详解嵌入式系统知识和接口技术总结！

详解嵌入式系统知识和接口技术总结！

什么是嵌入式

IEEE（电气电子工程师协会）对嵌入式系统的定义是“用于控制、监视或协助机器设备运行的设备”。原文为：Used to，or the of，or)。

嵌入式系统是一种专用的计算机系统，是设备或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个嵌入式处理器控制板，其控制程序存储在 ROM 中。事实上，所有具有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统。有些嵌入式系统还包括操作系统，但大多数嵌入式系统由单个程序来实现整个控制逻辑。

从应用对象上定义，嵌入式系统是软件与硬件的组合，还可以包括机械和其他辅助设备。国内对嵌入式系统普遍接受的定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，具有可裁剪的软硬件，以满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。

嵌入式系统设备一般由嵌入式计算机系统和执行设备两部分组成。嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，它由硬件层、中间层、系统软件层、应用软件层组成。执行设备又称受控对象，它能接受嵌入式计算机系统发出的控制命令，执行规定的操作或任务。执行设备可以非常简单，如手机上的一个微型电机，当手机处于振动接收状态时，电机便会开启；也可以非常复杂，如SONY智能机器狗，它集成了多个微型控制电机和多个传感器，使其能完成各种复杂的动作，并感知各种状态信息。

嵌入式系统的组成

1.硬件层

硬件层包括嵌入式微处理器、存储器（SDRAM、ROM、Flash等）、通用设备接口及I/O接口（A/D、D/A、I/O等）。在嵌入式处理器上加上电源电路、时钟电路、存储电路等，构成嵌入式核心控制模块。操作系统、应用程序等可以固化在ROM中。

2. 中间层

在硬件层与软件层之间有一个中间层，又称为硬件抽象层（HAL）或板级支持包（BSP）。它将半系统的上层软件与底层硬件分离开来，使得系统的底层驱动独立于硬件。上层软件开发人员无需关心底层硬件的具体情况，按照BSP层提供的接口进行开发即可。这一层一般包括相关底层硬件的初始化、数据的输入/输出操作、硬件设备的配置功能等。其实BSP就是介于操作系统与底层硬件之间的一个软件层，包含了系统中大部分与硬件密切相关的软件模块。设计一个完整的BSP需要两部分工作：嵌入工业系统硬件初始化的BSP功能，设计硬件相关的设备驱动程序。

3.系统软件层

系统软件层由实时多任务操作系统（RTOS）、文件系统、图形用户界面（GUI）、网络系统和通用组件模块组成。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。

实时系统

(1)定义：能在规定或确定的时间内完成系统功能，并对外部或内部、同步或异步时间作出响应的系统。

（2）区别：通用系统一般追求系统的平均响应时间和用户的方便性；而实时系统主要考虑最坏情况场景下的系统行为。

（3）特点：时间约束性、可预测性、可靠性、与外界环境的交互性。

（4）硬实时（强实时）：指应充分满足应用程序的时间要求，否则将引发重大安全事故，甚至造成重大生命财产损失和生态破坏，例如航空航天、军事等。

（5）软实时（弱实时）：指一些对时间有要求，但偶尔违反实时任务的情况不会对系统运行和环境造成严重影响的应用，例如监控系统、实时信息采集系统等。

（6）任务约束包括：时间约束、资源约束、执行顺序约束和绩效约束。

实时系统调度

（1）调度：给定一组实时任务和系统资源，确定何时何地执行各个任务的整个过程。

（2）抢占式调度：通常采用优先级驱动调度，如uCOS。优点是实时性好，响应速度快，调度算法比较简单，能保证高优先级任务的时间约束；缺点是上下文切换频繁。

（3）非抢占式调度：通常是基于时间片分配的调度方式，不允许任务在执行过程中被打断。一旦某个任务占用了处理器，就必须完成或者主动放弃，比如WinCE。优点是上下文切换少；缺点是处理器资源利用率低，可调度性差。

