嵌入式系統(tǒng)_課件__ARM微控制器基礎(chǔ)與實(shí)戰(zhàn)2

1、2第第1章章 嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)1.1嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)概述1.2嵌入式處理器嵌入式處理器1.3嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)1.4實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的內(nèi)核實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的內(nèi)核1.5嵌入式技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)嵌入式技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 31.1 嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)概述1.1.1嵌入式系統(tǒng)的定義嵌入式系統(tǒng)的定義p 電氣工程師協(xié)會(huì)電氣工程師協(xié)會(huì)(IEE)的定義的定義:嵌入式系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)是用來(lái)用來(lái)控制或監(jiān)視控制或監(jiān)視機(jī)器、裝置或工廠等的大規(guī)機(jī)器、裝置或工廠等的大規(guī)模系統(tǒng)的設(shè)備。模系統(tǒng)的設(shè)備。p 國(guó)內(nèi)一般定義為：以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)國(guó)內(nèi)一般定義為：以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件

2、可裁減，從而能夠適應(yīng)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁減，從而能夠適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用中對(duì)功能、可靠性、成本、體積、實(shí)際應(yīng)用中對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。功耗等嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 4p 嵌入式系統(tǒng)無(wú)處不在嵌入式系統(tǒng)無(wú)處不在 內(nèi)部含有中央處理器內(nèi)部含有中央處理器CPU的設(shè)備都含有嵌的設(shè)備都含有嵌入式系統(tǒng)。入式系統(tǒng)。 消費(fèi)類電子產(chǎn)品：從家庭的洗衣機(jī)、電冰消費(fèi)類電子產(chǎn)品：從家庭的洗衣機(jī)、電冰箱、箱、 個(gè)人數(shù)字助理個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、 MP3 、數(shù)碼相、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、電子表、烹調(diào)用的微波機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、電子表、烹調(diào)用的微波爐、天天必用的移動(dòng)電話等等。爐、天天必用的移動(dòng)電

3、話等等。 辦公室設(shè)備：辦公室里的電話機(jī)、打印機(jī)、辦公室設(shè)備：辦公室里的電話機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)、遠(yuǎn)程會(huì)議系統(tǒng)等。傳真機(jī)、遠(yuǎn)程會(huì)議系統(tǒng)等。 工業(yè)控制中的嵌入式系統(tǒng)。工業(yè)控制中的嵌入式系統(tǒng)。 汽車?yán)锏目刂葡到y(tǒng)：供油噴射控制系統(tǒng)、汽車?yán)锏目刂葡到y(tǒng)：供油噴射控制系統(tǒng)、防鎖死剎車系統(tǒng)防鎖死剎車系統(tǒng)(ABS) 。5p 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例6p嵌入式系統(tǒng)在應(yīng)用數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了各種通用計(jì)嵌入式系統(tǒng)在應(yīng)用數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了各種通用計(jì)算機(jī)。算機(jī)。一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備中就包含了一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備中就包含了510個(gè)嵌入式個(gè)嵌入式微處理器：鍵盤、硬盤、顯示器、微處理器：鍵盤、硬盤、顯示器、Mode

4、m、網(wǎng)卡、聲、網(wǎng)卡、聲卡、打印機(jī)、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、集線器等，均是由卡、打印機(jī)、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、集線器等，均是由嵌入式處理器進(jìn)行控制的。嵌入式處理器進(jìn)行控制的。在制造工業(yè)、過(guò)程控制、通信、儀器、儀表、汽車、在制造工業(yè)、過(guò)程控制、通信、儀器、儀表、汽車、船舶、航空航天、軍事裝備、消費(fèi)類產(chǎn)品等方面，嵌船舶、航空航天、軍事裝備、消費(fèi)類產(chǎn)品等方面，嵌入式系統(tǒng)都有用武之地。入式系統(tǒng)都有用武之地。美國(guó)汽車大王福特公司的高級(jí)經(jīng)理曾宣稱：美國(guó)汽車大王福特公司的高級(jí)經(jīng)理曾宣稱：“福特出福特出售的售的計(jì)算能力計(jì)算能力已超過(guò)了已超過(guò)了IBM?！庇纱丝梢韵胂袂度胗纱丝梢韵胂袂度胧接?jì)算機(jī)工業(yè)的規(guī)模和廣度。式計(jì)算機(jī)工業(yè)

5、的規(guī)模和廣度。資料顯示，年世界的產(chǎn)量達(dá)資料顯示，年世界的產(chǎn)量達(dá)83億片，億片，用于通用計(jì)算機(jī)的只有用于通用計(jì)算機(jī)的只有3億片，其余億片，其余80億片均用于嵌入億片均用于嵌入式系統(tǒng)式系統(tǒng)7112 嵌入式系統(tǒng)組成嵌入式系統(tǒng)組成嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)嵌入式處理器嵌入式處理器外圍設(shè)備外圍設(shè)備嵌人式操作系統(tǒng)嵌人式操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件81嵌入式處理器嵌入式處理器嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心部件。嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心部件。嵌入式處理器與通用處理器的最大不同點(diǎn)在于其工作嵌入式處理器與通用處理器的最大不同點(diǎn)在于其工作在為特定用戶群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中。在為特定用戶群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中。嵌入式

6、處理器通常把通用計(jì)算機(jī)中許多由板卡完成的嵌入式處理器通常把通用計(jì)算機(jī)中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的小型化，并具有高效率、高可靠性等特征。小型化，并具有高效率、高可靠性等特征?，F(xiàn)今市面上有現(xiàn)今市面上有1 000多種嵌入式處理器芯片，其中使多種嵌入式處理器芯片，其中使用最為廣泛的有用最為廣泛的有ARM、MIPS、PowerPC、MC68000等。等。92外圍設(shè)備外圍設(shè)備外圍設(shè)備是指在一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中，除了嵌入外圍設(shè)備是指在一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中，除了嵌入式處理器以外用于完成存儲(chǔ)、通信、調(diào)試、顯示等式處理器以外用于完成存儲(chǔ)、通

7、信、調(diào)試、顯示等輔助功能的其他部件。輔助功能的其他部件。根據(jù)外圍設(shè)備的功能可分為以下根據(jù)外圍設(shè)備的功能可分為以下3類：類： 存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器： SRAM、 DRAM、Flash。其中，。其中，F(xiàn)lash以可擦寫次數(shù)多、存儲(chǔ)速度快、容量大及價(jià)格低等以可擦寫次數(shù)多、存儲(chǔ)速度快、容量大及價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)在嵌入式領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)在嵌入式領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 接口：接口：應(yīng)用最為廣泛的包括并口、串口、紅外接口、應(yīng)用最為廣泛的包括并口、串口、紅外接口、SPI串行外圍設(shè)備接口、串行外圍設(shè)備接口、I2C(Inter IC)總線接口、總線接口、USB通用串行總線接口、通用串行總線接口、Ethernet網(wǎng)口

8、等。網(wǎng)口等。 人機(jī)交互：人機(jī)交互：LCD、鍵盤和觸摸屏等人機(jī)交互設(shè)備。、鍵盤和觸摸屏等人機(jī)交互設(shè)備。 10 3 3嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)p 嵌入式操作系統(tǒng)可以使嵌入式開(kāi)發(fā)更方便、快捷。嵌入式操作系統(tǒng)可以使嵌入式開(kāi)發(fā)更方便、快捷。其軟件模塊的集合，用以管理存儲(chǔ)器分配、中斷其軟件模塊的集合，用以管理存儲(chǔ)器分配、中斷處理、任務(wù)間通信和定時(shí)器響應(yīng)，以及提供多任處理、任務(wù)間通信和定時(shí)器響應(yīng)，以及提供多任務(wù)處理等。務(wù)處理等。p 嵌入式操作系統(tǒng)的引人大大提高了嵌入式系統(tǒng)的嵌入式操作系統(tǒng)的引人大大提高了嵌入式系統(tǒng)的功能，方便了應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)，但同時(shí)也占用了功能，方便了應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)，但同時(shí)也占用了寶貴的

