1、嵌入式系统的特点、分类、发展与应用。
嵌入式系统的特点：
螺纹套套1.专用性2.隐蔽性3.资源受限4.高可靠性5.实时性6.软件固化
嵌入式系统的分类和发展：
嵌入式系统分类有很多种：用途分类、实时性分类、产品形态分类、系统的复杂程度分类。
用途：军用、工业、民用。
实时性：非实时性、软实时性和硬实时性。
产品形态：系统级产品（以标准机柜形式提供的工控机PC104模块等）、板级产品（带CPU的主板及OEM产品）、片级产品（Soc、DSP、MCU、微处理器等）。
复杂程度：低端、中断、高端。
低端：采用4位/8位单片机（计算器，电子玩具，充电器，空调等）。
中断：采用8位/16位单片机或32位处理器（普通手机、摄像机，电视游戏机等）。
高端：采用32位/64位处理器，支持连接网络（智能手机。高端数码摄像机等）。
嵌入式系统发展：
20世纪60年代：导航计算机采用嵌入式系统。
20世纪70年代：真正意义上的嵌入式系统从20世纪70年代发展起来的。
20世纪80年代：许多外围电路被集成到处理器芯片中，以8位到16位处理器为主，通用性差，CPU种类多，低兼容等。
20世纪90年代集成电路进入超深亚微米乃至纳米加工时代，Soc出现。以32位精简指令集计算机处理器（RISC）和嵌入式操作系统（EOS）位标志。
混合3ph古代至今~，向高端扩展，操作系统内核精小，功能完善，模块化程度高，开发工具齐备，嵌入式应用软件丰富发展。
二、嵌入式系统的组成与微电子技术（集成电路、SOC、IP核等技术的作用和发展）。 处理器由运算器、控制器、寄存器、高速缓冲存储器Cache等部件组成。
有些嵌入式系统会包含多个处理器，他们各有其不同的任务，其中负责运行系统软件和应用软件的主处理器成为CPU，其余的都是协处理器，例如数字信号处理器、图形处理器、通信处理器等。CPU是任何计算机不可或缺的核心部件。CPU 的字长有4位，8位，16位，32位，64位之分。字长指的是CPU中通用寄存器和定点运算器的二进位宽度。现在嵌入式系统中使用最多的是8位和16位CPU，但是32位和64位是技术发展的主流。通用计算机以64位为主。
嵌入式系统的性能很大程度是由CPU决定的：主频、指令系统、高速缓冲寄存器的容量与结构、逻辑结构。
存储器包括随机存取存储器RAM和只读存储器ROM
RAM为易失性存储器包括：动态随机存储器DRAM和静态随机存储器SRAM。DRAM用作正在运行处理的程序数据的工作存储器；SRAM则用作程序和数据的高速缓冲寄存器Cach
e。
ROM分为：掩膜只读存储器Mask ROM、电可擦除可编程制度存储器EEPROM、闪速存储器Flash ROM。 Flash ROM分为两类：非型NOR Flash 和与非型 NAND Flash。NOR Flash中的数据以字节为单位可直接被CPU执行。而NAND以行（页）的形式，先被RAM读取，再使用。扩充：iPhone5s采用的Soc芯片A7，片内包含三级Cache存储器（64kB+64KB，1MB，4MB），还以堆叠的方式安装了1GB的DRAM和NAND Flash ROM 16GB、32GB、64GB供用户使用。无扩充存储器（集成在电路板上的））。
I/O设备分为人机交互（键盘等）和机机交互（各种传感器），I/O接口从数据传输来看，有并行和串行之分；从物理连接方式来看有无线和有线之分；从是否能连接多个设备来看分为总线和独占式。
数据总线简称总线，由传输线和控制电路组成，将系统内部部件连接在一起的位内部总线，与外部组件进行连接的外部总线。
软件分为低端和高端嵌入式系统软件，低端的不需要操作系统，只需要配置一个监控程序，若干设备驱动程序和事件处理程序即可；高端嵌入式系统的软件包括：板级支持包（BSP），设备驱动程序、实时操作系统、中间件以及嵌入式应用软件等组成。
BSP和驱动程序属于底层软件，是操作系统和硬件的抽象层，负责屏蔽具体的硬件细节和差异。向操作系统提供统一的标准接口。
实时操作系统是整个嵌入式系统的核心。完成任务调度、存储分配、文件管理、人机交互等功能，应用软件的平台。
中间件位于实时操作系统和应用软件之间。为上层的应用软件提供开发和运行环境。由于它向应用软件提供统一的标准接口，使应用软件的开发独立于硬件和操作系统，使应用软件在不同系统上运行，降低开发成本。
嵌入式处理芯片
嵌入式CPU个特点：1.支持实时处理2.低功耗3.结构可扩展4.集成了测试芯片。
嵌入式处理器4种产品类型：1.微处理器2.数字信号处理器3.微控制器4.片上系统（Soc）。
电子设计自动化（EDA），随着EDA水平和VLSI制造技术飞速发展，半导体加工工艺已经从微米、亚微米进入深亚微米，单个芯片可以简称几亿个甚至几十亿哥晶体管，因而可以把计算机或其他一些电子系统的电路全部集成在单个芯片上，这种芯片简称片上系统。
Soc芯片的设计流程：1.总体设计、2.逻辑设计、3.综合与仿真、4.芯片制造
IP核及其复用：知识产权核。
三、数字媒体基础（文本、图像和音频/视频等数字媒体的表示和处理）。 数字文本：
将文字输入嵌入式系统的方式有两种：一种是基于汉字拼音的键盘输入；另一种是用手指或专门的笔在触屏上进行书写。无论哪种途径，输入的数字文本在系统内部均采用二进制编码。
西文编码：ASCII码是7位编码，最高位一般在计算机内部通常保持为0，在数据传输中为奇偶校验位。（西方国家）
