1渴丸、嵌入式系統(tǒng)的定義

（1）定義：以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪谱轨，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能戒幔、可靠性、成本土童、體積诗茎、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

（2）嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的4個階段：無操作系統(tǒng)階段献汗、簡單操作系統(tǒng)階段敢订、實(shí)時操作系統(tǒng)階段、面向Internet階段罢吃。

（3）知識產(chǎn)權(quán)核（IP核）：具有知識產(chǎn)權(quán)的楚午、功能具體、接口規(guī)范尿招、可在多個集成電路設(shè)計(jì)中重復(fù)使用的功能模塊矾柜，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)芯片（SOC）的基本構(gòu)件。

（4）IP核模塊有行為就谜、結(jié)構(gòu)和物理3級不同程度的設(shè)計(jì)怪蔑，對應(yīng)描述功能行為的不同可以分為三類：軟核、固核丧荐、硬核缆瓣。

2、嵌入式系統(tǒng)的組成

包含:硬件層虹统、中間層弓坞、系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用軟件層

（1）硬件層：嵌入式微處理器、存儲器窟却、通用設(shè)備接口和I/O接口昼丑。

嵌入式核心模塊＝微處理器＋電源電路＋時鐘電路＋存儲器

Cache：位于主存和嵌入式微處理器內(nèi)核之間，存放的是最近一段時間微處理器使用最多的程序代碼和數(shù)據(jù)夸赫。它的主要目標(biāo)是減小存儲器給微處理器內(nèi)核造成的存儲器訪問瓶頸菩帝，使處理速度更快。

（2）中間層（也稱為硬件抽象層HAL或者板級支持包BSP）.

它將系統(tǒng)上層軟件和底層硬件分離開來茬腿，使系統(tǒng)上層軟件開發(fā)人員無需關(guān)系底層硬件的具體情況呼奢，根據(jù)BSP層提供的接口開發(fā)即可。

BSP有兩個特點(diǎn)：硬件相關(guān)性和操作系統(tǒng)相關(guān)性切平。

設(shè)計(jì)一個完整的BSP需要完成兩部分工作：

A握础、 嵌入式系統(tǒng)的硬件初始化和BSP功能。

片級初始化：純硬件的初始化過程悴品，把嵌入式微處理器從上電的默認(rèn)狀態(tài)逐步設(shè)置成系統(tǒng)所要求的工作狀態(tài)禀综。

板級初始化：包含軟硬件兩部分在內(nèi)的初始化過程简烘，為隨后的系統(tǒng)初始化和應(yīng)用程序建立硬件和軟件的運(yùn)行環(huán)境。

系統(tǒng)級初始化：以軟件為主的初始化過程定枷，進(jìn)行操作系統(tǒng)的初始化孤澎。

B、 設(shè)計(jì)硬件相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動欠窒。

（3）系統(tǒng)軟件層：由RTOS覆旭、文件系統(tǒng)、GUI岖妄、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及通用組件模塊組成型将。

RTOS是嵌入式應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)和開發(fā)平臺。

（4）應(yīng)用軟件：由基于實(shí)時系統(tǒng)開發(fā)的應(yīng)用程序組成荐虐。

3七兜、實(shí)時系統(tǒng)

（1）定義：能在指定或確定的時間內(nèi)完成系統(tǒng)功能和對外部或內(nèi)部、同步或異步時間做出響應(yīng)的系統(tǒng)缚俏。

（2）區(qū)別：通用系統(tǒng)一般追求的是系統(tǒng)的平均響應(yīng)時間和用戶的使用方便惊搏；而實(shí)時系統(tǒng)主要考慮的是在最壞情況下的系統(tǒng)行為。

（3）特點(diǎn)：時間約束性忧换、可預(yù)測性恬惯、可靠性、與外部環(huán)境的交互性亚茬。

（4）硬實(shí)時（強(qiáng)實(shí)時）：指應(yīng)用的時間需求應(yīng)能夠得到完全滿足酪耳，否則就造成重大安全事故，甚至造成重大的生命財(cái)產(chǎn)損失和生態(tài)破壞刹缝，如：航天碗暗、軍事。

（5）軟實(shí)時（弱實(shí)時）：指某些應(yīng)用雖然提出了時間的要求梢夯，但實(shí)時任務(wù)偶爾違反這種需求對系統(tǒng)運(yùn)行及環(huán)境不會造成嚴(yán)重影響言疗，如：監(jiān)控系統(tǒng)、實(shí)時信息采集系統(tǒng)颂砸。

（6）任務(wù)的約束包括：時間約束吧恃、資源約束帕胆、執(zhí)行順序約束和性能約束。

4、實(shí)時系統(tǒng)的調(diào)度

（1）調(diào)度：給定一組實(shí)時任務(wù)和系統(tǒng)資源吐咳，確定每個任務(wù)何時何地執(zhí)行的整個過程评凝。

（2）搶占式調(diào)度：通常是優(yōu)先級驅(qū)動的調(diào)度窟扑，如uCOS赋除。優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時性好、反應(yīng)快戳护，調(diào)度算法相對簡單金抡，可以保證高優(yōu)先級任務(wù)的時間約束瀑焦；缺點(diǎn)是上下文切換多。

（3）非搶占式調(diào)度：通常是按時間片分配的調(diào)度梗肝，不允許任務(wù)在執(zhí)行期間被中斷蝠猬，任務(wù)一旦占用處理器就必須執(zhí)行完畢或自愿放棄，如WinCE统捶。優(yōu)點(diǎn)是上下文切換少；缺點(diǎn)是處理器有效資源利用率低柄粹，可調(diào)度性不好喘鸟。

（4）靜態(tài)表驅(qū)動策略：系統(tǒng)在運(yùn)行前根據(jù)各任務(wù)的時間約束及關(guān)聯(lián)關(guān)系，采用某種搜索策略生成一張運(yùn)行時刻表驻右，指明各任務(wù)的起始運(yùn)行時刻及運(yùn)行時間什黑。

（5）優(yōu)先級驅(qū)動策略：按照任務(wù)優(yōu)先級的高低確定任務(wù)的執(zhí)行順序。

（6）實(shí)時任務(wù)分類：周期任務(wù)堪夭、偶發(fā)任務(wù)愕把、非周期任務(wù)。

（7）實(shí)時系統(tǒng)的通用結(jié)構(gòu)模型：數(shù)據(jù)采集任務(wù)實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的采集森爽，數(shù)據(jù)處理任務(wù)處理采集的數(shù)據(jù)恨豁、并將加工后的數(shù)據(jù)送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)管理任務(wù)控制機(jī)構(gòu)執(zhí)行。

5爬迟、嵌入式微處理器體系結(jié)構(gòu)

（1）馮諾依曼結(jié)構(gòu)：程序和數(shù)據(jù)共用一個存儲空間橘蜜，程序指令存儲地址和數(shù)據(jù)存儲地址指向同一個存儲器的不同物理位置，采用單一的地址及數(shù)據(jù)總線付呕，程序和數(shù)據(jù)的寬度相同计福。例如：8086、ARM7徽职、MIPS…

（2）哈佛結(jié)構(gòu)：程序和數(shù)據(jù)是兩個相互獨(dú)立的存儲器象颖，每個存儲器獨(dú)立編址、獨(dú)立訪問姆钉，是一種將程序存儲和數(shù)據(jù)存儲分開的存儲器結(jié)構(gòu)说订。例如：AVR、ARM9育韩、ARM10…

（3）CISC與RISC的特點(diǎn)比較克蚂。

計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序所需要的時間P可以用下面公式計(jì)算：

P=I×CPI×T

I：高級語言程序編譯后在機(jī)器上運(yùn)行的指令數(shù)。

CPI：為執(zhí)行每條指令所需要的平均周期數(shù)筋讨。

T：每個機(jī)器周期的時間埃叭。

（4）流水線的思想：在CPU中把一條指令的串行執(zhí)行過程變?yōu)槿舾芍噶畹淖舆^程在CPU中重疊執(zhí)行。

（5）流水線的指標(biāo)：

吞吐率：單位時間里流水線處理機(jī)流出的結(jié)果數(shù)悉罕。如果流水線的子過程所用時間不一樣長赤屋，則吞吐率應(yīng)為最長子過程的倒數(shù)立镶。

建立時間：流水線開始工作到達(dá)最大吞吐率的時間。若m個子過程所用時間一樣类早，均為t媚媒，則建立時間T＝mt。

（6）信息存儲的字節(jié)順序

A涩僻、存儲器單位：字節(jié)（8位）

B缭召、字長決定了微處理器的尋址能力，即虛擬地址空間的大小逆日。

C嵌巷、32位微處理器的虛擬地址空間位232，即4GB室抽。

D搪哪、小端字節(jié)順序：低字節(jié)在內(nèi)存低地址處，高字節(jié)在內(nèi)存高地址處坪圾。

E晓折、大端字節(jié)順序：高字節(jié)在內(nèi)存低地址處，低字節(jié)在內(nèi)存高地址處兽泄。

F漓概、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的存儲順序問題取決于OSI模型底層中的數(shù)據(jù)鏈路層。