9、嵌入式系統(tǒng)資源。寶貴的嵌入式系統(tǒng)資源。p 一般在比較大型或需要多任務(wù)的應(yīng)用場(chǎng)合才考慮一般在比較大型或需要多任務(wù)的應(yīng)用場(chǎng)合才考慮使用嵌入式操作系統(tǒng)。使用嵌入式操作系統(tǒng)。p 嵌入式操作系統(tǒng)常常有實(shí)時(shí)要求。嵌入式操作系統(tǒng)常常有實(shí)時(shí)要求。 114 4應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件（1 1）基本了解）基本了解p嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是針對(duì)特定的實(shí)際專業(yè)領(lǐng)域，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用軟件是針對(duì)特定的實(shí)際專業(yè)領(lǐng)域，基于相應(yīng)的嵌入式硬件平臺(tái)，并能完成用戶預(yù)期任基于相應(yīng)的嵌入式硬件平臺(tái)，并能完成用戶預(yù)期任務(wù)的計(jì)算機(jī)軟件。務(wù)的計(jì)算機(jī)軟件。p用戶的任務(wù)可能有時(shí)間和精度的要求。用戶的任務(wù)可能有時(shí)間和精度的要求。p有些應(yīng)用軟件需要嵌人式操作系

10、統(tǒng)的支持，但在簡(jiǎn)有些應(yīng)用軟件需要嵌人式操作系統(tǒng)的支持，但在簡(jiǎn)單的應(yīng)用場(chǎng)合下不需要專門的操作系統(tǒng)。單的應(yīng)用場(chǎng)合下不需要專門的操作系統(tǒng)。p由于對(duì)成本十分敏感，為減少系統(tǒng)成本，除了精簡(jiǎn)由于對(duì)成本十分敏感，為減少系統(tǒng)成本，除了精簡(jiǎn)每個(gè)硬件單元的成本外，應(yīng)盡可能地減少應(yīng)用軟件每個(gè)硬件單元的成本外，應(yīng)盡可能地減少應(yīng)用軟件的資源消耗，盡可能地優(yōu)化的資源消耗，盡可能地優(yōu)化。 12（2 2）嵌入式軟件的特點(diǎn)：）嵌入式軟件的特點(diǎn)：p 為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲(chǔ)器中。般都固化在存儲(chǔ)器中。p 軟件代碼要求高質(zhì)量、高可靠性。因此，程

11、序編寫和編譯軟件代碼要求高質(zhì)量、高可靠性。因此，程序編寫和編譯工具的質(zhì)量要高，以減少程序二進(jìn)制代碼的長(zhǎng)度，提高執(zhí)工具的質(zhì)量要高，以減少程序二進(jìn)制代碼的長(zhǎng)度，提高執(zhí)行速度。行速度。p 在多任務(wù)嵌入式系統(tǒng)中，對(duì)重要性各不相同的任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)在多任務(wù)嵌入式系統(tǒng)中，對(duì)重要性各不相同的任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧的合理調(diào)度是保證每個(gè)任務(wù)及時(shí)執(zhí)行的關(guān)鍵，單純籌兼顧的合理調(diào)度是保證每個(gè)任務(wù)及時(shí)執(zhí)行的關(guān)鍵，單純通過(guò)提高處理器速度是低效和無(wú)法完成的。這種任務(wù)調(diào)度通過(guò)提高處理器速度是低效和無(wú)法完成的。這種任務(wù)調(diào)度只能由優(yōu)化編寫的系統(tǒng)軟件來(lái)完成。系統(tǒng)軟件的高實(shí)時(shí)性只能由優(yōu)化編寫的系統(tǒng)軟件來(lái)完成。系統(tǒng)軟件的高實(shí)時(shí)性是基本要求。是基本

12、要求。p 隨著嵌入式應(yīng)用的深入和普及，涉及到的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境越隨著嵌入式應(yīng)用的深入和普及，涉及到的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，嵌入式軟件也越來(lái)越復(fù)雜。支持多任務(wù)的實(shí)時(shí)來(lái)越復(fù)雜，嵌入式軟件也越來(lái)越復(fù)雜。支持多任務(wù)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)成為嵌入式軟件必需的系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)成為嵌入式軟件必需的系統(tǒng)軟件 13p典型嵌入式系統(tǒng)基本組成典型嵌入式系統(tǒng)基本組成硬件硬件 電源電源模塊模塊外圍電路外圍電路RAMFlash復(fù)位復(fù)位時(shí)鐘時(shí)鐘ROM微處理器微處理器MPUUSBLCD鍵盤鍵盤其他其他外設(shè)外設(shè)14p典型嵌入式系統(tǒng)基本組成典型嵌入式系統(tǒng)基本組成軟件軟件 軟件軟件結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器處理器處理器應(yīng)用程序應(yīng)用

13、程序硬件硬件結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)輸出輸出輸入輸入15113 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn) p 嵌入式系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比具有以下特點(diǎn)：嵌入式系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比具有以下特點(diǎn)： 嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體工藝、電子技術(shù)和通嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體工藝、電子技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與各領(lǐng)域的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。這一特點(diǎn)決定了信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與各領(lǐng)域的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。這一特點(diǎn)決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。集成系統(tǒng)。 嵌入式系統(tǒng)通常面向特定應(yīng)用，集成度高、低功耗、小體積、低嵌入式系統(tǒng)

14、通常面向特定應(yīng)用，集成度高、低功耗、小體積、低成本等，便于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的小型化、專業(yè)化，使移動(dòng)能力大成本等，便于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的小型化、專業(yè)化，使移動(dòng)能力大大增強(qiáng)，與網(wǎng)絡(luò)的耦合也越來(lái)越緊密。大增強(qiáng)，與網(wǎng)絡(luò)的耦合也越來(lái)越緊密。 嵌入式系統(tǒng)與具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，它的升級(jí)換代也與具嵌入式系統(tǒng)與具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，它的升級(jí)換代也與具體產(chǎn)品同步進(jìn)行。因此，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場(chǎng)，一般具體產(chǎn)品同步進(jìn)行。因此，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場(chǎng)，一般具有較長(zhǎng)的生命周期。有較長(zhǎng)的生命周期。 嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計(jì)，在保證穩(wěn)定、安嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計(jì)，在保證穩(wěn)定、

15、安全、可靠的基礎(chǔ)上量體裁衣，去除冗余，力爭(zhēng)在同樣的硅片面積全、可靠的基礎(chǔ)上量體裁衣，去除冗余，力爭(zhēng)在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更高的性能。這樣，才能最大限度地降低應(yīng)用成本。在具上實(shí)現(xiàn)更高的性能。這樣，才能最大限度地降低應(yīng)用成本。在具體應(yīng)用中，對(duì)處理器的選擇決定了其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。體應(yīng)用中，對(duì)處理器的選擇決定了其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。16 嵌入式系統(tǒng)常常還有減小功耗的要求。這一方面是為了省電，另一方嵌入式系統(tǒng)常常還有減小功耗的要求。這一方面是為了省電，另一方面是要減少發(fā)熱量。面是要減少發(fā)熱量。 可靠性與穩(wěn)定性對(duì)于嵌入式系統(tǒng)有著特別重要的意義。可靠性與穩(wěn)定性對(duì)于嵌入式系統(tǒng)有著特別重要的意義。 嵌入式系統(tǒng)提供的功能以及

16、面對(duì)的應(yīng)用和過(guò)程都是預(yù)知的、相對(duì)固定嵌入式系統(tǒng)提供的功能以及面對(duì)的應(yīng)用和過(guò)程都是預(yù)知的、相對(duì)固定的專用系統(tǒng)，一般而言，嵌入式系統(tǒng)對(duì)的專用系統(tǒng)，一般而言，嵌入式系統(tǒng)對(duì)CPUCPU計(jì)算能力的要求并不像通計(jì)算能力的要求并不像通用計(jì)算機(jī)那么高。用計(jì)算機(jī)那么高。 許多嵌入式系統(tǒng)都有實(shí)時(shí)要求，需要有對(duì)外部事件迅速作出反應(yīng)的能許多嵌入式系統(tǒng)都有實(shí)時(shí)要求，需要有對(duì)外部事件迅速作出反應(yīng)的能力。特別是在操作系統(tǒng)中有所反映，從而使嵌入式軟件的開(kāi)發(fā)與常規(guī)力。特別是在操作系統(tǒng)中有所反映，從而使嵌入式軟件的開(kāi)發(fā)與常規(guī)軟件的開(kāi)發(fā)出現(xiàn)顯著的區(qū)別。典型的嵌人式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)與常規(guī)的操軟件的開(kāi)發(fā)出現(xiàn)顯著的區(qū)別。典型的嵌人式實(shí)時(shí)操作