（4）静态表驱动策略：系统在运行前，采用一定的搜索策略，根据各任务的时间约束和关联关系，生成运行计划，指明各任务的启动时间和运行时间。

（5）优先级驱动策略：根据任务的优先级确定任务的执行顺序。

（6）实时任务分类：周期性任务、偶尔性任务、非周期性任务。

（7）实时系统总体结构模型：数据采集任务实现传感器数据的采集，数据处理任务对采集到的数据进行处理并将处理后的数据发送给执行机构管理任务控制机构执行。

嵌入式微处理器架构

（1）冯·诺依曼架构：程序和数据共用一个存储空间，程序指令存储地址和数据存储地址指向同一内存的不同物理位置，采用单一地址和数据总线，程序和数据的宽度相同。例如：8086、ARM7、MIPS……

（2）哈佛结构：程序和数据是两个独立的存储器，每个存储器独立寻址和访问。是将程序存储和数据存储分离的存储器结构。例如：AVR、ARM9、ARM10……

（3）CISC与RISC的特点比较。

计算机执行一个程序所需的时间P可以用以下公式计算：

价格=I×CPI×T

I：高级语言程序编译后在机器上运行的指令数。

CPI：执行每条指令所需的平均周期数。

T：每个机器周期的时间。

（4）流水线概念：将CPU中一条指令的串行执行过程，转换成若干条指令在CPU中重叠执行的子过程。

（5）管道指标：

吞吐量：单位时间内从流水线处理器流出的结果数。如果流水线的各个子进程耗费的时间不同，则吞吐量应该是耗费时间最长的子进程的倒数。

设置时间：管道达到最大吞吐量所需的时间。如果 m 个子进程所用的时间相同，均为 t，则设置时间 T = mt。

（6）信息存储的字节顺序

A.内存单位：字节（8位）

B.字长决定了微处理器的寻址能力，即虚拟地址空间的大小。

C.32位微处理器的虚拟地址空间为232，即4GB。

D. - 字节序：低字节在内存的低地址，高字节在内存的高地址。

E.大端字节序：高字节在低内存地址，低字节在高内存地址。

F.网络设备的存储顺序依赖于OSI模型最底层的数据链路层。

逻辑电路基础

（1）根据电路是否具有存储功能，逻辑电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。

（2）组合逻辑电路：任一时刻电路的输出只取决于该时刻的输入信号，与输入信号作用前电路的状态无关。常用的逻辑电路有译码器、多路选择器等。

（3）时序逻辑电路：电路在任一时刻的输出不仅与该时刻的输入有关，而且与该时刻电路的状态有关。因此，时序电路必须含有记忆元件。触发器是时序逻辑电路的基础。常用的时序逻辑电路有寄存器和计数器。

（4）真值表、布尔代数、摩根定律、门电路的概念。

（5）NOR（非或）门和NAND（非与）门电路称为通用门电路，可以实现任意逻辑功能。

（6）译码器：具有多个输入和多个输出的组合逻辑网络。

对于每一个n位二进制码输入，m个输出端中最多有一个是有效的。

当m=2n时，为完全解码；当m<2n时，为部分解码。

（7）由于集成电路高电平输出电流较小，而低电平输出电流较大，所以，在用集成门电路直接驱动发光二极管时，常采用低电平驱动方式。液晶七段字符显示器LCD就是利用液晶在有无外加电场作用下不同的光学特性来显示字符的。

（8）时钟信号是时序逻辑的基础，用于确定逻辑单元中状态的适当更新。同步是时钟控制系统的主要约束。

（9）选择触发器时，触发模式是必须考虑的因素。触发模式有两种：

方法一：电平触发法：其优点是结构简单，常用于组成寄存器。

方式2：边沿触发方式：抗数据端干扰能力强，常用于构成寄存器、计数器等。

总线电路及信号驱动器

（1）总线是各种信号线的集合，是嵌入式系统中各部件之间传输数据、地址、控制信息的通用通路。同时每条通路可以传输一位二进制信号。根据总线传输的信息类型，可分为：数据总线（DB）、地址总线（AB）、控制总线（CB）。

