嵌入式系统设计师必读：层次架构与实时调度详解

本资源是一份全面的软考嵌入式系统设计师笔记，旨在帮助考生理解和掌握嵌入式系统的关键知识点。嵌入式系统是由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层构成的复杂体系。 首先，硬件层是基础，包括嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口。嵌入式系统的核心模块由微处理器、电源电路、时钟电路和存储器组成。其中，Cache作为缓存技术，用于优化微处理器对常用数据和代码的访问，提高系统性能。 中间层，即硬件抽象层（HAL）或板级支持包（BSP），其目的是屏蔽硬件差异，让上层软件开发者无需关心底层细节。设计BSP需要涵盖嵌入式系统硬件初始化、BSP功能的实现以及硬件驱动的设计。初始化过程分为片级、板级和系统级，确保硬件和软件环境的正确配置。 系统软件层是构建在RTOS之上的，它包括文件系统、图形用户界面（GUI）、网络系统和通用组件模块。RTOS是实时应用软件的基础，提供任务管理和资源调度。 应用软件则是基于RTOS开发的实际应用，满足特定领域的功能需求，如工业控制、物联网等。 嵌入式系统的定义强调了它以应用为中心，采用计算机技术，具备高度定制性，同时需考虑诸如功耗、体积和成本等因素。系统发展经历了无操作系统、简单操作系统、实时操作系统和互联网集成等阶段。 知识产权核（IP核）作为系统芯片（SOC）的关键构建块，具有重复使用价值，设计上可分为软核、固核和硬核，反映不同层次的实现方式。 实时系统的调度是关键概念，包括确定任务执行时间和资源分配。抢占式调度如uCOS，优点在于实时性强、响应快，但可能因频繁上下文切换导致效率损失；而非抢占式调度则按时间片分配资源，适合于对任务执行顺序要求严格的场景。 这份笔记覆盖了从嵌入式系统架构到实时系统调度的全面内容，对于备考软考嵌入式系统设计师的考生来说，具有极高的参考价值。深入理解和掌握这些知识点，有助于顺利通过考试并提升在嵌入式系统领域的专业能力。