计算机基础知识（第二篇）

计算机基础知识（第二篇）

嵌入式技术

嵌入式技术

特点：专用性、实时性、低成本、可靠性、体积小

应用：汽车电子、家用电器、通信设备、安防监控、工业自动化、医疗设备

体系结构：

• 冯诺依曼结构：传统计算机系统的基本架构，也是普林斯顿结构，程序和数据公用一个存储空间。
• 哈佛结构：程序和数据存储在不同的存储空间，允许并行处理程序指令和数据，提高速度。

微处理器分类

用途分类：

• 微控制器（MCU）：32位以上的处理器，有较高的性能，价格也相应较高，适用于简单控制与接口。
• 微处理器（MPU）：性能较高，运算能力强，适用于高性能控制与应用。
• 数字信号处理器（DSP）：性能强大，如语音、音频、图像的处理，适合大量运算。
• 片上系统（SoC）：MCU/MPU核、内存、外设集成在一片芯片上，适用于便携设备。

多核处理器

将两个或更多的微处理器内核封装在一个芯片内，提升计算能力，节省空间。

**工作协调实现方式：**对称多处理技术、非对称处理技术、粗粒度多处理技术

**多核CPU的调度方法：**全局队列调度、全局队列调度

嵌入式软件

嵌入式软件是专门应用于嵌入式计算机系统中的软件，它不仅具有通用软件的通用特性，还具备许多与嵌入式系统特定的独特特点：规模小、开发难度大、实时性和可靠性要求高、要求固化存储。

分为：系统软件、应用软件、支撑软件

板级支持包 (BSP)

介于主板硬件和操作系统中驱动层程序之间的一层，属于系设备驱动层，主要负责底层硬件资源的管理和控制，提供给上层软件使用。主要目的为了屏蔽底层硬件的多样性。

特点：硬件相关性、操作系统相关性

BSP主要包括以下两个方面的内容：

• 引导加载程序 (BootLoader)：负责在系统启动时初始化硬件设备、加载操作系统到内存，并启动操作系统的执行。
• 设备驱动程序：用于控制和管理各种硬件设备。

引导加载程序BootLoader

是嵌入式系统中在加电后首先运行的一段软件代码，它在操作系统内核运行之前执行。初始化的步骤：片级初始化 - 板级初始化 - 加载内核（系统级初始化）

设备驱动程序

用于管理和控制系统的具体硬件设备，为上层应用软件提供统一的设备接口和访问机制。驱动程序需要包含OS相关内容，根据OS的驱动模型编写，并通过OS提供的接口访问硬件资源。

嵌入式系统

组成包括嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统、支撑软件以及应用软件。

特点：专用性强、技术融合、软硬一体、软件为主、资源较少、程序固化、需专门开发工具和环境、体积小、价格低、工艺先进、性能价格比高、系统配置要求低、实时性强、高安全性和可靠性要求。

分层结构：硬件层、抽象层、抽象层、操作系统层、中间件层、应用层

嵌入式数据库系统EOS

特点：微型化、代码质量高、专业化、实时性强、可裁减和可配置

实时操作系统（RTOS）

特点：完全嵌入性、可预测性、确定性

实时操作系统的特征