（2）总线主要参数：

总线带宽：一定时间内总线上能够传输的数据量，一般以MByte/s为单位表示。

总线宽度：总线可以同时传输的位数，也就是32位、64位等总线宽度的概念。总线宽度越宽，每秒的总线数据传输率就越高，也就是总线带宽越宽。

总线频率：工作时钟频率，单位为MHz。工作频率越高，总线运行速度越快，意味着总线带宽越宽。

总线带宽=总线宽度×总线频率/8，单位为MBps。

常用的总线有：ISA总线、PCI总线、IIC总线、SPI总线、PC104总线、CAN总线等。

（3）只有具有三态输出的器件才能连接到数据总线。常用的三态门是输出缓冲器。

（4）当总线上所接的负载超过总线的带载能力时，必须在总线与负载之间加缓冲器或驱动器，最常用的是三态缓冲器，起驱动和隔离作用。

（5）总线复用技术可以实现数据总线和地址总线的共享。但这会带来两个问题：

A.需要添加外部电路来复用和解耦总线信号，例如地址锁存器。

B.总线速度比非多路复用总线系统低。

（6）总线通信协议有同步、异步两种。

（7）总线仲裁问题的解决基于优先级的概念。

电平转换电路

（1）数字集成电路可分为双极型集成电路（TTL）和金属氧化物半导体（MOS）两大类。

（2）CMOS电路由于其极低的静态功耗、较高的工作速度、较强的抗干扰能力而得到广泛的应用。

（3）解决TTL与CMOS电路接口困难的方法是，在TTL电路的输出与电源之间接一个上拉电阻R，上拉电阻R的阻值由TTL的高电平输出漏电流IOH决定，不同系列的TTL应采用不同的R值。

嵌入式系统中信息表示和计算的基础

（1）位置计数系统和转换：这个比较简单，但是你也应该知道如何转换数字，因为这可能是一个问题。

（2）计算机中数的表示：源代码、反码和补码。

正数的补码与源代码相同，负数的补码为将符号位反转后的数的源代码。

正数的补码与源代码相同，负数的补码为该数的补码加一。

例如-98的源代码：

反码：

二进制补码：

（3）定点表示法：数的小数点位置通过人为约定而固定下来。

浮点表示：数的小数点位置是浮动的，由尾数部分和指数部分组成。

任何二进制数 N 总是可以写成：N = 2P × S。S 是尾数，P 是指数。

（4）汉字表示：了解-80汉字标准码与机器码的转换。

（5）语音编码中的波形量化参数（可能会给你一些简单的计算问题）

采样频率：一秒钟内采样的次数，反映采样点之间的间隔。

人类听觉的上限是20kHz，所以40kHz以上的采样频率足以满足人类的需求。

CD唱片使用的采样频率为44.1kHz。

测量精度：采样的量化水平。目前标准的采样水平为8位和16位。

声道数：单声道和立体声。立体声需要两倍的存储空间。

错误控制编码

（1）按码组功能可分为检错码和纠错码两类。检错码指能自动检测出错误的代码，如奇偶校验码；纠错码指既能检测出错误，又能自动纠正错误的代码，如循环冗余校验码。

（2）奇偶校验码、汉明码、循环冗余校验码（CRC）。

错误控制编码嵌入式系统的指标

（1）性能指标：

分为组件性能指标和综合性能指标，主要包括：吞吐量、实时性和各种利用率。

（2）可靠性和安全性：

可靠性是嵌入式系统最重要、最突出的基本要求，是嵌入式系统正常运行的保证，一般用平均故障间隔时间（MTBF）来衡量。

（3）可维护性：

通常用平均修复时间（MTTR）来表示。

（4）可用性

（5）功耗

（6）环境适应性

（7）多功能性

（8）安全

（9）保密

（10）可扩展性

性价比里的价格不仅应该包括直接购买嵌入式系统的价格，还包括安装费用、数年的运行维护费用以及软件租赁费用。

嵌入式系统评估方法：测量与建模

（1）测量法是最直接、最基本的方法，需要解决两个问题：

A.根据研究目的确定需测量的系统参数。

B.选择测量工具和方法。

（2）测量方法有两种：抽样法、事件追踪法。

（3）模型法分为解析模型法和仿真模型法。解析模型法利用一些数学方程来刻画系统模型，而仿真模型法则是利用仿真程序的运行来动态表达嵌入式系统的状态，进行系统统计分析，得到性能指标。

