面,如司机操纵高度自动化的汽车主要还是通过习惯的方向盘、脚踏板和操纵杆。人们与信息终端交互要求以GUI屏幕为中心的多媒体界面。手写文字输入、语音拨号上网、收发电子邮件及彩色图形、图像已取得初步成效。
(2)目前一些先进的PDA在显示屏幕上已实现汉字写入、短消息语音发布,但离掌式语言同声翻译还有很大距离。
4.完善的开发平台
(1)随着Internet技术的成熟、带宽的提高,ICP和ASP在网上提供的信息内容日趋丰富、应用项目多种多样,像移动电话、固定电话及电冰箱、微波炉等嵌入式电子设备的功能不再单一,电气结构也更为复杂。
(2)为了满足应用功能的升级,设计者一方面采用更强大的嵌入式处理器,如32位、64位RISC芯片或数字信号处理器(DSP)增强处理能力;同时还采用实时多任务编程技术和交叉开发工具技术来控制功能复杂性,简化应用程序设计、保障软件质量和缩短开发周期。
1.5 嵌入式系统的硬件平台由哪些部分组成?
1.6 硬件抽象层接口的定义和代码设计有哪些特点?
1.7 嵌入式操作系统的主要特点是什么?
1.8 叙述嵌入式系统的分类。
1.9 举例说明嵌入式的应用领域