课程概况
裸机程序和操作系统程序的区别
裸机程序是一种直接运行在计算机硬件上的程序,没有任何操作系统的支持,通常用汇编语言编写。裸机程序可以直接操作硬件资源,如IO端口、内存等,因此往往具有较高的性能和灵活性,但开发周期较长,代码维护困难。
操作系统程序则是运行在操作系统上的程序,其运行需要操作系统的支持。操作系统负责管理运行程序所需的各项资源,如内存、CPU等,还提供了许多高级的API接口,方便程序员进行开发。虽然操作系统的运行效率不如裸机程序,但操作系统的存在可以让应用程序更易于开发、维护和扩展。
中断和轮询的区别,哪个更适合嵌入式系统?
中断和轮询都是用来管理系统的方式,它们有以下区别:中断是一种异步的事件驱动方式,当外部事件发生时,中断会打断当前的程序流程,转而执行中断服务程序;而轮询是一种同步方式,通过循环不断地查询外部事件是否发生,在此期间会一直占用CPU资源。中断的优先级高于轮询,中断服务程序可以优先处理紧急事件,而轮询则必须等待当前事件的处理完成。中断可以实现实时响应,而轮询则无法保障实时性。在嵌入式系统中,中断更适合实时响应和处理紧急事件,能够提高系统的实时性能和稳定性;而轮询更适用于对实时性要求不高的场景,例如数据采集等。但同时也需要注意中断的开销较大,频繁调用中断可能会造成系统的负载过高,影响系统的响应能力。
详情了解什么是多任务处理,它在嵌入式系统中的作用是什么?
嵌入式系统的本质:隐藏在设备中的智能大脑
嵌入式系统的核心工艺:从设计到量产的全流程
齐平嵌入式电路技术
这是当前**先进的电路集成工艺之一,通过电镀 - 转移 - 激光划线实现超高密度布线: Imprint 技术:在抛光金属基板上电镀铜层,通过光刻形成电路图形,电路转移工艺:将电镀后的电路从载体转移到介质层,导体三面附着增强可靠性
激光划线:使用激光在基板表面烧蚀出微槽,填充金属形成嵌入式走线,线宽可达 75μm 以下
电解铜填充:采用新型镀铜工艺填充深凹槽,解决传统工艺的气泡问题,晶圆代工工艺平台,不同应用场景对工艺节点要求差异显著:消费电子:90nm
及以上工艺(如 NOR Flash),存储容量 < 16Mb工业 / 汽车:65/55nm 以下工艺(如
MCU),支持高速运算(>100MHz)和复杂功能(如 M3/M4 内核)功率器件:侧重高压、大电流特性,如华虹的超级结 MOSFET
工艺
实时操作系统(RTOS)如 FreeRTOS、μC/OS,提供任务调度、中断管理等功能。某工业控制器通过 RTOS 实现多任务并行:任务 1:每 10ms 采集温度传感器数据任务 2:每 100ms 通过 CAN 总线发送数据 任务 3:优先级**的紧急停机响应,低功耗设计技巧,电源模式分层管理:运行、休眠、待机三级模式,医疗监护仪非监测时功耗从 50mW 降至 2mW动态时钟配置:根据外设需求调整主频,某工业控制器通过降频使功耗降低 37外设电源开关矩阵:独立控制传感器供电,智能家居控制器睡眠功耗从 8.7mW 降至 0.3mW,AI 模型部署优化,模型量化:将 FP32 模型压缩为 INT8,某工业质检系统延迟从云端 4 秒缩短至本地 1.5 秒,边缘计算架构:如 RK3588 核心板集成 6TOPS NPU,实现 8 路 1080P 视频实时分析,功耗 < 10W
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