嵌入式系统基础作业

一、简要说明嵌入式系统产品的基本组成、嵌入式系统特点、嵌入式系统开发流程；答：基本组成:可分为硬件和软件两个组成部分。其中硬件组成结构以嵌入式微处理机为中心，配置存储器I/O设备、通信模块以及电源等必要的辅助借口；软件组成结构包括应用层、OS层、BSP等。特点：“专用”计算机系统；运行环境差异大；比通用PC系统资源少；功耗低、体积小、集成度高、成本低；具有完整的系统测试和可靠性评估体系；具有较长的生命周期；需要专用开发工具和方法进行设计；包含专用调试电路；多科学知识集成系统。开发流程：(1)系统定义与需求分析阶段。(2)方案设计阶段。(3)详细设计阶段。(4)软硬件集成测试阶段。(5)系统功能性及可靠性测试阶段。二、写出教材图1-1嵌入式系统的组成结构中各英文缩写的中文释义；答：.OS:操作系统API:应用程序接口BSP:板级支持包Boot:启用装载HAL:硬件抽象层SoC/SoPC:片上系统/片上可编程系统GPIO:控制处理器输出接口USB:通用串行总线LCD:液晶显示器ADC/DAC:模数转换和数模转换FPGA/CPLD:现场可编程门阵列/复杂可编程逻辑器件UART/IrDA:通用异步收发传输器/红外线接口DMA:直接内存访问CAN:控制器局域网络Timer/RTC:定时器/实时时钟MMU/Cache:内存管理单元/高速缓冲存储器三、比较说明FLASH存储器中NOR型和NAND型FLASH的主要区别；比较说明RAM存储器中SRAM和SDRAM的主要区别；答：NORFlash的读取和我们常见的SDRAM的读取是一样，用户可以直接运行装载在NORFLASH里面的代码，这样可以减少SRAM的容量从而节约了成本。NANDFlash没有采取内存的随机读取技术，它的读取是以一次读取一块的形式来进行的，通常是一次读取512个字节，采用这种技术的Flash比较廉价。SRAM是靠双稳态触发器来记忆信息的；SDRAM是靠MOS电路中的栅极电容来记忆信息的。由于电容上的电荷会泄漏，需要定时给与补充，所以动态RAM需要设置刷新电路。但动态RAM比静态RAM集成度高、功耗低，从而成本也低，适于作大容量存储器。所以主内存通常采用SDRAM，而高速缓冲存储器（Cache）则使用SRAM，在存取速度上，SRAMSDRAM。四、说明嵌入式系统常见硬件平台种类、典型处理器型号；答：典型的型号有MIPS处理器、PowerPC处理器、Sparc处理器、ARM处理器、Xtensa系列可配置处理器。五、嵌入式系统中常用的接口或通信方式有RS232、RS485、BlueTooth、CAN、IrDA、GPRS、SPI、GSM、802.11、SPI、IIC、Ethernet、JTAG等，请根据通信介质是否无线或有线对其进行分类；请根据通信距离从近至远依次排序；请根据通信速度从慢至快依次排序；答：无线：RS485、BlueTooth、CAN、IrDA、GPRS、GSM、802.11、Ethernet有线：RS232、SPI、IIC、JTAG传输距离：RS232、SPI、IIC、JTAG、BlueTooTh、IrDA、RS485、CAN、802.11、GSM、GPRS、Ethernet传输速度：GSM、GPRS、Blueteeth、IrDA、802.11、CAN、RS232、RS485、Ethernet、IIC、SPI、JTAG六、列举常见嵌入式操作系统及其特点；答：源代码公开并且遵循GPL协议有大量的免费的优秀的开发工具，且都遵从GPL，是开放源代码的。有庞大的开发人员群体。无需专门的人才，只要懂Unix/Linux和C语言即可。软件的开发和维护成本很低。优秀的网络功能。稳定。内核精悍，运行所需资源少，十分适合嵌入式应用。支持的硬件数量庞大。VxWorks操作系统的主要特点如下：良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境；具有可裁剪微内核结构；高效的任务管理；灵活的任务间通讯；微秒级的中断处理；支持POSIX?1003．1b实时扩展标准；支持多种物理介质及标准的、完整的TCP/IP网络协议等。WindowsCE它的主要特点如下：与Windows系列有较好的兼容性能在多种处理器体系结构上运行，并且通常适用于那些对内存占用空间具有一定限制的设备从整体上为有限资源的平台设计的多线程、完整优先权、多任务的操作系统。模块化设计允许它对从掌上电脑到专用的工业控制器的用户电子设备进行定制。操作系统的基本内核需要至少200KB的ROM。由于嵌入式产品的体积、成本等方面有较严格的要求，所以处理器部分占用空间应尽可能的小。系统的可用内存和外存数量也要受限制。μC/OS一Ⅱ它的主要特点如下：公开源代码，容易就能把操作系统移植到各个不同的硬件平台上；可移植性，绝大部分源代码是用C语言写的，便于移植到其他微处理器；可固化；可裁剪性，有选择的使用需要的系统服务，以减少斗所需的存储空间；占先式，完全是占先式的实时内核，即总是运行就绪条件下优先级最高的任务；多任务，可管理64个任务，任务的优先级必须是不同的，不支持时间片轮转调度法；可确定性，函数调用与服务的执行时间具有其可确定性，不依赖于任务的多少应用该实时内核的实例，是其实用性和可靠性的最好证据。