中文编码：国家标准有GB2312和GB18030。GB2312包含3755个一级常用汉字和3008个二级常用汉字，此外还有682个图形符号（包括拉丁字母，俄文，日文，汉语拼音等），采用16位二进制表示，GB2312仅有6763个汉字，而且为简体字，明显不够用；GB18030，共含有11万个字符，其中7万汉字，GB18030采用不等长的编码方式，包括单字节编码（128个）ASCII字符，与ASCII码兼容，双字节表示汉字，与GB2312保持兼容，还有158万个四字节编码用于表示其他字符。（我国）
UCS/Unicode编码：随着经济全球化趋势的加快，使用计算机统一处理，存储和传输包含世界各地各种语言文字的需求日益迫切。目前Unicode共约11万个字符，其中包括：拉丁字母，音节文字，数字符号，中日韩统一汉字（CJK）等。为了适应各种不同的平台，UCS/Unicode码在计算机实现采用不同的编码方案，最常用的两种：UTF-8和UTF-16.UTF-8是单字节可变长编码，ASCII码还是用单字节表示，而拉丁字母等用双字节，CJK同3字节表示，不常用的用四字节表示，被Linux广泛使用。UTF-16是双字节可变长编码，ASCII码，拉丁，CJK汉字都是双字节表示，其他的不常用的用4字节表示。（国际）
文本类型：简单文本（.txt），丰富格式文本(.doc .html .pdf)，超文本(网页)。
文本的制作和展现：制作用WPS，Word，Openoffice writer等；展现：字符的描述有两种方法：点阵法和轮廓法。
数字图像
数字图像的获取：扫描->分->取样->量化；
主要参数：图像大小，位平面数目，像素深度，颜模型。图像大小：800×600，最高1920×1080；位平面数目：即像素颜分量的数目，黑白或灰度图像只有一个位平面，彩图像有3个或者更多。像素深度：单图像，像素深度为8位，总数为256.
又如R、G、B三基，最多为1600多万种，这成为真彩。
数字图像常用文本格式及应用：
一幅图像的数据量计算公式：
图像数据量=图像水平分辨率×图像垂直分辨率×像素深度/8.（单位字节）
数据压缩可分为：无损压缩，和有损压缩。
无损压缩：BMP（Windows操作系统下使用标准图像文件格式），TIF（扫描仪），GIF（互联网广泛使用），PNG（主要在互联网）；有损压缩：JPEG（数码相机）。
数字音频与数字视频
音频/视频信息的数字化：取样->量化->编码。
数字音频的主要参数：波形声音的码率（每秒数据量）=取样频率×量化位数×声道数。
制卡
数字音频的压缩格式：未压缩：wav（支持广泛，存储空间大）；无损压缩：Flac，APE，M4A（苹果公司）；有损压缩：MP3（音乐，互联网），WMA（互联网，音乐），AC3（影院，数字电视），AAC（影院数字电视）。
数字视频的压缩：
国际标准MPEG格式（.dat .mpg .mp4 .vob .3gp .3g2）,和微软的AVI和ASF格式（适合流媒体）,苹果的QTFF格式（. Mov .qt目前互联网很多视频为RMVB格式，其中 .asf .wm
v .rm .rmvb .flv .f4v均支持流式传输，能够实时传输和实时播放;
四、网络通信技术（数字通讯与计算机网，TCP/IP协议，互联网接入技术等）。
检查井盖数字通信的传播技术：1）调制与解调技术、2）多路复用技术（分为时分复用和频分复用，时分复用是所有终端轮流在同一传输线上进行传输，频分复用将每个信号源发出的信号调制在不同的频率的载波上，通过多路复用器将他们复合成一个信号，在同一传输线上进行传输。光纤通信是频分复用的一种）、3）交换技术（电话交换技术，分组交换）。
计算机网络：由计算机等智能电子设备、数据通信链路（双绞线，同轴电缆，调制解调器，光缆，交换机等）、通信协议、网络软件组成。按类型分为：局域网，城域网，广域网。
局域网采用分组交换技术，发送设备必须把传输的数据分成小块，一次只能传输1帧数据，数据帧包括，发送设备的MAC地址，和接收设备的MAC地址还有校验信息。按结构分为：星型网，环形网，总线型网，混合型网等，按照控制方式分为：以太网，FDDI网和令牌网。早期使用集线器形成总线式以太网或共享式以太网。现在流行用高见光交换机构成交换式以太网，以太网中，每台终端设备通过网卡和网线（双绞线）链接到集线器或者转换机中。
无线局域网：主要是2.4GHz和5.8GHZ两个频段。采用IEEE 802.11(俗称wifi)。IEEE 802.11n能将传输速率提升到108Mb/s甚至更高，近些年使用的IEEE802.11ac协议能将传输速率提高到1000MB/s。无线接入点称为（WAP或AP）。无线接收点称为终端，需要配置网卡。
IP协议与路由器
IP地址：为使计算机统一编制，解决这个问题就要用TCP/IP中的IP协议。
IP地址第四版，又32位二进制构成，能形成36个IP地址可以使用。但是现在已经几乎分配完，开始使用IPV6，为128位二进制构成。
互联网接入技术：1）薄膜发电ADSL接入（通过固定电话的本地环路，接入互联网）。2）有线电视网接入 3）光纤入网 4）无线入网。
嵌入式处理器
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