Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 50 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
50
Dung lượng
1,59 MB
Nội dung
1.1 Khái niệm hệ thống nhúng !"#$%&'!$!()$%*++( ,-",./0&,,1-2+0 34+5#$6.78795:')39;)$!,$!<77!$=7<57+<>',1? $!,1-#)=)!+6=) <!-@AAA0!2+0 7>B$!2+%&'!>7,CD.'$B(%*C )'D)%*)795:/E)$$'.).F)0!2 GHF@GHFGHIF')39;F')2)$!!$!<$>FJKGL/>%&'!$! 7,C+!'#)7- :M NO)0!/ 1.2.HT nào là hệ thống nhúng (A,B,D,E) P/H+Q/ R/H)?)+$N(),/ H/ H)Q=$+?(S7/ J/H)+!'$T!/ 1.3.Nêu tên một số lĩnh vực đời sống và công nghiệp trong đó có sử dụng ưng 5:M/U6)Q=%&795: V(9)9F)?).F,F WQX+CF+,OF+$&) X"()2YPEFIPEF!")>R+QF<Z+F+"" 1.4. HTN mà một máy tính đa năng hay máy tính chuyên dụng ? P/[+0+65:F5\!-5:]=) R/G1?M,1?%D-5: H/ ^05:'?,1?"+$6X!)!$F_`aK%D 0/ 2.1 a. Hãy nêu những đặc điểm của các môi trường mà hệ thống nhúng hoạt động. b. Cho ví dụ về một hệ thống nhúng nào đó và nêu đặc điểm môi trường mà hệ thống nhúng đó đang hoạt động. H%*,)!"$!()$%*b)%(),F 4)F1CF)!F$FCT,F$DF)c 7)d// X7'05:)N'?%*5e$!(%F '!1F')/H)Q=)5:M"Ff')7Ff%DL() $%*)!FCDF$D/ 2.2. Tại sao nói hầu hết các hệ thống nhúng hoạt động với sự ràng buộc về thời gian ? G1D!"'D)7#$=*))+61*) )!2,->1$F*))F$!)%.'D)*)) 3T)M27#)>1'!/ [ ,-'D)7#)=6!)2d4=) 7!>"+F,*)F- <!*))# gH':,-$==8)*)"25<5)<> g`*)),)h),)$Tb2))>i gU)"+$N'f],)?)=B,1?,),-1$ *)"i 2.3 a. Nêu các kiểu hoạt động cơ bản của hệ thống nhúng: [() [!",1'!d4=)?)F39;'!1 $/`*))1$2,->,)$!*))T<!; j))QQ/ [)6Q#[!")6Q'D))[`E'$4) 7!/ [#,-'D)7#) =/[:F"+'D)7#)F'D)*))F#,-'D)7#) 2.4: BUS gồm các thành phần nào hợp thành ? /R7MHGk=!jR7FR75)FR7)?) R7`$!$N!"FHGk)?)=7D)'$0 %&+)!d=6!)!]dHGk/84+'$0=D!]'$0 '!l$/35 R75)%&HGk)?)$!7(m)5)'%&)Q= )?)$!7mOF'+'5)=6$!'!) HGk R7)?)%&)?)=8)HGk/R7)?)+Q!")Mm! 5)c$')!5)7n%&%6=7/ =/RkK[`oRkKHGkg"h$&8$MRkKHGk0)5j6F +Q")F"!)))?)$)6=) 2.5Hệ thống nhúng tướng tác với môi trường vật lí như thế nào, phương tiện, công cụ gì ? Nêu một số ví dụ ? [%.'D)()$%*';)?,%.- p==)Q27<7!$>Fq,)'!=B54+5eF+( 54+/ `(=+)0)PJHFJPH `(q,)F&,C5) =/X7'05: G%.)F(:G%.)%.'D)()$%*';+)0 )%.#7PJHF7%.#JPH/ H(:%.'D)()$%*';q,)'&,C0)/ H"q,)'!l$")9!,q,HGk$!)5)'D) )Q=!")')