17、系統(tǒng)與常規(guī)的操作系統(tǒng)也有著顯著的區(qū)別，并因而成為操作系統(tǒng)的一個(gè)重要分支和一作系統(tǒng)也有著顯著的區(qū)別，并因而成為操作系統(tǒng)的一個(gè)重要分支和一個(gè)獨(dú)特的研究方向。個(gè)獨(dú)特的研究方向。 嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開(kāi)發(fā)能力。必須有一套交叉開(kāi)發(fā)工具和環(huán)嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開(kāi)發(fā)能力。必須有一套交叉開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開(kāi)發(fā)。境才能進(jìn)行開(kāi)發(fā)。 通用計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)人員通常是計(jì)算機(jī)科學(xué)或者計(jì)算機(jī)工程方面的專業(yè)通用計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)人員通常是計(jì)算機(jī)科學(xué)或者計(jì)算機(jī)工程方面的專業(yè)人士，而嵌入式人士，而嵌入式系統(tǒng)系統(tǒng) 開(kāi)發(fā)人員卻往往是各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中的專家，這開(kāi)發(fā)人員卻往往是各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中的專家，這就要求嵌入式系統(tǒng)所支持的開(kāi)發(fā)工具易學(xué)

18、、易用、可靠、高效。就要求嵌入式系統(tǒng)所支持的開(kāi)發(fā)工具易學(xué)、易用、可靠、高效。 17p 現(xiàn)在人們談及嵌入式系統(tǒng)時(shí)，某種程度上指近些現(xiàn)在人們談及嵌入式系統(tǒng)時(shí)，某種程度上指近些年比較熱門、具有操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)。歸納年比較熱門、具有操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)。歸納嵌入式系統(tǒng)的幾個(gè)特點(diǎn)如下：嵌入式系統(tǒng)的幾個(gè)特點(diǎn)如下： 軟硬件一體化，集計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)軟硬件一體化，集計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和行業(yè)技術(shù)為一體；和行業(yè)技術(shù)為一體； 需要操作系統(tǒng)支持，代碼小，執(zhí)行速度快；需要操作系統(tǒng)支持，代碼小，執(zhí)行速度快； 專用緊湊，用途固定，成本敏感；專用緊湊，用途固定，成本敏感； 可靠性要求高；可靠性要求高； 多樣性，

19、應(yīng)用廣泛，種類繁多。多樣性，應(yīng)用廣泛，種類繁多。 181 11 14 4 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用 嵌入式系統(tǒng)主要用于各種信號(hào)處理與控制，嵌入式系統(tǒng)主要用于各種信號(hào)處理與控制，目前已在國(guó)防、國(guó)民經(jīng)濟(jì)及社會(huì)生活各領(lǐng)域普及目前已在國(guó)防、國(guó)民經(jīng)濟(jì)及社會(huì)生活各領(lǐng)域普及應(yīng)用，用于企業(yè)、軍隊(duì)、辦公室、實(shí)驗(yàn)室以及個(gè)應(yīng)用，用于企業(yè)、軍隊(duì)、辦公室、實(shí)驗(yàn)室以及個(gè)人家庭等各種場(chǎng)所。人家庭等各種場(chǎng)所。 19p軍用：軍用：各種武器控制：坦克、艦艇、轟炸機(jī)等陸海各種武器控制：坦克、艦艇、轟炸機(jī)等陸?？崭鞣N軍用電子裝備；雷達(dá)、電子對(duì)抗軍事通空各種軍用電子裝備；雷達(dá)、電子對(duì)抗軍事通信裝備，野戰(zhàn)指揮作戰(zhàn)用各種專用設(shè)備等

20、。我信裝備，野戰(zhàn)指揮作戰(zhàn)用各種專用設(shè)備等。我國(guó)嵌入式計(jì)算機(jī)最早用于導(dǎo)彈控制。國(guó)嵌入式計(jì)算機(jī)最早用于導(dǎo)彈控制。 202122p家用：家用：我國(guó)各種信息家電產(chǎn)品我國(guó)各種信息家電產(chǎn)品( (如數(shù)字電視機(jī)、機(jī)如數(shù)字電視機(jī)、機(jī)頂盒、數(shù)碼相機(jī)、頂盒、數(shù)碼相機(jī)、VCDVCDDVDDVD音響設(shè)備、可視電音響設(shè)備、可視電話、家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、洗衣機(jī)、電冰箱、智能玩話、家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、洗衣機(jī)、電冰箱、智能玩具等具等) )廣泛采用微處理器、微控制器及嵌入式軟廣泛采用微處理器、微控制器及嵌入式軟件，件，EMIT(EMIT(嵌入式嵌入式InternetInternet技術(shù)技術(shù)) )已用于社區(qū)對(duì)已用于社區(qū)對(duì)家用電、水、煤氣表遠(yuǎn)程

21、抄表以及洗衣機(jī)遙控。家用電、水、煤氣表遠(yuǎn)程抄表以及洗衣機(jī)遙控。 2324p 工業(yè)用：工業(yè)用：各種智能測(cè)量?jī)x表、數(shù)控裝置、可編程控各種智能測(cè)量?jī)x表、數(shù)控裝置、可編程控制器、控制機(jī)、分布式控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線儀制器、控制機(jī)、分布式控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線儀表及控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、機(jī)電一體化機(jī)械表及控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)備、汽車電子設(shè)備等。廣泛采用微處理器和設(shè)備、汽車電子設(shè)備等。廣泛采用微處理器和控制器芯片級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)總線的模板級(jí)、嵌入式計(jì)控制器芯片級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)總線的模板級(jí)、嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)級(jí)的嵌入式系統(tǒng)。算機(jī)系統(tǒng)級(jí)的嵌入式系統(tǒng)。25 工 業(yè) 控 制26p 商用：商用：各類收款機(jī)、各類收款機(jī)、PO

22、SPOS系統(tǒng)、電子秤、條形碼閱系統(tǒng)、電子秤、條形碼閱讀機(jī)、商用終端、銀行點(diǎn)鈔機(jī)、讀機(jī)、商用終端、銀行點(diǎn)鈔機(jī)、ICIC卡輸入設(shè)備、卡輸入設(shè)備、取款機(jī)、自動(dòng)柜員機(jī)、自動(dòng)服務(wù)終端、防盜系取款機(jī)、自動(dòng)柜員機(jī)、自動(dòng)服務(wù)終端、防盜系統(tǒng)、各種銀行專業(yè)外圍設(shè)備等。統(tǒng)、各種銀行專業(yè)外圍設(shè)備等。27p辦公用：辦公用：復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)、掃描儀、激光照復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)、掃描儀、激光照排系統(tǒng)、安全監(jiān)控設(shè)備、手機(jī)、尋呼機(jī)、個(gè)人排系統(tǒng)、安全監(jiān)控設(shè)備、手機(jī)、尋呼機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理數(shù)字助理(PDA)(PDA)、變頻空調(diào)設(shè)備、通信終端、程、變頻空調(diào)設(shè)備、通信終端、程控交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、錄音錄像及電視會(huì)議設(shè)控交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)

23、設(shè)備、錄音錄像及電視會(huì)議設(shè)備、數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)等。備、數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)等。28p 醫(yī)用電子設(shè)備：醫(yī)用電子設(shè)備：各種醫(yī)療電子儀器，如各種醫(yī)療電子儀器，如X X光機(jī)、超聲診斷儀、光機(jī)、超聲診斷儀、計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)、心臟起搏器、監(jiān)護(hù)儀、計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)、心臟起搏器、監(jiān)護(hù)儀、輔助診斷系統(tǒng)、專家系統(tǒng)等。輔助診斷系統(tǒng)、專家系統(tǒng)等。 29醫(yī)用機(jī)器人技術(shù)平臺(tái)3031115 實(shí)時(shí)系統(tǒng)的概念實(shí)時(shí)系統(tǒng)的概念p實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)(Real Time System)(Real Time System)是指產(chǎn)生系統(tǒng)輸是指產(chǎn)生系統(tǒng)輸出的時(shí)間對(duì)系統(tǒng)至關(guān)重要的系統(tǒng)。出的時(shí)間對(duì)系統(tǒng)至關(guān)重要的系統(tǒng)。p實(shí)時(shí)系統(tǒng)是在邏輯和時(shí)序控制中

