1、存储器大多数是由半导体集成电路组成。 按照其存取特性， 分为随机 存取存储器（RAM和只读存储器（ROM ,其中RAM又可分为动态随 机存取存储器（DRAM和静态随机存取存储器（SRAM .动态随机存取存储器（DRAM：电路简单，集成度高，功耗小，成本 低，但速度稍慢。静态随机存取存储器（SRAM：电路较复杂，集成度低，功耗较大，成 本高，但工作速度快（适合用作指令和数据的高速缓冲存储器）无论是DRAM SRAMi关机或断电时，其中的信息都将随着丢失，属 于易失性存储器。ROM是一种能够永久或半永久性地保存信息的存储器，也叫非易失性 存储器。外部世界都是系统的输入/输出（I/O）他们要么是向嵌
2、入式系统输入 信息，要么是接收嵌入式系统的输出信息，或者两者兼有之。按其服务对象分用于人机交互的设备用于机机交互的设备。 从数 据传输速率看，有低速和高速之分； 从传输方式来看， 有串行和并行。 从是否需要物理连接来看， 有有线和无线。 从是否需要能连接多个设 备来看有总线式和独占式。数据总线简称总线， 它是嵌入式系统各组件之间进行数据传输的一个 传输通路， 它由传输线和控制电路组成， 能为连接在总线上的系统内 或系统外的各个组件提供数据传输和相应的控制服务。嵌入式系统其硬件的核心是 CPU嵌入式系统的中CPU一般具有4个 特点：支持实时处理；低功耗；结构可扩展；集成了测试电 路。类型：微处理
3、器：是一种可编程的多用途器件（有 4、8 16、32、 64 位主流）。数字信号处理器（DSP）:是一种专用于数字信号处理的微处理器。DSP有两种解决方案DSP经过单片化和电磁兼容（EMC改造在同一 芯片中集成了包括数字基带，SRA M射频、电源管理等功能部件，成 为专门的嵌入式DSP在通用未处理器中扩展 DSP功能，或者在单 片机（或SOC中增加DSP协处理器内核。DSP可分为两大类：定点DS浮点DSP微控制器（单片机）：除CPU外，芯片还集成ROM/EEPROIRAM总 线、定时器、看门狗、I/O接口、A/D转换器、D/A转换器、网络通信 接口等各种必要的功能部件和外设接口。特点（体积减小
4、、功耗和成 本降低）片上系统（SOC：能够将计算机或其他一些电子系统的全部电路集 成在单个芯片上。SOC芯片中既包含数字电路，也可以包含模拟电路， 甚至还能包含数字 /模拟混合电路和射频电路。 大多数 32位的嵌入式 处理芯片均为SOC SOC渐渐成为集成电路设计的主流发展趋势。1SOC可以和PLD/FPG/相目结合，用可编程逻辑把系统制作在一芯片 上（特点：设计灵活、可裁剪、可扩充、可升级、并具备可编程）2系统级封装，将多个不同功能的有源器件和无源器件以高密度装配技术封装在一个集成电路外壳内，实现一个更完整的嵌入式系统。 嵌入式系统的分类：按用途：军用民用工业用。按时实性：非实时性软实时性硬
5、实时性。按产品形态：系统级产品板级产品片级产品。按复杂程度：低端系统中端系统高端系统。嵌入式系统的发展方向：向着更高性能、更小功率、更低成本发展。 连通性和多媒体化将是嵌入式系统技术上的两个主要发展趋势。 嵌入式系统是先进的微电子技术、 微机电技术与计算机技术和通信技 术相结合的产物。微电子技术实现电子电路和电子系统超小型化及微型化的， 它以半导 体集成电路为核心。集成电路根据它所含的 （如晶体管、电阻、电容等）的数目多少分类： 小规模100 万硅锭 切片 硅抛光片 氧化、光刻、掺杂 晶圆 晶片切割 晶片测试 晶片封装 成品测试 成品销售集成电路的特点 : 体积小、重量轻、可靠性高。 集成电路
6、的工作速度主要取决于组成门电路的晶体管的尺寸。体管的尺寸越小，其极限工作频率越高，门电路的开关速度就越快。摩尔定律：单块集成电路的集成度平均每 1824 个月翻一番。微机电系统（MEMS在芯片上融合了光、机械、电子等多类不同技术的 构件。SOC勺类型1通用SOC芯片只有一个CPU或（DSP），称为单核SOC含有多个CPU和/或DSP称为多核SOC2专用SOC芯片：是嵌入式系统开发商依据待开发产品的特殊要求，向半导体企业定制的SOC芯片。SOC芯片的制作工艺类型1定制的嵌入式处理芯片（ASIC/ASSP）:基于ASIC的SOC以大规模门电路阵列为基本元素作布线重构 （适用于复杂度不高的芯片研制是