%=,0FNF+)L/ 2.6: Cho một mô hình qui trình điều khiển công nghệ có ứng dụng hệ thống nhúng như hình sau :Khoanh vùng cho biết hệ thống nhúng là phần nào ? ^\E9$6MN'nr H,1&,M,1-F,1?F_`aK2_< `)<a,<$)K+7<> 2.7 :Để xây dựng một kiến trúc cho một hệ thống nhúng, phải tuân thủ 6 bước cơ bản. Các bước đó là các bước nào ? Nêu các pha trong quá trình thiết kế một hệ thống nhúng ? `$*) s=%D.=34+5#)Q$!j H1)Q-'?,1-2)QQ!)F)Q$+0F)Q$HGkF!") ')F)?L>/ `$%*H1$+61M$%*'!+$N)QQF =!jSF3%D%.")F%8M0$F3t)/ Xee(MF-#]'? ,1,1-',1?F- F)6QF)!)Q, HT$4+=%D"!$)Q$M[`E/U)Q$[`E7n%&N =B,4!=[`E,1,1-F,1?F7 ,1")%&,4Q))Q/ G40'))Q$)Q$"+61F)Q$ 'D)+61\T%&%F)3%D$M)$!Fu F)/ ^)Q))`))'?!=<!C))F`))'?dT $F`))'?)Q$ H,$!$N)QQ[`Ev+61F,40F9) )F73T7,C/GwFx%&],") 2.8 :Thế nào là phân hoạch phần cứng và phần mềm khi thiết kế một hệ thống nhúng ?Thế nào là qui trình đồng thiết kế phần cứng và phần mềm và đồng kiểm nghiệm ? `$*) /G4!",1-',1?))QQ[`E I]FT- !,1-',1?F7))QQF(,u '&,T/ =/p)$Nj)QQ,1-',1?'j)) `$!+F)QQ,1-',1?%&)Q7!7!F ,j))#))6:F!D))QTj) )/G1%7',1?%&"+\$6+!/,1- =B^[JIy+!F,1?$6+!y))6:y+0/ 2.9:Hãy đặc tả các tác vụ khi thực hiện khởi động hệ thống nguội (cold boot) và khởi động nóng (warm boot)?Hãy cho ví dụ về cách khởi động với một loại CPU tự chọn? `$*) H':)#)8) U8))2!5=!!>Rj28),1->F%')"F,4 '\=DF()L'!$")=1/KQ%.$N", 2=!!!5<$>z+{D)_AK`P_`+K`P_`M,1? +)?)!/ • U8)2Z<$=!!>H`_IgJAIF=u7<7,1-/ |/ ^05:'?8)'D)!")HGk#O @<HGk}~}•_AKA`@Go~3~~~~MAG_aX8)Q)'D) H!7!<2U<+=!$5>F7+'?%.$N8)€XGHIJK`28) )>8~3~|•|/ 2.10Khi thiết kế HTN cần xây dựng một mô hình chính tắc (formal model) với các yêu cầu đặt ra. Vậy các yêu cầu đó là những yêu cầu gì? `$*) v4+5#(N0bM'D)+6174+ v- 34+5#,)%*)+(%*) )6D)1'!l1$'()$")=6$!M/ v4+5#,0)QQ7n,)ut/UQ&,0' ,'!l$F$")F3")- / v4+5#,7) ))QQ<!)60)F %&F)+F39;F0%DL v4+5#,=)!)%-M)QQF?$)),, ))+Q/ `#))O)QQ)QQd;%8Q(N/ v4+5#(NN-=%D7O795:&,,1-',1 ?+3- '!(N,1-M)QQ%& )$!N5%D)4+/Ko đc bỏ hình vẽ 3.1. Nêu các thách thức phải đối mặt khi thiết kế một hệ thống nhúng ? U ,-'D)7#)=6!),)"+F,*)F- <!*))#/ H':,-$==8)*)"/ `*)),)h),)$Tb/ U)"+$N'f],)?)=B,1?,),-1$ *)"/ U)"+$N'f],)?)=B,1?,),-1$ *)"/ H ')8()$%*b)/ H)T,+)!"F)&,;/ U0%DuOF‚F5c55c'+Fb,]/ `)6: %&T,F 795:j,)Fb+/ [!")+Fh)! `)+,-5':+61*)"7*))d ~ y/ )+!Q"ƒ|~ „ 7#l)*/ `07…7!Q*))797#$=NX``_FN)7…7 PoX``•l2X``•gX``_> P!'=!/ U T,,1?'5#,f4T,,1-/ 3.2 :Các tiêu chí phân loại hệ thống nhúng Tại sao HTN có sự khác nhau • [!"84 [!",1'!d4=))?)F39;!1$/`*) )1$2,->,)$!*))T<!;j))Q Q/ [!")6Q'D))[`E'$4)7!/I!") +O)[`E"/ • I'#-5: H(:0!