24、，如果出現(xiàn)超實(shí)時(shí)系統(tǒng)是在邏輯和時(shí)序控制中，如果出現(xiàn)超時(shí)偏差，將會(huì)引起嚴(yán)重后果的系統(tǒng)。時(shí)偏差，將會(huì)引起嚴(yán)重后果的系統(tǒng)。 p實(shí)時(shí)邏輯的正確性不僅依賴于計(jì)算結(jié)果的正確實(shí)時(shí)邏輯的正確性不僅依賴于計(jì)算結(jié)果的正確性，還取決于輸出結(jié)果的響應(yīng)時(shí)間。實(shí)時(shí)系統(tǒng)性，還取決于輸出結(jié)果的響應(yīng)時(shí)間。實(shí)時(shí)系統(tǒng)要求從輸入到輸出的滯后時(shí)間必須小到一個(gè)可要求從輸入到輸出的滯后時(shí)間必須小到一個(gè)可以接受的時(shí)限內(nèi)。以接受的時(shí)限內(nèi)。p實(shí)時(shí)系統(tǒng)是一個(gè)能夠在指定的時(shí)間內(nèi)完成系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)是一個(gè)能夠在指定的時(shí)間內(nèi)完成系統(tǒng)功能以及對(duì)外部或內(nèi)部事件在同步或異步時(shí)間功能以及對(duì)外部或內(nèi)部事件在同步或異步時(shí)間內(nèi)做出響應(yīng)的系統(tǒng)。內(nèi)做出響應(yīng)的系統(tǒng)。32p 實(shí)

25、時(shí)系統(tǒng)應(yīng)具備的幾個(gè)重要特性：實(shí)時(shí)系統(tǒng)應(yīng)具備的幾個(gè)重要特性： 實(shí)時(shí)性。實(shí)時(shí)性。在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，每個(gè)任務(wù)都有一個(gè)截止在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，每個(gè)任務(wù)都有一個(gè)截止期限，任務(wù)必須在這個(gè)截止期限之前完成，以保期限，任務(wù)必須在這個(gè)截止期限之前完成，以保證系統(tǒng)所產(chǎn)生的結(jié)果在時(shí)間上的正確性。證系統(tǒng)所產(chǎn)生的結(jié)果在時(shí)間上的正確性。 并行性。并行性。要求系統(tǒng)具有并行處理的能力，以便能要求系統(tǒng)具有并行處理的能力，以便能同時(shí)響應(yīng)來(lái)自不同端口的輸入信號(hào)。同時(shí)響應(yīng)來(lái)自不同端口的輸入信號(hào)。 多路性。多路性。實(shí)時(shí)系統(tǒng)的多路性表現(xiàn)在對(duì)多個(gè)不同的實(shí)時(shí)系統(tǒng)的多路性表現(xiàn)在對(duì)多個(gè)不同的現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行采集，以及對(duì)多個(gè)對(duì)象和多個(gè)執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)信息進(jìn)行采集，以及

26、對(duì)多個(gè)對(duì)象和多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)行控制。機(jī)構(gòu)實(shí)行控制。 33 獨(dú)立性。獨(dú)立性。每個(gè)用戶向?qū)崟r(shí)系統(tǒng)提出服務(wù)請(qǐng)求，相互間是獨(dú)每個(gè)用戶向?qū)崟r(shí)系統(tǒng)提出服務(wù)請(qǐng)求，相互間是獨(dú)立的。在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中對(duì)信息的采集和對(duì)象控制也是相立的。在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中對(duì)信息的采集和對(duì)象控制也是相互獨(dú)立的?；オ?dú)立的。 可預(yù)測(cè)性?？深A(yù)測(cè)性。實(shí)時(shí)系統(tǒng)的實(shí)際行為必須處在一定的限度內(nèi)，實(shí)時(shí)系統(tǒng)的實(shí)際行為必須處在一定的限度內(nèi)，而這個(gè)限度可以由系統(tǒng)的定義而獲得。這意味著系統(tǒng)對(duì)來(lái)而這個(gè)限度可以由系統(tǒng)的定義而獲得。這意味著系統(tǒng)對(duì)來(lái)自外部輸入的反應(yīng)必須是全部可預(yù)測(cè)的，即使在最壞的條自外部輸入的反應(yīng)必須是全部可預(yù)測(cè)的，即使在最壞的條件下，系統(tǒng)也要嚴(yán)格遵守

27、時(shí)間的約束。因此，在出現(xiàn)過(guò)載件下，系統(tǒng)也要嚴(yán)格遵守時(shí)間的約束。因此，在出現(xiàn)過(guò)載時(shí)，系統(tǒng)必須能以一種可預(yù)測(cè)的方式來(lái)降級(jí)它的性能。時(shí)，系統(tǒng)必須能以一種可預(yù)測(cè)的方式來(lái)降級(jí)它的性能。 可靠性?？煽啃??？煽啃砸环矫嬷赶到y(tǒng)的正確性，即系統(tǒng)所產(chǎn)生的可靠性一方面指系統(tǒng)的正確性，即系統(tǒng)所產(chǎn)生的結(jié)果在返回值和運(yùn)行費(fèi)時(shí)上都是正確的；另一方面指系統(tǒng)結(jié)果在返回值和運(yùn)行費(fèi)時(shí)上都是正確的；另一方面指系統(tǒng)的健壯性，也就是說(shuō)，雖然系統(tǒng)出現(xiàn)了錯(cuò)誤，或外部環(huán)境的健壯性，也就是說(shuō)，雖然系統(tǒng)出現(xiàn)了錯(cuò)誤，或外部環(huán)境與預(yù)先假定的外部環(huán)境不符合，但系統(tǒng)仍然可以處于可預(yù)與預(yù)先假定的外部環(huán)境不符合，但系統(tǒng)仍然可以處于可預(yù)測(cè)狀態(tài)，仍可以安全地帶錯(cuò)

28、運(yùn)行和平緩地降級(jí)。測(cè)狀態(tài)，仍可以安全地帶錯(cuò)運(yùn)行和平緩地降級(jí)。34p 衡量系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的衡量系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的3個(gè)指標(biāo)：個(gè)指標(biāo)： 響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間(Response Time)(Response Time)：指計(jì)算機(jī)從識(shí)別一：指計(jì)算機(jī)從識(shí)別一個(gè)外部事件到做出響應(yīng)的時(shí)間。個(gè)外部事件到做出響應(yīng)的時(shí)間。 生存時(shí)間生存時(shí)間(Survival Time)(Survival Time)：指數(shù)據(jù)的有效等待：指數(shù)據(jù)的有效等待時(shí)間，在這段時(shí)間里數(shù)據(jù)是有效的。時(shí)間，在這段時(shí)間里數(shù)據(jù)是有效的。 吞吐量吞吐量(Throughput)(Throughput)：指在一段給定時(shí)間內(nèi)，：指在一段給定時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)可以處理事件的總數(shù)。吞吐

29、量通常比平均系統(tǒng)可以處理事件的總數(shù)。吞吐量通常比平均響應(yīng)時(shí)間的倒數(shù)小一點(diǎn)。響應(yīng)時(shí)間的倒數(shù)小一點(diǎn)。35p實(shí)時(shí)系統(tǒng)根據(jù)響應(yīng)時(shí)間可分為實(shí)時(shí)系統(tǒng)根據(jù)響應(yīng)時(shí)間可分為3種類型：種類型： 強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)：強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)：在強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，各任務(wù)不僅要保證執(zhí)行過(guò)在強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，各任務(wù)不僅要保證執(zhí)行過(guò)程和結(jié)果的正確，同時(shí)還要保證在系統(tǒng)能夠允許的時(shí)間內(nèi)程和結(jié)果的正確，同時(shí)還要保證在系統(tǒng)能夠允許的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)，否則將造成災(zāi)難性的后果。這對(duì)于實(shí)時(shí)控制領(lǐng)完成任務(wù)，否則將造成災(zāi)難性的后果。這對(duì)于實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域的軟硬件系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。它的響應(yīng)時(shí)間在域的軟硬件系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。它的響應(yīng)時(shí)間在毫秒毫秒或微秒數(shù)量級(jí)或微秒數(shù)量級(jí)上