（4）最常用的分析模型是排队模型，该模型由输入流、排队规则和服务组织三部分组成。

（5）用模型评估一个系统需要解决三个问题：设计模型、求解模型、校准和验证模型。

接口技术

1. 闪存

（1）Flash存储器是一种非易失性存储器，按其结构可分为NOR Flash和NAND Flash。

（2）Flash存储器的特点：

A.区块结构：物理上分成若干个区块，每个区块之间相互独立。

B.写前先擦除：Flash的写操作只能将数据位从1写到0，而不能从0写到1，因此在写入存储器之前，必须先进行擦除操作，将预先写入的数据位初始化为1。擦除操作的最小单位是块，而不是单个字节。

C.操作指令：要进行写操作，必须输入一串特殊指令（NOR Flash）或者完成一个时序序列（NAND Flash）才能写入数据。

D.位反转：由于Flash固有的特性，在读写过程中可能会偶尔出现一个或多个数据错误，位反转无法避免，只能事后通过其他手段对结果进行处理。

E.坏块：块一旦损坏，则无法修复，对损坏的块进行操作，结果不可预测。

（3）NOR Flash的特点：

应用程序可以直接在闪存中运行，而不必将代码读入系统RAM。NOR Flash传输效率高，在1MB到4MB的小容量下非常具有性价比，但其较低的写入和擦除速度大大影响了其性能。

（4）NAND Flash的特点

它可以提高极高密度的单元，达到极高的存储密度，并且写入和擦除速度非常快，这也是为什么所有的U盘都采用NAND Flash作为存储介质的原因。应用NAND Flash的难点在于闪存需要特殊的系统接口。

（5）NOR Flash与NAND Flash区别：

A.NOR Flash的读取速度比NAND Flash稍快一些。

B. NAND Flash的擦除和写入速度比NOR Flash快得多

C.NAND Flash随机读取能力较差，适合大量数据的连续读取。

D. NOR Flash具有SRAM接口，并有足够的地址输入进行寻址，因此内部的每一个字节都可以轻松访问。 NAND Flash的地址、数据和命令共用一条8位总线（部分公司的产品采用16位），每次读写都需要一个复杂的I/O接口才能串行访问数据。

E.NOR Flash容量比较小，一般在1MB~8MB之间；NAND Flash只用在8MB以上的产品中。因此NOR Flash只用在代码存储介质中，而NAND Flash适合用于数据存储。

F.NAND Flash每个块的最大擦写次数为一百万次，NOR Flash每个块的最大擦写次数为十万次。

G. NOR Flash可以像其他存储器一样连接起来，直接使用，并且代码可以直接在上面运行；NAND Flash需要专门的I/O接口，而且使用时必须先写好驱动程序，然后才能进行其他操作。因为设计人员绝对不能对坏块进行写入，这就意味着必须从头到尾对NAND Flash进行虚拟映像。

H.NOR Flash应用于代码存储、通讯产品、网络处理等对数据可靠性要求较高的领域，称为代码闪存；NAND Flash应用于MP3、存储卡、U盘等对存储容量要求较高的领域，称为数据闪存。

2. RAM 内存

（1）SRAM的特点：

SRAM 是静态随机存储器的缩写，只要通电就会一直保持一个值，没有刷新周期，基本单元由触发器组成，集成度较低，每个 SRAM 存储单元由 6 个晶体管组成，因此成本较高，速度快，常用于高速缓存。

通常SRAM有4种类型的引脚：

CE：片选信号，低电平有效。

R/W：读写控制信号。

：一组地址线。

DATA：一组用于数据传输的双向信号线。

（2）DRAM的特点：

DRAM 代表动态随机存取存储器。它是一种以电荷形式存储数据的半导体存储器。每个存储单元由一个晶体管和一个电容器组成，数据存储在其中。电容器会因漏电而失去电荷，因此 DRAM 设备不稳定。必须定期刷新才能将数据保留在存储器中。

