是主要考虑以下因素:输出电压电流、输入电压电流(交流还是直流)、安全因素、体积限制、功耗限制、成本限制。
常用的电源模块是交流变直流(AC-DC)模块、直流变直流模块(DC-DC)、低压稳压器
(LDO)。稳压器包括普通稳压器和低压差稳压器LDO。78XX系列属于普通稳压器,LM2576/2596为开关稳压芯片,CAT6219/AS2815/1117/2908等属于低压稳压器。稳压器的最大特点就是低噪声、低成本、纹波小、精度高、电路简单。
(2)基于ARM内核的典型嵌入式芯片的硬件组成
1)存储器及控制器
片内程序存储器通常是用Flash ROM,一般配有几KB到几MB不等。片内数据存储器通常使用SRAM,一般几KB到几百KB。 2)中断控制器
一般采用向量中断(VIC)或嵌套向量中断(NVIC)。Cortex-M支持嵌套的向量中断。 3)DMA控制器(直接存储器访问控制器)
使用DMA控制器,可将数据块从外设传输至内存、从内存传输至外设或从内存传输至内存。
4)电源管理与时钟控制器
5)GPIO接端口(General Purpose Input Output通用输入/输出端口)
作为输入时具有缓冲功能,而作为输出是具有锁存功能,GPIO也可以作为双向I/O使用。在ARM处理芯片中,GPIO引脚通常是多功能的,以减少引脚数,减少功耗。 6)定时计数组件
主要包括看门狗定时器(WDT) 监视着程序的运行状态 Timer通用定时器 用于一般的定时
RTC可直接提供年月日时分秒,使应用系统具有独立的日期和时间
脉冲宽度调制解调器(PWM) 用于脉冲宽度的调制,比如电机控制、用于变频调整等。
7)模拟通道组件
8)互联通信组件
(3)ARM的AMBA总线
1)NXP的典型ARM芯片 2)TI的典型ARM芯片 3)Samsung的典型ARM芯片 4)Atmel的典型ARM芯片
11
(4)常用ARM嵌入式处理芯片
5)ST的典型ARM芯片 6)Freescale的典型ARM芯片 7)Nuvoton的典型ARM芯片 8)Intel的典型ARM芯片 9)其他ARM芯片厂家
1)性价比原则 性能高,价格低 2)参数选择原则
ARM内核(指令流水线、支持Thumb/Thumb-2指令集、最高时钟频率的限制、最低功耗要求以及低成本要求)
系统时钟频率(频率越高,处理速度越快;通常ARM芯片的速度主要取决于ARM内核) 芯片内部存储器的容量
片内外围电路(GPIO外部引脚条数、定时计数器、LCD液晶显示控制器、多核处理器、ADC、通信接口)
(5)嵌入式处理芯片的选型
2.嵌入式系统的存储器(层次结构,分类,性能指标;片内存储器,片外存储器,外部存储设备等)
3.I/O接口、I/O设备以及外部通信接口(GPIO、I2C、SPI、UART、USB、HDMI等;键盘、LED、LCD、触摸屏、传感器等;RS-232/RS-485、CAN、以太网和常用无线通信接口) (1)GPIO(通用输入输出接口)
在嵌入式处理器内部,输入具备缓冲功能,输出具有锁存功能。GPIO一般有三态:0态、1态、高阻状态。
(2)集成电路互连总线接口IIC
集成电路互连总线用于连接嵌入式处理器及外围器件,采用串行半双工传输的总线标准。 IIC总线具有的接口线少,控制方式简单,器件封装紧凑,通信速率较高(100kb/s,400kb/s,IIC总线的操作时序
IIC总线只有两条信号线,一条是数据线SDA,另一条是时钟线SCL,所有的操作均通过
高速模式可达3.4Mb/s)等优点。
这两条信号线完成。数据线SDA上的数据必须在时钟的高电平周期保持稳定,它的高/低电平状态只有在SCL时钟信号线是低电平时才能改变。
1)启动和停止条件
总线上的所有器件都不使用总线时,SCL线和SDA线各自的上拉电阻把电平拉高,使它
们均处于高电平。主控制器启动总线操作的条件是当SCL线保持高电平时SDA线有高电平转为低电平,此时主控制器在SCL产生时钟信号,SDA线开始传输数据。若SCL线为高电平时SDA由低转为高,则总线工作停止,恢复空闲状态
2)数据传送格式 3)应答(ACK)信号传送 4)读/写操作
12
5)总线仲裁 6)异常中断条件
(3)串行外设接口SPI
(4)串行异步通信接口UART (5)高清多媒体接口HDMI