30、。上。 弱實(shí)時(shí)系統(tǒng)：弱實(shí)時(shí)系統(tǒng)：弱實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，各個(gè)任務(wù)運(yùn)行得越快越好，弱實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，各個(gè)任務(wù)運(yùn)行得越快越好，但并沒(méi)有嚴(yán)格限定某一任務(wù)必須在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)完成。弱實(shí)但并沒(méi)有嚴(yán)格限定某一任務(wù)必須在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)完成。弱實(shí)時(shí)系統(tǒng)更多地關(guān)注軟件運(yùn)行的結(jié)果正確與否，而時(shí)間問(wèn)題時(shí)系統(tǒng)更多地關(guān)注軟件運(yùn)行的結(jié)果正確與否，而時(shí)間問(wèn)題不會(huì)造成災(zāi)難性的后果。一般它的響應(yīng)時(shí)間可以是不會(huì)造成災(zāi)難性的后果。一般它的響應(yīng)時(shí)間可以是數(shù)十秒數(shù)十秒或更長(zhǎng)或更長(zhǎng)，可能隨著系統(tǒng)的負(fù)載輕重而有所變化。，可能隨著系統(tǒng)的負(fù)載輕重而有所變化。 一般實(shí)時(shí)系統(tǒng)：一般實(shí)時(shí)系統(tǒng)：一般實(shí)時(shí)系統(tǒng)是弱實(shí)時(shí)系統(tǒng)和強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)一般實(shí)時(shí)系統(tǒng)是弱實(shí)時(shí)系統(tǒng)和強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的一種

31、折衷。它的響應(yīng)時(shí)間可以的一種折衷。它的響應(yīng)時(shí)間可以在秒的數(shù)量級(jí)上在秒的數(shù)量級(jí)上，可廣泛，可廣泛應(yīng)用于許多消費(fèi)電子設(shè)備中。如應(yīng)用于許多消費(fèi)電子設(shè)備中。如PDAPDA、手機(jī)等都屬于一般實(shí)、手機(jī)等都屬于一般實(shí)時(shí)系統(tǒng)。時(shí)系統(tǒng)。36p 根據(jù)確定性實(shí)時(shí)系統(tǒng)可以分為以下兩類：根據(jù)確定性實(shí)時(shí)系統(tǒng)可以分為以下兩類： 硬實(shí)時(shí)。硬實(shí)時(shí)指系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間有嚴(yán)格的要求。如果系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間不能滿足，就會(huì)引起系統(tǒng)崩潰或出現(xiàn)致命的錯(cuò)誤。 軟實(shí)時(shí)。軟實(shí)時(shí)指系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間有要求。但是如果系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間不能滿足，它并不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)致命的錯(cuò)誤或崩潰。371.2嵌入式處理器嵌入式處理器1 12 21 1 嵌入式處理器的分類嵌入式處

32、理器的分類 嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心，是控制、輔助系統(tǒng)嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心，是控制、輔助系統(tǒng)運(yùn)行的硬件單元。目前世界上具有嵌入式功能特點(diǎn)的處理器運(yùn)行的硬件單元。目前世界上具有嵌入式功能特點(diǎn)的處理器已經(jīng)超過(guò)已經(jīng)超過(guò)10001000種，流行的體系結(jié)構(gòu)包括種，流行的體系結(jié)構(gòu)包括MCUMCU、MPUMPU等等3030多個(gè)系多個(gè)系列，速度越來(lái)越快，性能越來(lái)越強(qiáng)，價(jià)格也越來(lái)越低。列，速度越來(lái)越快，性能越來(lái)越強(qiáng)，價(jià)格也越來(lái)越低。嵌入式處理器可分為：嵌入式處理器可分為： 低端的微控制器低端的微控制器(Micro Controller Unit(Micro Controller Unit，MCU

33、)MCU)； 中高端的嵌入式微處理器中高端的嵌入式微處理器(Embedded Micro (Embedded Micro Processor UnitProcessor Unit，EMPU)EMPU)； 通信領(lǐng)域的通信領(lǐng)域的DSPDSP處理器處理器(Digital Signal Processor)(Digital Signal Processor)； 高度集成的片上系統(tǒng)高度集成的片上系統(tǒng)(System on Chip(System on Chip，SoC)SoC)。 38122 嵌入式微處理器嵌入式微處理器q 嵌入式微處理器嵌入式微處理器(Embedded Micro Processor U

34、nit(Embedded Micro Processor Unit，EMPU)EMPU)是由通用計(jì)算機(jī)中的是由通用計(jì)算機(jī)中的CPUCPU演變而來(lái)的。演變而來(lái)的。q 在實(shí)際嵌入式應(yīng)用中，嵌入式微處理器只保留與嵌入式應(yīng)在實(shí)際嵌入式應(yīng)用中，嵌入式微處理器只保留與嵌入式應(yīng)用緊密相關(guān)的功能硬件，去除其他冗余功能部分，配上必用緊密相關(guān)的功能硬件，去除其他冗余功能部分，配上必要的擴(kuò)展外圍電路，如存儲(chǔ)器的擴(kuò)展電路、要的擴(kuò)展外圍電路，如存儲(chǔ)器的擴(kuò)展電路、I IO O的擴(kuò)展電的擴(kuò)展電路和一些專用的接口電路等，這樣就可以最低功耗和資源路和一些專用的接口電路等，這樣就可以最低功耗和資源滿足嵌入式應(yīng)用的特殊要求。滿足嵌

35、入式應(yīng)用的特殊要求。q 嵌入式微處理器雖然在功能上與標(biāo)準(zhǔn)微處理器基本相同，嵌入式微處理器雖然在功能上與標(biāo)準(zhǔn)微處理器基本相同，但一般在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面都做了各但一般在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面都做了各種增強(qiáng)。與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相比，嵌入式微處理器具有體種增強(qiáng)。與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相比，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。積小、重量輕、成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。q 目前主要的嵌入式處理器類型有目前主要的嵌入式處理器類型有ARMARM、MIPSMIPS、Aml86Aml868888、386EX386EX、PowerPCPowerPC、6800068000系列等

36、。系列等。 39q 嵌入式微處理器一般具有以下特點(diǎn)：嵌入式微處理器一般具有以下特點(diǎn)： 嵌入式微處理器在設(shè)計(jì)中需要考慮低功耗，以滿足靠電嵌入式微處理器在設(shè)計(jì)中需要考慮低功耗，以滿足靠電池工作的便攜式和無(wú)線應(yīng)用中的低功耗要求。池工作的便攜式和無(wú)線應(yīng)用中的低功耗要求。 采用可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)，以方便對(duì)應(yīng)用的擴(kuò)展。采用可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)，以方便對(duì)應(yīng)用的擴(kuò)展。 具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能。具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能。 提供豐富的調(diào)試功能。嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)很多都是在交提供豐富的調(diào)試功能。嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)很多都是在交叉調(diào)試中進(jìn)行，豐富的調(diào)試接口會(huì)更便于對(duì)嵌入式系統(tǒng)叉調(diào)試中進(jìn)行，豐富的調(diào)試接口會(huì)更便于對(duì)嵌

37、入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。的開(kāi)發(fā)。 對(duì)實(shí)時(shí)多任務(wù)具有很強(qiáng)的支持能力。對(duì)實(shí)時(shí)多任務(wù)具有很強(qiáng)的支持能力。 處理器內(nèi)部具有精確的振蕩電路、豐富的定時(shí)器資源，處理器內(nèi)部具有精確的振蕩電路、豐富的定時(shí)器資源，從而有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)處理能力。從而有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)處理能力。 40123 微控制器微控制器v 微控制器微控制器(Micro Controller Unit(Micro Controller Unit，MCU)MCU)俗稱單片機(jī)，俗稱單片機(jī)，它將整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一塊芯片中。它將整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一塊芯片中。v 微控制器一般以某一種微處理器內(nèi)核為核心，芯片內(nèi)部微控制器一般以某一種微處理器內(nèi)核為核心，芯片內(nèi)部集成集成

38、FlashFlash、RAMRAM、總線邏輯、定時(shí)器計(jì)數(shù)器、總線邏輯、定時(shí)器計(jì)數(shù)器、WatchDogWatchDog、I IO O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、串行口、脈寬調(diào)制輸出、A AD D、D DA A等各種必要功能模塊和外圍部件。等各種必要功能模塊和外圍部件。v 80518051系列單片機(jī)是單片機(jī)教學(xué)的首選機(jī)型。系列單片機(jī)是單片機(jī)教學(xué)的首選機(jī)型。41v 為適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，一般一個(gè)系列的單片機(jī)具有多種為適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，一般一個(gè)系列的單片機(jī)具有多種衍生產(chǎn)品。每種衍生產(chǎn)品的處理器內(nèi)核都是相同的，不同衍生產(chǎn)品。每種衍生產(chǎn)品的處理器內(nèi)核都是相同的，不同的是存儲(chǔ)器和外設(shè)的配置及封裝。這樣可以使不