DRAM接口相对复杂，通常有以下几个引脚：

CE：片选信号，低电平有效。

R/W：读写控制信号。

RAS：行地址选择信号，通常接地址的高位。

CAS：列地址选择信号，通常接地址的低位部分。

：一组地址线。

DATA：一组用于数据传输的双向信号线。

（3）SDRAM的特点：

SDRAM 是同步动态随机存取存储器的缩写，同步是指存储器需要同步时钟才能工作，内部的命令发送和数据传输都以此为基础；动态是指存储器阵列需要不断刷新才能保证数据不丢失，通常只工作在主频下。

（4）DDRAM的特点

DDRAM全称是双倍数据速率同步动态随机存取存储器，又称DDR。DDRAM是基于SDRAM技术，SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据，是在时钟的上升沿传输数据；而DDR内存在一个时钟周期内传输两次数据，可以在时钟的上升沿传输一次数据，在下降沿传输一次数据。在主频下，DDR内存带宽可达133×64b/8×2=2.1GB/s。

3.硬盘、光盘、CF卡、SD卡

4.GPIO原理及结构

GPIO 是最基本的 I/O 形式，是一组输入引脚或输出引脚。有些 GPIO 引脚可以通过编程改变操作方向，通常用两个控制寄存器：数据寄存器和数据方向寄存器。数据方向寄存器设置端口的方向。如果引脚设置为输出，数据寄存器将控制引脚的状态。如果引脚设置为输入，输入引脚的状态由引脚上的逻辑电路层控制。

5.A/D接口

（1）A/D转换器是将电模拟量转换成数字量的电路。实现A/D转换的方法很多，常用的方法有计数法、二重积分法和逐次逼近法。

（2）计数A/D转换方法

该电路主要组成部分有：比较器、计数器、D/A转换器、标准电压源。

工作原理简单来说就是有一个从0开始向上计数的计数器，每次向上计数的数值作为D/A转换器的输入，产生比较电压VO与输入的模拟电压VIN进行比较，若VO小于VIN则继续向上计数，直到VO大于VIN，此时计数器的累计值即为A/D转换器的输出值。

这种转换方法简单，但速度较慢，尤其在模拟电压较高时。例如，对于 8 位 A/D 转换器，如果输入的模拟值为最大值，则计数器必须从 0 计数到 255，并进行 255 次 D/A 转换和电压比较才能完成转换。

（3）双积分A/D转换方式

该电路主要元件有：积分器、比较器、计数器、标准电压源。

其工作原理是电路先对输入的被测电压进行固定时间的积分，然后将其转换为标准电压以固定的斜率进行反向积分，经过一定时间后反向积分回到起始值。由于采用固定斜率，标准电压反向积分的时间与输入的模拟电压值成正比，输入的模拟电压越大，反向积分回到起始值所需的时间越长。只要用标准高频时钟脉冲测量反向积分所花费的时间，就可以得到与输入模拟电压相对应的数字值，即完成了A/D转换。

其特点是抗工频干扰能力强，转换精度高，但转换速度慢，通常转换频率小于10Hz，主要用于数字测试仪器、温度测量等方面。

（4）逐次逼近型A/D转换方法

该电路主要组成部分有：比较器、D/A转换器、逐次逼近寄存器、参考电压源。

其工作原理本质上是一种二分搜索法，和使用普通天平的原理是一样的。D/A转换器在进行A/D转换时，将转换位数从高到低逐位增加，产生不同的输出电压，将输入电压与输出电压进行比较。首先将最高位设置为1，相当于取出参考电压的1/2与输入电压进行比较。如果输入电压小于参考电压的1/2，则将最高位设置为0，否则设置为1。此后将次高位设置为1，相当于在1/2范围内进行二分搜索，依此类推，逐一逼近。

