架构师学习笔记12--嵌入式系统设计

一、系统概论
嵌入式系统的3个基本核心要素:
嵌入性
专用性
计算机系统:是一个能用的计算机系统

二、系统组成

(一)硬件结构

1、嵌入式处理器
微处理器、微控制器、数字信号处理器、片上系统

2、总线
片内总线与片外总线。片内总线就是连接嵌入式系统的内部部件的总线;片外总线就是用于连接外部设备的总线。
1)AMBA总线(Advanced Microcontroller Bus Archiecture 先进微控制总线架构)
2)PCI总线(Peripheral Component Interconnect,外围构件互连总线)
3)Avalon总线

3、存储器
1)cache
2)主存
3)外存
最常用的外存是闪存(Flash)

4、IO设备与接口
1)RS-232接口
2)USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)
3)1394接口

(二)软件架构
自底向上,三部分组成:
1、操作系统
2、应用支撑软件
3、应用软件
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三、开发平台与调试环境

(一)软件开发平台
通常要用仿真机。

(二)开发调试
与通用系统的开发与调试同一台机不同,嵌入式系统的开发调试,通常也是交叉方式进行,即调试机与目标机分开。

四、网络系统
嵌入式网络用于连接各种嵌入式系统,不同场合采用不同技术。如家庭采用家庭信息网,工业自动化采用现场总线,移动设备采用移动通信网,等等。

五、数据库管理系统

(一)使用环境的特点
1、设备随时移动性
2、网络频繁断接
3、网络条件多样化
4、通信能力不对称

(二)系统组成与关键技术
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六、实时系统与嵌入式操作系统
大多数实时系统都是嵌入式的,并且实际上,嵌入式系统也都有实时性的要求,所以,实时嵌入式系统最具代表性。

(一)实时概念
对错失时限的容忍程度或后果严重性,分为
1、软实时系统
如DVD播放系统

2、硬实时系统
如导弹导航系统

(二)嵌入式操作系统概述
1、微型化
2、代码质量高
3、专业化
4、可裁剪,可配置

七、系统开发设计

(一)设计概述
1、特点
1)软、硬件协同并行开发
2)微处理器类型多种多样
3)嵌入式操作系统多种多样
4)可利用资源少
5)应用支持少
6)要求特殊开发工具
7)软、硬件要求高
8)难调试

(二)开发模型与设计流程
1、常用开发模型
1)瀑布模型
2)螺旋模型
3)逐步求精模型(原型)
4)层次模型
模块组合

2、设计方法
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(三)嵌入式系统设计的核心技术
1、处理器技术
2、IC(集成电路)技术
3、设计/验证技术

(四)开发设计环境

(五)设计模型
1、状态机模型
如电梯控制
2、数据流模型
3、并发进程模型
4、面向对象模型

(六)需求分析

(七)系统设计
1、系统架构设计
2、硬件子系统设计
3、软件子系统设计

(八)系统集成与测试

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