39、同的單片的是存儲(chǔ)器和外設(shè)的配置及封裝。這樣可以使不同的單片機(jī)適合不同的應(yīng)用。機(jī)適合不同的應(yīng)用。v 與微處理器相比，微控制器的最大特點(diǎn)是單片化，體積小，與微處理器相比，微控制器的最大特點(diǎn)是單片化，體積小，從而使功耗和成本下降，可靠性提高。從而使功耗和成本下降，可靠性提高。v 微控制器是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)中的主流產(chǎn)品。微控制器微控制器是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)中的主流產(chǎn)品。微控制器的片內(nèi)資源一般比較豐富，適合于控制。的片內(nèi)資源一般比較豐富，適合于控制。42v 采用微控制器可以在相當(dāng)程度上縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、采用微控制器可以在相當(dāng)程度上縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、調(diào)試的時(shí)間，從而節(jié)約用于這些方面的開(kāi)支。調(diào)試的

40、時(shí)間，從而節(jié)約用于這些方面的開(kāi)支。v 系統(tǒng)中芯片數(shù)量的減少，使整個(gè)系統(tǒng)的故障率就會(huì)降低。系統(tǒng)中芯片數(shù)量的減少，使整個(gè)系統(tǒng)的故障率就會(huì)降低。而且系統(tǒng)的體積也可以縮小。而且系統(tǒng)的體積也可以縮小。v 由于一些接口電路和功能模塊與由于一些接口電路和功能模塊與CPUCPU集成在同一塊芯片上，集成在同一塊芯片上，這些電路之間的連線長(zhǎng)度就降到很小。對(duì)于一些高速系統(tǒng)，這些電路之間的連線長(zhǎng)度就降到很小。對(duì)于一些高速系統(tǒng)，這是個(gè)很重要的優(yōu)點(diǎn)。這是個(gè)很重要的優(yōu)點(diǎn)。 v 微控制器在品種數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)微處理器微控制器在品種數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)微處理器 43124 DSP處理器處理器v DSP(Digital Signal P

41、rocessor)DSP(Digital Signal Processor)是數(shù)字信號(hào)處理器的縮寫。是數(shù)字信號(hào)處理器的縮寫。v DSPDSP處理器對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，使其適合執(zhí)行處理器對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，使其適合執(zhí)行DSPDSP算法，算法，編譯效率和指令執(zhí)行速度都較高。編譯效率和指令執(zhí)行速度都較高。v 在數(shù)字濾波、在數(shù)字濾波、FFTFFT、譜分析等方面，、譜分析等方面，DSPDSP算法正在大量引入嵌入式領(lǐng)域。算法正在大量引入嵌入式領(lǐng)域。DSPDSP應(yīng)用正從在通用單片機(jī)中以普通指令實(shí)現(xiàn)應(yīng)用正從在通用單片機(jī)中以普通指令實(shí)現(xiàn)DSPDSP功能，過(guò)渡到采用功能，過(guò)渡到采用DSPD

42、SP處理器。處理器。v DSPDSP處理器有兩個(gè)發(fā)展來(lái)源：處理器有兩個(gè)發(fā)展來(lái)源： DSPDSP處理系統(tǒng)經(jīng)過(guò)單片化、電磁兼容處理系統(tǒng)經(jīng)過(guò)單片化、電磁兼容(EMC)(EMC)改造以及增加片上外設(shè)，改造以及增加片上外設(shè)，成為成為DSPDSP處理器，如處理器，如TITI公司的公司的TMS320C2000TMS320C2000C5000C5000等屬于此范疇；等屬于此范疇； 在通用單片機(jī)或在通用單片機(jī)或SoCSoC中增加中增加DSPDSP協(xié)處理器，例如協(xié)處理器，例如IntelIntel公司的公司的MCSMCS296296和和Infineon(Siemens)Infineon(Siemens)的的TriC

43、oreTriCore。v DSPDSP處理器比較有代表性的產(chǎn)品是處理器比較有代表性的產(chǎn)品是TITI公司的公司的TMS320TMS320系列、系列、ADIADI公司的公司的ADSPglXXADSPglXX系列和系列和MotorolaMotorola公司的公司的DSP56000DSP56000系列。系列。441.2.5 1.2.5 片上系統(tǒng)片上系統(tǒng)p基本概念基本概念 結(jié)合許多功能模塊，將整個(gè)系統(tǒng)做在一個(gè)芯片上，這結(jié)合許多功能模塊，將整個(gè)系統(tǒng)做在一個(gè)芯片上，這就是片上系統(tǒng)就是片上系統(tǒng)SoC(System on Chip)SoC(System on Chip)。 片上系統(tǒng)是基于片上系統(tǒng)是基于EDAED

44、A（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）技術(shù)和（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）技術(shù)和VLSIVLSI（超大規(guī)模集成電路）技術(shù)，以及半導(dǎo)體工藝技術(shù)的（超大規(guī)模集成電路）技術(shù)，以及半導(dǎo)體工藝技術(shù)的迅速發(fā)展。迅速發(fā)展。 將整個(gè)嵌入式系統(tǒng)集成到一塊芯片中，應(yīng)用系統(tǒng)電路將整個(gè)嵌入式系統(tǒng)集成到一塊芯片中，應(yīng)用系統(tǒng)電路板將變得很簡(jiǎn)潔，對(duì)于減小體積和功耗，提高可靠性板將變得很簡(jiǎn)潔，對(duì)于減小體積和功耗，提高可靠性非常有利。非常有利。 嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的最高形式是嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的最高形式是SoCSoC，而，而SoCSoC的核心技術(shù)的核心技術(shù)是是IPIP核核(Intellectual Property Core(Intellectual Proper

45、ty Core，知識(shí)產(chǎn)權(quán)核，知識(shí)產(chǎn)權(quán)核) )構(gòu)件。構(gòu)件。 45pSoCSoC設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn) SoCSoC設(shè)計(jì)公司的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)：各種通用處理器內(nèi)核設(shè)計(jì)公司的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)：各種通用處理器內(nèi)核與許多其他嵌入式系統(tǒng)外設(shè)一樣，構(gòu)成與許多其他嵌入式系統(tǒng)外設(shè)一樣，構(gòu)成VLSIVLSI設(shè)設(shè)計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)器件庫(kù)。計(jì)中的標(biāo)準(zhǔn)器件庫(kù)。 標(biāo)準(zhǔn)器件庫(kù)中的庫(kù)元件用標(biāo)準(zhǔn)器件庫(kù)中的庫(kù)元件用VHDLVHDL等語(yǔ)言描述。等語(yǔ)言描述。 用戶在用戶在EDAEDA設(shè)計(jì)平臺(tái)下，只需定義出其整個(gè)應(yīng)設(shè)計(jì)平臺(tái)下，只需定義出其整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，仿真通過(guò)后就可以用用系統(tǒng)，仿真通過(guò)后就可以用FPGAFPGA制作樣品。制作樣品。 一種全新的硬件設(shè)計(jì)模式：一種全新的硬

46、件設(shè)計(jì)模式：EDAEDA軟件加硬件調(diào)軟件加硬件調(diào)試平臺(tái)。試平臺(tái)。 46 在在EDAEDA技術(shù)中把不同功能的電路模塊稱為技術(shù)中把不同功能的電路模塊稱為IPIP，這些，這些IPIP都都是經(jīng)過(guò)實(shí)際制作并證明是正確的。在是經(jīng)過(guò)實(shí)際制作并證明是正確的。在EDAEDA設(shè)計(jì)工具中把設(shè)計(jì)工具中把這些這些IPIP組織在一個(gè)組織在一個(gè)IPIP元件庫(kù)中，供用戶使用。元件庫(kù)中，供用戶使用。 IPIP核分為硬核、軟核和固核，核分為硬核、軟核和固核， IPIP核是嵌入式技術(shù)的重核是嵌入式技術(shù)的重要支持技術(shù)。要支持技術(shù)。 嵌入式片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是嵌入式片上系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是IPIP核資源的利用。核資源的利用。 在設(shè)計(jì)嵌入式