6已日、邏輯電路基礎(chǔ)

（1）根據(jù)電路是否具有存儲功能垛耳，將邏輯電路劃分為：組合邏輯電路和時序邏輯電路。

（2）組合邏輯電路：電路在任一時刻的輸出飘千，僅取決于該時刻的輸入信號堂鲜，而與輸入信號作用前電路的狀態(tài)無關(guān)。常用的邏輯電路有譯碼器和多路選擇器等护奈。

（3）時序邏輯電路：電路任一時刻的輸出不僅與該時刻的輸入有關(guān)缔莲，而且還與該時刻電路的狀態(tài)有關(guān)。因此霉旗，時序電路中必須包含記憶元件痴奏。觸發(fā)器是構(gòu)成時序邏輯電路的基礎(chǔ)。常用的時序邏輯電路有寄存器和計(jì)數(shù)器等厌秒。

（4）真值表读拆、布爾代數(shù)、摩根定律鸵闪、門電路的概念檐晕。

（5）NOR（或非）和NAND（與非）的門電路稱為全能門電路，可以實(shí)現(xiàn)任何一種邏輯函數(shù)。

（6）譯碼器：多輸入多輸出的組合邏輯網(wǎng)絡(luò)辟灰。

每輸入一個n位的二進(jìn)制代碼个榕，在m個輸出端中最多有一個有效。

當(dāng)m＝2n是芥喇，為全譯碼西采；當(dāng)m<2n時，為部分譯碼继控。

（7）由于集成電路的高電平輸出電流小械馆，而低電平輸出電流相對比較大，采用集成門電路直接驅(qū)動LED時武通，較多采用低電平驅(qū)動方式狱杰。液晶七段字符顯示器LCD利用液晶有外加電場和無外加電場時不同的光學(xué)特性來顯示字符。

（8）時鐘信號是時序邏輯的基礎(chǔ)厅须，它用于決定邏輯單元中的狀態(tài)合適更新。同步是時鐘控制系統(tǒng)中的主要制約條件食棕。

（9）在選用觸發(fā)器的時候朗和，觸發(fā)方式是必須考慮的因素。觸發(fā)方式有兩種：

電平觸發(fā)方式：具有結(jié)構(gòu)簡單的有點(diǎn)簿晓，常用來組成暫存器眶拉。

邊沿觸發(fā)方式：具有很強(qiáng)的抗數(shù)據(jù)端干擾能力，常用來組成寄存器憔儿、計(jì)數(shù)器等忆植。

7、總線電路及信號驅(qū)動

（1）總線是各種信號線的集合谒臼，是嵌入式系統(tǒng)中各部件之間傳送數(shù)據(jù)朝刊、地址和控制信息的公共通路。在同一時刻蜈缤，每條通路線路上能夠傳輸一位二進(jìn)制信號拾氓。按照總線所傳送的信息類型，可以分為：數(shù)據(jù)總線（DB）底哥、地址總線（AB）和控制總線（CB）咙鞍。

（2）總線的主要參數(shù)：

總線帶寬：一定時間內(nèi)總線上可以傳送的數(shù)據(jù)量，一般用MByte/s表示趾徽。

總線寬度：總線能同時傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)（bit）续滋，即人們常說的32位、64位等總線寬度的概念孵奶，也叫總線位寬疲酌。總線的位寬越寬拒课，總線每秒數(shù)據(jù)傳輸率越大徐勃，也就是總線帶寬越寬事示。

總線頻率：工作時鐘頻率以MHz為單位，工作頻率越高僻肖，則總線工作速度越快肖爵，也即總線帶寬越寬。

總線帶寬 ＝ 總線位寬×總線頻率/8臀脏， 單位是MBps劝堪。

常用總線：ISA總線、PCI總線揉稚、IIC總線秒啦、SPI總線、PC104總線和CAN總線等搀玖。

（3）只有具有三態(tài)輸出的設(shè)備才能夠連接到數(shù)據(jù)總線上余境，常用的三態(tài)門為輸出緩沖器。

（4）當(dāng)總線上所接的負(fù)載超過總線的負(fù)載能力時灌诅，必須在總線和負(fù)載之間加接緩沖器或驅(qū)動器芳来，最常用的是三態(tài)緩沖器，其作用是驅(qū)動和隔離猜拾。

（5）采用總線復(fù)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)總線和地址總線的共用即舌。但會帶來兩個問題：

A、需要增加外部電路對總線信號進(jìn)行復(fù)用解耦挎袜，例如：地址鎖存器顽聂。

B、總線速度相對非復(fù)用總線系統(tǒng)低盯仪。

（6）兩類總線通信協(xié)議：同步方式紊搪、異步方式。

（7）對總線仲裁問題的解決是以優(yōu)先級（優(yōu)先權(quán)）的概念為基礎(chǔ)全景。

8嗦明、電平轉(zhuǎn)換電路

（1）數(shù)字集成電路可以分為兩大類：雙極型集成電路（TTL）、金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS）蚪燕。

（2）CMOS電路由于其靜態(tài)功耗極低娶牌，工作速度較高，抗干擾能力較強(qiáng)馆纳，被廣泛使用诗良。

（3）解決TTL與CMOS電路接口困難的辦法是在TTL電路輸出端與電源之間接一上拉電阻R，上拉電阻R的取值由TTL的高電平輸出漏電流IOH來決定鲁驶，不同系列的TTL應(yīng)選用不同的R值鉴裹。

9、可編程邏輯器件基礎(chǔ)

這方面的內(nèi)容，從總體上有個概念性的認(rèn)識應(yīng)該就可以了径荔。

10督禽、嵌入式系統(tǒng)中信息表示與運(yùn)算基礎(chǔ)

（1）進(jìn)位計(jì)數(shù)制與轉(zhuǎn)換：這樣比較簡單，也應(yīng)該掌握怎么樣進(jìn)行換算总处，有出題的可能狈惫。

（2）計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示：源碼、反碼與補(bǔ)碼鹦马。

正數(shù)的反碼與源碼相同胧谈，負(fù)數(shù)的反碼為該數(shù)的源碼除符號位外按位取反。

正數(shù)的補(bǔ)碼與源碼相同荸频，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為該數(shù)的反碼加一菱肖。

例如－98的源碼：11100010B

反碼：10011101B

補(bǔ)碼：10011110B

（3）定點(diǎn)表示法：數(shù)的小數(shù)點(diǎn)的位置人為約定固定不變。

浮點(diǎn)表示法：數(shù)的小數(shù)點(diǎn)位置是浮動的旭从，它由尾數(shù)部分和階數(shù)部分組成稳强。

任意一個二進(jìn)制N總可以寫成：N=2P×S。S為尾數(shù)和悦，P為階數(shù)键袱。

（4）漢字表示法，搞清楚GB2318-80中國標(biāo)碼和機(jī)內(nèi)碼的變換摹闽。

（5）語音編碼中波形量化參數(shù)（可能會出簡單的計(jì)算題目哦）

采樣頻率：一秒內(nèi)采樣的次數(shù)，反映了采樣點(diǎn)之間的間隔大小褐健。

人耳的聽覺上限是20kHz付鹿，因此40kHz以上的采樣頻率足以使人滿意。

CD唱片采用的采樣頻率是44.1kHz蚜迅。

測量精度：樣本的量化等級舵匾，目前標(biāo)準(zhǔn)采樣量級有8位和16位兩種。

聲道數(shù)：單聲道和立體聲雙道谁不。立體聲需要兩倍的存儲空間坐梯。

11、差錯控制編碼

（1）根據(jù)碼組的功能刹帕，可以分為檢錯碼和糾錯碼兩類吵血。檢錯碼是指能自動發(fā)現(xiàn)差錯的碼，例如奇偶檢驗(yàn)碼偷溺；糾錯碼是指不僅能發(fā)現(xiàn)差錯而且能自動糾正差錯的碼蹋辅，例如循環(huán)冗余校驗(yàn)碼。

