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1、本書(shū)名為《嵌入式系統(tǒng):硬件與軟件架構(gòu)》,作者為美國(guó)的Tammy Noergaard諾爾加德,由人民郵電出版社在2008年出版。ISBN號(hào)為9787115168054,開(kāi)本為16開(kāi),定價(jià)為69元。 本書(shū)主要講述了嵌入式系統(tǒng)中硬件與軟件架構(gòu)的基本概念、設(shè)計(jì)方法以及應(yīng)用實(shí)例。
2、嵌入式開(kāi)發(fā)和嵌入式系統(tǒng)是現(xiàn)代電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要分支。嵌入式開(kāi)發(fā)是指針對(duì)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)的過(guò)程,這些系統(tǒng)通常被設(shè)計(jì)用于執(zhí)行特定的、具有限制性的任務(wù),并且通常被嵌入到更大的設(shè)備或系統(tǒng)中。嵌入式開(kāi)發(fā)包括硬件和軟件的集成,以及對(duì)系統(tǒng)性能、功耗、可靠性等方面的優(yōu)化。
3、嵌入式硬件和嵌入式軟件各有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),具體選擇取決于應(yīng)用需求和個(gè)人偏好。以下是對(duì)兩者的詳細(xì)比較:嵌入式硬件:優(yōu)點(diǎn):硬件開(kāi)發(fā)具有直觀性。嵌入式硬件開(kāi)發(fā)是基于硬件電路的設(shè)計(jì)和制造,設(shè)計(jì)師可以直接接觸到硬件電路,對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。硬件開(kāi)發(fā)更注重經(jīng)驗(yàn)和技能。
4、嵌入式系統(tǒng)分為4層,硬件層、驅(qū)動(dòng)層、操作系統(tǒng)層和應(yīng)用層。
底層驅(qū)動(dòng):實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)硬件和軟件之間的接口。2)操作系統(tǒng):簡(jiǎn)稱OS。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度、任務(wù)處理。操作系統(tǒng)的核心是嵌入式處理器。 流行的操作系統(tǒng)有:Linux、 uC/OS-II、Windows CE、VxWorks等。3)應(yīng)用程序:實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的應(yīng)用。
板級(jí)初始化:包含軟硬件兩部分在內(nèi)的初始化過(guò)程,為隨后的系統(tǒng)初始化和應(yīng)用程序建立硬件和軟件的運(yùn)行環(huán)境。 系統(tǒng)級(jí)初始化:以軟件為主的初始化過(guò)程,進(jìn)行操作系統(tǒng)的初始化。 B、 設(shè)計(jì)硬件相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)。 系統(tǒng)軟件層:由RTOS、文件系統(tǒng)、GUI、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及通用組件模塊組成。 RTOS是嵌入式應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)和開(kāi)發(fā)平臺(tái)。
硬件層 硬件層中包含嵌入式微處理器、存儲(chǔ)器(SDRAM、ROM、Flash等)、通用設(shè)備接口和I/O接口(A/D、D/A、I/O等)。在一片嵌入式處理器基礎(chǔ)上添加電源電路、時(shí)鐘電路和存儲(chǔ)器電路,就構(gòu)成了一個(gè)嵌入式核心控制模塊。其中操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序都可以固化在ROM中。
1、嵌入式中間件。嵌入式系統(tǒng)由硬件軟件組成,以應(yīng)用為中心。嵌入式中間件屬于硬件。
2、系統(tǒng)精簡(jiǎn)。嵌入式系統(tǒng)一般沒(méi)有系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的明顯區(qū)分,不要求其功能設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)上過(guò)于復(fù)雜,這樣一方面利于控制系統(tǒng)成本,同時(shí)也利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全。(4)高實(shí)時(shí)性。高實(shí)時(shí)性的系統(tǒng)軟件是嵌入式軟件的基本要求,而且軟件要求固態(tài)存儲(chǔ),以提高速度;軟件代碼要求高質(zhì)量和高可靠性。(5)多任務(wù)的操作系統(tǒng)。
3、硬件和軟件部分 嵌入式系統(tǒng)主要包括硬件和軟件兩大組成部分。硬件部分包括嵌入式處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備等;軟件部分則包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件等。這兩部分共同構(gòu)成了嵌入式系統(tǒng)的基本架構(gòu)。硬件方面 嵌入式硬件是嵌入式系統(tǒng)的核心部分,它主要負(fù)責(zé)執(zhí)行各種計(jì)算和控制任務(wù)。
