田澤-嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用教程第1章

第一章

嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用基礎(chǔ)綜述第一章

嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)本章主要內(nèi)容：嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的硬件組成及開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的軟件組成及開發(fā)嵌入式技術(shù)的發(fā)展嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)是嵌入到對象體中以嵌入式計(jì)算機(jī)為核心的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。以嵌入式計(jì)算機(jī)為核心的嵌入式系統(tǒng)是繼IT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后，又一個(gè)新技術(shù)發(fā)展方向。IEEE（國際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）對嵌入式系統(tǒng)的定義為：嵌入式系統(tǒng)是“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置”（原文為devicesusedtocontrol、monitor、orassisttheoperationofequipment、machineryorplants）。這主要是從應(yīng)用對象上加以定義，涵蓋了軟、硬件及輔助機(jī)械設(shè)備。國內(nèi)普遍認(rèn)同的嵌入式系統(tǒng)定義為：以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。相比較而言，國內(nèi)的定義更全面一些，體現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的“嵌入”、“專用性”、“計(jì)算機(jī)”的基本要素和特征

嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)與通用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比具有以下顯著特點(diǎn):“專用”計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境差異很大比通用PC系統(tǒng)資源少的多功耗低、體積小、集成度高、成本低具有完整的系統(tǒng)測試和可靠性評(píng)估體系具有較長的生命周期需要專用開發(fā)工具和方法進(jìn)行設(shè)計(jì)包含專用調(diào)試電路多學(xué)科知識(shí)集成系統(tǒng)

嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用范圍不斷發(fā)展的嵌入式應(yīng)用嵌入式應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)嵌入式系統(tǒng)是專用計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，它具有一般計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成的共性，也是由硬件和軟件組成的嵌入式計(jì)算機(jī)和具體應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)組成。下圖描述了一個(gè)典型的嵌入式計(jì)算機(jī)的軟、硬件各部分的組成體系結(jié)構(gòu)，應(yīng)用技術(shù)的繁雜性決定了它無法用一個(gè)相對統(tǒng)一的模式組成表達(dá)。嵌入式系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）輸入輸出接口處理器/ARM核MMU/CacheSOC/SOPCUSBGPIOIISLCDUART和IrDAADC/DACFPGA/CPLDDSP/浮點(diǎn)運(yùn)算協(xié)處理器DMA電源管理典型的嵌入式系統(tǒng)組成人機(jī)交互接口LCD/觸摸屏、鍵盤、鼠標(biāo)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、HAL、BSP文件系統(tǒng)/圖形用戶應(yīng)用程序接口驅(qū)動(dòng)層OS層應(yīng)用層軟件硬件以太網(wǎng)看門狗及復(fù)位電路Timer/RTCCANFlashEEPROMSDRAMSRAM內(nèi)存嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基本流程面向具體應(yīng)用的嵌入式開發(fā)決定了嵌入式開發(fā)的方法、流程各有不同，這里僅給出一般的嵌入式開發(fā)的具體過程：系統(tǒng)定義與需求分析階段方案設(shè)計(jì)階段詳細(xì)設(shè)計(jì)階段軟硬件集成測試階段系統(tǒng)功能性能測試及可靠性測試階段開發(fā)流程圖

嵌入式系統(tǒng)的知識(shí)體系下圖給出了嵌入式系統(tǒng)的知識(shí)體系和結(jié)構(gòu)嵌入式系統(tǒng)硬件組成及開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的硬件是以嵌入式處理器或微處理器核為核心的SoC/SOPC，配置必要的外圍接口部件。嵌入式處理器典型32位嵌入式處理器介紹嵌入式SoC/SOPC嵌入式外圍接口電路和設(shè)備接口嵌入式處理器嵌入式微處理器（Microprocessor）嵌入式微控制器MCU（MicrocontrollerUnit）嵌入式DSP（DigitalSignalProcessor）SoC/SOPC典型32位嵌入式處理器32位嵌入式RISC處理器產(chǎn)品主要有IBM公司的PowerPC系列處理器（核）芯片、MIPS公司的MIPS、Sun公司的Sparc和ARM公司的基于ARM核系列。MIPS處理器PowerPC處理器Sparc處理器ARM處理器Xtensa系列可配置處理器嵌入式SoC/SOPC嵌入式SoC20世紀(jì)90年代后，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)從以嵌入式微處理器/DSP為核心的“集成電路”級(jí)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向“集成系統(tǒng)”級(jí)設(shè)計(jì)，提出了SoC的基本概念，嵌入式系統(tǒng)已進(jìn)入基于SoC的開發(fā)階段。下面是2008年由作者為課題負(fù)責(zé)人成功研制的兩款SoC芯片。SoC1553系統(tǒng)架構(gòu)

