嵌入式系統(tǒng)案例分析知識(shí)總結(jié)

1、學(xué)習(xí)好資料歡迎下載1. 嵌入式系統(tǒng)軟件運(yùn)行平臺(tái)采用商用嵌入式操作系統(tǒng)和在裸機(jī)上直接開發(fā)兩種方式的優(yōu)缺 點(diǎn)。采用在裸機(jī)上直接開發(fā)的方式，并且關(guān)鍵部分采用匯編語(yǔ)言編寫，可以保證該控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。采用商用嵌入式事實(shí)操作系統(tǒng)開發(fā)方式可以保證系統(tǒng)的可靠性。2. 采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)開發(fā)方式的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)提供的任務(wù)調(diào)度功能，可以有效地管理本系統(tǒng)多周期任務(wù)的調(diào)度。操作系統(tǒng)提供的時(shí)間、 信號(hào)和任務(wù)的通信機(jī)制， 可以有效地解決本系統(tǒng)中資源共享中的互斥 問(wèn)題。采用商品化的軟件，可提高所開發(fā)軟件的可靠性，還可以簡(jiǎn)化軟件開發(fā)成本，提高開發(fā)效率。3. 對(duì)于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中的時(shí)間性能評(píng)估，主要考慮以下三項(xiàng)因

2、素：嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)時(shí)間開銷，一般不大于整個(gè)控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的20%。保證所有任務(wù)在規(guī)定的時(shí)間期限內(nèi)完成（或進(jìn)行可調(diào)度性評(píng)估）。任務(wù)的上下文切換時(shí)間和中斷響應(yīng)時(shí)間。4. GSM和GPRS兩種技術(shù)特點(diǎn)。GSM短信系統(tǒng)適合傳輸少量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可靠性好，系統(tǒng)簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。GPRS適合于傳輸大量的數(shù)據(jù)，傳輸數(shù)據(jù)的價(jià)格比較低，但是各地GPRS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況不一致，數(shù)據(jù)傳輸可靠性沒(méi) GSM短信好。5. 幾種常見(jiàn)的系統(tǒng)開發(fā)模型的優(yōu)缺點(diǎn)模型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)瀑布模型文檔驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可能不滿足客戶的需求快速原型模型關(guān)注滿足用戶需求可能系統(tǒng)設(shè)計(jì)查、效率低、難以維護(hù)增量模型開發(fā)早期反饋及時(shí)，易于維護(hù)需要開發(fā)式體系結(jié)構(gòu)

3、， 可能會(huì)設(shè)計(jì)差、效率低:螺旋模型風(fēng)險(xiǎn)驅(qū)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)分析人員有經(jīng)驗(yàn)且經(jīng)過(guò)充分訓(xùn)練噴泉模型對(duì)象驅(qū)動(dòng)，是開發(fā)過(guò)程具有迭 代性和無(wú)間隙性6. 對(duì)于嵌入式軟件項(xiàng)目管理包括哪幾方面。項(xiàng)目范圍管理、項(xiàng)目配置管理、項(xiàng)目進(jìn)度管理、項(xiàng)目質(zhì)量管理、項(xiàng)目成本管理、項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)管 理、開發(fā)人員管理。7. 應(yīng)用面向?qū)ο蟮姆椒ㄟM(jìn)行嵌入式系統(tǒng)開發(fā)相對(duì)于傳統(tǒng)開發(fā)方法的優(yōu)越性。符合人類的思維習(xí)慣、穩(wěn)定性好、可重用性好、可維護(hù)性好8. 基于UML嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境的結(jié)構(gòu)圖。9. 畫出UML模型中常用關(guān)系依賴、泛化、關(guān)聯(lián)、聚合和實(shí)現(xiàn)的圖示。依賴泛化關(guān)聯(lián)聚合實(shí)現(xiàn)10. NOR Flash和NAND Flash應(yīng)從哪幾方面比較。器件性能、接口差