其特点是速度快、转换精度高，对于N位A/D转换器来说，只需要M个时钟脉冲即可完成，一般可以测量几十到几百微秒的瞬态过程的变化，是目前最常用的转换方法。

（5）A/D转换的重要指标（可以通过一些简单的计算来测试）

A.分辨率：反映A/D转换器对输入微小变化的响应能力，通常以数字输出的最低有效位（LSB）对应的模拟电压电平来表示。n位A/D转换器可以反映1/2n满量程的模拟输入电平。

B.范围：可转换的模拟输入电压范围，分为单极性和双极性两种。

C.转换时间：完成一次A/D转换所需要的时间，其倒数即为转换速率。

D. 精度：精度与分辨率是两个不同的概念，即使分辨率很高，也可能因为温度漂移、线性度等原因，精度不够高。精度可以用绝对精度和相对精度两种方式来表示。绝对精度通常用数字量的最低有效位（LSB）的分数来表示，相对精度用模拟电压满量程的百分比来表示。

例如：某10位A/D芯片，满度范围为10V，绝对精度为±1/2LSB，其最低有效位LSB的量化单位为：10/1024=9.77mv，其绝对精度为9.77mv/2=4.88mv，相对精度为：0.048%。

6.基本D/A接口

（1）D/A转换器将数字量转换成模拟量。

（2）在集成电路中，通常采用T型网络将数字量转换成模拟电流，再由运算放大器将模拟电路转换成模拟电压。D/A转换实际上也需要上述两个步骤。

（3）D/A转换器的分类：

A.电压输出型：常用作高速D/A转换器。

B.电流输出型：一般与外部运算放大器配合使用。

C.乘法型：可用作调制器，对输入信号进行数字衰减。

（4）D/A转换器的主要指标：分辨率、稳定时间、线性度、转换精度、温度系数。

7.键盘接口

（1）键盘有两种类型：线性键盘和矩阵键盘。

（2）键盘上闭键的识别方法通常有两种：行扫描法和行反转法。

（3）行扫描法是矩阵键盘按键常用的识别方法，该方法分为两步：

A、识别键盘哪一列键被按下：将所有行线置为低电平，检查各列线的电平是否为低，若某一列线为低，则说明该列中有键被按下，否则说明没有键被按下。

B、若某一列有键被按下，则判断键盘哪一行被按下：逐行置低电平，其余行置高电平，查询每列的变化，若列电平变为低，即可判断出这一行与列交叉处的键被按下。

8.显示界面

（1）LCD的基本原理是通过向其供电的功率来控制光线通过不同的液晶单元的通道，从而实现展示目的。

（2）有两种用于LCD的光：投影和反射。笔记本电脑的LCD显示为投影类型，在屏幕后面有光源，因此外部环境不需要光源。

（3）根据液晶驾驶方法，常见的LCD可以分为三类：扭曲的列（TN），超级扭曲的列（STN）和薄膜晶体管（TFT）。

（4）在市场上出售了两种类型的LCD：带有驱动电路的LCD显示模块，这些模块是由总线模式驱动的；

（5）通常，当LCD控制器正常工作时，它会通过SDRAM在SDRAM中通过SDRAM 在指定的地址（显示缓冲区）通过DMA请求总线将其转换为LCD屏幕扫描数据格式。

（6）VGA界面本质上是一个模拟界面，通常使用统一的15针接口，包括2个N​​C信号，3个显示数据总线，5个GND信号，3个RGB颜色组件，1个水平同步信号和1个垂直同步信号。

9。触摸屏接口

（1）根据工作原理，触摸屏可以分为：表面声波屏幕，电容屏幕，电阻屏幕和红外屏幕。

（2）例如，触摸屏由专业芯片控制。

10。音频接口

（1）基本原理：麦克风的数据输入由音频编解码器解码，以完成A/D的转换。

（2）有许多数字音频格式，最常用的是以下三个：

答：数字音频（PCM）是CD或DVD使用的数据格式，当精度为16位时，PCM音频数据速率为1.41mb/s。

B. MPEG层3音频（MP3）：MP3播放器使用的音频格式。

C. ATSC数字音频压缩标准（AC3）：数字电视，HDTV和电影数字音频编码标准。

（3）IIS是一种用于编码或解码音频数据的串行音频数字接口。

（4）接收器的数据字段宽度与发送者的数据字段宽度相同，如果发送者发送的数据字段小于系统字段宽度，则在较低的位置添加了较低的数据。频道; WS = 1选择正确的通道，WS允许接收设备存储以前的字节并准备接收下一个字节。