（2）奇偶檢驗(yàn)碼挫掏、海明碼侦另、循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）。

12、嵌入式系統(tǒng)的度量項(xiàng)目

（1）性能指標(biāo)：分為部件性能指標(biāo)和綜合性能指標(biāo)褒傅，主要包括：吞吐率弃锐、實(shí)時性和各種利用率。

（2）可靠性與安全性

可靠性是嵌入式系統(tǒng)最重要殿托、最突出的基本要求霹菊，是一個嵌入式系統(tǒng)能正常工作的保證，一般用平均故障間隔時間MTBF來度量碌尔。

（3）可維護(hù)性：一般用平均修復(fù)時間MTTR表示浇辜。

（4）可用性

（5）功耗

（6）環(huán)境適應(yīng)性

（7）通用性

（8）安全性

（9）保密性

（10）可擴(kuò)展性

性價比中的價格，除了直接購買嵌入式系統(tǒng)的價格外唾戚，還應(yīng)包含安裝費(fèi)用柳洋、若干年的運(yùn)行維修費(fèi)用和軟件租用費(fèi)。

13叹坦、嵌入式系統(tǒng)的評價方法：測量法和模型法

（1）測量法是最直接最基本的方法熊镣，需要解決兩個問題：

A、根據(jù)研究的目的募书，確定要測量的系統(tǒng)參數(shù)绪囱。

B、選擇測量的工具和方式莹捡。

（2）測量的方式有兩種：采樣方式和事件跟蹤方式鬼吵。

（3）模型法分為分析模型法和模擬模型法。分析模型法是用一些數(shù)學(xué)方程去刻畫系統(tǒng)的模型篮赢，而模擬模型法是用模擬程序的運(yùn)行去動態(tài)表達(dá)嵌入式系統(tǒng)的狀態(tài)齿椅，而進(jìn)行系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析，得出性能指標(biāo)启泣。

（4）分析模型法中使用最多的是排隊(duì)模型涣脚，它包括三個部分：輸入流、排隊(duì)規(guī)則和服務(wù)機(jī)構(gòu)寥茫。

（5）使用模型對系統(tǒng)進(jìn)行評價需要解決3個問題：設(shè)計(jì)模型遣蚀、解模型、校準(zhǔn)和證實(shí)模型纱耻。

接口技術(shù)

1. Flash存儲器

（1）Flash存儲器是一種非易失性存儲器芭梯，根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同可以將其分為NOR Flash和NAND Flash兩種。

（2）Flash存儲器的特點(diǎn)：

A弄喘、區(qū)塊結(jié)構(gòu)：在物理上分成若干個區(qū)塊粥帚，區(qū)塊之間相互獨(dú)立。

B限次、先擦后寫：Flash的寫操作只能將數(shù)據(jù)位從1寫成0芒涡，不能從0寫成1柴灯，所以在對存儲器進(jìn)行寫入之前必須先執(zhí)行擦除操作，將預(yù)寫入的數(shù)據(jù)位初始化為1费尽。擦除操作的最小單位是一個區(qū)塊赠群，而不是單個字節(jié)。

C旱幼、操作指令：執(zhí)行寫操作查描，它必須輸入一串特殊指令（NOR Flash）或者完成一段時序（NAND Flash）才能將數(shù)據(jù)寫入。

D柏卤、位反轉(zhuǎn)：由于Flash的固有特性冬三，在讀寫過程中偶爾會產(chǎn)生一位或幾位的數(shù)據(jù)錯誤。位反轉(zhuǎn)無法避免缘缚，只能通過其他手段對結(jié)果進(jìn)行事后處理勾笆。

E、壞塊：區(qū)塊一旦損壞桥滨，將無法進(jìn)行修復(fù)窝爪。對已損壞的區(qū)塊操作其結(jié)果不可預(yù)測。

（3）NOR Flash的特點(diǎn)：

應(yīng)用程序可以直接在閃存內(nèi)運(yùn)行齐媒，不需要再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中運(yùn)行蒲每。NOR Flash的傳輸效率很高，在1MB~4MB的小容量時具有很高的成本效益喻括，但是很低的寫入和擦除速度大大影響了它的性能邀杏。

（4）NAND Flash的特點(diǎn)

能夠提高極高的密度單元，可以達(dá)到高存儲密度唬血，并且寫入和擦除的速度也很快望蜡，這也是為何所有的U盤都使用NAND Flash作為存儲介質(zhì)的原因。應(yīng)用NAND Flash的困難在于閃存需要特殊的系統(tǒng)接口刁品。

（5）NOR Flash與NAND Flash的區(qū)別：

A、NOR Flash的讀速度比NAND Flash稍快一些浩姥。

B挑随、NAND Flash的擦除和寫入速度比NOR Flash快很多

C、NAND Flash的隨機(jī)讀取能力差勒叠，適合大量數(shù)據(jù)的連續(xù)讀取兜挨。

D、NOR Flash帶有SRAM接口眯分，有足夠的地址引進(jìn)來尋址拌汇，可以很容易地存取其內(nèi)部的每一個字節(jié)。NAND Flash的地址弊决、數(shù)據(jù)和命令共用8位總線（有寫公司的產(chǎn)品使用16位）噪舀，每次讀寫都要使用復(fù)雜的I/O接口串行地存取數(shù)據(jù)魁淳。

E、NOR Flash的容量一般較小与倡，通常在1MB~8MB之間界逛；NAND Flash只用在8MB以上的產(chǎn)品中。因此纺座，NOR Flash只要應(yīng)用在代碼存儲介質(zhì)中息拜，NAND Flash適用于資料存儲。

F净响、NAND Flash中每個塊的最大擦寫次數(shù)是一百萬次少欺，而NOR Flash是十萬次。

G馋贤、NOR Flash可以像其他內(nèi)存那樣連接赞别，非常直接地使用，并可以在上面直接運(yùn)行代碼掸掸；NAND Flash需要特殊的I/O接口氯庆，在使用的時候，必須先寫入驅(qū)動程序扰付，才能繼續(xù)執(zhí)行其他操作堤撵。因?yàn)樵O(shè)計(jì)師絕不能向壞塊寫入，這就意味著在NAND Flash上自始至終必須進(jìn)行虛擬映像羽莺。

H实昨、NOR Flash用于對數(shù)據(jù)可靠性要求較高的代碼存儲、通信產(chǎn)品盐固、網(wǎng)絡(luò)處理等領(lǐng)域荒给，被成為代碼閃存；NAND Flash則用于對存儲容量要求較高的MP3刁卜、存儲卡志电、U盤等領(lǐng)域，被成為數(shù)據(jù)閃存蛔趴。

2挑辆、RAM存儲器

（1）SRAM的特點(diǎn)：

SRAM表示靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器，只要供電它就會保持一個值孝情，它沒有刷新周期鱼蝉，由觸發(fā)器構(gòu)成基本單元，集成度低箫荡，每個SRAM存儲單元由6個晶體管組成魁亦，因此其成本較高。它具有較高速率羔挡，常用于高速緩沖存儲器洁奈。

通常SRAM有4種引腳：

CE：片選信號间唉，低電平有效。

R/W：讀寫控制信號睬魂。

ADDRESS：一組地址線终吼。

DATA：用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊唤M雙向信號線。

（2）DRAM的特點(diǎn)：

DRAM表示動態(tài)隨機(jī)存取存儲器氯哮。這是一種以電荷形式進(jìn)行存儲的半導(dǎo)體存儲器际跪。它的每個存儲單元由一個晶體管和一個電容器組成，數(shù)據(jù)存儲在電容器中喉钢。電容器會由于漏電而導(dǎo)致電荷丟失姆打，因而DRAM器件是不穩(wěn)定的。它必須有規(guī)律地進(jìn)行刷新肠虽，從而將數(shù)據(jù)保存在存儲器中幔戏。

DRAM的接口比較復(fù)雜，通常有一下引腳：

CE：片選信號税课，低電平有效闲延。

R/W：讀寫控制信號。

RAS：行地址選通信號韩玩，通常接地址的高位部分垒玲。

CAS：列地址選通信號，通常接地址的低位部分找颓。

ADDRESS：一組地址線合愈。

DATA：用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊唤M雙向信號線。

（3）SDRAM的特點(diǎn)：

SDRAM表示同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器击狮。同步是指內(nèi)存工作需要同步時鐘佛析，內(nèi)部的命令發(fā)送與數(shù)據(jù)的傳輸都以它為基準(zhǔn)；動態(tài)是指存儲器陣列需要不斷的刷新來保證數(shù)據(jù)不丟失彪蓬。它通常只能工作在133MHz的主頻寸莫。

（4）DDRAM的特點(diǎn)

DDRAM表示雙倍速率同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器，也稱DDR档冬。DDRAM是基于SDRAM技術(shù)的膘茎，SDRAM在一個時鐘周期內(nèi)只傳輸一次數(shù)據(jù)，它是在時鐘的上升期進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸捣郊；而DDR內(nèi)存則是一個時鐘周期內(nèi)傳輸兩次次數(shù)據(jù)辽狈，它能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數(shù)據(jù)慈参。在133MHz的主頻下呛牲，DDR內(nèi)存帶寬可以達(dá)到133×64b/8×2＝2.1GB/s。

