嵌入式計算機與嵌入式系統(tǒng)(東華大學(xué)陳革教授)

1、第三講 嵌入式計算機與嵌入式系統(tǒng) 1嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ) 嵌入式系統(tǒng)的基本概念嵌入式系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)嵌入式系統(tǒng)的硬件組成嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢2一、什么是嵌入式系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)被定義為： 根據(jù)IEEE的定義，嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助設(shè)備、機器和車間運行的裝置”（Devices used to control，monitor、or assist the operation of equipment，machinery or plants） 即以應(yīng)用為中心、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要

2、求的專用計算機系統(tǒng)。 3可以從以下幾個方面來理解該定義：嵌入式系統(tǒng)是面向產(chǎn)品，面向用戶，面向應(yīng)用的。它必須與具體應(yīng)用相結(jié)合才會具有生命力，才更具有優(yōu)勢。它具有很強的專用性，必須結(jié)合實際系統(tǒng)需求進行合理的裁減利用。 4嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術(shù)，半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)以及各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物。這就決定了它必然是一個技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。所以介入嵌入式系統(tǒng)必須有一個正確的定位。例如：Palm OS 之所以在PDA領(lǐng)域占有70%以上的市場，是因為其立足于個人電子消費品，著重發(fā)展圖形界面和多任務(wù)管理，而Windriver的VxWorks之所以在火星上得以應(yīng)

3、用，則是因為其高實時性和高可靠性。 5嵌入式系統(tǒng)必須根據(jù)需求對軟硬件進行裁剪，滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能、成本、可靠性、體積等要求。所以如果能建立相對通用的軟硬件基礎(chǔ)，然后在其上開發(fā)出適應(yīng)各種需求的系統(tǒng)，是一個比較好的發(fā)展模式。 應(yīng)該看到嵌入式系統(tǒng)是一個外延極廣的概念，凡是與產(chǎn)品結(jié)合在一起的具有嵌入式特點的控制系統(tǒng)都可以叫嵌入式系統(tǒng)。狹義上人們講到嵌入式系統(tǒng)時，一般是指具有操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)。6嵌入式處理器的應(yīng)用軟件是實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)功能的關(guān)鍵。軟件要求固化存儲，軟件代碼要求高質(zhì)量、高可靠性，系統(tǒng)軟件(OS)的高實時性是基本要求。在制造工業(yè)、過程控制、通訊、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備

4、、消費類產(chǎn)品等方面均是嵌入式計算機的應(yīng)用領(lǐng)域。7二、嵌入式應(yīng)用的歷史 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史相當(dāng)悠久。早在電子數(shù)字計算機出現(xiàn)之前就有了把計算裝置嵌入在系統(tǒng)和設(shè)備之中的嵌入式系統(tǒng)，那時的計算裝置是由一些凸齒輪的機械量和電壓電流的模擬量實現(xiàn)的；在20世紀(jì)40年代第一代電子計算機出現(xiàn)后的近20年里，這類計算機主要器件由電子管、晶體管、磁心等組成，因體積龐大，從而阻礙了在嵌入式系統(tǒng)中的發(fā)展。 8嵌入式應(yīng)用的興起是在20世紀(jì)60年代末集成電路化的第三代計算機時期，由于在軍事和空間領(lǐng)域的需求推動，計算機的軟硬件技水達(dá)到了可以把人送上月球再返回地面的可靠性要求，而且在這一時期計算機技術(shù)取得重大發(fā)展，例如：并行

5、技術(shù)，先行控制，流水線，單總線結(jié)構(gòu)，高速通用寄存器，強有力的中斷系統(tǒng)，交又存取，操作系統(tǒng)等。這些技術(shù)同時也應(yīng)用到嵌入式計算機中來。 9而嵌入式應(yīng)用的真正發(fā)展卻是在微處理器問世之后。在這個時期，嵌入式計算機的發(fā)展是伴隨著PC的發(fā)展而發(fā)展的?？偟膩碚f，嵌入式計算機工業(yè)的發(fā)展基本上是跟隨通用計算機工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。 101971年11月，Intel公司成功地把算術(shù)運算器和控制器電路集成在一起推出了世界上第一片微處理器Intel4004，這是嵌入式應(yīng)用發(fā)展最重要的里程碑，其后各廠家推出了許多8位或16位的微處理器等。以這些微處理器為核心構(gòu)成的嵌入式計算機系統(tǒng)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于制造儀器儀表，醫(yī)療設(shè)備，機