SoC-FC系統(tǒng)架構(gòu)用可編程邏輯技術(shù)把整個(gè)系統(tǒng)放到一塊硅片上，稱作可編程片上系統(tǒng)SOPCSOPC是一種特殊的嵌入式系統(tǒng)：首先它是SoC，即由單個(gè)芯片完成整個(gè)系統(tǒng)的主要邏輯功能，具有一般SoC的基本屬性；其次，它又具備軟硬件在系統(tǒng)可編程的功能，是可編程系統(tǒng)，具有可裁減、可擴(kuò)充、可升級(jí)等靈活的設(shè)計(jì)方式；SOPC技術(shù)是可編程邏輯器件在嵌入式應(yīng)用中的完美體現(xiàn)。SOPC結(jié)合了SoC和PLD、FPGA各自的優(yōu)點(diǎn)。嵌入式SOPC

SOPC基本特征：實(shí)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)功能的VLSI；采用超深亞微米工藝技術(shù)；使用一個(gè)以上的嵌入式處理器/DSP；外部可以對芯片進(jìn)行編程；主要采用第三方IP進(jìn)行設(shè)計(jì)；足夠的片上可編程邏輯資源；具有處理器調(diào)試接口和FPGA編程接口；可能包含部分可編程模擬電路；單芯片、低功耗、微封裝。

SOPC技術(shù)基礎(chǔ)超大規(guī)模可編程邏輯器件及其開發(fā)工具的成熟；FPGA密度提高；FPGA制造成本大大下降；FPGA設(shè)計(jì)、綜合、仿真、測試工具功能及性能快速發(fā)展。微處理器/DSP以IP核的形式方便的嵌入到FPGA中；基于IP核的開發(fā)模式深入人心。嵌入式SOPC的優(yōu)點(diǎn)SOPC是PLD和SoC技術(shù)融合的結(jié)果，具有設(shè)計(jì)費(fèi)用低、風(fēng)險(xiǎn)小、開發(fā)周期短、靈活性好等優(yōu)點(diǎn)。目前的SoC產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造價(jià)格仍然相當(dāng)昂貴，相反，信號(hào)處理算法、軟件算法模塊、控制邏輯等均可以IP核形式體現(xiàn)，并集成了硬核或軟核CPU、DSP、存儲(chǔ)器、外圍I/O及可編程邏輯的SOPC芯片，在應(yīng)用的靈活性及價(jià)格上都具有極大的優(yōu)勢，因此SOPC被業(yè)界稱為“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的未來”。主流SOPCAltera

Altera設(shè)計(jì)開發(fā)了基于其可編程邏輯器件的處理器內(nèi)核－Nios系列，目前最新產(chǎn)品是NiosII。Nios

II采用了基于RISC架構(gòu)的32位指令集。ActelActel公司的CoreMP7軟IP核是專門為Actel公司的FPGA優(yōu)化的ARM7系列處理器核，與ARM7TDMI－S兼容。Xilinx嵌入式外圍接口電路和設(shè)備接口嵌入式外圍設(shè)備，是指在一個(gè)嵌入式系統(tǒng)硬件構(gòu)成中，除了核心控制部件嵌入式微處理器/DSP（或以嵌入式微處理器/DSP為核心的微控制器、SoC）以外的各種存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口、通信接口、設(shè)備擴(kuò)展接口以及供電電源等，各種外設(shè)通過數(shù)據(jù)線、地址線、控制信號(hào)與微處理器/DSP核心部件連接。根據(jù)外圍設(shè)備的功能可分為以下5類存儲(chǔ)器類型輸入輸出設(shè)備通信接口設(shè)備擴(kuò)展接口電源及輔助設(shè)備存儲(chǔ)器類型：