(6)常用简单输入设备(键盘、触摸屏、传感器) (7)常用简单输出设备(LED、数码管、LCD、)
(8)基于UART的RS—232/RS—485 CAN总线接口 以太网通信接口常用无线通信接口(GPS模块、GPRS模块、WiFi模块、蓝牙模块、射频无线收发模块)
4.基于ARM内核的典型嵌入式处理芯片(S3C2410/S3C2440芯片的内部结构,如片上总线、DMA、时钟控制、中断控制、GPIO、UART、I2C、SPI、Timer、RTC、WDT及其他硬件组件)
四、嵌入式系统软件
1.嵌入式系统的软件组成与实时操作系统(嵌入式系统软件组成,嵌入式操作系统的发展,实时系统与实时操作系统,微内核与宏内核,嵌入式操作系统的仿真平台等)
2.板级支持软件包(BSP)和引导加载程序Bootloader(硬件抽象层HAL,BSP的功能和移植,Bootloader的执行过程,U-boot及其移植等)
3.嵌入式Linux操作系统(嵌入式Linux的发展和自由软件,嵌入式Linux内核的结构、系统调用接口,常见嵌入式Linux等)
4.嵌入式操作系统μC/OS-II(基本特点、代码结构、任务管理与调度、任务通信、中断处理、移植等)
五、嵌入式系统的开发
1.嵌入式系统的开发过程和工具(开发步骤,交叉开发平台和工具,系统的调试工具等)
2.系统开发工具软件(ADS、RVDS的特点与使用,GCC的常用命令与参数)
3.以S3C2410/S3C2440为背景的应用系统开发(硬件接口及部件的综合使用;无操作系统环境下的系统开发;μC/OS-II环境下的系统开发)
13
一 单项选择题
1. 世界上第一台计算机研制成功的年代是( C ) Α.1944年 B.1945年C.1946年 D.1947年 2. 十进制数235,用二进制表达为( A )
Α.11101011 B.11101010 C.11101001 D.11101110
3. ARM采用定长指令格式,所有指令都是32位,Bit[31:28]为( B ) Α.目标寄存器编码 B.条件执行 C.指令操作符编码 D.永远是0 4. 8080处理器是( C )
Α.32位处理器 B.16位处理器 C.8位处理器 D.4位处理器 5. 把微处理器与外部设备相连接的线路称为( D ) Α.电源线 B.控制线 C.数据线 D.总线 6. 嵌入式软件开发构建阶段的第一步是( A ) Α.编译 B.链接 C.定址 D.打包 7. 以下有关进程和程序的说法错误的是( D ) Α.进程是动态的 B.程序是静态的
C.一个程序可以对应多个进程 D.程序就是进程 8. 微软开发的嵌入式操作系统是( C )
Α.RT-Linux B.MontaVista C.Windows CE D.VxWorks 9. ROM监视器是一个小程序,驻留在嵌入式系统的( B ) Α.RAM中 B.ROM中 C.Flash中 D.DOM中
10.直接存储器存取的英文缩写是( A )
14
Α.DMA B.DRAM C.ISA D.IRQ 11. 以下不是嵌入式系统应用领域的是( C )
Α.移动电话 B.汽车电子 C.办公系统 D.军工航天 12. 十进制数235,用八进制表达为( C ) Α.351 B.352 C.353 D.354
13. ARM采用定长指令格式,所有指令都是32位,Bit[27:26]为( C ) Α.目标寄存器编码 B.指令操作符编码 C.永远是0 D.条件执行 14. 80286处理器是( B )
Α.32位处理器 B.16位处理器 C.8位处理器 D.4位处理器 15. 厂家和用户为性能扩充或作为特殊要求使用的信号线称为( A ) Α.备用线 B.控制线 C.数据线 D.总线 16. 嵌入式软件开发构建阶段的第二步是( B ) Α.编译 B.链接 C.定址 D.打包 17. 以下有关进程和程序的说法错误的是( B ) Α.进程是动态的
B.一个进程可以对应多个程序 C.一个程序可以对应多个进程 D.程序不是进程
18. WindRiver公司开发的嵌入式操作系统是( A )
Α.VxWorks B.MontaVista C.Windows CE D.RT-Linux 19. GDB中,用来设置断点的命令是( D )
15