3驮配、硬盤娘扩、光盤着茸、CF卡、SD卡

4琐旁、GPIO原理與結(jié)構(gòu)

GPIO是I/O的最基本形式涮阔，它是一組輸入引腳或輸出引腳。有些GPIO引腳能夠加以編程改變工作方向灰殴，通常有兩個控制寄存器：數(shù)據(jù)寄存器和數(shù)據(jù)方向寄存器敬特。數(shù)據(jù)方向寄存器設(shè)置端口的方向。如果將引腳設(shè)置為輸出牺陶，那么數(shù)據(jù)寄存器將控制著該引腳狀態(tài)伟阔。若將引腳設(shè)置為輸入，則此輸入引腳的狀態(tài)由引腳上的邏輯電路層來實(shí)現(xiàn)對它的控制掰伸。

5皱炉、A/D接口

（1）A/D轉(zhuǎn)換器是把電模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的電路。實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的方法有很多狮鸭，常用的方法有計(jì)數(shù)法合搅、雙積分法和逐次逼進(jìn)法。

（2）計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換法

其電路主要部件包括：比較器歧蕉、計(jì)數(shù)器灾部、D/A轉(zhuǎn)換器和標(biāo)準(zhǔn)電壓源。

其工作原理簡單來說就是廊谓，有一個計(jì)數(shù)器梳猪，從0開始進(jìn)行加1計(jì)數(shù)，每進(jìn)行一次加1蒸痹，該數(shù)值作為D/A轉(zhuǎn)換器的輸入春弥，其產(chǎn)生一個比較電壓VO與輸入模擬電壓VIN進(jìn)行比較。如果VO小于VIN則繼續(xù)進(jìn)行加1計(jì)數(shù)叠荠，直到VO大于VIN匿沛，這時計(jì)數(shù)器的累加數(shù)值就是A/D轉(zhuǎn)換器的輸出值。

這種轉(zhuǎn)換方式的特點(diǎn)是簡單榛鼎，但是速度比較慢逃呼，特別是模擬電壓較高時，轉(zhuǎn)換速度更慢者娱。例如對于一個8位A/D轉(zhuǎn)換器抡笼，若輸入模擬量為最大值，計(jì)數(shù)器要從0開始計(jì)數(shù)到255黄鳍，做255次D/A轉(zhuǎn)換和電壓比較的工作推姻，才能完成轉(zhuǎn)換。

（3）雙積分式A/D轉(zhuǎn)換法

其電路主要部件包括：積分器框沟、比較器藏古、計(jì)數(shù)器和標(biāo)準(zhǔn)電壓源增炭。

其工作原理是，首先電路對輸入待測電壓進(jìn)行固定時間的積分拧晕，然后換為標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行固定斜率的反向積分隙姿，反向積分進(jìn)行到一定時間，便返回起始值厂捞。由于使用固定斜率输玷，對標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行反向積分的時間正比于輸入模擬電壓值匙姜，輸入模擬電壓越大逃默，反向積分回到起始值的時間越長。只要用標(biāo)準(zhǔn)的高頻時鐘脈沖測定反向積分花費(fèi)的時間卵凑，就可以得到相應(yīng)于輸入模擬電壓的數(shù)字量奈嘿，也就完成了A/D轉(zhuǎn)換貌虾。

其特點(diǎn)是，具有很強(qiáng)的抗工頻干擾能力裙犹，轉(zhuǎn)換精度高尽狠，但轉(zhuǎn)換速度慢，通常轉(zhuǎn)換頻率小于10Hz叶圃，主要用于數(shù)字式測試儀表袄膏、溫度測量等方面。

（4）逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換法

其電路主要部件包括：比較器掺冠、D/A轉(zhuǎn)換器沉馆、逐次逼近寄存器和基準(zhǔn)電壓源。

其工作原理是德崭，實(shí)質(zhì)上就是對分搜索法斥黑，和平時天平的使用原理一樣。在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時眉厨，由D/A轉(zhuǎn)換器從高位到低位逐位增加轉(zhuǎn)換位數(shù)锌奴，產(chǎn)生不同的輸出電壓，把輸入電壓與輸出電壓進(jìn)行比較而實(shí)現(xiàn)憾股。首先使最高位為1鹿蜀，這相當(dāng)于取出基準(zhǔn)電壓的1/2與輸入電壓比較，如果在輸入電壓小于1/2的基準(zhǔn)電壓服球，則最高位置0茴恰，反之置1。之后斩熊，次高位置1往枣，相當(dāng)于在1/2的范圍中再作對分搜索，以此類推，逐次逼近婉商。

其特點(diǎn)是，速度快渣叛，轉(zhuǎn)換精度高丈秩，對N位A/D轉(zhuǎn)換器只需要M個時鐘脈沖即可完成，一般可用于測量幾十到幾百微秒的過渡過程的變化淳衙，是目前應(yīng)用最普遍的轉(zhuǎn)換方法蘑秽。

（5）A/D轉(zhuǎn)換的重要指標(biāo)（有可能考一些簡單的計(jì)算）

A、分辨率：反映A/D轉(zhuǎn)換器對輸入微小變化響應(yīng)的能力箫攀，通常用數(shù)字輸出最低位（LSB）所對應(yīng)的模擬電壓的電平值表示肠牲。n位A/D轉(zhuǎn)換器能反映1/2n滿量程的模擬輸入電平。

B靴跛、量程：所能轉(zhuǎn)換的模擬輸入電壓范圍缀雳，分為單極性和雙極性兩種類型。

C梢睛、轉(zhuǎn)換時間：完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需要的時間肥印，其倒數(shù)為轉(zhuǎn)換速率。

D绝葡、精度：精度與分辨率是兩個不同的概念深碱，即使分辨率很高，也可能由于溫漂藏畅、線性度等原因使其精度不夠高敷硅。精度有絕對精度和相對精度兩種表示方法。通常用數(shù)字量的最低有效位LSB的分?jǐn)?shù)值來表示絕對精度愉阎，用其模擬電壓滿量程的百分比來表示相對精度绞蹦。

例如，滿量程10V榜旦，10位A/D芯片坦辟，若其絕對精度為±1/2LSB，則其最小有效位LSB的量化單位為：10/1024＝9.77mv章办，其絕對精度為9.77mv/2＝4.88mv锉走，相對精度為：0.048％。

6藕届、D/A接口基本

（1）D/A轉(zhuǎn)換器使將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量挪蹭。

（2）在集成電路中，通常采用T型網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬電流休偶，再由運(yùn)算放大器將模擬電路轉(zhuǎn)換為模擬電壓梁厉。進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換實(shí)際上需要上面的兩個環(huán)節(jié)。

（3）D/A轉(zhuǎn)換器的分類：

A、電壓輸出型：常作為高速D/A轉(zhuǎn)換器词顾。

B八秃、電流輸出型：一般外接運(yùn)算放大器使用。

C肉盹、乘算型：可用作調(diào)制器和使輸入信號數(shù)字化地衰減昔驱。

（4）D/A轉(zhuǎn)換器的主要指標(biāo)：分辨率、建立時間上忍、線性度骤肛、轉(zhuǎn)換精度、溫度系數(shù)窍蓝。

7腋颠、鍵盤接口

（1）鍵盤的兩種形式：線性鍵盤和矩陣鍵盤。

（2）識別鍵盤上的閉合鍵通常有兩種方法：行掃描法和行反轉(zhuǎn)法吓笙。

（3）行掃描法是矩陣鍵盤按鍵常用的識別方法淑玫，此方法分為兩步進(jìn)行：

A、識別鍵盤哪一列的鍵被按下：讓所有行線均為低電平面睛，查詢各列線電平是否為低混移，如果有列線為低，則說明該列有按鍵被按下侮穿，否則說明無按鍵按下歌径。

B、如果某列有按鍵按下亲茅，識別鍵盤是哪一行按下：逐行置低電平回铛，并置其余各行為高電平，查詢各列的變化克锣，如果列電平變?yōu)榈碗娖揭鹚啵瑒t可確定此行此列交叉點(diǎn)處按鍵被按下。

8袭祟、顯示接口

（1）LCD的基本原理是验残，通過給不同的液晶單元供電，控制其光線的通過與否巾乳，從而達(dá)到顯示的目的您没。

（2）LCD的光源提供方式有兩種：投射式和反射式。筆記本電腦的LCD顯示器為投射式胆绊，屏的背后有一個光源氨鹏，因此外界環(huán)境可以不需要光源。一般微控制器上使用的LCD為反射式压状，需要外界提供電源仆抵，靠反射光來工作。電致發(fā)光（EL）是液晶屏提供光源的一種方式。

