### 清华大学ARM培训教材知识点总结
#### 一、嵌入式系统硬件构成
**1.1 嵌入式系统硬件**
- **1.1.1 嵌入式处理器**
- **1.1.1.1 嵌入式微处理器(EMPU)**
- EMPU是专门为嵌入式应用设计的处理器，具有高性能、低功耗等特点。
- **1.1.1.2 嵌入式微控制器(MCU)**
- MCU将CPU、存储器、输入/输出接口等集成在一个芯片上，适用于成本敏感的应用场景。
- **1.1.1.3 嵌入式DSP处理器(EDSP)**
- EDSP专为高速数字信号处理而设计，广泛应用于音频和视频处理等领域。
- **1.1.1.4 嵌入式片上系统(System On Chip, SoC)**
- SoC将整个计算机系统的主要组件集成到一个芯片上，提供高度集成化的解决方案。
- **1.1.1.5 嵌入式处理器的选择**
- 选择嵌入式处理器时需考虑应用需求（如计算能力、功耗、成本等）、软件支持情况以及生态系统等因素。
- **1.1.2 存储器**
- **1.1.2.1 ROM**
- 只读存储器用于存放固定的程序或数据，如引导加载程序。
- **1.1.2.2 RAM**
- 随机存取存储器是嵌入式系统中的主要工作内存，用于运行时的数据存储。
- **1.1.3 输入输出设备**
- **1.1.3.1 液晶显示(LCD)**
- LCD显示器在嵌入式系统中非常常见，用于显示文字和图像。
- **1.1.3.2 触摸屏**
- 触摸屏技术使得用户可以直接通过触摸屏幕来操作设备。
- **1.1.3.3 语音输入输出技术**
- 通过麦克风采集声音，并通过扬声器输出声音，实现人机交互。
- **1.1.3.4 键盘**
- 键盘作为输入设备，用于接收用户的指令输入。
- **1.1.4 电源转换与管理**
- **1.1.4.1 电源IC分类**
- 电源IC根据其功能可以分为多种类型，如DC-DC转换器、LDO稳压器等。
- **1.1.4.2 电源IC的特点**
- 电源IC通常具备高效率、小型化、易于集成等特点。
- **1.1.4.3 电源IC选用指南**
- 选择电源IC时需要考虑输出电压范围、电流负载能力、工作温度范围等因素。
**1.2 嵌入式系统硬件开发相关技术**
- **1.2.1 接口技术**
- **1.2.1.1 并行接口**
- 并行接口适用于短距离、高速度的数据传输。
- **1.2.1.2 串口**
- 串行接口用于长距离、较低速度的数据传输。
- **1.2.1.3 USB**
- USB接口支持热插拔，广泛应用于各种外部设备连接。
- **1.2.1.4 PCMCIA和CF**
- 这些接口主要用于扩展卡，如网络卡、存储卡等。
- **1.2.1.5 红外线接口**
- 红外线接口用于无线通信，但传输距离有限制。
- **1.2.2 总线**
- **1.2.2.1 ISA**
- ISA总线是一种早期的计算机总线标准。
- **1.2.2.2 PCI**
- PCI总线提供更高的带宽和更广泛的设备支持。
- **1.2.2.3 I2C总线**
- I2C总线是一种双向两线制串行总线，用于连接低速设备。
- **1.2.2.4 SPI总线**
- SPI总线是一种全双工同步串行接口，适合于高速数据传输。
- **1.2.2.5 PC104总线**
- PC104总线是一种紧凑型总线标准，常用于工业嵌入式系统。
- **1.2.2.6 CAN总线**
- CAN总线广泛应用于汽车电子系统中，支持多主控模式。
- **1.2.3 嵌入式系统开发常用的硬件调试和编程技术**
- **1.2.3.1 微代码支持的串口调试**
- 使用串口进行调试是嵌入式开发中最常见的做法之一。
- **1.2.3.2 编程技术**
- 包括使用汇编语言或高级语言进行编程。
- **1.2.3.3 JTAG与IEEE1149协议简介**
- JTAG接口用于在板测试和编程。
- **1.2.4 3.3V和5V装置的互连**
- 讨论了不同电压等级的设备如何安全地连接起来。
**1.3 嵌入式系统开发示例——EZ开发板**
- **1.3.1 系统性能**
- 描述了EZ开发板的基本性能指标。
- **1.3.2 系统硬件设计**
- **1.3.2.1 CPU与存储器模块**
- 介绍了CPU的选择和存储器配置。
- **1.3.2.2 LCD显示模块**
- 详细说明了LCD显示模块的设计细节。
- **1.3.2.3 串口模块**
- 串口模块用于与其他设备进行通信。
- **1.3.2.4 电源模块**
- 介绍电源模块的设计方案。
- **1.3.2.5 进入BOOTSTRAP电路模块**
- BOOTSTRAP电路模块用于启动加载程序。
- **1.3.3 TQFP和LQFP器件的焊接方法**
- 提供了TQFP和LQFP封装器件的焊接技巧。