47、系統(tǒng)時(shí)，可以通過(guò)使用在設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)時(shí)，可以通過(guò)使用IPIP核技術(shù)完成系核技術(shù)完成系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)。用戶需要知道統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)。用戶需要知道IPIP模塊的功能和技術(shù)性模塊的功能和技術(shù)性能。通過(guò)把不同的能。通過(guò)把不同的IPIP模塊嵌在一個(gè)硅片上，就形成完模塊嵌在一個(gè)硅片上，就形成完整的應(yīng)用系統(tǒng)。整的應(yīng)用系統(tǒng)。 IPIP技術(shù)極大地簡(jiǎn)化了技術(shù)極大地簡(jiǎn)化了SoCSoC的設(shè)計(jì)過(guò)程，縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，的設(shè)計(jì)過(guò)程，縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，因此，已經(jīng)成為目前電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)重要的基本技術(shù)。因此，已經(jīng)成為目前電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)重要的基本技術(shù)。 47p SoC SoC的優(yōu)點(diǎn)：的優(yōu)點(diǎn)： 通過(guò)改變內(nèi)部工作電壓，降低芯片功耗。通過(guò)改變內(nèi)部工作

48、電壓，降低芯片功耗。 減少芯片對(duì)外的引腳數(shù)，簡(jiǎn)化制造過(guò)程。減少芯片對(duì)外的引腳數(shù)，簡(jiǎn)化制造過(guò)程。 減少外圍驅(qū)動(dòng)接口單元及電路板之間的信號(hào)減少外圍驅(qū)動(dòng)接口單元及電路板之間的信號(hào)傳遞，加快微處理器數(shù)據(jù)處理的速度。傳遞，加快微處理器數(shù)據(jù)處理的速度。 內(nèi)嵌的線路可以避免外部電路板在信號(hào)傳遞內(nèi)嵌的線路可以避免外部電路板在信號(hào)傳遞時(shí)所造成的系統(tǒng)雜訊時(shí)所造成的系統(tǒng)雜訊 481 12 26 6 典型的嵌入式處理器典型的嵌入式處理器1 1ARMARM處理器處理器2 2MIPSMIPS處理器處理器 3 3PowerPCPowerPC處理器處理器 4 4MC68KMC68KC01dfireC01dfire處理器處理器

49、5 5x86x86處理器處理器49pARMARM處理器有處理器有3 3大特點(diǎn)：大特點(diǎn)：小體積、低功耗、低成本而高性能；小體積、低功耗、低成本而高性能；16163232位雙指令集；位雙指令集；全球眾多的合作伙伴。全球眾多的合作伙伴。501.3 1.3 嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)1 13 31 1 操作系統(tǒng)的概念和分類操作系統(tǒng)的概念和分類p 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)OS(OperationSystem)OS(OperationSystem)是一組計(jì)算機(jī)程是一組計(jì)算機(jī)程序的集合；序的集合；p OSOS用來(lái)有效地控制和管理計(jì)算機(jī)的硬件和軟件用來(lái)有效地控制和管理計(jì)算機(jī)的硬件和軟件資源，并為用戶提供方便的應(yīng)用接

50、口。資源，并為用戶提供方便的應(yīng)用接口。p 為應(yīng)用軟件提供運(yùn)行環(huán)境，為程序開(kāi)發(fā)者提供功為應(yīng)用軟件提供運(yùn)行環(huán)境，為程序開(kāi)發(fā)者提供功能強(qiáng)、使用方便的開(kāi)發(fā)環(huán)境。能強(qiáng)、使用方便的開(kāi)發(fā)環(huán)境。51從資源管理的角度，操作系統(tǒng)主要包含如下功能：從資源管理的角度，操作系統(tǒng)主要包含如下功能：處理器管理處理器管理對(duì)處理器進(jìn)行分配，并對(duì)其運(yùn)行進(jìn)行有效的控對(duì)處理器進(jìn)行分配，并對(duì)其運(yùn)行進(jìn)行有效的控制和管理。制和管理。在多任務(wù)環(huán)境下，合理分配由任務(wù)共享的處理在多任務(wù)環(huán)境下，合理分配由任務(wù)共享的處理器，使器，使CPUCPU能滿足各程序運(yùn)行的需要，提高處能滿足各程序運(yùn)行的需要，提高處理器的利用率，并能在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候收回分配給理器的

51、利用率，并能在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候收回分配給某任務(wù)的處理器。某任務(wù)的處理器。處理器的分配和運(yùn)行都是以進(jìn)程為基本單位進(jìn)處理器的分配和運(yùn)行都是以進(jìn)程為基本單位進(jìn)行的，因此，對(duì)處理器的管理可以歸結(jié)為對(duì)進(jìn)行的，因此，對(duì)處理器的管理可以歸結(jié)為對(duì)進(jìn)程的管理。程的管理。52存儲(chǔ)器管理。存儲(chǔ)器管理。存儲(chǔ)器管理的主要任務(wù)是為多道程序的運(yùn)行提供良好存儲(chǔ)器管理的主要任務(wù)是為多道程序的運(yùn)行提供良好的環(huán)境；的環(huán)境；存儲(chǔ)器管理包括內(nèi)存分配、內(nèi)存保護(hù)、地址映射、內(nèi)存儲(chǔ)器管理包括內(nèi)存分配、內(nèi)存保護(hù)、地址映射、內(nèi)存擴(kuò)充。例如：存擴(kuò)充。例如： 為每道程序分配必要的內(nèi)存空間，使它們各得其所，為每道程序分配必要的內(nèi)存空間，使它們各得其所，且不

52、致因互相重疊而丟失信息；且不致因互相重疊而丟失信息； 不因某個(gè)程序出現(xiàn)異常而破壞其他程序的運(yùn)行；不因某個(gè)程序出現(xiàn)異常而破壞其他程序的運(yùn)行； 方便用戶使用存儲(chǔ)器，并能從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存方便用戶使用存儲(chǔ)器，并能從邏輯上擴(kuò)充內(nèi)存等。等。53設(shè)備管理。設(shè)備管理。完成用戶提出的設(shè)備請(qǐng)求，為用戶分配完成用戶提出的設(shè)備請(qǐng)求，為用戶分配I IO O設(shè)備；提設(shè)備；提高高CPUCPU和和I IO O的利用率；提高的利用率；提高I IO O速度，方便用戶使用速度，方便用戶使用I IO O設(shè)備。設(shè)備。設(shè)備管理包括緩沖管理、設(shè)備分配、設(shè)備處理、形成設(shè)備管理包括緩沖管理、設(shè)備分配、設(shè)備處理、形成虛擬邏輯設(shè)備等。虛擬邏輯設(shè)備

53、等。54文件管理。文件管理。文件管理的主要任務(wù)就是對(duì)系統(tǒng)文件和用戶文件進(jìn)行文件管理的主要任務(wù)就是對(duì)系統(tǒng)文件和用戶文件進(jìn)行管理，方便用戶的使用，保證文件的安全性。管理，方便用戶的使用，保證文件的安全性。文件管理包括對(duì)文件存儲(chǔ)空間的管理、目錄管理、文文件管理包括對(duì)文件存儲(chǔ)空間的管理、目錄管理、文件的讀寫管理以及文件的共享與保護(hù)等。件的讀寫管理以及文件的共享與保護(hù)等。 55用戶接口。用戶接口。用戶與操作系統(tǒng)的接口是用戶能方便地使用操作系統(tǒng)用戶與操作系統(tǒng)的接口是用戶能方便地使用操作系統(tǒng)的關(guān)鍵。的關(guān)鍵。用戶可以用命令形式（例如用戶可以用命令形式（例如DOSDOS命令）、系統(tǒng)調(diào)用命令）、系統(tǒng)調(diào)用( (例例

54、如如DOSDOS功能調(diào)用功能調(diào)用) )形式與系統(tǒng)打交道。形式與系統(tǒng)打交道。圖形用戶接口圖形用戶接口(GUl)(GUl)，用非常容易識(shí)別的圖標(biāo)將系統(tǒng)的，用非常容易識(shí)別的圖標(biāo)將系統(tǒng)的各種功能、各種應(yīng)用程序和文件直觀地表示出來(lái)，用各種功能、各種應(yīng)用程序和文件直觀地表示出來(lái)，用戶可以通過(guò)鼠標(biāo)來(lái)取得操作系統(tǒng)的服務(wù)。戶可以通過(guò)鼠標(biāo)來(lái)取得操作系統(tǒng)的服務(wù)。 56p 按程序運(yùn)行調(diào)度的方法，可以將計(jì)算機(jī)操按程序運(yùn)行調(diào)度的方法，可以將計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)分為以下幾種類型：作系統(tǒng)分為以下幾種類型： 順序執(zhí)行系統(tǒng)。順序執(zhí)行系統(tǒng)。 分時(shí)操作系統(tǒng)。分時(shí)操作系統(tǒng)。 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。57順序執(zhí)行系統(tǒng)。順序執(zhí)行系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)