（3）按照液晶驅(qū)動方式分類镣丑，常見的LCD可以分為三類：扭轉(zhuǎn)向列類（TN）舔糖、超扭曲向列型（STN）和薄膜晶體管型（TFT）。

（4）市面上出售的LCD有兩種類型：帶有驅(qū)動電路的LCD顯示模塊莺匠，只要總線方式驅(qū)動金吗；沒有驅(qū)動電路的LCD顯示器，使用控制器掃描方式慨蛙。

（5）通常，LCD控制器工作的時候纪挎，通過DMA請求總線期贫，直接通過SDRAM控制器讀取SDRAM中指定地址（顯示緩沖區(qū)）的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)經(jīng)過LCD控制器轉(zhuǎn)換成液晶屏掃描數(shù)據(jù)格式异袄，直接驅(qū)動液晶顯示器通砍。

（6）VGA接口本質(zhì)上是一個模擬接口，一般都采用統(tǒng)一的15引腳接口烤蜕，包括2個NC信號封孙、3根顯示器數(shù)據(jù)總線、5個GND信號讽营、3個RGB色彩分量虎忌、1個行同步信號和1個場同步信號。其色彩分量采用的電平標(biāo)準(zhǔn)為EIA定義的RS343標(biāo)準(zhǔn)橱鹏。

9膜蠢、觸摸屏接口

（1）按工作原理分，觸摸屏可以分為：表面聲波屏莉兰、電容屏挑围、電阻屏和紅外屏幾種。

（2）觸摸屏的控制采用專業(yè)芯片糖荒，例如ADS7843杉辙。

10、音頻接口

（1）基本原理：麥克風(fēng)輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)音頻編解碼器解碼完成A/D轉(zhuǎn)換捶朵，解碼后的音頻數(shù)據(jù)通過音頻控制器送入DSP或CPU進(jìn)行相應(yīng)的處理蜘矢，然后數(shù)據(jù)經(jīng)音頻控制器發(fā)送給音頻編碼器，經(jīng)編碼D/A轉(zhuǎn)換后由揚(yáng)聲器輸出综看。

（2）數(shù)字音頻的格式有多種硼端，最常用的是下面三種：

A、采用數(shù)字音頻（PCM）：是CD或DVD采用的數(shù)據(jù)格式寓搬。其采樣頻率為44.1kHz珍昨。精度為16位時，PCM音頻數(shù)據(jù)速率為1.41Mb/s；精度為32位時為2.42 Mb/s镣典。一張700MB的CD可以保存大約60分鐘的16位PCM數(shù)據(jù)格式的音樂兔毙。

B、MPEG層3音頻（MP3）：MP3播放器采用的音頻格式兄春。立體聲MP3數(shù)據(jù)速率為112kb/s至128kb/s澎剥。

C、ATSC數(shù)字音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)（AC3）：數(shù)字TV赶舆、HDTV和電影數(shù)字音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)哑姚，立體聲AC3編碼后的數(shù)據(jù)速率為192kb/s。

（3）IIS是音頻數(shù)據(jù)的編碼或解碼常用的串行音頻數(shù)字接口芜茵。IIS總線只處理聲音數(shù)據(jù)叙量，其他控制信號等則需要單獨(dú)傳輸。IIS使用了3根串行總線：數(shù)據(jù)線SD九串、字段選擇線WS绞佩、時鐘信號線SCK。

（4）當(dāng)接收方和發(fā)送方的數(shù)據(jù)字段寬度不一樣時猪钮，發(fā)送方不考慮接收方的數(shù)據(jù)字段寬度品山。如果發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)字段小于系統(tǒng)字段寬度，就在低位補(bǔ)0烤低；如果發(fā)送方的數(shù)據(jù)寬度大于接收方的寬度肘交，則超過LSB的部分被截?cái)唷Ｗ侄芜x擇WS用來選擇左右聲道扑馁，WS=0表示選擇左聲道酸些；WS=1表示選擇右聲道。此外檐蚜，WS能讓接收設(shè)備存儲前一個字節(jié)魄懂，并準(zhǔn)備接收下一個字節(jié)。

11闯第、串行接口

（1）串行通信是指市栗，使數(shù)據(jù)一位一位地進(jìn)行傳輸而實(shí)現(xiàn)的通信。與并行通信相比咳短，串行通信具有傳輸線少填帽、成本低等優(yōu)點(diǎn)，特別適合遠(yuǎn)距離傳送咙好；缺點(diǎn)使速度慢篡腌。

（2）串行數(shù)據(jù)傳送有3種基本的通信模式：單工、半雙工勾效、全雙工嘹悼。

（3）串行通信在信息格式上可以分為2種方式：同步通信和異步通信叛甫。

A、異步傳輸：把每個字符當(dāng)作獨(dú)立的信息來傳輸杨伙，并按照一固定且預(yù)定的時序傳送其监，但在字符之間卻取決于字符與字符的任意時序。異步通信時限匣，字符是一幀一幀傳送的抖苦，每幀字符的傳送靠起始位來同步。一幀數(shù)據(jù)的各個代碼間間隔是固定的米死，而相鄰兩幀數(shù)據(jù)其時間間隔是不固定的锌历。

B、同步傳輸：同步方式不僅在字符之間是同步的峦筒，而且在字符與字符之間的時序仍然是同步的究西，即同步方式是將許多字符******成一字符塊后，在每塊信息之前要加上1～2個同步字符勘天，字符塊之后再加入適當(dāng)?shù)腻e誤檢測數(shù)據(jù)才傳送出去怔揩。

（4）異步通信必須遵循3項(xiàng)規(guī)定：

A捉邢、字符格式：起始位＋數(shù)據(jù)＋校驗(yàn)位＋停止位（檢驗(yàn)位可無）脯丝，低位先傳送。

B伏伐、波特率：每秒傳送的位數(shù)宠进。

C、校驗(yàn)位：奇偶檢驗(yàn)藐翎。

a材蹬、奇校驗(yàn)：要使字符加上校驗(yàn)位有奇數(shù)個“1”。

b吝镣、偶檢驗(yàn)：要使字符加上校驗(yàn)位有偶數(shù)個“1”堤器。

（5）RS－232C的電氣特性：負(fù)邏輯。

A末贾、在TxD和RxD上：邏輯1為－3V～－15V闸溃，邏輯0為3V～15V。

B拱撵、在TES辉川、CTS、DTR拴测、DCD等控制線上：

信號有效（ON狀態(tài)）為3V～15V

信號無效（OFF狀態(tài)）為－3V～－15V

（6）TTL標(biāo)準(zhǔn)與RS-232C標(biāo)準(zhǔn)之間的電平轉(zhuǎn)換利用集成芯片RS232實(shí)現(xiàn)乓旗。

（7）RS-422串行通信接口

A、RS-422是一種單機(jī)發(fā)送集索、多機(jī)接收的單向屿愚、平衡傳輸規(guī)范汇跨，傳輸速率可達(dá)10Mb/s。

B渺鹦、RS-422采用差分傳輸方式扰法，也稱做平衡傳輸，使用一對雙絞線毅厚。

C塞颁、RS-422需要一終端電阻，要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗吸耿。

（8）RS-485串行總線接口

A祠锣、RS-485是在RS-422的基礎(chǔ)上建立的標(biāo)準(zhǔn)，增加了多點(diǎn)咽安、雙向通信能力伴网，通信距離可為幾十米到上千米。

B妆棒、RS-485收發(fā)器采用平衡發(fā)送和差分接收澡腾，具有抑制共模干擾的能力。

C糕珊、RS-485需要兩個終端電阻动分。在近距離（300m一下）傳輸可不需要終端電阻。

12红选、并行接口

（1）并行接口的數(shù)據(jù)傳輸率比串行接口快8倍澜公，標(biāo)準(zhǔn)并行接口的數(shù)據(jù)傳輸率為1Mb/s，一般用來連接打印機(jī)喇肋、掃描儀等坟乾，所以又稱打印口。

（2）并行接口可以分為SPP（標(biāo)準(zhǔn)并口）蝶防、EPP（增強(qiáng)型并口）和ECP（擴(kuò)展型并口）甚侣。

（3）并行總線分為標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)兩類。常用的并行標(biāo)準(zhǔn)總線有IEEE 488總線和ANSI SCSI總線间学。MXI總線是一種高性能非標(biāo)準(zhǔn)的通用多用戶并行總線殷费。

13、PCI接口

（1）PCI總線是地址菱鸥、數(shù)據(jù)多路復(fù)用的高性能32位和64位總線宗兼，是微處理器與外圍控制部件、外圍附加板之間的互連機(jī)構(gòu)氮采。