6、器人和家用電器等領(lǐng)域。微處理器的廣泛應(yīng)用形成了一個廣闊的嵌入式應(yīng)用市場，計算機廠家以插件的方式開始向用戶大量地提供OEM產(chǎn)品，再由用戶根據(jù)自己的需要選擇一套適合自己應(yīng)用的CPU板，存儲器板和各式I/O插件板構(gòu)成專用的嵌入式計算機系統(tǒng)，并嵌入到自己的系統(tǒng)設(shè)備中，為實現(xiàn)其靈活性和兼容性的特點，已形成了系列化，模塊化的單板計算機。 11隨著微電子工藝水平的提高，集成電路制造商開始把嵌入式應(yīng)用所需要的微處理器，I/O接口，A/D、D/A轉(zhuǎn)換器，串行接口以及RAM、ROM等都集成到一個超大規(guī)模集成電路（VLSI）中，制造出面向I/O設(shè)計的微控制器，即我們俗稱的單片機。單片機成為嵌入式系統(tǒng)異軍突起的一支新

7、秀，而其后發(fā)展的DSP產(chǎn)品更快地提升了嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)水平，迅速地滲入到消費電子、醫(yī)用電子、智能控制、通信信電子、儀器儀表、交通運輸?shù)雀鞣N領(lǐng)域。12嵌入式軟件也伴隨著硬件技木的發(fā)展而發(fā)展。最初，編寫和測試軟件只有簡單的編程開發(fā)工具。每個項目實際運行的軟件通常來自于草稿的修改。由于編譯器的缺陷，以及凋試工具的不完善，這些軟件差不多都是使用匯編語言或者宏語言來編寫。采用軟件構(gòu)建模塊和標(biāo)準(zhǔn)庫的編程思想及方法直到20世紀(jì)70年代中期才流行起來。 13商品化的嵌入式操作系統(tǒng)出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代后期它們中許多是用匯編語言編寫的，并且僅能用于為其編寫的微處理器上。當(dāng)這些微處理器過時的時候，這些OS也就無法

8、繼續(xù)使用，必須在新的處理器上重新編寫才能運行。今天，許多這類早期的系統(tǒng)已成為模糊的記憶，還有誰能夠記得起MTOS呢？當(dāng)C語言出現(xiàn)后，OS可以用一種高效、穩(wěn)定、可移植的方式來編寫。這種方式對使用和經(jīng)營有著直接的吸引力，因為當(dāng)微處理器廢棄不用時，它承載著能夠保護他們軟件投資的希望。用C浯言編寫OS已經(jīng)成為種標(biāo)準(zhǔn)延續(xù)至今?？傊浖目蓮?fù)用性已經(jīng)為大家所接受，而且正在發(fā)揮著很好作用。 1420世紀(jì)80年代早期，最流行的嵌入式操作系統(tǒng)是Window操作系統(tǒng)。大約150美元就可以買到一個C源碼庫。它是一個開發(fā)套件，你可以選擇各種組件來構(gòu)建自己的操作系統(tǒng)，如同在菜單上點菜一樣。例如，你可以在庫清單上選擇任