4、別、容量和成本、可靠性和耐用性、易用性、軟件支持、市場(chǎng)定位。11. 鍵盤的結(jié)構(gòu)通常有兩種形式：線性鍵盤和矩陣鍵盤。矩陣鍵盤根據(jù)識(shí)鍵和譯鍵方法的不 同分為哪幾種鍵盤。非編碼鍵盤和編碼鍵盤。非編碼鍵盤主要用軟件的方法識(shí)鍵和譯鍵。根據(jù)掃描方法的不同分為行掃描法、列掃描法和反轉(zhuǎn)法。編碼鍵盤主要用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)識(shí)鍵和譯鍵，通常使用8279專用接口芯片，在硬件上要求較高。12. LCD有哪幾種顯示方式。反射型LCD、投射型LCD、透反射型LCD13LCD的數(shù)據(jù)傳輸速率公式：R=HS*VS*FR*MVHS是LCD的行像素點(diǎn)數(shù)值，VS是LCD的列的像素點(diǎn)數(shù)值，F(xiàn)R是幀速率，MV是模式值。VCLK是LCD控制器的時(shí)

5、鐘信號(hào)。故需要滿足VCLK>R。14. 串行通信三種數(shù)據(jù)傳送模式，采用異步串行通信時(shí)，通信的字符必須遵守哪些規(guī)定。簡(jiǎn) 述串口的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程。單工通信、半雙工通信、全雙工通信。每個(gè)字符傳送時(shí)，必須前面加一位起始位，最后加入一位停止位。一幀數(shù)據(jù)是從最低有效位開始傳輸?shù)?。傳輸線在邏輯1時(shí)處于空閑狀態(tài)。當(dāng)每幀數(shù)據(jù)開始傳輸時(shí)，先發(fā)送一個(gè)起始位。起始位是從邏輯1到0的遷移，這個(gè)變化表明一幀數(shù)據(jù)開始傳輸， 接收器則在開始檢測(cè)到起始位的時(shí)候，按照手法兩端事先約好的通信速度，檢測(cè)后面的數(shù)據(jù)位，從而責(zé)成一幀數(shù)據(jù)。在傳輸結(jié)的最后，利用一個(gè)停止位（邏輯1）使傳輸線回到空閑狀態(tài)。然后發(fā)送方才可以發(fā)送下一個(gè)字節(jié)的數(shù)

6、據(jù)。15. 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議分層示意圖：應(yīng)川出16. 傳輸層主要有 TCP和UDP協(xié)議，各有什么特點(diǎn)。TCP協(xié)議是一種面向連接、端對(duì)端的可靠通信協(xié)議，采用了諸如三次握手建立連接等多種 機(jī)制來(lái)保證傳輸可靠性，能彌補(bǔ)IP協(xié)議的不足。UDP協(xié)議是一種無(wú)連接、不可靠的傳輸層協(xié)議，他只是把應(yīng)用程序傳來(lái)的數(shù)據(jù)加上UDP頭 作為UDP數(shù)據(jù)包發(fā)送出去，而不保證他們是否能到達(dá)目的地。適用于協(xié)議開銷要求較小的 應(yīng)用場(chǎng)合。17. 在嵌入式系統(tǒng)中增加以太網(wǎng)接口的實(shí)現(xiàn)方法有：嵌入式處理器+網(wǎng)卡芯片和直接采用帶有以太網(wǎng)絡(luò)接口的嵌入式處理器。比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。嵌入式處理器+網(wǎng)卡芯片方法，對(duì)嵌入式處理器沒(méi)特殊要求，通用性強(qiáng)