%+0%"+=)!T/ v9;0))Q=')5<!*))#FJ^J,+<$F)Q=+QL `$+?(F")Q="%$!<$F7Z) [)?)',5)/ • U)Q$'+( [`E+(u'D)3%7 G1-0,-",F)QQ'D)HGk.F!")†F}=)7/ G1?.)F5\!)!$)7!!"/ H(:,$),1?7!"!%.$NF&,'&, q!F()$%*,$)&,T795:'D)'))?)tO/ `)6: %&$T0/ [`E+(,-", G1-,-",)QQ'D)HGk}F|s+xw=)7F+795:'))? )/ [T$RkK8$q,))Q=!")')/ G1?)')F)?#))':F! j*)/ H(:,$NHlHggl^)7Hggl€'F_`aKFtjF(:) K)!$FJ<=<$/X()$%*,$)&,T/ [`E)') G1-',1?$T]=)/ E)?HGk'8$F+HGkTN %&+ !),$N%&/ G$)!D,-5:D)T)-5:!")+1 ,)$N)QQj*)),1-',1?F&,T) )8)\F795:(PK@HQ"!HGkF')"j39; [`E,1-+[`E,1?/ [`E<!!7#F+#!/ [`E,-%&=!+,-'D)h#)/ [`E'D)j)+61+M+j)+6"Q/ [`E,-+'D)7#)+,-'D)7#)*)"/ 3.2.2 Tại sao HTN có sự khác nhau • G1-.)+,-",5!-5:+Q[`E5#) ':$)6=)H':$)6=)84+,1D)6D)39; +6=)F7#)F$")M)$N(L • ^?,1-F[`E%&)QQd$T)?!")HGk'HGk =4"))Q$ • G1?.)+,-",5!-5:+Q^?,1?878 d.)!D))3!F)?*))#2_`aK_<`)<a,<$) K+7<>/ 3.3: Hãy nêu sự khác biệt khi thiết kế hệ thống nhúng kiểu trên cùng một bo mạch : `$*) 2|>[34+5#d=')390 2w>[34+5#d'))?) 2|>HHGk, 2w>HGk5"‡)+6=) 2|>H_PXF_aXF*) 2w>_PXF_aXF*)F 2|>@la,/ 2w>@la$!')"./ 2|>U 8$_PXF_aXF@la\+;/ 2w>_PXF_aX5%&F@laM!:0795:/ 2|> Fb)?/ 2w>U( F)6!0 %&F)&,0!-5:/ 2|>`)QQ- 2w>`)QQ- 2|>H1,)')"_PXF_aX&,d=6!)')"/ w>%&)QQT$!H),/ 2|>U(Q)'D)!")')!")')F16')"h$&!- +/ 2w>E #0!%&)QQ)%!-5:3/ 2|>`+)6 #0!"/ 2w>_T,\&,34+5#[`E/ 3.4 Cho biết tên gọi của các kiểu kiến trúc là gì ? Kiểu kiến trúc nào là thích hợp hơn để xây dựng các hệ thống nhúng (kiểu 1 hay kiểu 2)? U)|)Q$['$5 U)w)Q$^!E< )=).=8))Q$+!ˆ R78)Q$['$5%&$)6!'5)$)6=) R78)Q$^!E<5\!'5) `")7!ˆ )Q$['$50&,./ ^N')5\$)6=7!'5)7n),390.F')O 5)'#)3+$j*) 3.5 ADC, DAC P/PJH=)Q)%.#y7F7!+03907) R/JPH=)Q)7y%.#F0)")%.#=)?)F'0 5:0),j)F0)) HOPJH1(7.=U)PJH!d!")-5:l`*) )=)Q)l,4))l`0))!")'D)HGk 3.6:Khi nghiên cứu CPU để thiết kế một hệ thống vi xử lí như một hệ thống nhúng, có một số khái niệm sau đây PlX$")+%&*))m3jj 2HIU>/ • Xm+,&,M7$")+HGk+')" )b+?)7!R7F#)3!!$6=7/ RlXm,m+1)Q!M+ Hl``0!7HIUF))*))F)%F0*)) !,/ x/‰Cho mô hình kiến trúc hệ thống như hình vẽ. Hãy giải thích chức năng của khối ‘GIAO DIỆN VỚI CPU’, lí do sự có mặt của khối đó ? Các chức năng : • H')"+Q")RkKF • `l5)dRkK5j6MHGkF • `"!RkK8$/ Lý do: `0),7)dHGk%*(7TT,M!7)5 2Š!>F(M8$RkKFT)=75)')?)Q=)'D) /H0'NQ1QRkK%&)7')"+Q=72=75$)'<$>F '?.=')"+Q")0)7/ A.Thế nào là BUS đồng bộ ? H3jjHIUC!!"RkK/ R7j=0)$6%*54+RkK!5"7'(F'D)17'0 5:F$!!')X[‹Œ•[‹/XO)!"