存儲(chǔ)器是嵌入式系統(tǒng)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序的功能部件，目前常見的存儲(chǔ)設(shè)備類型分為：易失性存儲(chǔ)器：隨機(jī)存儲(chǔ)器（RandomAccessMemory，RAM）。按照存儲(chǔ)機(jī)制的不同，RAM又可以分為動(dòng)態(tài)RAM（DynamicRAM，DRAM）和靜態(tài)RAM（StaticRAM，SRAM）。非易失性存儲(chǔ)器：只讀存儲(chǔ)器（Memory，ROM）、FLASH和NvRAM。輸入輸出設(shè)備輸入輸出設(shè)備是人機(jī)交互的界面。通常，輸入設(shè)備可分為以下三類：機(jī)械式輸入設(shè)備：包括鍵盤、鼠標(biāo)、手柄等，通過機(jī)械傳送方式產(chǎn)生輸入信號(hào)與系統(tǒng)進(jìn)行交互。觸控式輸入設(shè)備：典型產(chǎn)品為觸摸屏。按照觸摸屏工作原理和傳輸信息介質(zhì)，觸摸屏可分為電阻式、電容感應(yīng)式、紅外線式和表面聲波式。聲光式輸入設(shè)備：該類輸入設(shè)備可以通過收集聲音信號(hào)或者光信號(hào)，再轉(zhuǎn)換為CPU可處理的數(shù)字信號(hào)完成數(shù)據(jù)輸入。輸出設(shè)備：嵌入式系統(tǒng)中的輸出設(shè)備除了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中常見的顯示器、打印機(jī)、繪圖儀外，還包括LED指示燈、揚(yáng)聲器等。通信接口通信接口是嵌入式系統(tǒng)與其它設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的通道。嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)應(yīng)用環(huán)境確定通信接口。各通信接口的電氣性能存在差異，主要常用的通信接口包括：RS-232C串行接口RS-422串行通信接口RS-485串行通信接口USB接口IEEE1394接口以太網(wǎng)接口藍(lán)牙接口IEEE802.11無線接口IrDA接口JTAG接口設(shè)備擴(kuò)展接口

設(shè)備擴(kuò)展接口主要用于系統(tǒng)升級(jí)時(shí)或?qū)ΜF(xiàn)有通信接口擴(kuò)展時(shí)使用。目前一些高端的嵌入式系統(tǒng)都會(huì)預(yù)留可擴(kuò)展存儲(chǔ)設(shè)備接口，為日后用戶有特別需求時(shí)，可購買符合擴(kuò)展接口規(guī)格的裝置直接接入系統(tǒng)使用。常用的擴(kuò)展卡還有各種CF卡、SD卡、MemoryStick等。目前高端的嵌入式系統(tǒng)都留有一定的擴(kuò)展卡接口。電源及輔助設(shè)備嵌人式系統(tǒng)力求外觀小型化、重量輕以及電源使用壽命長，例如移動(dòng)電話或PDA，體積較大或者過重的機(jī)型已經(jīng)被淘汰。目前發(fā)展的目標(biāo)是體積小、易攜帶和外觀設(shè)計(jì)新穎等。在便攜式嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用中，必須特別關(guān)注電源裝置等輔助設(shè)備。嵌入式硬件開發(fā)

嵌入式系統(tǒng)的硬件開發(fā)通常采用的是一種自頂向下的開發(fā)方式，即從用戶提出的需求出發(fā)，對需求和功能及技術(shù)要求進(jìn)行分析，制定設(shè)計(jì)方案，逐步細(xì)化并實(shí)現(xiàn)的過程。硬件設(shè)計(jì)一般遵循如下步驟：需求和功能分析設(shè)計(jì)方案的規(guī)劃核心部件選型主要部件選型（主要部件主要是存儲(chǔ)器、測試接口、外設(shè)接口等）基礎(chǔ)部件選型（基礎(chǔ)部件指系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需的電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、低功耗電路等）原理圖設(shè)計(jì)PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)調(diào)試產(chǎn)品維護(hù)和升級(jí)嵌入式軟件組成及開發(fā)嵌入式軟件是針對特定應(yīng)用的、基于相應(yīng)的硬件平臺(tái)、為完成用戶預(yù)期任務(wù)而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)軟件。嵌入式軟件的層次結(jié)構(gòu)：對于使用操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)來說，嵌入式系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)一般包含四個(gè)層面：板級(jí)支持包、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）層、應(yīng)用程序接口（API）層、應(yīng)用程序?qū)?。有些資料將應(yīng)用程序接口API歸屬于OS層，是按三層劃分的。