- **1.3.4 硬件调试**
- 讨论了如何对EZ开发板进行硬件调试。
#### 二、操作系统
**2.1 基础知识**
- **2.1.1 操作系统功能**
- 操作系统负责管理计算机资源，为用户提供友好的接口。
- **2.1.2 操作系统发展史**
- 介绍了操作系统的发展历程，包括早期批处理系统、分时系统到现代多任务操作系统的发展。
- **2.1.3 Linux与嵌入式Linux**
- Linux作为一种开源操作系统，在嵌入式领域有着广泛的应用。
**2.2 操作系统内核**
- **2.2.1 内存管理**
- **2.2.1.1 内存管理功能**
- 内存管理负责分配和回收内存空间。
- **2.2.1.2 内存分割**
- 分割内存以满足不同应用程序的需求。
- **2.2.1.3 虚拟内存**
- 实现虚拟内存技术，提高内存利用率。
- **2.2.1.4 Linux的内存管理机制**
- 详细介绍Linux操作系统如何管理和优化内存使用。
- **2.2.2 进程与中断管理**
- **2.2.2.1 进程描述与控制**
- 进程是操作系统中的基本执行单元。
- **2.2.2.2 并发控制：互斥与同步**
- 互斥和同步机制用于解决多进程/线程之间的资源竞争问题。
- **2.2.2.3 并发控制：死锁处理**
- 死锁处理策略，避免多个进程永久等待资源的情况发生。
- **2.2.2.4 中断及中断处理**
- 中断处理机制用于响应外部事件。
- **2.2.2.5 Linux的进程与中断管理机制**
- Linux操作系统如何管理和调度进程及处理中断请求。
- **2.2.3 调度机制**
- **2.2.3.1 调度类型**
- 包括非抢占式调度和抢占式调度。
- **2.2.3.2 单处理器调度**
- 单处理器环境下的调度算法。
- **2.2.3.3 多处理器调度**
- 多处理器环境下的调度策略。
- **2.2.3.4 实时调度**
- 实时系统中的调度要求更加严格。
- **2.2.3.5 Linux的调度机制**
- Linux操作系统中的调度算法及其特点。
- **2.2.4 I/O设备**
- **2.2.4.1 I/O设备描述参数**
- 定义了I/O设备的基本属性。
- **2.2.4.2 I/O技术的演变**
- 介绍了I/O技术的发展历程。
- **2.2.4.3 I/O设备逻辑描述**
- 描述了操作系统如何识别和管理I/O设备。
- **2.2.4.4 I/O缓冲技术**
- I/O缓冲技术用于提高数据传输效率。
- **2.2.4.5 磁盘调度**
- 磁盘调度算法优化磁盘访问性能。
- **2.2.5 文件管理**
- **2.2.5.1 文件与文件系统**
- 文件系统是操作系统中用于组织和管理文件的方法。
- **2.2.5.2 文件组织与访问**
- 文件的物理存储结构及其访问方式。
- **2.2.5.3 文件共享**
- 文件共享机制允许多个用户或进程访问同一个文件。
- **2.2.5.4 记录分块**
- 文件记录的划分方式。
- **2.2.5.5 外围存储设备管理**
- 如何管理外部存储设备，如硬盘驱动器、闪存卡等。
- **2.2.5.6 Linux的文件系统管理**
- Linux操作系统中的文件系统管理技术。
**2.3 用户界面**
- **2.3.1 图形用户界面**
- **2.3.1.1 基本知识**
- GUI的基本组成元素，如窗口、菜单、按钮等。
- **2.3.1.2 关键技术**
- 实现GUI的关键技术，包括图形渲染、事件处理等。
- **2.3.2 智能化用户界面**
- **2.3.2.1 Agent技术**
- Agent技术使用户界面更加智能化。
- **2.3.2.2 Agent技术与用户界面的结合**
- 将Agent技术应用于用户界面设计的例子。
- **2.3.3 Linux下的用户界面**
- **2.3.3.1 X Window简介**
- X Window系统是Linux中最常见的图形用户界面框架。
- **2.3.3.2 X服务器**
- X服务器的功能和架构。
- **2.3.3.3 窗口管理器**
- 窗口管理器用于管理窗口布局和外观。
#### 三、嵌入式Linux
**3.1 嵌入式Linux内核**
- **3.1.1 嵌入式Linux综述**
- 概述了嵌入式Linux的特点和发展现状。
- **3.1.2 uClinux**
- **3.1.2.1 uClinux的内存管理**
- 由于uClinux不支持MMU，因此其内存管理方式与标准Linux有所不同。
以上是《清华大学ARM培训教材》中的主要知识点总结，这些内容覆盖了嵌入式系统的基础硬件、软件开发以及操作系统等方面的知识，对于学习嵌入式系统开发的人来说是非常宝贵的资源。