7、、不受處理器的限制, 但處理器的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通過(guò)外部總線交換數(shù)據(jù)時(shí)速度慢、可靠性不高且電路板走線復(fù)雜。直接采用帶有以太網(wǎng)絡(luò)接口的嵌入式處理器要求帶有Mil等通用的網(wǎng)絡(luò)接口，處理器和網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)通過(guò)內(nèi)部總線完成，處理速度快。18. 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)任務(wù)創(chuàng)建的實(shí)現(xiàn)模型及其特點(diǎn)。任務(wù)的創(chuàng)建主要有 fork/exec實(shí)現(xiàn)模型和spawn實(shí)現(xiàn)模型。主要區(qū)別在于內(nèi)存的分配方式。 fork/exec模型下，首先調(diào)用 fork函數(shù)為新任務(wù)創(chuàng)建一份與父任務(wù)完全相同的內(nèi)存空間，然 后再調(diào)用exec函數(shù)裝入新任務(wù)的代碼，并用它來(lái)覆蓋原有的屬于父任務(wù)的內(nèi)容。嵌入式 Linux操作系統(tǒng)是基于fork/exec模型的。sp

8、awn模式下，在創(chuàng)建新任務(wù)的時(shí)候，直接為它分配一個(gè)全新的地址空間，然后將新任務(wù)的 代碼裝入并運(yùn)行。uCOS操作系統(tǒng)是基于spawn模型的。佃.在對(duì)嵌入式軟件平臺(tái)進(jìn)行選擇時(shí)，通常要考慮的因素： 實(shí)際嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用項(xiàng)目對(duì)該硬件和軟件平臺(tái)的使用情況。 該平臺(tái)的特殊需求。該平臺(tái)是否有合適的開發(fā)工具。該平臺(tái)所預(yù)留的資源或功能如何。該平臺(tái)能否提供用戶開發(fā)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。該平臺(tái)是否支持 HTTP、TCP、UDP等TCP/IP協(xié)議簇的通信協(xié)議。提供該平臺(tái)公司的發(fā)展目標(biāo)是什么，是否有一個(gè)清晰的升級(jí)途徑。可以使用該平臺(tái)開發(fā)的開發(fā)人員有多少，對(duì)開發(fā)人員的培訓(xùn)費(fèi)用是多少。該平臺(tái)日后是否還需要完善，往往選擇一個(gè)良好的平

9、臺(tái)比一個(gè)需要日后完善的平臺(tái)要便宜多。支持該硬件和軟件平臺(tái)公司的財(cái)務(wù)狀況如何，能否提供日常的技術(shù)支持等。20. 個(gè)控制系統(tǒng)的初始化模塊的基本內(nèi)容。對(duì)運(yùn)行時(shí)將要占用的硬件資源進(jìn)行初始狀態(tài)的設(shè)置。 對(duì)所控制的有關(guān)設(shè)備進(jìn)行初始工作狀態(tài)的復(fù)位或調(diào)整。 設(shè)定中斷的優(yōu)先級(jí)以及初始化相關(guān)的中斷機(jī)制。 控制程序模塊的裝入以及相關(guān)參數(shù)的初始化工作。初始化后應(yīng)提示把控制權(quán)轉(zhuǎn)交給用戶。21. 選擇實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)從哪幾方面考慮其性能和功能。 操作系統(tǒng)內(nèi)核代碼所占用的空間應(yīng)比較小。任務(wù)的上下文切換時(shí)間越短越好，中斷響應(yīng)時(shí)間越快越好。操作系統(tǒng)提供的服務(wù)接口的開放性要好，接口類型應(yīng)比較豐富，毅以利于靈活使用。 操作系統(tǒng)對(duì)可靠