嵌入式操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)與嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)基本管理功能典型嵌入式操作系統(tǒng)介紹操作系統(tǒng)與嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)和開發(fā)平臺(tái)，它是一段嵌入在目標(biāo)代碼中的軟件，用戶的其它應(yīng)用程序都建立在操作系統(tǒng)之上。嵌入式操作系統(tǒng)大部分是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS，RTOS是一個(gè)可靠性和可信度很高的實(shí)時(shí)內(nèi)核，將CPU時(shí)間、中斷、I/O、定時(shí)器等資源都包裝起來，留給用戶一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的API，并根據(jù)各個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，合理地在不同任務(wù)之間分配CPU時(shí)間。嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)一般具有實(shí)時(shí)特點(diǎn)。所謂實(shí)時(shí)系統(tǒng)，是指一個(gè)能夠在指定或者確定的時(shí)間內(nèi)完成系統(tǒng)功能和對外部或內(nèi)部、同步或異步時(shí)間做出響應(yīng)的系統(tǒng)。嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RealTimeEmbeddedOperatingSystem）是一種實(shí)時(shí)的、支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)，是嵌入式系統(tǒng)（包括硬、軟件系統(tǒng)）極為重要的組成部分。RTOS嵌入在系統(tǒng)的目標(biāo)代碼中，系統(tǒng)復(fù)位并執(zhí)行完BootLoader后執(zhí)行，用戶的其它應(yīng)用程序都建立在RTOS之上。RTOS是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)核，將CPU時(shí)間、中斷、I/O、定時(shí)器等資源都包裝起來，留給用戶一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的API接口。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的要求對內(nèi)核進(jìn)行剪裁和重新配置，組成可根據(jù)實(shí)際的不同應(yīng)用領(lǐng)域而有所不同。但以下幾個(gè)重要組成部分是不太變化的：實(shí)時(shí)內(nèi)核、網(wǎng)絡(luò)組件、文件系統(tǒng)和圖形接口等。RTOS體系結(jié)構(gòu)圖應(yīng)用程序驅(qū)動(dòng)程序、硬件抽象層、Boot文件系統(tǒng)/圖形用戶接口BSPOS層應(yīng)用層擴(kuò)展模塊基本模塊進(jìn)程調(diào)度內(nèi)存管理調(diào)度文件管理進(jìn)程調(diào)度OS核圖形驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)庫模塊應(yīng)用程序接口（API）

硬件（Hardware）網(wǎng)絡(luò)模塊調(diào)度嵌入式操作系統(tǒng)基本管理功能目前大多數(shù)的嵌入式操作系統(tǒng)必須提供以下管理功能：多任務(wù)管理存儲(chǔ)管理周邊資源管理中斷管理嵌入式操作系統(tǒng)的種類繁多，但大體分為兩種——商用型和免費(fèi)型。目前商用型的操作系統(tǒng)主要有VxWorks、WindowsCE、Psos、PalmOS、OS-9、LynxOS、QNX、LYNX等。目前免費(fèi)型的操作系統(tǒng)主要有Linux和μC/OS-II。典型嵌入式操作系統(tǒng)介紹

幾種常用的嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)WinCE操作系統(tǒng)VxWorks嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Linux操作系統(tǒng)μC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-II是一個(gè)可裁減的、源碼開放的、結(jié)構(gòu)小巧、可剝奪型的實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核，主要面向中小型嵌入式系統(tǒng)，具有執(zhí)行效率高、占用空間小、可移植性強(qiáng)、實(shí)時(shí)性能優(yōu)良和可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)。μC/OS-II中最多可以支持64個(gè)任務(wù)。μC/OS-II最大程度上使用ANSIC語言開發(fā)，現(xiàn)已成功移植到近40多種處理器體系上。μC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-II結(jié)構(gòu)小巧，最小內(nèi)核可編譯至2k（這樣的內(nèi)核沒有太大實(shí)用性），即使包含全部功能如信號(hào)量、消息郵箱、消息隊(duì)列及相關(guān)函數(shù)等，編譯后的μC/OS-II內(nèi)核也僅有6~10kb，所以它比較適用于小型控制系統(tǒng)。μC/OS-II具有良好的擴(kuò)展性能。WinCE操作系統(tǒng)MicrosoftWindowsCE是針對有限資源的平臺(tái)而設(shè)計(jì)的多線程、完整優(yōu)先權(quán)、多任務(wù)的操作系統(tǒng)，但它不是一個(gè)硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)