（2）從數(shù)據(jù)寬度上看殷绍，PCI定義了32位數(shù)據(jù)總線，且可擴(kuò)展為64位鹊漠。從總線速度上分主到，有33MHz和66MHz兩種茶行。

（3）與ISA總線相比，PCI總線的地址總線與數(shù)據(jù)總線分時復(fù)用登钥，支持即插即用畔师、中斷共享等功能。

14牧牢、USB接口

（1）USB總線的主要特點(diǎn)：

A看锉、使用簡單，即插即用塔鳍。

B伯铣、每個USB系統(tǒng)中都有主機(jī)，這個USB網(wǎng)絡(luò)中最多可以連接127個設(shè)備轮纫。

C腔寡、應(yīng)用范圍廣，支持多個設(shè)備同時操作掌唾。

D放前、低成本的電纜和連接器，使用統(tǒng)一的4引腳插頭糯彬。

E凭语、較強(qiáng)的糾錯能力。

F情连、較低的協(xié)議開銷帶來了高的總線性能叽粹，且適合于低成本外設(shè)的開發(fā)览效。

G却舀、支持主機(jī)與設(shè)備之間的多數(shù)據(jù)流和多消息流傳輸，且支持同步和異步傳輸類型锤灿。

H挽拔、總線供電，能為設(shè)備提供5V/100mA的供電但校。

（2）USB系統(tǒng)由3部分來描述：USB主機(jī)螃诅、USB設(shè)備和USB互連。

（3）USB總線支持的數(shù)據(jù)傳輸率有3種：高速信令位傳輸率為480Mb/s状囱；全速信令位傳輸率為12Mb/s术裸；全速信令位傳輸率為1.5Mb/s。

（4）USB總線電纜有4根線：一對雙絞信號線和一對電源線亭枷。

（5）USB是一種查詢總線袭艺，由主控制器啟動所有的數(shù)據(jù)傳輸。USB上所掛接的外設(shè)通過由主機(jī)調(diào)度的叨粘、基于令牌的協(xié)議來共享USB帶寬猾编。

（6）大部分總線事務(wù)涉及3個包的傳輸：

A瘤睹、令牌包：指示總線上要執(zhí)行什么事務(wù)，欲尋址的USB設(shè)備及數(shù)據(jù)傳送方向答倡。

B轰传、數(shù)據(jù)包：傳輸數(shù)據(jù)或指示它沒有數(shù)據(jù)要傳輸。

C瘪撇、握手包：指示傳輸是否成功获茬。

（7）主機(jī)與設(shè)備端點(diǎn)之間的USB數(shù)據(jù)傳輸模型被稱作管道。管道有兩種類型：流和消息倔既。消息數(shù)據(jù)具有USB定義的結(jié)構(gòu)锦茁，而數(shù)據(jù)流沒有。

（8）事務(wù)調(diào)度表允許對某些流管道進(jìn)行流量控制叉存，在硬件級码俩，通過使用NAK（否認(rèn)）握手信號來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)傳輸率，以防止緩沖區(qū)上溢或下溢產(chǎn)生歼捏。

（9）USB設(shè)備最大的特點(diǎn)是即插即用稿存。

（10）工作原理：USB設(shè)備插入USB端點(diǎn)時，主機(jī)都通過默認(rèn)地址0與設(shè)備的端點(diǎn)0進(jìn)行通信瞳秽。在這個過程中瓣履，主機(jī)發(fā)出一系列試圖得到描述符的標(biāo)準(zhǔn)請求，通過這些請求练俐，主機(jī)得到所有感興趣的設(shè)備信息袖迎，從而知道了設(shè)備的情況以及該如何與設(shè)備通信。隨后主機(jī)通過發(fā)出Set Address請求為設(shè)備設(shè)置一個唯一的地址腺晾。以后主機(jī)就通過為設(shè)備設(shè)置好的地址與設(shè)備通信燕锥，而不再使用默認(rèn)地址0。

15悯蝉、SPI接口

（1）SPI是一個同步協(xié)議接口归形，所有的傳輸都參照一個共同的時鐘，這個同步時鐘有主機(jī)產(chǎn)生鼻由，接收數(shù)據(jù)的外設(shè)使用時鐘來對串行比特流的接收進(jìn)行同步化暇榴。

（2）在多個設(shè)備連接到主機(jī)的同一個SPI接口時，主機(jī)通過從設(shè)備的片選引腳來選擇蕉世。

（3）SPI主要使用4個信號：主機(jī)輸出/從機(jī)輸入（MOSI）蔼紧，主機(jī)輸入/從機(jī)輸出（MISO）、串行時鐘SCLK和外設(shè)片選CS狠轻。

（4）主機(jī)和外設(shè)都包含一個串行移位寄存器奸例，主機(jī)通過向它的SPI串行寄存器寫入一個字節(jié)來發(fā)起一次數(shù)據(jù)傳輸。寄存器通過MOSI信號線將字節(jié)傳送給外設(shè)哈误，外設(shè)也將自己移位寄存器中的內(nèi)容通過MISO信號線返回給主機(jī)哩至，這樣躏嚎，兩個移位寄存器中的內(nèi)容就被交換了。

（5）外設(shè)的寫操作和讀操作時同步完成的菩貌，因此SPI成為一個很有效的協(xié)議卢佣。

（6）如果只是進(jìn)行寫操作，主機(jī)只需忽略收到的字節(jié)箭阶；反過來虚茶，如果主機(jī)要讀取外設(shè)的一個字節(jié)，就必須發(fā)送一個空字節(jié)來引發(fā)從機(jī)的傳輸仇参。

16嘹叫、IIC接口

（1）IIC總線是具備總線仲裁和高低速設(shè)備同步等功能的高性能多主機(jī)總線。

（2）IIC總線上需要兩條線：串行數(shù)據(jù)線SDA和串行時鐘線SCL诈乒。

（3）總線上的每個器件都有唯一的地址以供識別罩扇，而且各器件都可以作為一個發(fā)送器或者接收器（由器件的功能決定）。

（4）IIC總線有4種操作模式：主發(fā)送怕磨、主接收喂饥、從發(fā)送、從接收肠鲫。

（5）IIC在傳送數(shù)據(jù)過程******有3種類型信號：

A员帮、開始信號：SCL為低電平時，SDA由高向低跳變导饲。

B捞高、結(jié)束信號：SCL為低電平時，SDA由低向高跳變渣锦。

C硝岗、應(yīng)答信號：接收方在收到8位數(shù)據(jù)后，在第9個脈沖向發(fā)送方發(fā)出特點(diǎn)的低電平泡挺。

（6）主器件發(fā)送一個開始信號后辈讶，它還會立即送出一個從地址命浴，來通知將與它進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的從器件娄猫。1個字節(jié)的地址包括7位地址信息和1位傳輸方向指示位，如果第7位為0生闲，表示要進(jìn)行一個寫操作媳溺，如果為1，表示要進(jìn)行一個讀操作碍讯。

（7）SDA線上傳輸?shù)拿總€字節(jié)長度都是8位悬蔽，每次傳輸種字節(jié)的數(shù)量沒有限制的。在開始信號后面的第一個字節(jié)是地址域捉兴，之后每個傳輸字節(jié)后面都有一個應(yīng)答位（ACK）蝎困，傳輸中串行數(shù)據(jù)的MSB（字節(jié)高位）首先發(fā)送录语。

（8）如果數(shù)據(jù)接收方無法再接收更多的數(shù)據(jù)，它可以通過將SCL保持低電平來中斷傳輸禾乘，這樣可以迫使數(shù)據(jù)發(fā)送方等待澎埠，直到SCL被重新釋放。這樣可以達(dá)到高低速設(shè)備同步始藕。

（9）IIC總線的工作過程：SDA和SCL都是雙向的蒲稳。空閑的時候伍派，SDA和SCL都是高電平江耀，只有SDA變?yōu)榈碗娖剑又鳶CL再變?yōu)榈碗娖剿咧玻琁IC總線的數(shù)據(jù)傳輸才開始祥国。SDA線上被傳輸?shù)拿恳晃辉赟CL的上升沿被采樣，該位必須一直保持有效到SCL再次變?yōu)榈碗娖搅狼唬缓骃DA就在SCL再次變?yōu)楦唠娖街皞鬏斚乱粋€位系宫。最后，SCL變回高電平建车，接著SDA也變?yōu)楦唠娖嚼┙瑁硎緮?shù)據(jù)傳輸結(jié)束。

17缤至、以太網(wǎng)接口

（1）最常用的以太網(wǎng)協(xié)議是IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)潮罪。

