關(guān)于嵌入式基礎(chǔ)，應(yīng)該熟悉的知識點：

嵌入式系統(tǒng)的定義：一種完全嵌入受控器件內(nèi)部，為特定應(yīng)用而設(shè)計的專用計算機系統(tǒng)。其核心由一個或幾個預(yù)先編程以用來執(zhí)行少數(shù)幾項任務(wù)的微處理器或者微控制器組成。所有帶有數(shù)字接口的設(shè)備都使用嵌入式系統(tǒng)，所有帶有數(shù)字接口的設(shè)備都使用嵌入式系統(tǒng)，如手表，微波爐，錄像機，汽車等。

嵌入式系統(tǒng)的組成：如圖示

嵌入式系統(tǒng)發(fā)展：分為四個階段：

1)單片微型計算機(SCM)階段,即單片機時代：系統(tǒng)功能由匯編語言實現(xiàn)。

這一時代系統(tǒng)硬件：單片機。軟件：無操作系統(tǒng)。

主要特點：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對單一，處理效率低，存儲容量十分有限，幾乎無用戶接口。

2)微控制器(MUC)階段,:主要技術(shù)方向：不斷擴展對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路和接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。

這一階段基礎(chǔ)：嵌入式微處理器。這一階段核心：簡單操作系統(tǒng)。

主要特點：硬件使用嵌入式微處理器，微處理器的種類繁多，通用性弱；系統(tǒng)開銷小，效率較高。

3)片上系統(tǒng)(SOC):主要特點：嵌入式系統(tǒng)能夠運行于各種不同的微處理器上，兼容性好，操作系統(tǒng)的內(nèi)核小，效果好。

4)internet為標志的嵌入式系統(tǒng)：嵌入式網(wǎng)絡(luò)化主要表現(xiàn)：一方面是嵌入式處理器集成了網(wǎng)絡(luò)接口；另一方面是嵌入式設(shè)備應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。

實時系統(tǒng)：指能夠在指定或者確定的時間內(nèi)完成系統(tǒng)功能和外部或內(nèi)部，同步或異步時間作出響應(yīng)的系統(tǒng)。實時系統(tǒng)應(yīng)該具有在事先定義的時間范圍內(nèi)識別和處理離散事件的能力；系統(tǒng)能夠處理和存儲控制系統(tǒng)所需要的大量數(shù)據(jù)。

?實時性分類：

1)硬實性：應(yīng)用的最大需求能夠得到完全滿足，否則會造成重大事故。

2)軟實性：某些應(yīng)用雖然提出時間要求，但是實時任務(wù)偶爾違反這種要求不會對系統(tǒng)運行或環(huán)境造成嚴重影響?；蛘咭部梢岳斫獬桑泴嵭袑\行時間沒有嚴格的卡死，而是安排了在運行時間里實時任務(wù)能夠按優(yōu)先級執(zhí)行的順序執(zhí)行。（忘記在哪里看的了，如果理解有錯誤，歡迎大家指出來）。

特點：

1)可預(yù)測性：系統(tǒng)對實時任務(wù)的執(zhí)行時間進行判斷，確定是否能夠滿足任務(wù)的時限要求。

分類：硬件延遲的可預(yù)測性

? ? ? ? ?? 軟件系統(tǒng)的可預(yù)測性（應(yīng)用程序和響應(yīng)時間）

? ? ? ? ? ?操作系統(tǒng)的可預(yù)測性（實時原語，調(diào)度函數(shù)等運行開銷有限，以保證應(yīng)用程序執(zhí)行時間的有界性）

?2)可靠性：提高可靠性方法：靜態(tài)分析，保留資源，冗余配置等使系統(tǒng)在最壞情況下都能正常工作或避免損失。

?3)交互作用：外部物理環(huán)境（通常是被控子系統(tǒng)）是實時系統(tǒng)不可缺少的組成部分，計算機系統(tǒng)一般是控制系統(tǒng)。兩者相互作用構(gòu)成完整的實時系統(tǒng)。

嵌入式微處理器體系結(jié)構(gòu)：

1)馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)：也稱普林斯頓結(jié)構(gòu)（圖片來自網(wǎng)絡(luò)，侵刪）是一種將程序指令存儲器和數(shù)據(jù)存儲器? 合并在一起? 的存儲器結(jié)構(gòu)。取指令和取操作數(shù)都在同一總線上，通過分時復(fù)用的方式進行；缺點是在高速運行時，不能達到同時取指令和取操作數(shù)，從而形成了傳輸過程的瓶頸。由于程序指令存儲地址和數(shù)據(jù)存儲地址指向同一個存儲器的不同物理位置，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。

根據(jù)馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)構(gòu)成的計算機，必須具有的功能有：