9、務(wù)調(diào)度算法和內(nèi)存管理方案來實現(xiàn)自己的系統(tǒng)。很多商品化的嵌入式操作系統(tǒng)是在20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的，這一熱潮持續(xù)到現(xiàn)在。今天，有很多商品化的嵌入式操作系統(tǒng)可供開發(fā)者選擇。如VxWorks、pSOS、Nucleus、Windows CE、EPOC和 Palm OS 等。 1520世紀(jì)90年代以來，在分布控制、柔性制造、數(shù)字通信和數(shù)字家電等巨大商業(yè)需求的推動下，嵌入式應(yīng)用進一步得到了發(fā)展。在硬件方面，尤其是芯片方面的發(fā)展表現(xiàn)出三個特點： 1、面向?qū)崟r信號處理算法的DSP向高速、高精度、低功耗方向發(fā)展，例加，Texas推出的第三代DSP芯片TMS320C30。 2、32位微控制器巳成為市場主流，并向高速

10、、智能化的方向發(fā)展。 3、嵌入式CPU的主頻越來越高，同時在對多媒體的支持方面發(fā)展迅速，例如，Intel基于Xscale微構(gòu)架結(jié)構(gòu)和富士通的FR-V等都是嵌入式CPU中支持多媒體的典范，特別是富士通FR-V系列的CPU在MPEG4解碼方面表現(xiàn)卓越，但離真正意義上的批量生產(chǎn)還有一定距離。 16三、計算機分類方法傳統(tǒng)的計算機分類方法：按照計算機的體系結(jié)構(gòu)、運算速度、結(jié)構(gòu)規(guī)模、適用領(lǐng)域，可將其分為超級計算機、大型機、中型機、小型機和微型計算機，并以此來組織學(xué)科和產(chǎn)業(yè)分工，這種分類沿襲了大約40年。 現(xiàn)在的計算機分類方法：即按計算機的應(yīng)用分類為嵌入式計算機和通用計算機 。17四、嵌入式系統(tǒng)特點 嵌入式

11、系統(tǒng)的幾個重要特征是： 1、系統(tǒng)內(nèi)核小。由于嵌入式系統(tǒng)一般是應(yīng)用于小型電子裝置，系統(tǒng)資源相對有限，所以內(nèi)核較之傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)要小得多。比如ENEA公司的OSE系統(tǒng)內(nèi)核只有5K，而Windows系統(tǒng)的內(nèi)核要大得多。 2、專業(yè)性強。嵌入式系統(tǒng)的個性化很強，其中的軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)結(jié)合非常緊密，一般要針對硬件進行系統(tǒng)的移植。即使在同一品牌，同一系列的產(chǎn)品中也需要根據(jù)硬件的變化和增減不斷進行軟件系統(tǒng)的修改。同時針對不同的任務(wù)，往往需要對系統(tǒng)進行較大的修改。程序的編譯下載要和系統(tǒng)相結(jié)合。18 3、系統(tǒng)精簡。嵌入式系統(tǒng)一般沒有系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件的明顯區(qū)分。 4、高實時性的操作系統(tǒng)軟件是嵌入式軟件的基本要求

12、。而且軟件要求固化存儲，以提高速度，軟件要求高可靠性與高質(zhì)量。19 5、嵌入式操作系統(tǒng)一般使用多任務(wù)操作系統(tǒng)。用戶必須自行選配RTOS（real time operating system）開發(fā)平臺。這樣才能保證程序執(zhí)行的實時性、可靠性，并節(jié)約開發(fā)時間。 6、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要專門的開發(fā)工具和系統(tǒng)。由于嵌入式系統(tǒng)本身不具備自主開發(fā)能力，即使設(shè)計完成以后用戶也不能對其中的程序功能進行修改。必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進行開發(fā)。開發(fā)時往往具有主機與目標(biāo)機的概念，主機用于程序的開發(fā)，目標(biāo)機作為最后的執(zhí)行機。開發(fā)時需要交替結(jié)合進行。20五、嵌入式系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)嵌入式系統(tǒng)是專用計算機應(yīng)用系統(tǒng)它具有一般計

