Week1.2——嵌入式系统简介

1.计算机系统的三大领域
服务器市场、桌面市场、嵌入式市场
2.嵌入式系统的定义
技术角度:以应用为中心、以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的专用计算机系统
系统角度:设计完成复杂功能的硬件和软件,并使其紧密耦合在一起的计算机系统
微机学会的定义:以嵌入式应用为目的的计算机系统,可分为系统级、板级、片级
3.嵌入式系统的特点
功耗限制、低成本、多速率、环境相关性、系统内核小、不可垄断性、产品相对稳定性、(实时性)
4. 嵌入式系统的组成

图1
软件子系统:应用程序+操作系统
硬件子系统:处理器(控制器+运算器)+存储器+输入+输出

5.嵌入式处理器的分类
包括如下:
嵌入式微处理器(MCU)、微控制器、嵌入式DSP、片上系统(SOC)
6.知识产权电路(核/IP)的概念
定义:设计好并经过验证的集成电路功能单元,IP复用意味着设计代价降低
比如:ARM、RAM、PCI、DMA controller
7.操作系统的发展
目前为止主流的操作系统包括:多批道处理、分时和实时操作系统。多批道处理适用于计算机中心等较大的计算机系统,分时OS适用于多个用户共享系统资源的场合,实时OS适用于嵌入式设备或有实时性要求的场合。
8.嵌入式操作系统的分类
分为:微内核(micro kernel)、单晶内核(monolithic kernel)、混合内核(hybrid kernel)
9.嵌入式操作系统的概念
(1)实时操作系统的特点
总的来说实时操作系统是事件驱动的,能对来自外界的作用和信号在限定的时间范围内作出响应。它强调的是实时性、可靠性和灵活性, 与实时应用软件相结合成为有机的整体起着核心作用
(2)前后台系统
(3)代码的临界区
(4)内核
内核的基本功能是负责任务切换和保护计算机的资源,用户可以通过API(用户编程接口)来与内核沟通。实时内核主要包括占先式内核和非占先式内核两种,前者的最大特点是,系统总是有限处理最高优先级的任务,
(5)中断
中断是一种硬件机制,用于通知CPU有个异步事件发生了。中断服务子程序处理事情完毕后,程序回到:在前台程序中,回到后台程序/在非占先式内核中,回到被中断的任务/在占先式内核中,开始执行就绪状态且优先级最高的任务。
(6)时钟节拍
时钟节拍是特定的周期性中断,主要实现延时与超时控制等功功能,它对于CPU能否顺利地切换任务起着关键的作用。

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