11。串行接口

（1）串行通信是指与平行通信相比，通过位传输数据来实现的沟通，串行通信的优势较少，而较低的成本则尤其适合长距离传输。

（2）有三种用于串行数据传输的基本通信模式：单纯形，半双链和全双工。

（3）串行通信可以根据信息格式将两种类型分为两种类型：同步通信和异步通信。

答：异步传输：每个字符都是独立的消息，并以固定和预定的序列传输，但字符之间的时间间隔取决于字符之间的任意序列，在同步的交流中，字符是按框架固定的框架范围的每个框架的传输。

B.同步传输：同步方法不仅是在字符之间同步的，而且字符之间的时机仍然是同步的，即同步方法是将许多字符组合到一个字符块中，在每个信息块之前添加1到2个同步字符，然后在传输它之前添加适当的错误检测数据。

（4）异步通信必须遵循三个规则：

A.字符格式：启动位 +数据 +检查位 +停止位（检查位是可选的），首先要传输低位。

B.波特率：每秒发射的位数。

C.检查位：均等检查。

a。

b。

（5）RS-232C的电特性：负逻辑。

答：在TXD和RXD上：逻辑1为-3V至-15V，逻辑0为3V至15V。

B.在控制线上，例如TES，CTS，DTR，DCD等：

该信号有效（在状态下）3V〜15V

信号无效（OFF状态）为-3V〜-15V

（6）使用集成的芯片RS232实现TTL标准与RS-232C标准之间的水平转换。

（7）RS-422串行通信接口

A. RS-422是单向平衡的传输规范，带有单机传输和多机械接收，并且传输速率可以达到10MB/s。

B. RS-422使用一对扭曲的电缆使用差分传输，也称为平衡变速器。

C. rs-422需要一个端子电阻，其电阻必须大约等于传输电缆的特征阻抗。

（8）RS-485串行总线接口

A. RS-485是基于RS-422建立的标准，它增加了多点和双向通信功能，并且通信距离可以从数十米到千米。

B. RS-485收发器使用平衡的传输和差分接收，并具有抑制共同模式干扰的能力。

C. RS-485需要两个端子电阻。

12。并行接口

（1）平行接口的数据传输速率比串行接口的数据传输速度快8倍。

（2）平行接口可以分为SPP（标准并行端口），EPP（增强并行端口）和ECP（扩展并行端口）。

（3）平行总线分为两类：标准和非标准的标准总线包括IEEE 488 BUS和ANSI SCSI总线。

13。PCI接口

（1）PCI总线是一个高性能的32位和64位总线，具有地址和数据多路复用。

（2）在数据宽度方面，PCI定义了32位数据总线，可以将其扩展到64位。

（3）与ISA总线相比，PCI总线的地址总线和数据总线是定时共享的，并且支持功能，例如插件和中断共享。

14。USB接口

（1）USB巴士的主要功能：

答：易于使用，插入和播放。

B.每个USB系统都有一个主机，最多可将127个设备连接到此USB网络。

C.广泛的应用程序，支持多个设备的同时操作。

D.使用统一的4针插头，低成本电缆和连接器。

E.强校正校正能力。

F.低 - 低协议费用带来了高总线绩效，适用于低成本的外围开发。

G.支持主机和设备之间的多数据流和多信息，并支持同步和异步传输的类型。

H.公共汽车中的电源可以为设备提供5V/100mA的电源。

（2）USB系统由3个部分描述：USB主机，USB设备和USB互连。

（3）USB总线支持的三种类型的数据传输支持：高速信号传输率为480MB/s；

（4）USB总线电缆有4条电缆：一对扭曲的信号线和一对电源线。

（5）USB是一个查询总线，可以通过主控制器启动所有数据传输。

（6）大多数公交事务涉及3包的传输：