4、嵌入式系統(tǒng)的組成部分包括: 硬件部分:包括嵌入式處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備、接口電路等物理設(shè)備。 軟件部分:包括操作系統(tǒng)、中間件、應(yīng)用程序等嵌入式軟件。 系統(tǒng)總線:用于連接嵌入式系統(tǒng)中的各個(gè)組件,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和通信。
5、嵌入式系統(tǒng)由硬件和軟件組成,是能夠獨(dú)立進(jìn)行運(yùn)作的器件。其軟件內(nèi)容只包括軟件運(yùn)行環(huán)境及其操作系統(tǒng)。硬件內(nèi)容包括信號(hào)處理器、存儲(chǔ)器、通信模塊等在內(nèi)的多方面的內(nèi)容。
6、②隱蔽性,嵌入式系統(tǒng)通??偸欠怯?jì)算機(jī)設(shè)備(系統(tǒng))中的一個(gè)部分,它們隱藏在其內(nèi)部,不為人知;③資源受限,嵌入式系統(tǒng)通常要求小型化、輕量化、低功耗及低成本,因此其軟硬件資源受到嚴(yán)格的限制;④高可靠性;⑤實(shí)時(shí)性;⑥軟件固化?,F(xiàn)在嵌入式系統(tǒng)中使用最多的是8位和16位的CPU。故本題選擇C。
1、它將系統(tǒng)上層軟件和底層硬件分離開(kāi)來(lái),使系統(tǒng)上層軟件開(kāi)發(fā)人員無(wú)需關(guān)系底層硬件的具體情況,根據(jù)BSP層提供的接口開(kāi)發(fā)即可。BSP有兩個(gè)特點(diǎn):硬件相關(guān)性和操作系統(tǒng)相關(guān)性。 設(shè)計(jì)一個(gè)完整的BSP需要完成兩部分工作: A、 嵌入式系統(tǒng)的硬件初始化和BSP功能。
2、嵌入式微控制器(MCU):通用系列包括:805P51XA、MCS-25MCS-96/196/29C166/16MC68HC05/11/12/168300等。2)嵌入式微處理器(MPU):主要有Aml186/8386EX、SC-400、PowerPC、68000、MIPS、ARM系列等。MPU分為:復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)CISC和精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)RISC兩類。
3、嵌入式系統(tǒng)是面向用戶、面向產(chǎn)品、面向應(yīng)用的,它必須與具體應(yīng)用相結(jié)合才會(huì)具有生命力、才更具有優(yōu)勢(shì)。
4、嵌入式系統(tǒng)硬件層的核心是嵌入式微處理器,嵌入式微處理器與通用CPU最大的不同在于嵌入式微處理器大多工作在為特定用戶群所專用設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中,它將通用CPU許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部,從而有利于嵌入式系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)趨于小型化,同時(shí)還具有很高的效率和可靠性。
5、嵌入式微處理器的體系結(jié)構(gòu)可以采用馮·諾依曼體系或哈佛體系結(jié)構(gòu);指令系統(tǒng)可以選用精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)(Reduced Instruction Set Computer,RISC)和復(fù)雜指令系統(tǒng)CISC(Complex Instruction Set Computer,CISC)。
6、工作模式就是系統(tǒng)所處的狀態(tài),廣義來(lái)說(shuō),比如windows系統(tǒng)中的安全模式就是一種工作模式,每種工作模式有不同的權(quán)限要求和作用。
嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng),它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器、存儲(chǔ)器及外設(shè)器件和I /O端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件(OS)(要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)操作)和應(yīng)用程序編程。有時(shí)設(shè) 計(jì)人員把這兩種軟件組合在一起。
嵌入式最小系統(tǒng)由硬件層、中間層和系統(tǒng)軟件層、應(yīng)用軟件層這四個(gè)部分組成。一個(gè)嵌入式系統(tǒng)裝置一般都由嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和執(zhí)行裝置組成,嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的核心,由硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用軟件層組成。
嵌入式最小硬件系統(tǒng)一般包括嵌入式處理器、時(shí)鐘電路、電源電路、復(fù)位電路、存儲(chǔ)器和調(diào)試測(cè)試接口。D項(xiàng)不正確,故本題選擇D。