一：嵌入式系统概述 1嵌入式定义
2嵌入式与通用计算机
A.嵌入式系统具有应用针对性
B.嵌入式系统硬件一般对扩展能力要求不高
C.嵌入式一般采用专门针对嵌入式应用设计的处理器 D.嵌入式不一定有操作系统 E.嵌入式一般有实时性要求
F.嵌入式一般有较高的成本控制要求 G.嵌入式系统软件一般有固化的要求
H.嵌入式系统软件一般采用交叉开发的模式
I.嵌入式在体积，功耗，可靠性和环境适应性上一般有特殊要求 J.嵌入式标准化程度不高 3嵌入式系统的组成
嵌入式系统包括硬件和软件两个组成部分
嵌入式系统硬件部分一嵌入式处理器为核心，扩展存储器和外部设备控制器 嵌入式系统软件运行在硬件平台之上，硬件抽象层向下管理硬件资源，向上为操作系统提供一个虚拟硬件平台，是操作系统支持多硬件平台的关键 4嵌入式的分类
A.按处理器位宽分类 B.按有无操作系统
C.按实时性（硬实时：一定，软实时：从统计角度） D.按应用分类
二：嵌入式处理器 1嵌入式处理器的原理
A.嵌入式的指令系统（一条完整的指令包括操作码和操作数） B.嵌入式处理器的类型
根据结构可分为哈弗结构（数据指令分开存储，使用两套彼此独立的存储总线，故可以同时访问程序和指令）和冯诺依曼结构（程序指令和数据采用统一的存储器，寻址不能同时进行） 根据指令格式的不同可以分为复杂指令计算机处理器（CISC)和精简指令计算机处理器（RISC) RISC的最大特点是指令长度固定，指令种类少，寻址方式种类少，大多数是简单指令且都能在一个时钟周期内完成，易于设计高性能的流水线。
RISC还有特点（1）芯片面积小（2）开发时间段（3）性能高 C.嵌入式处理器的结构 （1）运算器
包括算数逻辑单元，累加器，暂存器及标志寄存器等 （2）控制器
指令寄存器，指令译码器，逻辑控制电路 （3）寄存器阵列及连接各部分的内部总线 D.大端方式和小端方式
E.影响嵌入式处理器性能的因素 （1）主频
（2）指令效率与单指令执行所需要的时间 （3）处理器的字长 （4）内存总线速度 （5）高缓存设计
（6）CPU的系统构架 2.嵌入式处理器的分类 （1)嵌入式微处理器 （2)嵌入式微控制器 （3)嵌入式DSP （4)嵌入式片上系统 3.嵌入式处理器的特点
（1）嵌入式处理器种类繁多，功能多样且性能跨度大 （2）嵌入式处理器功耗低
（3）提供灵活的地址空间寻址能力 （4）支持灵活的功耗控制
（5）功能密集，提供丰富的外部接口 4.8051单片机
（1）采用哈弗结构，除了一个8位处理器核心外，还集成了中断控制器，RAM,ROM,定时器和通用异步收发器。 （2）主要特征：
5ARM处理器及实例 A.ARM处理器片内总线
6嵌入式X86处理器及实例 7DSP处理器及实例
实际应用中有两种形式：一：一种是作为主处理器的协处理器，，，，，， 8SOC处理器及实例
9：嵌入式处理器的选择
10：嵌入式处理器的JTAG调试接口 它在嵌入式开发过程中的重要作用 A.硬件基本功能的测试 B.软件下载 C.软件调试 D.Flash烧写
三：嵌入式系统总线
1：计算机总线的基本概念
2嵌入式系统总线的特点 A.机械结构上的差别
B.嵌入式系统对总线标准功能的补充 3：ISA总线原理
ISA总线最初是IMB公司为PC机制定的总线标准，采用8位数据宽度，能寻址1MB的地址空间。1984年IBM推出PC/AT系统，ISA从8位扩充到16位，地址线从20扩充到24条，可寻址空间达到16MB，16位ISA总线时钟频率为8MHz，峰值数据传输速率为8MB/S。 A:ISA总线信号 （1）地址信号 （2）数据信号 （3）总线命令信号 （4）时序控制信号 （5）DMA相关信号 （6）中断相关信号
