嵌入式学习笔记.嵌入式系统

概念：

嵌入到对象体系中，以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能，可靠性，成本，体积和功耗等严格要求的专用计算机系统

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特点：

1. 嵌入性
2. 专用性
3. 计算机系统

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嵌入式系统组成

1.嵌入式处理器

1. 微处理器MPU，eg.386EX,PowerPC,MIPS
2. 微控制器MCU

   

3. 数字信号处理器DSP
4. 片上系统SOC
5. ARM处理器

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2.外围电路

1. 环境感知类
2. 通信类
3. 存储类
4. 人机交互类

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嵌入式系统架构

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编程模式

1. 前后台模式（Foreground/Background，超循环模式）

核心思想：由一个无限循环的 “后台” 主程序（Main Loop）处理常规任务，硬件中断服务程序（ISR，Foreground）处理紧急事件，中断完成后返回主循环。
结构：

• 后台：主循环按顺序执行非紧急任务（如数据处理、外设控制），循环中可轮询外部事件。
• 前台：中断服务程序响应实时事件（如定时器触发、传感器数据到达），执行最短必要操作（如置位标志、缓存数据），避免耗时操作。

2. 实时操作系统（RTOS）多任务模式

核心思想：基于 RTOS（如 FreeRTOS、uC/OS、RTX）将系统功能拆分为多个独立 “任务”，由 RTOS 内核负责任务调度、资源管理和实时性保证。
关键机制：

• 任务：独立的执行单元（有自己的栈和上下文），按优先级调度。
• 调度：RTOS 根据任务优先级（抢占式调度）或时间片（协作式调度）分配 CPU 时间，确保高优先级任务优先执行。
• 任务间通信：通过消息队列、信号量、互斥锁等机制解决同步与资源竞争（如共享外设、全局变量）。