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嵌入式系统基础知识总结
1、嵌入式系统的定义
1.1 定义：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、功耗严格要求的专用计算机系统。
1.2 嵌入式系统发展的4个阶段：无操作系统阶段、简单操作系统阶段、实时操作系统阶段、面向Internet阶段。
1.3 知识产权核（IP核）：具有知识产权的、功能具体、接口规范、可在多个集成电路设计中重复使用的功能模块，是实现系统芯片（SOC）的基本构件。
1.4 IP核模块有行为、结构和物理3级不同程度的设计，对应描述功能行为的不同可以分为三类：软核、固核、硬核。
2、嵌入式系统的组成
包含：硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层
2.1 硬件层：嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口
嵌入式核心模块＝微处理器＋电源电路＋时钟电路＋存储器
Cache：位于主存和嵌入式微处理器内核之间，存放的是较近一段时间微处理器使用较多的程序代码和数据。它的主要目标是减小存储器给微处理器内核造成的存储器访问瓶颈，使处理速度更快。
2.2 中间层（也称为硬件抽象层HAL或者板级支持包BSP）
它将系统上层软件和底层硬件分离开来，使系统上层软件开发人员无需关系底层硬件的具体情况，根据BSP层提供的接口开发即可。
BSP有两个特点：硬件相关性和操作系统相关性。
设计一个完整的BSP需要完成两部分工作：
A、 嵌入式系统的硬件初始化和BSP功能。
片级初始化：纯硬件的初始化过程，把嵌入式微处理器从上电的默认状态逐步设置成系统所要求的工作状态。
板级初始化：包含软硬件两部分在内的初始化过程，为随后的系统初始化和应用程序建立硬件和软件的运行环境。
系统级初始化：以软件为主的初始化过程，进行操作系统的初始化。
B、 设计硬件相关的设备驱动。
2.3 系统软件层：由RTOS、文件系统、GUI、网络系统及通用组件模块组成。
RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。
2.4 应用软件：由基于实时系统开发的应用程序组成。
3、实时系统
3.1 定义：能在指定或确定的时间内完成系统功能和对外部或内部、同步或异步时间做出响应的系统。
3.2 区别：通用系统一般追求的是系统的平均响应时间和用户的使用方便；而实时系统主要考虑的是在较坏情况下的系统行为。
3.3 特点：时间约束性、可预测性、可靠性、与外部环境的交互性。
3.4 硬实时（强实时）：指应用的时间需求应能够得到完全满足，否则就造成重大安全事故，甚至造成重大的生命财产损失和生态破坏，如：航天、军事。
3.5 软实时（弱实时）：指某些应用虽然提出了时间的要求，但实时任务偶尔违反这种需求对系统运行及环境不会造成严重影响，如：监控系统、实时信息采集系统。
3.6 任务的约束包括：时间约束、资源约束、执行顺序约束和性能约束。
4、实时系统的调度
4.1 调度：给定一组实时任务和系统资源，确定每个任务何时何地执行的整个过程。
4.2 选择式调度：通常是级驱动的调度，如uCOS。优点是实时性好、反应快，调度算法相对简单，可以增加任务的时间约束；缺点是上下文切换多。
4.3 非选择式调度：通常是按时间片分配的调度，不允许任务在执行期间被中断，任务一旦占用处理器就必须执行完毕或自愿放弃，如WinCE。优点是上下文切换少；缺点是处理器有效资源利用率低，可调度性不好。
4.4 静态表驱动策略：系统在运行前根据各任务的时间约束及关联关系，采用某种搜索策略生成一张运行时刻表，指明各任务的起始运行时刻及运行时间。
4.5 级驱动策略：按照任务级的高低确定任务的执行顺序。
4.6 实时任务分类：周期任务、偶发任务、非周期任务。
4.7 实时系统的通用结构模型：数据采集任务实现传感器数据的采集，数据处理任务处理采集的数据、并将加工后的数据送到执行机构管理任务控制机构执行。
5、嵌入式微处理器体系结构
5.1 冯诺依曼结构
程序和数据共用一个存储空间，程序指令存储地址和数据存储地址指向同一个存储器的不同物理位置，采用单一的地址及数据总线，程序和数据的宽度相同。例如：8086、ARM7、MIPS…
5.2 哈佛结构
程序和数据是两个相互独立的存储器，每个存储器独立编址、独立访问，是一种将程序存储和数据存储分开的存储器结构。例如：AVR、ARM9、ARM10…
5.3 CISC与RISC的特点比较
计算机执行程序所需要的时间P可以用下面公式计算：
P=I×CPI×T
I：语言程序编译后在机器上运行的指令数。
CPI：为执行每条指令所需要的平均周期数。
T：每个机器周期的时间。
5.4 流水线的思想
在CPU中把一条指令的串行执行过程变为若干指令的子过程在CPU中重叠执行。
5.5 流水线的指标
吞吐率：单位时间里流水线处理机流出的结果数。如果流水线的子过程所用时间不一样长，则吞吐率应为较长子过程的倒数。
建立时间：流水线开始工作到达较大吞吐率的时间。若m个子过程所用时间一样，均为t，则建立时间T＝mt。
5.6 信息存储的字节顺序
A、存储器单位：字节（8位）
B、字长决定了微处理器的寻址能力，即虚拟地址空间的大小。
C、32位微处理器的虚拟地址空间位232，即4GB。
D、小端字节顺序：低字节在内存低地址处，高字节在内存高地址处。
E、大端字节顺序：高字节在内存低地址处，低字节在内存高地址处。
F、网络设备的存储顺序问题取决于OSI模型底层中的数据链路层。
来源：信盈达
来源网址：http://www.edu118.com/news/20200919/xxjy111919.html