7、 一种短周期、低成本的开发途径）2现场可编程嵌入式处理芯片（ CPLD/FPG）A： 特点 自由配置、灵活 可扩展、逻辑门数目已达千万。芯片可反复的编程、擦除、使用。开 发过程便捷、风险低、周期更短。3SOC芯片的开发流程分为4个阶段：总体设计逻辑设计综 合和仿真芯片制造集成电路 IC 设计文件储藏在数据库中： IC 设计文件按其功能复杂程度分为3类：逻辑门级（各种基本门电路）寄存器传输级（寄存 器、多路选择器、译码器、数据转换器）行为级（CPU DSP存储 器、总线与接口电路）经过验证的 IC 具有固定的不可再分解的功能特性相应的数据库称为核库，核库中的设计文件属于知识产权（ IP ）保护
8、范畴，所以它们也被称为知识产权核或 IP 核IP 核通常分为 3 种1软核：使用硬件描述语言 （HDL） 描述的 IP 核。特点：灵活性较大。 常用于功能仿真。 优势： 使用软核有利于按目标产品的要求进行创新 和技术改进，但后续工作量很大。2固核：与工艺相关的包含具体结构信息的 IP 核，它以逻辑综合后 的 RTL 描述和可综合网表的形式提供。3硬核;是已被投片测试验证的 IC 的掩膜版图和全套工艺文件，它 允许设计者直接将其集成在 SOC中。特点；使用方便、见效快、缺乏 设计灵活。从重用频度、灵活性。优选次序：软核、固核、硬核。从性能规范， 上市时间，开发工作量，成本：硬核、固核、 软核。S
9、OC勺开发大多以IP核为基础，在单个芯片上集成处理器、存储器、各种接口等组价， 组成一个相当完整的计算机系统， 以满足特定嵌入 式应用领域勺需求。IP核是开发SOC勺重要保证。IP 核勺复用优点： 减少研发成本、 缩短研发时间。 是实现快速设计， 尽早投放市场勺有效途径。所有的SOC芯片都包含CPU.ARM勺授权内容包括；芯片内核设计技术、完整的软件开发工具、 ARMCPU勺芯片销售权文本是计算机中最常用的一种数字媒体。 将文字或符号输入嵌入式系统勺途径主要有两种：1一种是基于汉子拼音勺键盘输入。2用手指（专门勺笔 ）在触摸屏上进行书写。 特点：无论是那种途径输入勺数字文本在系统内部都是采用二
10、进制编 码表示。目前计算机中使用得最广泛勺西文符集及其编码是 ASCII 字符集和 ASCII 码。基本勺 ASCII 字符集共有 128个字符，包括 96个可打印字符和 32 个 控制字符，每个字符使用 7 个二进制位进行编码。我国目前广泛使用的汉子编码国家标准有 GB2312和GB18O30GB2312国标字符集中包含3755个一级常用汉字和3008个二级常用汉字，还有 682 个图形符号。 这些汉字和图形符号在计算机内部都采 用 2 个字节 （16 个二进制位 ）GB1803C字符集与国际标准 UCS/Unicode字符集基本兼容，它包括90 套书写符号，共约 11 万字符，汉字 7 万
11、多个。GB18030采用不等长的编码方法单字节编码（128个）表示ACSII 字符双字节编码（23940个）表示汉字。国际标准UCS/Unicode编码方案：UTF-8（采用的是单字节可变长编 码）和UTF-16 （采用的是双字节可变长编码）。数字文本是以文字及符号为主的一种数字媒体。数字文本的分类 :按排版格式：简单文本（一连串字符组成）丰富格式文本（能对 字体、字号、颜色、走向进行设定）按文本内容的组织方式：线性文本（按顺序阅读）超文本（像网 页一样）文本的制作和展现 文本必须满足正确、清晰、美观、便于使用等要求。 以文本编辑和排版为主要功能的软件成为文字处理软件（如 WPS、Micros