=73+$?))Q'!RkK H!F$!7+61m+'%&O)m=7/ B.Thế nào là BUS không đồng bộ ? R7(j=(795:3RkK!FmMq!5)m;' )'D)],)Q=FO))!")1#=8)0 ))?)/ H0))?)j=!"Mh)!)')" - 'HGk$6RkKF'05:%z)!"){/ 3.8:Trình điều khiển thiết bị là gì ? Chức năng của trình điều khiển thiết bị là gì ? • I,1?8),1-',1?D,!.795: $$+,'!,1-q,)'!+0/ • G1?+%.$#)Q,')?),1-'%&-85" %'),1?/ • U)+0)?N`U`R1)),1-')? A.Chức năng của trình điều khiển thiết •q,)?),1?2+HGk>'j)+6 ,1-/ H- .=%U8),1-F`b+FHT,1-!"FH! ,q, !" 2[$5Z$< A=<>FJ T+ ,1 - 2[$5Z$< P)$<>/•)) ,,1-2[$5Z$<_<<7<>Ol)5)2[$5Z$<_<5lZ$)<>H)' !5Ž,1-2[$5Z$<@7lk)7>/ B.Nhìn theo kiến trúc phần mềm máy tính, trình thiết bị được đặt ở đâu ? J%D),1?'$6,1- 3.9.Thế nào là trình điều khiển xác định theo kiến trúc. • )<!)Q$2$)<$<7,<)•)>M[`E • p$,1-&,T'D)HGk/ • H)Q$))$!!$!<$F+)Q$['$5'D)=D$6),FF') "$=D2<!$+<<k)XXk>F,1-5T,C+ FPJHlJPH&,T$6=!"FD,+/ Thế nào là trình điều khiển tổng quát (hay trình điều khiển trên bo mạch). )?))Q=B$6=!"0%(&,T'!),'D) HGk/5:F$&!)?)Q$5\!"))Q= %.0/ Hãy nêu một số loại trình điều khiển thiết bị điển hình ? )?)RkK@wHFGH@F<IwFXXkF"F3900#)l!F@K_ 3.10Nêu các thao tác của trình điều khiển thiết bị khi được kích hoạt ? P/U8)[YFb[YFHTl!,q,bF$5)+6[YF)), [YF$+,)Q=FOl)5)F)l!5Ž,1?U`R/ R/`()'?)Q=F0)Q=F5))Q=F)Q=!" F)!5)'D)+0Fq,)F H/U8)(7!G@HF!,q,G@HbF@K_Tb2Q1>F =!')F#)390F(),:)F@_A` 3.11: Hãy chọn câu trả lời cho là đúng khi nói về hệ thời gian thực: Trả lời : - HOR!"0)? `0)?J#!$%D%&*)),-)6F*)),- T•%$N#%$,-/ ^05:Q=)?),)39;j*))?)':F,)) +Q%&'?$N##)(')')%&*))39; h)(')/yE%*)795:.78)'? ,-0*)) #M/ - HOH !,-,*)'03 H- ,)%&#)C3/H0!F39;,)!$Q $!N*))t3$%D/H03'?*))7n!,q,% $,-,*)/`+003*))]))6F %0 *))#(T)Q,),- $O.,),-,*))'D)+61F =6!)/ [...]... hệ thống nhúng ? Hình (a) sai vì PMTG được coi như là phần mềm tiện ích, tích hợp thêm vào phần mềm hệ thống C.Các thiết bị mạng lớp 3 như chuyển mạch lớp 3 (SW L3), định tuyến (Router), ADSL … là các thiết bị nhúng Phần mềm mạng lớp 2 và lớp 3 là các phần mềm trung gian Hãy chọn một mô hình trong các mô hình trên được cho là phù hợp để xây dựng các hệ thống nhúng đề cập ? Mô hình phù hợp với hệ thống. .. hình phần mềm của một hệ thống nhúng ? B.