（7）总线数据宽度控制信号 （8）其他信号 4：PCI总线原理
在嵌入式中以PC/104，CompactPCI,miniPCI等形式出现 A：pci总线的特点 （1）高性能
（2）资源丰富且成本低 （3）易于使用 （4）可扩展性好 （5）支持不同的平台 B：PCI总线信号 （1）系统信号
（2）地址与数据信号 （3）接口控制信号 （4）总线仲裁信号 （5）错误告信号 （6）中断信号 （7）附加信号
（8）64位总线扩展信号 （9）JTAG边界扫描信号 C：PCI设备的配置空间
PCI配置空间是PCI设备上一组256字节的特殊功能寄存器，用于存储与设备相关的信息，计算机系统根据配置空间实现对PCI总线设备的管理。 （1）配置空间的功能与组织 （2）设备标识
（3）设备控制寄存器 （4）设备状态寄存器 （5）基址地址寄存器 5：PC/104系列总线标准
6：CompactPCI总线
CompactPCI是PCI总线的另一种工业版本，采用Eurocard结构标准，主要应用在工业，军事，电信等行业。除了兼容桌面PCI总线所有的硬件和软件资源外，还有一个重要特点——支持热插拔，该技术对实现高可靠的计算机系统至关重要。 四：嵌入式系统常见电路
系统复位与电源监控，I2C总线，实时时钟和RS-232串行接口是嵌入式系统最常见的四种基本电路
1系统复位与电源监控 A.复位有四种类型 （1）上电自动复位 （2）手动复位 （3）看门狗复位
看门狗是一种定时器，必须由软件定期对该定时器进行清零，否则计时器到期将产生系统复位信号，看门狗可以使系统在软件崩溃/死机后自动复位。 （4）系统异常复位
B.复位与电源管理控制器
为了产生更可靠的系统复位，可以用专用复位管理控制器如MAX705 2I2C总线原理
I2C是一种简单的只有两条信号线的串行总线，在嵌入式中应用很广泛，尽管简单，她仍然能支持多主设备，并且具有总线仲裁的功能。 3.实时时钟 4.RS-232接口 RS-232串行接口是实现计算机与计算机以及计算机与外围设备连接的一种简单且成本低的方法，除了实现一般的数据通信外，在系统调试中还常用于实现程序下载和系统控制台的功能。
RS-232接口支持全双工传输方式，可同时收，发数据，接受方的接收比特率与发送方必须相同。
是串行接口，采用负逻辑。 第五章：嵌入式系统存储器 1静态随机存储器
SRAM容量小，成本高，在PC机中已经不作为主存使用，但他的接口简单，在嵌入式系统中还有很多应用，常与单片机，DSP等处理器配套使用。 比如
IDT7146静态RAM存储器 2双端口存储器（DPRAM) 双端口RAM是一种很特殊的存储器，有两套读写端口，可以同时被两个处理器访问，在嵌入式系统中常用于实现两个处理期间的紧耦合数据通信，相当于一个共享存储区。 3同步动态随机存储器（DRAM) DRAM容量大，成本低，在嵌入式系统应用很广泛 4NOR Flash Flash是嵌入式系统中常用的一类非易失性存储器分为NOR flash和NAND flash两类 5NAND flash 广泛应用于手机，PDA,数码相机，MP3播放器等 6串行EEPROM 小型价格低廉的EEPROM可作为flash的替代品
六嵌入式系统引导程序
引导程序是计算机系统上电或复位后，实现系统初始化，将系统引入一个可运行的状态，并将操作系统加载到系统RAM中运行的程序。 1.PC机中的引导程序