• 把需要的程序和數(shù)據(jù)送至計算機中。

• 必須具有 長期記憶 程序、數(shù)據(jù)、中間結(jié)果及最終運算結(jié)果的能力。

• 能夠完成各種算術(shù)、邏輯運算和數(shù)據(jù)傳送等數(shù)據(jù)加工處理的能力。

• 能夠根據(jù)需要控制程序走向，并能根據(jù)指令控制機器的各部件協(xié)調(diào)操作。

• 能夠按照要求將處理結(jié)果輸出給用戶。

計算機必須具備五大基本組成部件，包括：輸入數(shù)據(jù)和程序的輸入設(shè)備、記憶程序和數(shù)據(jù)的存儲器、完成數(shù)據(jù)加工處理的運算器、控制程序執(zhí)行的控制器、輸出處理結(jié)果的輸出設(shè)備。

2)哈佛體系結(jié)構(gòu)（這條資源來自網(wǎng)絡(luò)，侵刪）

是一種將程序指令儲存和數(shù)據(jù)儲存分開的存儲器結(jié)構(gòu)。中央處理器首先到程序指令儲存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)儲存器中讀取數(shù)據(jù)，并進行下一步的操作（通常是執(zhí)行）。程序指令儲存和數(shù)據(jù)儲存分開，數(shù)據(jù)和指令的儲存可以同時進行，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。

與馮.諾曼結(jié)構(gòu)處理器比較，哈佛結(jié)構(gòu)處理器有兩個明顯的特點：

1、使用兩個獨立的存儲器模塊，分別存儲指令和數(shù)據(jù)，每個存儲模塊都不允許指令和數(shù)據(jù)并存；

2、使用獨立的兩條總線，分別作為CPU與每個存儲器之間的專用通信路徑，而這兩條總線之間毫無關(guān)聯(lián)。

改進的哈佛結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點為：

1、使用兩個獨立的存儲器模塊，分別存儲指令和數(shù)據(jù)，每個存儲模塊都不允許指令和數(shù)據(jù)并存，以便實現(xiàn)并行處理；

2、具有一條獨立的地址總線和一條獨立的數(shù)據(jù)總線，利用公用地址總線訪問兩個存儲模塊（程序存儲模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊），公用數(shù)據(jù)總線則被用來完成程序存儲模塊或數(shù)據(jù)存儲模塊與CPU之間的數(shù)據(jù)傳輸；

哈佛結(jié)構(gòu)的微處理器通常具有較高的執(zhí)行效率。其程序指令和數(shù)據(jù)指令分開組織和儲存的，執(zhí)行時可以預(yù)先讀取下一條指令。目前使用哈佛結(jié)構(gòu)的中央處理器和微控制器有很多，除了上面提到的Microchip公司的PIC系列芯片，還有摩托羅拉公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列、ATMEL公司的AVR系列和安謀公司的ARM9、ARM10和ARM11。

3)CISC(復(fù)雜指令集計算機)和RISC(精簡指令集計算機)

CISC：采用一整套計算機指令進行操作的計算機。通常包括一個復(fù)雜的數(shù)據(jù)通路和一個微程序控制器。微程序控制器由一個微程序存儲器、一個微程序計數(shù)器（MicroPC）和地址選擇邏輯構(gòu)成。在微程序存儲器中的每一個字都表示一個控制字，并且包含了一個時鐘周期內(nèi)所有數(shù)據(jù)通路控制信號的值。這就意味著控制字中的每一位表示一個數(shù)據(jù)通路控制線的值；

指令系統(tǒng)較豐富，有專用指令來完成特定的功能，因此處理特殊任務(wù)能力較高；存儲器操作指令多，操作直接；CISC匯編語言程序編程相對簡單，科學(xué)計算及復(fù)雜操作的程序設(shè)計相對容易，效率較高；在一條指令執(zhí)行結(jié)束后響應(yīng)中斷；

CISC的CPU包含豐富的電路單元，因而功能強，面積大，功耗大；CISC微處理器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計周期長，功能強大，實現(xiàn)特殊功能容易；CISC機器更適合專用機。

RISC：保留常用指令，使計算機能以更快速度進行操作，使其簡單高效；對不常用的功能，常通過組合指令來完成。因此RISC在實現(xiàn)特殊功能時，效率可能較低；存儲器操作有限，使控制簡單化；RISC匯編語言程序一般需要較大內(nèi)存空間，實現(xiàn)特殊功能時程序復(fù)雜；

在一條指令執(zhí)行的適當?shù)胤娇梢皂憫?yīng)中斷；RISC的CPU含較少的單元電路，因而面積小，功耗低；AISC微處理器結(jié)構(gòu)簡單，布局緊湊，設(shè)計周期短，易于采用最新技術(shù)，指令規(guī)整，性能容易把握，易學(xué)易用；RISC指令系統(tǒng)的確定與特定額應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)，故RISC機器更適合于通用機。

4)流水線技術(shù)：指在程序操作執(zhí)行時多條指令重疊進行操作的一種并行處理實現(xiàn)技術(shù)。（流水線技術(shù)的思想應(yīng)該說是蠻好理解的在此不做詳細的贅述）

衡量一種流水線技術(shù)的性能參數(shù)：吞吐率，效率，加速比。? ?

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