Đặc tả các lớp của mô hình phần mềm hệ thống nhúng đó ? A.Mô hình phần mềm tổng quát Khi đề cập tới phần mềm, tổng quát, ta có thể chia ra làm hai lớp: phần mềm hệ thống và phần mềm ứng dụng Phần mềm ứng dụng là các phần mềm ứng dụng nhúng, các phần mềm này định nghĩa chức năng cũng như mục đích hình thành một HTN cụ thể Phần mềm hệ thống là phần mềm có chức... quả hơn cho các ứng dụng nhúng B.Hai kiến trúc này khác nhau ở điểm nào ? Kiến trúc nào thích hợp hơn khi chọn để thiết kế một hệ thống nhúng ? (1)Hệ thống bus địa chỉ, bus dữ liệu và bus điều khiển chung cho toàn bộ hệ thống (2)Các bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình được tách riêng với các bus riêng rẽ để truy cập vào bộ nhớ dữ liệu và bộ nhớ chương trình chứa phần mềm nhúng (1)Bus dữ liệu không... chương trình và dữ liệu) Với những ưu điểm của kiến trúc Harvard, kiến trúc Harvard thích hợp hơn để thiết kế một hệ thống nhúng Với những ưu điểm của kiến trúc Harvard, kiến trúc Harvard thích hợp hơn để thiết kế một hệ thống nhúng 4.2 :Nêu (vẽ ) mô hình tổng quát phần cứng của một hệ thống nhúng ? B.Nêu chức năng của từng khối của mô hình đó ? Các khối chức năng: -Môi trường hoạt động: nơi sử dụng HTN... hóa các thông tin từ cảm biến thành tín hiệu điện để số hóa -Các bộ số hóa (A/D) và tương tự hóa (D/A) -Ghép nối với các hệ thống khác: liên kết các HTN khác, mạng dữ liệu, Trung tâm điều khiển SCADA, … -Ghép nối BUS hệ thống -CPU, RAM, ROM (FLASH) 4.3 Nói Hệ thống nhúng là một hệ thống đáng tin cậy (dependable), vì các đặc tính sau đây : -Tin cậy (Reliability): lý tưởng là không có sự cố hỏng hóc HTN... tạo thành khi có phần cứng nhúng và phần mềm hệ thống là RTOS(Hệ điều hành thời gian thực) Mối quan hệ giữa hệ thời gian thực và HTN như hình dưới đây Hình cho thấy rằng không phải tất cả HTN đều là HTN thời gian thực và ngược lại không phải tất cả hệ thời gian thực là HTN 4.11:A.Thế nào là phần mềm trung gian trong một hệ thống nhúng? Trong HTN, PMTG được coi như phần mềm hệ thống PMTG giống như cầu... hệ thống, là tùy chọn (optional) - Dưới cùng là Lớp phần cứng, là cần thiết phải có (required) Nói vậy là đúng hay chưa đúng, vì sao ? Hãy giải thích Trả lời Nói như vậy là chưa đúng - Lớp ứng dụng: bắt buộc Bởi vì, Phần mềm ứng dụng là các phần mềm ứng dụng nhúng, các phần mềm này định nghĩa chức năng cũng như mục đích hình thành một HTN cụ thể Mà đã là một hệ thống nhúng