12、oft Word ）PDF将文字、字型、颜色、排版格式、图形、超链、声音和视频等信 息都封装在一个文件中，既适合网络传输，也适合印刷出版，它既跨 平台，又是一个开放的标准，2007年12月成为IS032000国际标准。 文本展现方式：1.打印输出2.屏幕上阅读文本展现的大致过程：对文本格式描述进行解释生成字符和图、 表的位图图像传送到显示器或打印机输出。字符的形状有两种描述方法：点阵法（用点）轮廓法（用线） 图像是表达信息的另一种媒体，它直观明了、生动形象。嵌入式系统 中使用的数字图像也称为取样图像、点阵图像、位图图像。 图像获取过程的核心是模拟信号的数字化，它的处理步骤大体分为 4 步：1扫
13、描（将画面划分为M*N个网格，每个网格成为取样点）2分色（将每个取样点的颜色分解成红绿蓝 3个基色 注意：如果不是彩色图像，则不必进行分色）3取样（测量每个取样点的每个分量的亮度值）4量化（对取样点每个分量的亮度值进行 A/D 转换，即把模拟量用 数字量表示）图像的获取方式：数码照相机和扫描仪 每个取样点是组成图像的基本单位， 成为像素。 彩色图像的像素通常 是由R G B这3个分量组成，灰度图像只有一个亮度分量。 灰度图像用一个矩阵表示；彩色图像用一组（通常是 3 个）表示。每 个矩阵成为一个位平面。 矩阵的行数称为图像垂直分辨率， 矩阵的列 数称为图像水平分辨率。图像大小：就是图像的分辨率
14、 位平面数目：即像素颜色分量的数目 像素深度： 指每个像素用多少个二进制位来表示如单色图像， 若其像 素深度是8位，则不同亮度等级为，又如R、G B三基色组成的彩 色图像，若 3 个分量中的像素位数都是 8 位，则该图像深度为 24， 图像中不同颜色数目最多为 ， 1600多种，则会称为真彩色图像。 颜色模型：指彩色图像所使用的颜色描述方法。一幅图像的数据量计算公式：数据压缩类型1无损压缩（是指使用压缩以后的数据还原图像时，重建的图像与原始图像完全相同，没有一点误差）2有损压缩（是指使用压缩后的图像数据进行还原时重建的图像与 原始图像虽然有一些误差， 但是不影响人们对图像含义的正确理解和 使用
15、名称 压缩编码方法 性质 应用 特点BMP RLE 无损 Windows应用标准图像TIF RLE LZW无损 桌面出版 支持多种压缩和不同类型图像GIF LZW 无损 互联网 颜色数目少，文件特小，适合互联网 传输JPEG DCT 大多有损 数码相机、互联网 静止图像数据压缩编码 的国际标准PNG LZ77 无损 互联网、桌面出版 支持真彩音频数字化：1取样：把时间上连续的声音信号离散为不连续的一系列的样本 （取 样频率不应低于声音信号最高频率的两倍）2量化：把每个样本的模拟值转换成数字量表示（量化精度越高， 声音的保真度越好）3编码：经过取样和量化得到的数据必须进行数据压缩（以减少数 据量
16、，便于计算机进行存储、处理、传输） 比特率也称码率，它指的是每秒钟的数据量，码率的计算公式：音频格式 文件扩展名 编码类型 源图像格式 应用WAV .wav 未压缩 MPEG-1 VCD数码相机，数字摄像机FLAC.flac无损压缩 H.261 视频通信APE.ape无损压缩MPEG-2（MPML）DVD数字卫星电视转播M4A.m4aMPEG-2 High Profile高清晰度电视MP3.mp3有损压缩MPEG-4 ASP 监控器、手机WMA.wmaMPEG-4 AVC 应用较广AC3.ac3AAC.aacMPEG 一种国际标准格式通信的基本任务是传递信息。组成要素信源信道信宿电或（光）信号
17、有两种形式：模拟信号数字信号 模拟信号传输特点：抗干扰差、传输质量不稳定。 数字通信特点：抗干扰能力强、差错可控制、可靠性好、易加密、安 全易保证。通讯系统分为有线通信和无线通信 光纤通信特点：通信容量大、传输距离远、不易受雷电高压线电磁感 应影响，保密性强、重量轻、便于运输和铺设。无线通信存在着易被窃听，易受干扰等。调制和解调技术 调制：信息传输时，利用信源信号去调整载波的某个参数，这样的过 程称为调制。解调：接收方把载波所携带的信息检测出来恢复为原始的信号形式， 这个过程称为解调。对载波进行调制使用的设备称为调制器， 它在发送端使用。 接收端则 会使用解调器以恢复出被传输的原始信号。 由于