13、算機組成的共性，也是由硬件和軟件組成的，如圖1所示。嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)架可分為四部分：處理器、存儲器、I/O和軟件（嵌入式設(shè)備的應(yīng)用軟件和嵌入式操作系統(tǒng)都是緊密結(jié)合的，這也是嵌入式系統(tǒng)和Windows系統(tǒng)的最大區(qū)別）21六、嵌入式處理器 嵌入式系統(tǒng)的核心部件是各種類型的嵌入式處理器，目前據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界嵌入式處理器的品種數(shù)量已經(jīng)超過1000多種，流行的體系結(jié)構(gòu)巳達(dá)30幾種系列，其中8051體系占有一多半。生產(chǎn)8051單片機的半導(dǎo)體廠家有20多個，共350多種衍生產(chǎn)品，僅Philips就有近100種。現(xiàn)在幾乎每個半導(dǎo)體制造商都生產(chǎn)嵌入式處理器，越來越多的公司有自己的嵌入式處理器設(shè)計部門。嵌入式處

14、理器的尋址空間一般從64KB到16MB，處理速度從0.1MIPS到2000MIPS，常用封裝從幾個引腳到幾百個引腳不等。根據(jù)其現(xiàn)狀，嵌入式計算機可以分成下面幾類。22嵌入式微處理器 （Embedded Microprocesor Unit，EMPU 嵌入式微處理器的核心是通用計算機中的CPU。在應(yīng)用中，將微處理器裝配在專門設(shè)計的電路板上，只保留和嵌入式應(yīng)用有關(guān)的母板功能，這樣可以大幅度地減小系統(tǒng)體積和功耗。為了滿足嵌入式應(yīng)用的特殊要求，嵌入式微處理器雖然在功能上和標(biāo)準(zhǔn)微處理器基本上一樣，但在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面一般都做了各種增強。 23 和工業(yè)控制計算機相比，嵌入式微處理器具有體

15、積小、重量輕、成本低、可靠性高的優(yōu)點：但是在電路板上必須包含ROM、RAM、總線接口、各種外設(shè)等器件、從而降低了系統(tǒng)的可靠性，并且技術(shù)保密性也較差。嵌入式微處理器及其存儲器、總線、外設(shè)等裝配在一塊電路板上稱為單板計算機，如STD-BUS、PC104等。近年來，德國和日本的一些公司又開發(fā)出了類似“火柴盒”式名片大小的嵌入式計算機系列OEM產(chǎn)品。 嵌入式處理器目前主要有Aml8688、386EX、SC-400、PowerPC、68000、MIPS、ARM系列等。24嵌入式微控制器 （MicroController Unit，MCU） 嵌入式微控制器又稱單片機，就是將整個計算機系統(tǒng)集成到一塊芯片中。

16、嵌入式微控制器一般以某種微處理器內(nèi)核為核心，芯片內(nèi)部集成ROM/EPROM、RAM、總線、總線邏輯、定時/計數(shù)器、看門狗定時器、I/O、串行口、脈寬凋制輸出、A/D、D/A、Flash、EEPROM等各種必要的功能和外設(shè)。和嵌入式微處理器相比、微控制器的最大優(yōu)點是其單片化的特點、大大減小了體積，降低了功耗和成本，提高了可靠性。微控制器是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。25 嵌入式微控制器目前品種和數(shù)量較多，有代表性的包括8051、P51XA、MCS-2、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300等。另外，還有許多半通用系列，例如支持USB接口的MC

17、U 8XC930/9、C504、C541；支持I2C、CAN-Bus及眾多專用MCU和兼容系列。目前MCU占據(jù)嵌入式眾統(tǒng)大約70%的市場份額。 近年來提供X86微處理器的著名廠商AMD公司，將Aml86CC/CH等嵌入式處理器稱之為Microcontroller，F(xiàn)reescale 公司把Power為基礎(chǔ)的PPC505和PPC555亦列入單片機行列。TI公司亦將其TMS320C2XXX系列DSP作為MCU進行推廣。26嵌入式DSP處理器 （Embedded DigitaL Signal Processor，EDSP ） 嵌入式DSP處理器對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進行了特殊設(shè)計，使其適合于執(zhí)行DSP算法