BIOS的主要功能是为计算机提供最底层，最直接的硬件设置和控制，包括硬件初始化，上电自测试，I/O设备管理，中断服务，引导加载操作系统等。
BIOS并不直接加载操作系统，而是加载操作系统引导程序，再把执行权交给引导程序，由引导程序继续完成操作系统的后续加载任务。 2.嵌入式系统中的引导程序 典型的嵌入式系统中，软件分为4个部分：引导程序，操作系统内核，文件系统和应用程序。应用程序和操作系统内核之间可能包括嵌入式图形用户界面。
在有操作系统的嵌入式计算机中，引导程序是必备的软件，完成上电初始化，加载操作系统并最终启动应用系统，在嵌入式系统中，通常由引导程序独立完成硬件初始化，上电自测试及操作系统加载启动等任务。 A.嵌入式系统引导程序的主要功能 (1)硬件初始化
(2)加载启动嵌入式操作系统 (3)提供人机交互命令
(4)支持目标机与开发机之间的通信 (5)支持FLASH烧写
B.引导程序有两种模式：启动加载模式和下载模式，系统的最终用户只关心启动加载模式，而下载模式对系统的开发与维护有很重要的作用。 3.嵌入式系统引导程序的启动过程
A.引导程序的执行过程可分为两个阶段：阶段1和阶段2.阶段1完成硬件初始化，工作模式设置等与硬件平台密切相关的操作，该阶段的程序代码一般用汇编语言编写，阶段2完成一些相对高级，复杂的功能，如通信，文件下载，FLASH烧写，该阶段的程序代码一般由C语言实现。 B.阶段1 （1）硬件设备初始化
（2）为加载引导程序的阶段2代码准备RAM空间 （3）将阶段2二进制代码复制到RAM空间中 （4）设置好堆栈指针 （5）执行阶段2程序代码 C.阶段2 （1）其他硬件设备的初始化 （2）检测系统内存映射
（3）将操作系统内核映像及文件系统映像从FLASH读取到系统RAM中 （4）为内核设置启动参数 （5）调用内核 4.U-Boot 是一种应用广泛的嵌入式引导程序 七嵌入式操作系统
嵌入式实时操作系统具有模块化，可移植，可定制，高实时，高可靠等特点。， 1概述 A.与桌面 操作系统相比，嵌入式操作系统一下特点： （1）模块化，可定制 （2）实时性强 （3）资源占用少 （4）稳定性要求高 （5）代码有固化要求
（6）具有良好的硬件适应性，便于移植 2.嵌入式操作系统硬件抽象层 3嵌入式操作系统实时性 A.实时系统具有以下特点
（1）实时系统具有复杂的约束性 （2）实时任务的执行具有可预测性 （3）实时系统具有高可靠性的要求 （4）实时系统需要与外部环境进行交互 （5）实时系统需要满足一定的峰值负荷要求 B.嵌入式系统实时性 C.裸机中的实时软件设计 D.嵌入式实时操作系统
（1）通用操作系统与嵌入式操作系统差异 a.任务调度策略不同 b.内存管理方式不同 c.中断处理方式不同
d.共享资源的互斥访问机制不同
e.系统调用和系统内部操作的时间开销有差别 f.系统的可重入性 g.辅助工具
（2）实时操作系统的一些要求 a.直接访问存储 b.高速缓存
(3)评价实时操作系统的方面 a.任务调度机制 b.内存管理 c.最小内存开销
d.中断禁止时间与中断延迟时间 e.任务切换时间 4.嵌入式Linux A.嵌入式Linux的特点 （1）支持多硬件平台 （2）高效稳定的系统内核 （3）开放源码，软件丰富 （4）完善的开发工具 （5）完善的网络通信 （6）支持多种文件系统 （7）支持多种图形用户界面 B.常见的嵌入式Linux操作系统 （1）RTLinux （2）uCLinux （3）EOSunx和Midnux （4）