18、大多数情况下通信总 是双向进行的， 所以调制器和解调器往往做在一起。 这样的设备被称 为调制解调器 多路复用技术：让多路信号同时共用一条传输线进行传输。 多用复用技术分类： 时分多路复用：按事先规定的顺序轮流使用同一传输线路进行信 号传输。 频分多路复用 : 将不同频率复合成一个信号， 在同一传输线路上进 行传输。交换技术：即通话前经过拨号接通双方的线路， 通话后在释放。 在通话的全部时间内用户始终占用端到端的传输信道。 目的：更有效的利用线路资源。分组交换（包交换）：源计算机把需要传输的数据划分为若干块，为 每块数据附加上源计算机和目的计算机地址、 数据块的编号、 校验信 息等有关信息（称为
19、头部） ，组成一个一个包，然后以包为单位通过 传输网络向目的计算机发送。分组技术的优势： 大大提高传输线路的利用率 （不会发生一台终端 长时间地占有传输线路而使其他终端没有机会传输数据的情况提 高了通信的可靠性。分组技术的缺点：成本变大、信息量过大，时延可能很明显。计算机网络是利用通信设备、 传输线路和网络软件， 把地理上分散的 许多计算机及其他智能设备以相互通信和共享资源为目的连接起来 的一个系统。（只要使用二进制编码形式表示，都可以在计算机网络 中进行传输）计算机的网络组成： 计算机等智能电子设备数据通信链路通信 协议（规则、约定或标准）网络软件（实现网络通信协议） 计算机网络类型：按传输
20、介质：有线网和无线网按使用性质：公用网和专用网 按使用范围和对象：企业网、政府网、金融网、校园网等 按覆盖地域范围：局域网、城域网、广域网以太局域网特点：为一个单位所拥有、自建自管、地理范围有限。2使用专门铺设的传输介质进行联网和数据通信。3数据传输速率高，延迟时间短，误码率低。 局域网中的每一台终端设备都有各 自的各自的标识（称为该设备的 物理地址或MAC地址），以便相互通信。局域网采取分组交换技术数据帧的组成发送设备MAC地址 接收设备MAC地址 控制信息 有效荷载 校 验 信息集线器或以太网交换机为中心构成。早期流行的使用是集线器组成的以太网， 也称为总线式以太网或共享 式以太网。现在流
21、行的是使用交换机组成的交换式以太网。 无论是总线式还是交换式以太网， 网络中的每个终端设备都需要配置 以太网卡。每块网卡都有一个全球唯一一个 48 个二进制位组成的 MAC 地址，该地址就是网卡所在终端的物理地址。 网卡的主要任务是负责 发送和接收数据帧。无线局域网：无线局域网（ WLA）N 是以太网与无线通信技术相结合的产物。它借助 无线电波进行数据传输， 工作原理与有线以太网基本相同， 最大的优 点是能方便地移动计算机的位置或改变网络的组成。无线局域网主要是 2.4GHz 和 5.8GHz 两个频段，采用扩频方式通信， 具有抗干扰、 抗噪声和抗信号衰减能力， 能够较好的防止信息被窃听 和窃
22、取，通信比较安全。无线局域网采用的主要协议是 IEEE.802.11 （俗称 WIFI） 其中传输速率有 11Mb/s、54 Mb/s 、108 Mb/s 之分无线接入点（WAP或 AP）提供从无线终端设备对有线局域网和从有线 局域网对无线终端设备的访问。无线AP覆盖距通常可达100300m室内一般仅为30m 无线局域网的另外一种构建方式是无线自组网，它不需要 AP。构建无线局域网的另一种技术是蓝牙。它是一种短距离、低速率、低 成本的无线通信技术（2.4HZ,传输速率为1Mb/s）。TCP/IP 中的 IP 协议定义的主机这一概念，它指的是任何按照 TCP/IP 协议连接到网络的终端。解决计算机统一的编址、 数据包格式转换的等一系列的问题就是能够 使用 TCP/IP 协议和路由器。主机可以是PC机、手机、平板电脑，也可以是服务器或网络打印机 设备。所有主机使用一种统一格式地址（简称 IP 地址）进行标识。32位的 IP 地址总是用 4个十进制数表示已个 IP ，十进制数之间采用 小数点予以隔开。更方便的方法是使用具有特定寒衣调额特定的符号来表示互联网中 的主机地址。