18、，編譯效率較高，指令執(zhí)行速度也較快。在數(shù)字濾波、FFT、頻譜分析等方面，DSP算法正大量進入嵌入式領(lǐng)域，DSP應(yīng)用正從通用單片機中以普通指令實現(xiàn)DSP功能，過渡到采用嵌入式DSP處理器。嵌入式DSP處理器有兩個發(fā)展來源，一是DSP處理器經(jīng)過單片化、適當(dāng)改造、增加片上外設(shè)而成的嵌入式DSP處理器，TI的TMS320 C2000/C5000等屬于此范疇；另一個是在通用單片機或SOC（System On Chip）中增加DSP協(xié)處理器，例如Intel的MCS-296和Infineon 的TriCore。27 嵌入式DSP處理器比較有代表性的產(chǎn)品是Texas Instrument的TMS320系列和F

19、reescale)的DSP56000系列。 TMS320系列處理器包括用于控制的C2000系列，移動通信的C5000系列，以及性能更高的C6000和C8000系列。DSP56000目前已經(jīng)發(fā)展成為DSP56000、DSP561、DSP56200和DSP56300等幾個不同系列的處理器。另外Philips公司今年也推出了基于可重置嵌入式DSPP結(jié)構(gòu)的低成本、低功耗技術(shù)上的RREAL DSP處理器，其特點具備雙Harvard結(jié)構(gòu)和二乘累加單元，應(yīng)用目標(biāo)是大批量消費類產(chǎn)品。28 嵌入式片上系統(tǒng) （ System On Chip，SOC） 隨著電子數(shù)據(jù)交換（EDI）的推廣和VLSI設(shè)計的普及化，以及半

20、導(dǎo)體工藝的迅速發(fā)展，在一個硅片上實現(xiàn)一個更為復(fù)雜的系統(tǒng)的額時代已經(jīng)來臨，這就是System On Chip（SOC）。各種通用處理器內(nèi)核將作為SOC設(shè)計公司的標(biāo)準(zhǔn)庫，和許多其他嵌入式系統(tǒng)外設(shè)一樣，成為VLSI設(shè)計中一種標(biāo)準(zhǔn)的器件，用標(biāo)準(zhǔn)的VHDL等語言描述，存儲在器件庫中。用戶只需要定義出其整個應(yīng)用系統(tǒng)，仿真通過后就可以將設(shè)計圖交給半導(dǎo)體工廠制作樣品。這樣除個別無法集成的器件之外，整個嵌入式系統(tǒng)大部分均可集成到一塊或幾塊芯片中去，應(yīng)用系統(tǒng)電路板將變得很簡潔，對于減小體積和功耗，以及提高可靠性都非常有利。29 嵌入式片上系統(tǒng)可以氛圍通用和專用兩類。通用系列包括Infineon 的TriCore，

21、Freescale 的M-Core，某些ARM系列器件，Echelon 和Freescale 聯(lián)合研制的Neuron芯片等。專用SOC一般專門用于某個或某類系統(tǒng)中，一般不為用戶所知。一個有代表性的產(chǎn)品是Philips的Smart XA ，它將XA單片機內(nèi)核和支持超過2048位復(fù)雜RSA算法的CCU單元制作在同一塊硅片上，形成一個可加載Java或C語言專用SOC，可用于公共互聯(lián)網(wǎng)，例如Internet安全方面。 30七、嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式應(yīng)用是完全面向功能的。在以往的應(yīng)用中，往往注重硬件的開發(fā)和設(shè)計，而在目前越來越復(fù)雜的應(yīng)用面前，嵌入式操作系統(tǒng)就變得越來越重要，成為嵌入式開發(fā)的核心。在嵌入式系