A，令牌软件包：指示在总线，USB设备和交付地址的数据传输方向上执行的交易。

B.数据包：传输数据或指示它没有要传输的数据。

C.手：指示传输是否成功。

（7）主机和设备端点之间的USB数据传输模型称为两种类型的管道：流和消息。

（8）交易调度表允许在硬件级别的某些流动管道上进行流量控制。

（9）USB设备的最大功能是插件和播放。

（10）工作原理：将USB设备插入USB端点时，设备的端点0带有设备的端点0。

15。SPI接口

（1）SPI是一个同步界面。

（2）当多个设备连接到主机的同一SPI接口时，主机将从设备的选择中选择它。

（3）SPI主要使用4个信号：来自机器的主机输出/输入（MOSI），主机输入/从计算机输出（MISO），串行时钟SCLK和外围选择CS。

（4）主机和外围设备包括一个串行位移寄存器。

（5）外围写作操作和阅读操作同时完成，因此SPI已成为非常有效的协议。

（6）如果您只编写写作操作，则主机只需要忽略接收的字节；

16。IIC接口

（1）IIC总线是高性能的多机总线，具有诸如总线仲裁以及高速和低速设备同步的功能。

（2）IIC总线上需要两条线：串行数据电缆SDA和串行时钟线SCL。

（3）总线上的每个设备都有唯一的识别地址，并且每个设备都可以用作发射器或接收器（由设备的功能确定）。

（4）IIC总线有4种操作模式：主发送，主接收，发送和接收。

（5）IIC在传输数据过程中有3种类型的信号*****：

A.开始信号：SCL是低电动性，SDA从高到低变化。

B.结束信号：SCL是低功率，SDA从低至高变化。

C.答案信号：收到8位数据后，接收方将发件人的低水平发送给发件人。

（6）主设备发送起始信号后，它将立即发送一个地址，以通知将与1个字节的地址进行通知。

（7）在SDA线上传输的每个字节长度为8位，并且传输传输的字节数不限。

（8）如果数据接收器无法接收更多数据，则可以通过保持SCL低级别来中断传输，以便数据发送者可以等到SCL重新释放。

（9）IIC总线的工作过程：SDA和SCL都是两个路。

17。以太网接口

（1）最常用的以太网协议是.3标准。

（2）传输编码（06和2007是*******）：曼彻斯特编码和差异曼彻斯特编码。

A.曼彻斯特编码：中间有一个级别的跳跃，从高到末端代表“ 0”，从低跳到跳高代表“ 1”。

B.微分曼彻斯特编码：每个地方都有一个级别的跳跃。

（3）相比之下，曼彻斯特代码很简单，鉴定曼彻斯特编码提供了更好的噪声抑制性能。

（4）以太网数据传输特征：

答：所有数据位的传输从低位置开始，并且传输位是用曼彻斯特编码的。

B.以太网基于冲突检测总线重用方法，该方法将由硬件自动执行。

C.传输的数据长度，目标地址DA+源地址SA+类型字段类型+数据段数据+填充垫，最小值为60B，最大值为1514B。

D.通常以太网卡可以从3种地址：广播​​地址，多路广播地址和自己的地址接收数据。

E.任意两张网卡的物理地址是不同的，这是世界上唯一的地址。

（5）有两种实现嵌入式以太网接口的方法：

A.嵌入式处理器+网卡芯片（例如：等）

B.具有以太网接口的处理器。

（6）TCP/IP是一个分层协议，分为：物理层，数据链路层，网络层，传输层和应用程序层。

A.应用程序层：BSD插座。

B.传输层：TCP，UDP。

C.网络层：IP，ARP，ICMP，IGMP

D.数据链路层：.3 MAC

E.物理层：二元而不是特殊流。

（7）ARP（地址分析协议）

答：网络层使用32位地址来识别不同的主机（即IP地址），并且链接层使用48位物理地址（MAC）来识别不同的以太网或令牌网络接口。

B. ARP功能：实现从IP地址到相应的物理地址的转