thì phải có các ứng dụng nhúng. .. nềm khác của phần mềm hệ thống, cung cấp các dịch vụ cho các phần mềm ứng dụng, như: an ninh hệ thống, kết nối mạng, tryền thông cục bộ giữa các ứng dụng trong hệ thống, mang lại sự linh hoạt khi triển khai các ứng dụng.Với vị trí “trung gian”, các PMTG làm giảm đáng kể tính phức tạp của các ứng, vì các tiện ích đã có sẳn và chia sẻ ngay trong PMTG.Tuy nhiên khi đưa PMTG vào hệ thống cũng là tăng thêm... hệ thống Trong phần mềm hỗ trợ đa nhiệm, và nếu chịu sự ràng buộc về thời gian xử lý, thì phải có tính thời gian thực, và phần mềm hệ thống sẽ là một hệ điều hành thời gian thực (RTOS) Chức năng chính của nhân RTOS là quản lí tài nguyên CPU, bộ nhớ, quản lí tác vụ, I/O, thực thi liên lạc giữa các tiến trình, lập lịch, mức ƣu tiên, thời gian, dự đoán tình huống sự kiện 5.2 Mô hình phần mềm hệ thống nhúng. .. kiểm soát BUS hệ thống C.CPU trao cho vi mạch DMAC quyền kiểm soát BUS hệ thống D.CPU vẫn thực hiện chạy chương trình nếu chương trình đó không có đòi hỏi truy nhập BUS hệ thống E.Trong khi xẩy ra chế độ DMA, loại CPU nào vẫn có thể tìm lệnh và thực hiện lệnh ở bộ nhớ lệnh (code) nếu không truy nhập tới bộ nhớ dữ liệu ? Tại sao ? (DMA: Direct Memory Access) Có 3 phương pháp điều khiển hệ thống vào ra: . nêu những đặc điểm của các môi trường mà hệ thống nhúng hoạt động. b. Cho ví dụ về một hệ thống nhúng nào đó và nêu đặc điểm môi trường mà hệ thống nhúng đó đang hoạt động. H%*,)!"$!()$%*b)%(),F 4)F1CF)!F$FCT,F$DF)c 7)d// X7'05:)N'?%*5e$!(%F '!1F')/H)Q=)5:M"Ff')7Ff%DL() $%*)!FCDF$D/ 2.2 ? [%.'D)()$%*';)?,%.- p==)Q27<7!$>Fq,)'!=B54+5eF+( 54+/ `(=+)0)PJHFJPH `(q,)F&,C5) =/X7'05: G%.)F(:G%.)%.'D)()$%*';+)0 )%.#7PJHF7%.#JPH/ H(:%.'D)()$%*';q,)'&,C0)/ H"q,)'!l$")9!,q,HGk$!)5)'D) )Q=!")')%=,0FNF+)L/ 2.6: Cho một mô hình qui trình điều khiển công nghệ có ứng dụng hệ thống nhúng như hình sau :Khoanh vùng cho biết hệ thống nhúng là phần nào ? ^E9$6MN'nr H,1&,M,1-F,1?F_`aK2_< `)<a,<$)K+7<> 2.7. xây dựng một kiến trúc cho một hệ thống nhúng, phải tuân thủ 6 bước cơ bản. Các bước đó là các bước nào ? Nêu các pha trong quá trình thiết kế một hệ thống nhúng ? `$*) s=%D.=34+5#)Q$!j H1)Q-'?,1-2)QQ!)F)Q$+0F)Q$HGkF!") ')F)?L>/ `$%*H1$+61M$%*'!+$N)QQF =!jSF3%D%.")F%8M0$F3t)/ Xee(MF-#]'? ,1,1-',1?F-