（2）傳輸編碼（06和07年都有******）：曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼。

A领斥、曼徹斯特編碼：每位中間有一個電平跳變嫉到，從高到底的跳變表示“0”，從低到高的跳變表示為“1”月洛。

B何恶、差分曼徹斯特編碼：每位中間有一個電平跳變，利用每個碼元開始時有無跳變來表示“0”或“1”嚼黔，有跳變?yōu)椤?”细层，無跳變?yōu)椤?”。

（3）相比之下唬涧，曼徹斯特編碼編碼簡單疫赎，差分曼徹斯特編碼提供更好的噪聲抑制性能。

（4）以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)：

A碎节、所有數(shù)據(jù)位的傳輸由低位開始捧搞，傳輸?shù)奈涣鲿r用曼徹斯特編碼。

B、以太網(wǎng)是基于沖突檢測的總線復(fù)用方法胎撇，由硬件自動執(zhí)行介粘。

C、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度晚树，目的地址DA＋源地址SA＋類型字段TYPE＋數(shù)據(jù)段DATA＋填充位PAD碗短，最小為60B，最大為1514B题涨。

D偎谁、通常以太網(wǎng)卡可以接收3種地址的數(shù)據(jù)：廣播地址、多播地址纲堵、自己的地址巡雨。

E、任何兩個網(wǎng)卡的物理地址都不一樣席函，是世界上唯一的铐望，網(wǎng)卡地址由專門機(jī)構(gòu)分配。

（5）嵌入式以太網(wǎng)接口有兩種實(shí)現(xiàn)方法：

A茂附、嵌入式處理器＋網(wǎng)卡芯片（例如：RTL8019AS正蛙、CS8900等）

B、帶有以太網(wǎng)接口的處理器营曼。

（6）TCP/IP是一個分層協(xié)議乒验，分為：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層蒂阱、網(wǎng)絡(luò)層锻全、傳輸層和應(yīng)用層。每層實(shí)現(xiàn)一個明確的功能录煤，對應(yīng)一個或幾個傳輸協(xié)議鳄厌，每層相對于它的下層都作為一個獨(dú)立的數(shù)據(jù)包來實(shí)現(xiàn)。每層上的協(xié)議如下：

A妈踊、應(yīng)用層：BSD套接字了嚎。

B、傳輸層：TCP廊营、UDP歪泳。

C、網(wǎng)絡(luò)層：IP赘风、ARP夹囚、ICMP、IGMP

D邀窃、數(shù)據(jù)鏈路層：IEEE802.3 Ethernet MAC

E、物理層：二進(jìn)制比特流。

（7）ARP（地址解析協(xié)議）

A瞬捕、網(wǎng)絡(luò)層用32位的地址來標(biāo)識不同的主機(jī)（即IP地址）鞍历，而鏈路層使用48位的物理地址（MAC）來標(biāo)識不同的以太網(wǎng)或令牌網(wǎng)接口灯帮。

B徙邻、ARP功能：實(shí)現(xiàn)從IP地址到對應(yīng)物理地址的轉(zhuǎn)換。

（8）ICMP（網(wǎng)絡(luò)控制報(bào)文協(xié)議）

A带膀、IP層用它來與其他主機(jī)或路由器交換錯誤報(bào)文和其他重要控制信息扇救。

B刑枝、ICMP報(bào)文是在IP數(shù)據(jù)包內(nèi)被傳輸?shù)摹?/p>

C、網(wǎng)絡(luò)診斷工具ping和traceroute其實(shí)就是ICMP協(xié)議迅腔。

（9）IP（網(wǎng)際協(xié)議）

A装畅、IP工作在網(wǎng)絡(luò)層，是TCP/IP協(xié)議族中最為核心的協(xié)議沧烈。

B掠兄、所有的TCP、UDP锌雀、ICMP及IGMP數(shù)據(jù)都以IP數(shù)據(jù)包格式傳輸蚂夕。

C、TTL（生存時間字段）：指定了IP數(shù)據(jù)包的生存時間（數(shù)據(jù)包可以經(jīng)過的路由器數(shù)）腋逆。

D婿牍、IP提供不可靠、無連接的數(shù)據(jù)包傳送服務(wù)惩歉，高效牍汹、靈活。

a柬泽、不可靠：它不能保證數(shù)據(jù)包能成功到達(dá)目的地慎菲，任何要求的可靠性必須由上層來提供（如TCP）。如果發(fā)生某種錯誤锨并，IP有一個簡單的錯誤處理算法－－丟棄該數(shù)據(jù)包露该，然后發(fā)送ICMP消息報(bào)給信源端。

b第煮、無連接：IP不維護(hù)任何關(guān)于后續(xù)數(shù)據(jù)包的狀態(tài)信息解幼。每個數(shù)據(jù)包的處理都是相互獨(dú)立的。IP數(shù)據(jù)包可以不按順序接收包警，

（10）TCP（傳輸控制協(xié)議）

TCP協(xié)議是一個面向連接的可靠的傳輸層協(xié)議撵摆，它為兩臺主機(jī)提供高可靠性的端到端數(shù)據(jù)通信。

（11）UDP（用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議）

UDP協(xié)議是一種無連接不可靠的傳輸層協(xié)議害晦，它不保證數(shù)據(jù)包能到達(dá)目的地特铝，可靠性有應(yīng)用層來提供。UDP協(xié)議開銷少，和TCP相比更適合于應(yīng)用在低端的嵌入式領(lǐng)域中鲫剿。

（12）端口：TCP和UDP采用16位端口號來識別上層的用戶鳄逾，即應(yīng)用層協(xié)議，例如FTP服務(wù)的TCP端口號都是21灵莲，Telnet服務(wù)的TCP端口號都是23雕凹，TFTP服務(wù)的UDP端口號都是69。

18政冻、CAN總線接口

（1）CAN（Control Area Network枚抵，控制器局域網(wǎng)）總線是一種多主方式的串行通信總線，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一明场，最初被用于汽車環(huán)境中的電子控制網(wǎng)絡(luò)汽摹。一個CAN總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡(luò)中，理想情況下可以掛接任意多個節(jié)點(diǎn)榕堰，實(shí)際應(yīng)用中節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)受網(wǎng)絡(luò)硬件的電氣特性所限制竖慧。

（2）總線信號使用差分電壓傳送。兩條信號線被稱為CAN_H和CAN_L逆屡，靜態(tài)是均為2.5V左右圾旨，此時狀態(tài)表示邏輯1，也可以叫做“隱性”魏蔗。用CAN_H比CAN_L高表示邏輯0砍的，稱為“顯性”，此時莺治，通常電壓值為CAN_H＝3.5V和CAN_L=1.5V廓鞠。

（3）當(dāng)“顯性”和“隱性”位同時發(fā)送的時候，最后總線數(shù)值將為“顯性”這種特性為CAN總線的仲裁奠定了基礎(chǔ)谣旁。

（4）CAN總線的一個位時間可以分成4個部分：同步段床佳、傳播時間段、相位緩沖段1和相位緩沖段2榄审。

（5）CAN總線的數(shù)據(jù)幀有兩種格式：標(biāo)準(zhǔn)格式和擴(kuò)展格式砌们。包括：幀起始、仲裁場搁进、控制場浪感、數(shù)據(jù)場、CRC場饼问、ACK場和幀結(jié)束影兽。

（6）CAN總線硬件接口包括：CAN總線控制器和CAN收發(fā)器。CAN控制器主要完成時序邏輯轉(zhuǎn)換等工作莱革，例如菲利普的SJA1000峻堰。CAN收發(fā)器是CAN總線的物理層芯片讹开，實(shí)現(xiàn)TTL電平到CAN總線電平特性的轉(zhuǎn)換，例如TJA1050茧妒。

19萧吠、xDSL接口

（1）xDSL（數(shù)字用戶線路）技術(shù)是左冬，在現(xiàn)有用戶電話線兩側(cè)同時接入專用的DSL調(diào)制解調(diào)設(shè)備桐筏，在用戶線上利用數(shù)字?jǐn)?shù)字信號高頻帶寬較寬的特性直接采用數(shù)字信號傳輸，省去中間的A/D轉(zhuǎn)換拇砰，突破了模擬信號傳輸極限速率為56KB/s的閑置梅忌。

（2）DSL技術(shù)主要分為對稱和非對稱兩大類。

（3）對成xDSL更適合于企業(yè)點(diǎn)對點(diǎn)連接應(yīng)用除破，例如文件傳輸牧氮、視頻會議等收發(fā)數(shù)據(jù)量大致相同的工作。

