嵌入式系统工程师学习笔记

嵌入式系统工程师的学习涉及到多个层面的知识，包括嵌入式系统的定义、发展历程、组成结构、实时系统的特性以及嵌入式微处理器的体系结构等。以下是对这些知识点的详细阐述： 1. **嵌入式系统定义**：嵌入式系统是以特定应用为目标，基于计算机技术，强调可定制性、可靠性和效率的专用计算机系统。其发展历程可分为四个阶段：无操作系统阶段、简单操作系统阶段、实时操作系统阶段和互联网阶段。 2. **嵌入式系统组成**：包括硬件层、中间层（硬件抽象层HAL或板级支持包BSP）、系统软件层和应用软件层。硬件层主要由微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口构成，其中Cache用于加速数据处理。中间层负责隔离硬件和软件，提供标准化接口。系统软件层主要包含RTOS、文件系统、图形用户界面和网络系统等。应用软件层则根据具体应用需求开发。 3. **实时系统**：实时系统能够在规定时间内完成任务并对外部事件作出快速响应。硬实时系统对时间约束非常严格，而软实时系统允许偶尔的延迟。实时系统的特点包括时间约束性、可预测性、可靠性和与环境的交互性。 4. **实时系统的调度**：调度是决定任务执行顺序的关键。抢占式调度允许高优先级任务中断低优先级任务，而非抢占式调度则按时间片分配。静态表驱动策略预先规划任务执行，优先级驱动策略则根据任务优先级执行。 5. **嵌入式微处理器体系结构**：主要包括冯诺依曼结构和哈佛结构。冯诺依曼结构的程序和数据共享存储空间，而哈佛结构将两者分离。此外，CISC（复杂指令集计算机）和RISC（精简指令集计算机）的区别在于指令数量和执行效率。 6. **处理器架构比较**：CISC拥有丰富的指令集，执行效率依赖于硬件优化，而RISC则简化指令，降低硬件复杂度，提高执行速度，通常使用流水线技术提升性能。 对于嵌入式系统工程师来说，理解这些基本概念和原理至关重要，因为它们是设计、开发和调试嵌入式系统的基石。在准备笔试和面试时，对这些知识点的深入掌握能帮助候选人更好地应对各种挑战，提升职业竞争力。