嵌入式系统原理详解:概念、操作系统与应用

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该资源是关于《嵌入式系统原理》的考题题库及答案,适用于大学和研究生课程学习,旨在帮助学生深入理解和掌握嵌入式系统的基础知识。 嵌入式系统是计算机科学领域的一个关键分支,它涉及到在特定应用环境中设计和实施专用的计算机系统。嵌入式系统的定义可以从两个角度理解:外包法和内涵法。外包法强调以应用为中心,注重计算机技术的适应性,包括功能、可靠性、成本、体积和功耗的定制。内涵法则关注提高对象系统的智能化、控制能力和人机交互性。这两种定义共同描绘了嵌入式系统的核心特性,即它们是为特定任务而设计的,并且通常需要高效、低功耗地运行。 嵌入式操作系统是嵌入式系统的核心组成部分,是为特定行业或应用定制的操作系统,具有封装、裁剪和融合的特点。它负责管理硬件资源,并为上层应用提供接口,介于硬件、引导层和应用软件之间。嵌入式微处理器是嵌入式系统中的关键组件,具备强大的中断处理、I/O操作、内存管理和能耗管理能力,可定制多种架构以满足不同计算需求。 嵌入式产品是实际应用中的设备,如手机、PDA、智能家电等,它们内含嵌入式系统,但不等同于系统本身,更像是一种包含“钢筋”(嵌入式系统)的“混凝土”结构。数学模型和控制数学模型在嵌入式系统设计中扮演重要角色,用于描述系统的特性和控制策略,通过指令机构、控制器、执行装置和传感检测等元素实现精确控制。 JAVA虚拟机(JVM)是嵌入式系统中可能用到的技术之一。JVM是一个软件实现的计算机,能够执行Java目标代码,提供了一种跨平台的执行环境,使得Java程序能在不同的硬件平台上运行。虚拟机的概念允许软件在不依赖具体硬件的情况下实现指令执行,增加了软件的移植性和兼容性。 总结起来,这个题库涵盖了嵌入式系统的基本概念,包括其定义、组成、操作系统、微处理器、产品形态以及数学模型和虚拟机技术的应用,对于学习和理解嵌入式系统原理有着重要的参考价值。
2021-10-21 上传
【目  录】: 第1篇系统篇 第1章嵌入式系统概述3 1.1嵌入式系统的定义和特点3 1.1.1嵌入式系统的定义3 1.1.2嵌入式系统和通用计算机比较4 1.1.3嵌入式系统的特点5 1.2嵌入式系统的硬件6 1.2.1嵌入式处理器7 1.2.2嵌入式存储器15 1.2.3嵌入式I/O设备18 1.2.4嵌入式I/O接口18 1.3嵌入式系统的软件21 1.3.1无操作系统的嵌入式软件22 1.3.2带操作系统的嵌入式软件24 1.4嵌入式系统的分类27 1.4.1按硬件(嵌入式处理器)划分27 1.4.2按软件复杂度划分27 1.4.3按实时性划分28 1.4.4按使用对象划分28 1.5嵌入式系统的应用28 1.5.1国防军事28 1.5.2工业控制29 1.5.3消费电子30 1.5.4办公自动化产品30 1.5.5网络和通信设备30 1.5.6汽车电子31◆嵌入式系统原理及应用目录1.5.7金融商业31 1.5.8生物医学32 1.5.9信息家电32 1.6本章小结34 习题134 第2章嵌入式系统开发35 2.1嵌入式系统的开发环境、开发工具和调试方式35 2.1.1嵌入式系统的开发环境35 2.1.2嵌入式系统的开发工具37 2.1.3嵌入式系统的调试方式43 2.2嵌入式系统的开发语言50 2.2.1嵌入式硬件开发语言50 2.2.2嵌入式软件开发语言51 2.3嵌入式系统的开发过程53 2.3.1需求分析54 2.3.2系统设计55 2.3.3系统实现61 2.3.4系统测试70 2.3.5系统发布73 2.4嵌入式开发工程师之路74 2.4.1嵌入式行业和人才的现状分析74 2.4.2嵌入式开发工程师的能力要求74 2.4.3嵌入式开发工程师的进阶之路75 2.5本章小结77 习题278 第2篇内核篇 第3章ARM CortexM3处理器81 3.1ARM CortexM3组成结构81 3.1.1CortexM3内核82 3.1.2调试系统84 3.2ARM CortexM3总线接口86 3.2.1CortexM3总线接口类型87 3.2.2CortexM3总线连接方案88 3.3ARM CortexM3编程模型89 3.3.1工作状态89 3.3.2数据类型89 3.3.3寄存器89 3.3.4指令系统93 3.3.5操作模式和特权分级96 3.3.6异常和中断98 3.3.7双堆栈机制105 3.4ARM CortexM3存储器系统107 3.4.1存储器映射107 3.4.2位带操作110 3.4.3存储格式112 3.5ARM CortexM3的低功耗模式113 3.6本章小结114 习题3115 第4章基于ARM CortexM3的STM32微控制器117 4.1从CortexM3到基于CortexM3的MCU117 4.2基于CortexM3的STM32系列微控制器概述118 4.2.1产品线118 4.2.2命名规则124 4.2.3生态系统125 4.2.4开发方法131 4.2.5学习之路134 4.3STM32F103微控制器基础136 4.3.1概述136 4.3.2主系统结构137 4.3.3功能模块139 4.3.4引脚定义140 4.3.5存储器组织141 4.4STM32F103微控制器的最小系统145 4.4.1电源电路145 4.4.2时钟电路148 4.4.3复位电路149 4.4.4调试和下载电路150 4.4.5其他151 4.5STM32F103微控制器的时钟系统153 4.5.1输入时钟153 4.5.2系统时钟155 4.5.3由系统时钟分频得到的其他时钟155 4.5.4STM32F10x时钟系统相关库函数157 4.6STM32F103微控制器的低功耗模式162