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嵌入式系统是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部。通常,嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。
嵌入式系统是数字化产品的核心,制造工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等等均是嵌入式计算机的应用领域。
计算机相关专业学生
包括电子信息工程、自动化、计算机科学与技术、电气工程及其自动化、物联网应用技术、电子信息工程技术、测控技术与仪器、通信工程、机械工程、机电一体化、应用电子技术、计算机网络技术、嵌入式软件、物联网工程、数控技术、计算机应用、电气工程、机械工程等专业。
软硬件工程师转行
之前从事PCB电路设计、电子、电气、硬件开发、单片机开发、软件测试、技术支持、PLC、FPGA、DSP、机械、安卓、C、Java、Python、C++等软硬件开发方向，或智慧医疗、汽车电子、智慧物流等行业驱动下需要突破职业瓶颈，进一步深化学习的管理岗或上下游岗位。
编程/电子爱好者
虽然非科班出身，但对编程有浓厚兴趣，希望通过系统性的培训学习，掌握一门具备长远发展前景和钱景的技术。同时，也希望技术和兴趣结合，能够开发自己的智能硬件产品。
0基本能学吗？
完全没有接触过编程，可以学习嵌入式吗？当然可以，对于学习来说，没有什么的所谓“科班出身”，差别的只是，你可能需要付出比别人更多的用心和努力。反复学习C语言教程，扎实打好基本功。如果你坚持、投入、不放弃，你做的可以比科班出身更！
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推荐名企就业
目前市面上的智能手表可大致分为两种：
1)不带通话功能：依托连接智能手机而实现多功能，能同步操作手机的电话/短信/邮件/照片/音乐等；
2)带通话功能的：支持插入SIM卡，是手表形态的智能手机；智能手表是一种全新形态的智能终端，由硬件加软件组成的腕上数码产品：硬件决定性能，决定竞争力，更新换代快；软件可增减，可更新，可变动，带来无限可能。
信盈达智能可穿戴项目CPU采用STM32F407、可检测血压、心率等功能。
随着蓝牙技术的发展，人们倾向于摆脱有线设备的束缚，但受体积影响，唯独打印机并没有什么很好的解决方式。无线蓝牙打印机顺势而起，便携的方式，无线的打印方式，得到消费者强烈喜爱。
便携蓝牙热敏打印机具有小巧外观、功能齐全、性能稳定、兼容性好等特点，是抄表、物流、金融、邮政等行业的选便携蓝牙热敏打印机。
1)安卓手机蓝牙打印；
2)高速打印（打印速度高达80mm/s）；
3)高清晰度打印（8点/mm）每行384个点；
4)可打印内容:汉字，支持GB2312所有汉字,字符集，ASCII字符，条码、二维码等图形打印。
5)打印简单图片；
6)采用12v/2A电源供电。
机械手臂是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
本项目使用STM32F103ZET6作为主控芯片，外接5个舵机（伺服电机），1个步进电机，1个步进电机驱动板，1一个7寸LCD电容触摸屏，1个SD卡接口。通过控制舵机的输出角度，步进电机的步进角度，完成对机械臂物理姿态的控制，实现一定程度的抓取等的动作控制。
1)拥有6个可编程个自由度；
2)用户可通过触摸屏手动控制机械手臂；
3)用户可通过触摸屏对机械手臂的工作进行设置，使其能够自动完成相应的操作工作。
17自由度运动机器人提供动作设定的教学模仿功能。
1)具有17个自由度(17ch=17个伺服马达)，主机板可扩增至21个自由度,便于DIY用户增加其他关节机构；
2)具有32M空间的动作程序存储器。能够分别储存任意的动作模式；
3)使用NXP LPC1549运动控制处理器；
4)使用锂聚合物电池确保机器人在启动时有敏锐的动作及强而有力的扭转力;
5)搭配三维虚拟仿真编程环境，呈现出细腻的三维实景效果，各个关节角度可以简易编程；
6)显示运转数据,从指定动作的位置、速度到变化度都可利用控制板传动并定量显示,动作角度的指定；
7)带有动作间自动插补功能，使动作运转连续顺滑。在动作与动作之间会以指定的速度自 动补齐100贞动作。每组存储空间较多可记忆80个动作，总共25组存储空间； 可以连接标准的航模遥控器。
全智能四轴飞行器的设计，主要研究的是对其飞控板的设计、驱动的编写，还有就是在STM32芯片上进行智能的操控，躲避障碍物，自我进行飞行姿势的调节并且通过对飞行器的微控制，实现飞行器的超长待机等一系列关键问题，具有很高的科研价值。
1)对飞行器控板板的研究是本项目的特色之一，完全独立开发控制板，实现对飞行控制技术的全面掌握。
2)利用摄像头和传感器对前方障碍物进行识别，并产生相应的动作，进行躲避，调整飞行姿势。
3)通过对材料等的选择，算法的计算，实现微控制，利用各种技术手段，实现飞行器的较长待机的实现。
随着智能技术的进步、设计思维的完善，智能家居已经转变为一个平易近人的角色。通过手机APP、远程控制灯方式，让业主随时随地更好地管理家居空间。尤其在安防警报、空调电器控制方面、为家带来增多的安全与舒适。
1)采用STM32F103C8T6为主控；
2)采用WIFI技术实现与XYD云家居服务器进行连接，客户端与服务器的数据传输采用HTPP协议；
3)通过远程无线云端下发控制直流电机、步进电机、RGB彩灯、继电器以及温湿度数据上行到服务器。
4)含硬件节点+手机APP/微信小程序
495个C语言问题
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ARM体系结构与编程
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智能工业机器人项目
自助咖啡机项目
自动榨汁机产品研发
铝加工领域项目
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