【软考速通笔记】系统架构设计师⑮——嵌入式系统架构设计理论与实践

发布于:2024-12-07 ⋅ 阅读:(30) ⋅ 点赞:(0)

一、前言

笔记目录大纲请查阅:【软考速通笔记】系统架构设计师——导读

二、硬件

2.1 处理器

  • MPU,Micro Processor Unit,微处理器。体积小,重量低,成本低,可靠性高,但是技术保密性差。
  • MCU,Micro Control Unit,微控制器。体积小,重量低,成本低,可靠性高,单片化,功耗低。
  • DSP,Digital Signal Processor,信号处理器,哈佛结构,编译效率高,指令执行速度高。
  • GPU,Graphics Signal Unit,图形处理器,专注浮点运算,弥补CPU运算速度不足。
  • SoC,System on Chip,片上系统,采用片内再编程技术,可使片上系统内硬件的功能像软件那样通过编程来配置。

2.2 存储器

  • RAM,Random Access Memory,随机存取存储器。内存条,掉电丢失。

  • DRAM,动态随机存储区。

  • SRAM,静态随机存取存储器,访问速度更快,功耗更高。

  • RAM,Read Only Memory。只读存储器,写入需要先擦除。

  • MASK ROM,掩模型只读存储器。

  • PROM,可编程只读存储器。

  • EPROM,可擦可编程只读存储器。

  • EEPROM,电擦可编程只读存储器。

  • Flash,快闪存储器。

2.3 总线

  • 数据总线
  • 地址总线
  • 控制总线

2.4 看门狗

提高产品的可靠性。
一旦系统卡死或者程序跑飞,无法按时喂狗,则看门狗电路会复位重启系统。

三、软件

3.1 嵌入式软件特点

  • 可剪裁性
  • 可移植性
  • 强实时性
  • 强稳定性
  • 弱交互性
  • 可固化性
  • 标准接口

3.2 实时调度算法

  • 离线调度算法
  • 在线调度算法
  • 抢占调度算法
  • 非抢占调度算法
  • 静态调度算法
  • 动态调度算法
  • 最早截止时间优先调度算法
  • 最低松弛度优先调度算法
  • 优先级调度算法
  • 单调速率调度算法

3.3 其他

  • 存储管理、分区、分页、分段、段页式存储。
  • 任务间通信,通过队列、信号量等方式实现。
  • 开发环境:集成开发环境、交叉编译、可扩展、可移植、可配置、可维护,界面一般。

四、设计方法

4.1 基于架构的软件设计开发方法

见:【软考速通笔记】系统架构设计师⑦——系统架构设计基础知识

4.2 属性驱动的软件设计开发方法

Attribute-Driven Design,ADD

  • 把一组质量属性(可用性、性能、安全性等)场景作为输入
  • 利用对质量属性实现与架构设计之间的关系的了解(如体系结构风格、质量战术)对软件架构进行设计的一种方法。

采用ADD方法进行软件开发时,需要经历

  • 评审
  • 选择驱动因子
  • 选择系统元素
  • 选择设计概念
  • 实体化元素和定义接口
  • 草拟视图
  • 分析评价

4.3 实时系统设计方法

Design Approach for Real-Time System,DARTS

DARTS基于传统结构化分析方法,扩展了行为建模部分。分为5部分:

  • 用实时结构化分析方法开发系统规范
  • 将系统划分为多个并发任务
  • 定义任务间接口
  • 设计每个任务
  • 设计过程的成果

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