10、性有較強(qiáng)的保障支持能力。使用簡(jiǎn)單，支撐環(huán)境配套好，可配置、可裁剪能力強(qiáng)。22. 任務(wù)的切換基本思想：把當(dāng)前任務(wù)的運(yùn)行上下文保存起來(lái)，并恢復(fù)新任務(wù)的上下文。 任務(wù)切換通常有下面的基本步驟：A、 將處理器的運(yùn)行上下文保存在當(dāng)前任務(wù)的TCB中。B、更新當(dāng)前任務(wù)的狀態(tài)，從運(yùn)行狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)或阻塞狀態(tài)。C、按照一定的策略，從所有處于就緒狀態(tài)的任務(wù)中選擇一個(gè)去運(yùn)行。D、修改新任務(wù)的狀態(tài)，從就緒狀態(tài)變成運(yùn)行狀態(tài)。E、 根據(jù)新任務(wù)的TCB的內(nèi)容，恢復(fù)它的 運(yùn)行上下文環(huán)境。23. 在嵌入式系統(tǒng)中，常見(jiàn)的存儲(chǔ)管理方案可以分為兩大類：實(shí)模式和保護(hù)模式。實(shí)模式：內(nèi)存的平面使用模式。特點(diǎn)有：A. 不劃分“系統(tǒng)空間”與

11、“用戶空間”，無(wú)須進(jìn)行地址映射。B操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序之間不再有物理的邊界。C系統(tǒng)中的“任務(wù)”或“進(jìn)程”，實(shí)際上全是內(nèi)核線程。在實(shí)模式下，內(nèi)存布局可以分為5個(gè)段：A. 代碼段：包含操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的所有代碼。B. 數(shù)據(jù)段：所有帶有初始值的全局變量。C. BSS段：所有未帶初始值的全局變量。D. 堆空間：動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存空間。E?？臻g：保存上下文以及函數(shù)調(diào)用時(shí)的局部變量和形參。在實(shí)模式存儲(chǔ)管理方案下，主要的工作在于堆空間的管理，即如何來(lái)管理空閑的堆空間、如何來(lái)分配內(nèi)存、如何來(lái)回收內(nèi)存等等。保護(hù)模式：處理器中必須有 MMU硬件并啟用。特點(diǎn)有：A. 系統(tǒng)內(nèi)核和用戶程序都有各自獨(dú)立的地址空間。B. 每個(gè)

12、應(yīng)用程序只能訪問(wèn)自己的地址空間，不能去破壞操作系統(tǒng)和其他應(yīng)用程序的代碼和數(shù)據(jù)。24. 與普通軟件測(cè)試相比，嵌入式軟件測(cè)試工作所具有的特點(diǎn)。經(jīng)常采用交叉編譯和交叉測(cè)試的方法，需要在基于目標(biāo)機(jī)的測(cè)試和基于宿主機(jī)的測(cè)試之間作出折中。在嵌入式軟件測(cè)試時(shí)，除了驗(yàn)證邏輯上的正確性之外，還要看重系統(tǒng)的性能和健壯性。對(duì)嵌入式軟件的實(shí)時(shí)性進(jìn)行測(cè)試時(shí)，要借助一定的測(cè)試工具對(duì)應(yīng)用程序的算法復(fù)雜度和操作 系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度進(jìn)行分析、測(cè)試。嵌入式系統(tǒng)的硬件一般采用專門的測(cè)試一起進(jìn)行測(cè)試，兒這些測(cè)試工具一般不會(huì)在應(yīng)用軟件的開發(fā)中使用。在進(jìn)行嵌入式軟件測(cè)試時(shí)必須最大限度的模擬被測(cè)軟件的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，以保證測(cè)試的可靠性。25. 單元測(cè)試時(shí)，主要從程序模塊的哪些主要特征進(jìn)行檢查。模塊接口、局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、重要的執(zhí)行路徑、出錯(cuò)處理、邊界條件。26. 移植嵌入式軟件分為無(wú)操作系統(tǒng)的軟件移植和有操作系統(tǒng)的軟件移植。對(duì)于把操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件作為一個(gè)整體， 移植到一個(gè)新的嵌入式硬件平臺(tái)上的情況， 在系統(tǒng)移植時(shí)，真正 需要移植的主要是 引導(dǎo)加載程序 Boot Loader，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序一