高度模塊化是WinCE的一個(gè)鮮為人知的特性。WinCE操作系統(tǒng)的基本內(nèi)核需要至少200K的ROM，它支持

Win32API子集、多種用戶界面硬件、多種的串行和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、COM/OLE和其他的進(jìn)程間通訊的先進(jìn)方法。VxWorks嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是基于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，可裁剪的高性能強(qiáng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。目前VxWorks操作系統(tǒng)的版本為VxWorks6.7，其核心功能主要有：微內(nèi)核wind任務(wù)間通信機(jī)制網(wǎng)絡(luò)支持文件系統(tǒng)和I/O管理POSIX標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)擴(kuò)展C++以及其他標(biāo)準(zhǔn)支持支持對稱多處理（SymmetricMultiprocessing，

SMP）和非對稱多處理（SymmetricMultiprocessing，AMP）Flash媒體管理VxWorks的主要特點(diǎn):VxWorks具有高度可剪裁的微內(nèi)核結(jié)構(gòu)。VxWorks能進(jìn)行高效的多任務(wù)調(diào)度。VxWorks6.4通過了POSIX1003.13PES52標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，可以應(yīng)用與航天和國防電子領(lǐng)域。VxWorks6.7增加了對更多硬件構(gòu)架（包括ARM、PowerPC、IntelAllagash等）的支持，以及提供針對多核處理器SMP、AMP的支持。

VxWorks嵌入式操作系統(tǒng)的最初集成開發(fā)環(huán)境Tornado新一代Workbench開發(fā)平臺(tái)繼承了其原有的Tornado集成開發(fā)平臺(tái)的一貫優(yōu)勢，并且功能更加強(qiáng)大。目前Workbench已經(jīng)升級(jí)到3.0版本，提供了對更多處理器的支持（包括ARMCortexA8、FreescaleiMX27、MarvellPXA等新型處理器）并且增強(qiáng)了對移動(dòng)中斷的支持。VxWorks的應(yīng)用程序開發(fā)Linux類似于UNIX，是一種免費(fèi)的、源代碼完全開放的、符合POSIX標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的操作系統(tǒng)。Linux擁有現(xiàn)代操作系統(tǒng)所具有的內(nèi)容：真正的搶先式多任務(wù)處理、支持多用戶、內(nèi)存保護(hù)、虛擬內(nèi)存、支持對稱多處理機(jī)SMP（symmetricmultiprocessing）、符合POSIX標(biāo)準(zhǔn)、支持TCP/IP、支持絕大多數(shù)的32位和64位CPU。Linux操作系統(tǒng)

嵌入式Linux版本眾多，如支持硬實(shí)時(shí)的Linux－RT-Linux/RTAI、Embedix、BlueCatLinux和HardHatLinux等，現(xiàn)在僅簡要介紹應(yīng)用廣泛的μClinux。μClinuxμClinux是針對無MMU微處理器開發(fā)的，已經(jīng)被廣泛使用在ColdFire、ARM、MIPS、SPARC、SuperH等等沒有MMU的微處理器上。雖然μClinux的內(nèi)核要比原Linux2.0內(nèi)核小的多,但保留了Linux操作系統(tǒng)穩(wěn)定性好，網(wǎng)絡(luò)能力優(yōu)異以及對文件系統(tǒng)的支持等主要優(yōu)點(diǎn)。μClinuxμClinux同標(biāo)準(zhǔn)Linux的最大區(qū)別在于內(nèi)存管理。標(biāo)準(zhǔn)Linux是針對有MMU的處理器設(shè)計(jì)的，在這種處理器上，虛擬地址被送到MMU，把虛擬地址映射為物理地址。通過賦予每個(gè)任務(wù)不同的虛擬--物理地址轉(zhuǎn)換映射，支持不同任務(wù)之間的保護(hù)。對于μClinux來說，其設(shè)計(jì)針對沒有MMU的處理器，不能使用虛擬內(nèi)存管理技術(shù)。μClinuxμCLinux對內(nèi)存的訪問是直接的，即它對地址的訪問不需要經(jīng)過MMU，而是直接送到地址線上輸出，所有程序中訪問的地址都是實(shí)際的物理地址，μCLinux對內(nèi)存空間不提供保護(hù)，各個(gè)進(jìn)程實(shí)際上共享一個(gè)運(yùn)行空間。在實(shí)現(xiàn)上，μCLinux仍采用存儲(chǔ)器的分頁管理，系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)把實(shí)際存儲(chǔ)器進(jìn)行分頁，在加載應(yīng)用程序時(shí)，程序分頁加載。但是由于沒有MMU管理，所以μCLinux采用實(shí)存儲(chǔ)器管理策略（realmemeorymanagement）。嵌入式軟件開發(fā)1.嵌入式軟件開發(fā)的特點(diǎn)和技術(shù)挑戰(zhàn)2.嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境3.嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)的基本流程4.嵌入式軟件開發(fā)的可移植性和可重用性1.嵌入式軟件開發(fā)的特點(diǎn)和技術(shù)挑戰(zhàn)開發(fā)的復(fù)雜度嵌入式軟件開發(fā)需要軟硬件開發(fā)環(huán)境和工具嵌入式軟硬件必須協(xié)同設(shè)計(jì)需要新的任務(wù)設(shè)計(jì)方法需要轉(zhuǎn)變觀念，熟悉新的開發(fā)模式開發(fā)過程完成后，系統(tǒng)應(yīng)用程序代碼需要固化到系統(tǒng)中進(jìn)行功能、性能和可靠性測試技術(shù)挑戰(zhàn)：技術(shù)門檻提高，需要學(xué)習(xí)全新的RTOS技術(shù)；軟件的要求更高，開發(fā)工作量和難度更大2.嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境嵌入式開發(fā)環(huán)境組成交叉開發(fā)環(huán)境軟件模擬環(huán)境目標(biāo)板與評(píng)估板