（4）ASDL是近年發(fā)展的另一種寬帶接入技術(shù)瑰枫，是利用雙絞銅線向用戶提供兩個方向上速率不對稱的寬帶信息業(yè)務(wù)踱葛。

（5）ADSL在一對電話線上同時傳送一路高速下行數(shù)據(jù)、一路較低速率上行數(shù)據(jù)光坝、一路模擬電話尸诽。各信號之間采用頻分復(fù)用方式占用不同頻帶，低頻段傳送話音盯另；中間窄頻帶傳送上行信道數(shù)據(jù)及控制信息性含；其余高頻段傳送下行信道數(shù)據(jù)、圖像或高速數(shù)據(jù)鸳惯。

20商蕴、WLAN接口

（1）WLAN（Wireless Local Area Network）是利用無線通信技術(shù)在一定的局部范圍內(nèi)建立的，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物芝发，它以無線多址通道作為傳輸媒介绪商，提供有線局域網(wǎng)的功能。

（2）WLAN的標(biāo)準(zhǔn)：主要是針對物理層和媒質(zhì)訪問控制層（MAC層）辅鲸，涉及到所有使用的無線頻率范圍格郁、控制接口通信協(xié)議等技術(shù)規(guī)范與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

A瓢湃、IEEE 802.11：定義了物理層和MAC層規(guī)范理张，工作在2.4～2.4835GHz頻段，最高速率為2Mb/s绵患，是IEEE最初制定的一個無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)雾叭。

B、IEEE 802.11b：工作在2.4～2.4835GHz頻段落蝙，最高速率為11Mb/s织狐，傳輸距離50～150inch暂幼。采用點(diǎn)對點(diǎn)模式和基本模式兩種運(yùn)行模式。在數(shù)據(jù)傳輸速率方面可以根據(jù)實(shí)際情況在11Mb/s移迫、5.5Mb/s旺嬉、2 Mb/s、1 Mb/s的不同速率間自動切換厨埋。

C邪媳、IEEE 802.11a：工作在5.15～8.825GHz頻段，最高速率為54Mb/s/72Mb/s荡陷，傳輸距離10～100m雨效。

D、IEEE 802.11g：混合標(biāo)準(zhǔn)废赞，擁有EEE 802.11a的傳輸速率徽龟，安全性較EEE 802.11b好，采用兩種調(diào)制方式唉地，做到與EEE 802.11a和EEE 802.11b兼容据悔。

（3）WLAN有兩種網(wǎng)絡(luò)類型：對等網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

21耘沼、藍(lán)牙接口

（1）藍(lán)牙技術(shù)的目的：使特定的移動電話极颓、便鞋式電腦以及各種便攜通信設(shè)備的主機(jī)之間近距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)無縫的資源共享。

（2）藍(lán)牙技術(shù)的實(shí)質(zhì)內(nèi)容是要建立通用的無線空中接口及其控制軟件的公開標(biāo)準(zhǔn)耕拷。其工作頻段為全球通用的2.4GHz ISM（即工業(yè)讼昆、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段骚烧，其數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mb/s浸赫，采用時分雙工方案來實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸，其理想的連接范圍為10cm～10m赃绊。

（3）藍(lán)牙基帶協(xié)議是電路交換和分組交換的結(jié)合既峡。

（4）藍(lán)牙技術(shù)特點(diǎn)：

A、傳輸距離短碧查，工作距離在10m以內(nèi)运敢。

B、采用跳頻擴(kuò)頻技術(shù)忠售。

C传惠、采用時分復(fù)用多路訪問技術(shù)，有效地避免了“碰撞”和“隱藏終端”等問題稻扬。

D卦方、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

E泰佳、語言支持盼砍。

F尘吗、糾錯技術(shù)，其采用的是FEC（前向糾錯）方案浇坐。

（5）藍(lán)牙接口由3大單元組成：無線單元睬捶、基帶單元、鏈路管理與控制單元近刘。

22擒贸、1394接口

（1）1394作為一種標(biāo)準(zhǔn)總線，可以在不同的工業(yè)設(shè)備之間架起一座溝通的橋梁跌宛，在一條總線上可以接入63個設(shè)備酗宋。

（2）IEEE 1394的特點(diǎn)：

A积仗、支持多種總線速度疆拘，適應(yīng)不同應(yīng)用要求。

B寂曹、即插即用哎迄，支持熱插拔。

C隆圆、支持同步和異步兩種傳輸方式漱挚。

D、支持點(diǎn)到點(diǎn)通信模式渺氧，IEEE 1394是多主總線旨涝。

E、遵循ANSI IEEE 1212控制及狀態(tài)寄存器（CSR）標(biāo)準(zhǔn)侣背，定義了64位的地址空間白华，可尋址1024條總線的63個節(jié)點(diǎn)，每個節(jié)點(diǎn)可包含256TB的內(nèi)存空間贩耐。

F弧腥、支持較遠(yuǎn)距離的傳輸。

G潮太、支持公平仲裁原則管搪，為每一種傳輸方式保證足夠的傳輸帶寬。

H铡买、六線電纜具有電源線更鲁，可傳輸8～40V的直流電壓。

（3）IEEE 1394的協(xié)議棧由3層組成：物理層奇钞、鏈路層和事務(wù)層澡为，例外還有一個管理層。物理層和鏈路層由硬件構(gòu)成蛇券，而事務(wù)層主要由軟件實(shí)現(xiàn)缀壤。

A樊拓、物理層提供IEEE 1394的電氣和機(jī)械接口，功能是重組字節(jié)流并將它們發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)上去塘慕。

B筋夏、鏈路層提供了給事務(wù)層確認(rèn)的數(shù)據(jù)服務(wù)，包括：尋址图呢、數(shù)據(jù)組幀和數(shù)據(jù)校驗(yàn)条篷。

C、事務(wù)層為應(yīng)用提供服務(wù)蛤织。

D赴叹、管理層定義了一個管理節(jié)點(diǎn)所使用的所有協(xié)議、服務(wù)以及進(jìn)程指蚜。

23乞巧、電源接口

（1）DC-DC轉(zhuǎn)換器有三種類型：

A、線性穩(wěn)壓器：產(chǎn)生較輸入電壓低的電壓摊鸡。

B绽媒、開關(guān)穩(wěn)壓器：能升高電壓、降低電壓或翻轉(zhuǎn)輸入電壓免猾。

C是辕、充電泵：可以升高、降低或翻轉(zhuǎn)輸入電壓猎提，但電流驅(qū)動能力有限获三。

（2）任何變壓器的轉(zhuǎn)換過程都不具有100％的效率，穩(wěn)壓器本省也使用電流（靜態(tài)電流）锨苏，這個電流來自輸入電流疙教。靜態(tài)電流越大，穩(wěn)壓器功耗越大蚓炬。

（3）線性穩(wěn)壓器輸入輸出使用退耦電容來過濾松逊，電容除了有助于平穩(wěn)電壓以外，還有利于去除電源中的瞬間短時脈沖波形干擾肯夏。

（4）電壓與功耗之間的平方關(guān)系意味著理想高效的方法是在要求較低電壓的較低時鐘速率上執(zhí)行代碼经宏，而不是先以最高的時鐘速率執(zhí)行代碼然后再轉(zhuǎn)為空閑休眠。

（5）電源通常被認(rèn)為是整個系統(tǒng)的“心臟”驯击，絕大多數(shù)電子設(shè)備50％～80％的節(jié)能潛力在于電源系統(tǒng)烁兰，研制開發(fā)新型開關(guān)電源是節(jié)能的主要舉措之一。

（6）降低功耗的設(shè)計(jì)技術(shù)：

A徊都、采用低功耗器件沪斟，例如選用CMOS電路芯片。

B、采用高集成度專用器件主之，外部設(shè)備的選擇也要盡量支持低功耗設(shè)計(jì)择吊。

C、動態(tài)調(diào)整處理器的時鐘頻率和電壓槽奕，在允許的情況下盡量使用低頻率器件几睛。

D、利用“節(jié)電”工作方式粤攒。

E所森、合理處理器件空余引腳：

a、大多數(shù)數(shù)字電路的輸出端在輸出低電平時夯接，其功耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輸出高電平時的功耗焕济，設(shè)計(jì)時應(yīng)該注意控制低電平的輸出時間，閑置時使其處于高電平輸出狀態(tài)盔几。

b晴弃、多余的非門、與非門的輸入端應(yīng)接低電平问欠，多余的與門肝匆、或門的輸入端應(yīng)接高電平。

c顺献、ROM或RAM及其他有片選信號的器件，不要將“片選”引腳直接接地枯怖，避免器件長期被接通注整，而應(yīng)該與“讀/寫”信號結(jié)合，只對其進(jìn)行讀寫操作時才選通度硝。

F肿轨、實(shí)現(xiàn)電源管理，設(shè)計(jì)外部器件電源控制電路蕊程，控制“耗電大戶”的供電情況椒袍。