22、統(tǒng)的開發(fā)過程中，一般采用并行的開發(fā)方式，在完成對產(chǎn)品的需求分析和設(shè)計后，并行開發(fā)軟件和硬件。在軟件開發(fā)方面，可以采用軟件仿真和交叉編譯的方法，完成軟件的開發(fā)工作，而硬件的開發(fā)可以在特定的開發(fā)器上進行。在開發(fā)的中后期，一般先要在仿真系統(tǒng)上實現(xiàn)開發(fā)目標(biāo)的所有功能，并進行測試，然后在硬件開發(fā)團隊開發(fā)的試驗板上，加載相應(yīng)的軟件來驗證開發(fā)目標(biāo)的功能并進行測試，在發(fā)現(xiàn)問題是，檢查并確認(rèn)是硬件部分還是軟件部分的問題，單方面修改或雙方面修改后，再進行回歸測試，直至軟硬件之間的配合效率和系統(tǒng)穩(wěn)定陸達(dá)到設(shè)計的目標(biāo)。31 嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng) 實時多任務(wù)操作系統(tǒng)（Real Time Operating Syst

23、em，RTOS）是根據(jù)操作系統(tǒng)的工作特性而言的。實時是指物理進程的真實時間。實時操作系統(tǒng)是指具有實時性，能支持實時控制系統(tǒng)工作的操作系統(tǒng)。首要任務(wù)是調(diào)度一切可利用的資源完成實時控制任務(wù)，其次著眼于提高計算機系統(tǒng)的使用效率，最重要的是要滿足對時間的限制和要求。 RTOS體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。32實時多任務(wù)操作系統(tǒng)與分時多任務(wù)操作系統(tǒng) 實時操作系統(tǒng)和分時橾作系統(tǒng)有明顯的區(qū)別。具體地說，對于分時操作系統(tǒng)，軟件的執(zhí)行在時間上要求并不嚴(yán)格，時間上的錯誤一般不會造成災(zāi)難性的后果。而實時操作系統(tǒng)，主要任務(wù)是對事件進行實時處理，雖然事件可能在無法預(yù)知的時刻到達(dá)，但是在軟件上，必須在事件發(fā)生時能夠及時地作出響應(yīng)（

24、系統(tǒng)響應(yīng)時間），即使在尖峰負(fù)荷下也應(yīng)如此，系統(tǒng)時間響應(yīng)超時就意味著致命的失敗。另外，實時操作系統(tǒng)的重要特點就是具有系統(tǒng)的可確定性，即系統(tǒng)能對運行情況在最好和最壞的情況作出精確的估計。 33實時操作系統(tǒng)中的重要概念 1、 系統(tǒng)響應(yīng)時間（System Response Time）：系統(tǒng)發(fā)出處理要求到系統(tǒng)給出應(yīng)答信號的時間； 2、 任務(wù)換道時間（Context-Switching Time）：是指任務(wù)間切換所使用的時間； 3、中斷延遲（Interrupt Latency）：計算機接收到中斷信號到操作系統(tǒng)作出響應(yīng)，并完成換道而轉(zhuǎn)人中斷服務(wù)程序的時間。 此外，實時操作系統(tǒng)還應(yīng)具有如下功能： 任務(wù)管理（多

25、任務(wù)和基于優(yōu)先級的任務(wù)調(diào)度）； 任務(wù)間同步和通信（信號量和郵箱等）； 存儲器優(yōu)化管理（含ROM的管理）； 實時時鐘服務(wù)； 中斷管理服務(wù)。34實時操作系統(tǒng)的工作特性 實時操作系統(tǒng)中的任務(wù)（Task）等同于分時操作系統(tǒng)中的進程（Process）的概念。系統(tǒng)中的任務(wù)有四種狀態(tài)：運行（Executing）、就緒（Ready）、掛起（Suspended）、冬眠（Dormant）。運行 獲得CPU的控制權(quán)。就緒 進入任務(wù)等待隊列；通過調(diào)度轉(zhuǎn)為運行狀態(tài)。掛起 任務(wù)發(fā)生阻塞，移出任務(wù)的等待隊列，直到系統(tǒng)發(fā)生實時事件而被喚醒；從而轉(zhuǎn)為就緒或運行狀態(tài)。冬眠 因任務(wù)完成或錯誤發(fā)生等原因而被清除的任務(wù)；也可以認(rèn)為是系