55、只含一個(gè)運(yùn)行程序。它獨(dú)占系統(tǒng)內(nèi)只含一個(gè)運(yùn)行程序。它獨(dú)占CPU時(shí)時(shí)間，按語(yǔ)句順序執(zhí)行該程序，直至執(zhí)行完畢，間，按語(yǔ)句順序執(zhí)行該程序，直至執(zhí)行完畢，另一程序才能啟動(dòng)運(yùn)行。另一程序才能啟動(dòng)運(yùn)行。DOS操作系統(tǒng)就屬于操作系統(tǒng)就屬于這種系統(tǒng)。這種系統(tǒng)。58分時(shí)操作系統(tǒng)。分時(shí)操作系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)可有多道程序運(yùn)行。所謂同時(shí)，只是從系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)可有多道程序運(yùn)行。所謂同時(shí)，只是從宏觀上來(lái)看，實(shí)際上系統(tǒng)把宏觀上來(lái)看，實(shí)際上系統(tǒng)把CPUCPU的時(shí)間按順序分成若干時(shí)的時(shí)間按順序分成若干時(shí)間片，每個(gè)時(shí)間片內(nèi)執(zhí)行不同的程序。這類系統(tǒng)支持多間片，每個(gè)時(shí)間片內(nèi)執(zhí)行不同的程序。這類系統(tǒng)支持多用戶，當(dāng)今廣泛用于商業(yè)、金融領(lǐng)域。用戶

56、，當(dāng)今廣泛用于商業(yè)、金融領(lǐng)域。UnixUnix操作系統(tǒng)即操作系統(tǒng)即屬于這種系統(tǒng)。屬于這種系統(tǒng)。 59實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)有多道程序運(yùn)行，每道程序各有系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)有多道程序運(yùn)行，每道程序各有不同的優(yōu)先級(jí)，操作系統(tǒng)按事件觸發(fā)使程序不同的優(yōu)先級(jí)，操作系統(tǒng)按事件觸發(fā)使程序運(yùn)行。運(yùn)行。當(dāng)多個(gè)事件發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)按優(yōu)先級(jí)高低來(lái)確當(dāng)多個(gè)事件發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)按優(yōu)先級(jí)高低來(lái)確定哪道程序在此時(shí)此刻占有定哪道程序在此時(shí)此刻占有CPUCPU，以保證優(yōu)先，以保證優(yōu)先級(jí)高的事件、實(shí)時(shí)信息及時(shí)被采集。級(jí)高的事件、實(shí)時(shí)信息及時(shí)被采集。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是操作系統(tǒng)的一個(gè)分支，也是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是操作系統(tǒng)的一個(gè)分支，也是最復(fù)雜的

57、一個(gè)分支。最復(fù)雜的一個(gè)分支。 60p 從應(yīng)用的角度來(lái)看，嵌入式操作系統(tǒng)可以分為：從應(yīng)用的角度來(lái)看，嵌入式操作系統(tǒng)可以分為：面向低端信息家電的嵌入式操作系統(tǒng)；面向低端信息家電的嵌入式操作系統(tǒng)；面向高端信息家電面向高端信息家電( (如數(shù)字電視等如數(shù)字電視等) )的嵌入式操作系統(tǒng)；的嵌入式操作系統(tǒng)；面向個(gè)人通信終端的嵌入式操作系統(tǒng)；面向個(gè)人通信終端的嵌入式操作系統(tǒng)；面向通信設(shè)備的嵌入式操作系統(tǒng)；面向通信設(shè)備的嵌入式操作系統(tǒng)；面向汽車電子的嵌入式操作系統(tǒng)；面向汽車電子的嵌入式操作系統(tǒng)；面向工業(yè)控制的嵌入式操作系統(tǒng)。面向工業(yè)控制的嵌入式操作系統(tǒng)。61p 從實(shí)時(shí)性的角度，嵌入式操作系統(tǒng)可分為：從實(shí)時(shí)性的角

58、度，嵌入式操作系統(tǒng)可分為：具有強(qiáng)實(shí)時(shí)特點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)；具有強(qiáng)實(shí)時(shí)特點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)；具有弱實(shí)時(shí)特點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)；具有弱實(shí)時(shí)特點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)；沒(méi)有實(shí)時(shí)特點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)。沒(méi)有實(shí)時(shí)特點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)。為了較好地了解操作系統(tǒng)的功能，一下介紹幾個(gè)關(guān)于操作系統(tǒng)的基本概念： 621任務(wù)、進(jìn)程和線程任務(wù)、進(jìn)程和線程p任務(wù)：任務(wù)是指一個(gè)程序分段，這個(gè)分段被操作系統(tǒng)當(dāng)任務(wù)：任務(wù)是指一個(gè)程序分段，這個(gè)分段被操作系統(tǒng)當(dāng)作一個(gè)基本工作單元來(lái)調(diào)度。作一個(gè)基本工作單元來(lái)調(diào)度。p進(jìn)程：進(jìn)程是指任務(wù)的一次運(yùn)行過(guò)程，它是動(dòng)態(tài)過(guò)程。進(jìn)程：進(jìn)程是指任務(wù)的一次運(yùn)行過(guò)程，它是動(dòng)態(tài)過(guò)程。有些操作系統(tǒng)把任務(wù)和進(jìn)程等同看待

59、，認(rèn)為任務(wù)是一個(gè)有些操作系統(tǒng)把任務(wù)和進(jìn)程等同看待，認(rèn)為任務(wù)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，即執(zhí)行任務(wù)體的動(dòng)態(tài)過(guò)程。動(dòng)態(tài)過(guò)程，即執(zhí)行任務(wù)體的動(dòng)態(tài)過(guò)程。p線程：比進(jìn)程更小的、能獨(dú)立運(yùn)行和調(diào)度的基本單位。線程：比進(jìn)程更小的、能獨(dú)立運(yùn)行和調(diào)度的基本單位。 632 2多用戶及多任務(wù)多用戶及多任務(wù)p多用戶的含義：允許多個(gè)用戶通過(guò)各自的多用戶的含義：允許多個(gè)用戶通過(guò)各自的終端終端使用同一臺(tái)主機(jī)，共享同一個(gè)操作系統(tǒng)及各種使用同一臺(tái)主機(jī)，共享同一個(gè)操作系統(tǒng)及各種系統(tǒng)資源。系統(tǒng)資源。p多任務(wù)的含義：每個(gè)用戶的應(yīng)用程序可以設(shè)計(jì)多任務(wù)的含義：每個(gè)用戶的應(yīng)用程序可以設(shè)計(jì)成不同的任務(wù)，這些任務(wù)可以并發(fā)執(zhí)行。成不同的任務(wù)，這些任務(wù)可以并發(fā)

60、執(zhí)行。p多用戶及多任務(wù)系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)的吞吐量，多用戶及多任務(wù)系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)的吞吐量，更有效地利用系統(tǒng)資源。更有效地利用系統(tǒng)資源。 643任務(wù)的驅(qū)動(dòng)方式任務(wù)的驅(qū)動(dòng)方式圖13 任務(wù)及其驅(qū)動(dòng)方式任務(wù)任務(wù)實(shí)時(shí)任務(wù)實(shí)時(shí)任務(wù)非實(shí)時(shí)任務(wù)非實(shí)時(shí)任務(wù)事件驅(qū)動(dòng)事件驅(qū)動(dòng)時(shí)間驅(qū)動(dòng)時(shí)間驅(qū)動(dòng)外部事件；開(kāi)關(guān)量輸入等外部事件；開(kāi)關(guān)量輸入等內(nèi)部事件：運(yùn)算結(jié)果、設(shè)備請(qǐng)求等內(nèi)部事件：運(yùn)算結(jié)果、設(shè)備請(qǐng)求等相對(duì)時(shí)間驅(qū)動(dòng)相對(duì)時(shí)間驅(qū)動(dòng)絕對(duì)時(shí)間驅(qū)動(dòng)絕對(duì)時(shí)間驅(qū)動(dòng)65p 內(nèi)部事件驅(qū)動(dòng)：內(nèi)部事件驅(qū)動(dòng)： 內(nèi)部事件驅(qū)動(dòng)是指某一程序運(yùn)行的結(jié)果導(dǎo)致另一內(nèi)部事件驅(qū)動(dòng)是指某一程序運(yùn)行的結(jié)果導(dǎo)致另一任務(wù)的啟動(dòng)。任務(wù)的啟動(dòng)。 運(yùn)行結(jié)果可能是數(shù)據(jù)滿足一定條件；