交叉開發(fā)環(huán)境嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件的開發(fā)屬于跨平臺(tái)開發(fā)，因此需要一個(gè)交叉開發(fā)環(huán)境。交叉開發(fā)是指在一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)上進(jìn)行軟件的編輯編譯，然后下載到嵌入式設(shè)備中運(yùn)行調(diào)試的開發(fā)方式，它通常采用宿主機(jī)/目標(biāo)機(jī)模式。用來開發(fā)的通用計(jì)算機(jī)可以選用比較常見的PC機(jī)等，運(yùn)行通用的Windows等操作系統(tǒng)。開發(fā)計(jì)算機(jī)一般稱宿主機(jī)，嵌入式設(shè)備稱為目標(biāo)機(jī)，在宿主機(jī)上編譯好的程序，下載到目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行，交叉開發(fā)環(huán)境提供調(diào)試工具對目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行的程序進(jìn)行調(diào)試。交叉開發(fā)環(huán)境交叉開發(fā)環(huán)境一般由運(yùn)行于宿主機(jī)上的交叉開發(fā)軟件、宿主機(jī)到目標(biāo)機(jī)的調(diào)試通道組成。運(yùn)行于宿主機(jī)上的交叉開發(fā)軟件最少必須包含編譯調(diào)試模塊，其編譯器為交叉編譯器。作為宿主機(jī)的一般為基于x86體系的桌上型計(jì)算機(jī)，而編譯出的代碼必須在目標(biāo)機(jī)處理器體系結(jié)構(gòu)上運(yùn)行，這就是所謂的交叉編譯了。在宿主機(jī)上編譯好目標(biāo)代碼后，通過宿主機(jī)到目標(biāo)機(jī)的調(diào)試通道將代碼下載到目標(biāo)機(jī)，然后由運(yùn)行于宿主機(jī)的調(diào)試軟件控制代碼在目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行調(diào)試。組成嵌入式交叉開發(fā)環(huán)境的宿主機(jī)到目標(biāo)機(jī)的調(diào)試通道一般有以下四種在線調(diào)試（On-ChipDebugging，OCD）或在線仿真（On-ChipEmulator）在線仿真器ICE（In-CircuitEmulator）ROM監(jiān)控器（ROMmonitor）ROM仿真器（ROMEmulator）軟件模擬環(huán)境也稱為指令集模擬器IIS（InstructionSetSimulator），在很多時(shí)候?yàn)楸ＷC項(xiàng)目進(jìn)度，硬件和軟件開發(fā)往往同時(shí)進(jìn)行，這時(shí)作為目標(biāo)機(jī)的硬件環(huán)境還沒有建立起來，軟件的開發(fā)就需要一個(gè)模擬環(huán)境來進(jìn)行調(diào)試。模擬開發(fā)環(huán)境建立在交叉開發(fā)環(huán)境基礎(chǔ)之上，是對交叉開發(fā)環(huán)境的補(bǔ)充。這時(shí)，除了宿主機(jī)和目標(biāo)機(jī)之外，還需要提供一個(gè)在宿主機(jī)上模擬目標(biāo)機(jī)的環(huán)境，使得開發(fā)好的程序直接在這個(gè)環(huán)境里運(yùn)行調(diào)試。軟件模擬環(huán)境

應(yīng)用目標(biāo)板是系統(tǒng)最終的電路板。評(píng)估板一般用來作為開發(fā)