26、統(tǒng)中不存在的任務(wù)。系統(tǒng)中只能有一個任務(wù)處于運行狀態(tài)；各任務(wù)按級別通過時間片輪流獲得對CPU的訪問權(quán)。 35八、典型的嵌入式操作系統(tǒng)Tornado/VxWorks pSOSystem Nucleus PLUS LynxOS RTXC OSE VRTX SuperTask&TRONTASK QNX 36 嵌入式Linux Linux是一種可以運行于個人電腦上的類UNIX的操作系統(tǒng)，問世于1991年。今天Linux操作系統(tǒng)已經(jīng)逐漸滲透到了幾乎所有與IT產(chǎn)業(yè)相關(guān)的領(lǐng)域， Linux具備易定制、易裁減、硬件支持廣泛、免費、源代碼開放等特點，國內(nèi)的嵌入式Linux廠商隊伍正在逐漸壯大，開始形成一個百家爭鳴

27、的局面。市場上的嵌入式Linux廠商主要有中軟、紅旗、博利思、藍(lán)點、網(wǎng)虎科技和共創(chuàng)軟件聯(lián)盟等等，它們各自均有自己的發(fā)展特點和技術(shù)特色。但國內(nèi)廠商們正在設(shè)計的嵌入式產(chǎn)品形態(tài)，實際上還都普遍處于概念產(chǎn)品的階段，除了實時數(shù)控領(lǐng)域已經(jīng)涌現(xiàn)大量明確需求以外，其它嵌入式領(lǐng)域仍需要一段市場的培育期，以及一個根據(jù)市場反饋不斷修正產(chǎn)品形態(tài)的過程。37C/OS- C/OS-是源代碼公開的嵌入式實時操作系統(tǒng)。C/OS-是用標(biāo)準(zhǔn)C編寫的，可移植性強。而與微處理器硬件相關(guān)的那部分是用匯編語言編寫的，已經(jīng)壓到最低限度，使得C/OS-便于移植到其他微處理器上。C/OS-可以在絕大多數(shù)8位、16位、32位甚至64位微處理器、

28、微控制器、數(shù)字信號處理器上運行。Windows CE Microsoft Windows CE是從整體上為有限資源的平臺設(shè)計的多線程、完整優(yōu)先權(quán)、多任務(wù)的操作系統(tǒng)。它的模塊化設(shè)計允許它對于從掌上電腦到專用的工業(yè)控制器的用戶電子設(shè)備進行定制。操作系統(tǒng)的基本內(nèi)核需要至少200K的ROM。38Palm OS 3Com公司的Palm OS在PDA市場上占有很大的市場份額，它有開放的操作系統(tǒng)應(yīng)用程序接口（API），開發(fā)商可以根據(jù)需要自行開發(fā)所需要的應(yīng)用程序。 OS-9 Microwave的OS-9是為微處理器的關(guān)鍵實時任務(wù)而設(shè)計的操作系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于高科技產(chǎn)品中，包括消費電子產(chǎn)品、工業(yè)自動化、無線通訊產(chǎn)品、醫(yī)療儀器、數(shù)字電視/多媒體設(shè)備。它提供了很好的安全性和容錯性。與其他的嵌入式系統(tǒng)相比，它的靈活性和可升級性非常突出。39九、嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)嵌入式應(yīng)用軟件是實現(xiàn)系統(tǒng)各種功能的關(guān)鍵，好的應(yīng)用軟件使得同樣的硬件平臺更好、更高效地完成系統(tǒng)功能，使系統(tǒng)具有更大的經(jīng)濟價值。嵌入式應(yīng)用軟件是針對特定應(yīng)用的、基于相應(yīng)的硬件平臺、為完成用戶預(yù)期任務(wù)而設(shè)計的計算機軟件。用戶的任務(wù)有時間、精度的要求，同時嵌入式系統(tǒng)對于實現(xiàn)成本十分敏感，因此在滿足系統(tǒng)功能要求的前提下，就要最大限度地降低系統(tǒng)成本，除了精簡每個硬件單元的成本外，還應(yīng)盡可能地減少嵌入式應(yīng)用