第1章嵌入式系統(tǒng)導(dǎo)論

第1章目錄★1

概述

1.1什么是嵌入式系統(tǒng)1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類★2嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)2.1嵌入式微處理器2.2嵌入式操作系統(tǒng)★3嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程3.1需求分析3.2規(guī)格說明3.3體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4設(shè)計(jì)硬件和軟件構(gòu)件3.5系統(tǒng)集成3.6系統(tǒng)測試

第1章目錄★1

概述

1.1什么是嵌入式系統(tǒng)

1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類★2嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)2.1嵌入式微處理器2.2嵌入式操作系統(tǒng)★3嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程3.1需求分析3.2規(guī)格說明3.3體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4設(shè)計(jì)硬件和軟件構(gòu)件3.5系統(tǒng)集成3.6系統(tǒng)測試1.1什么是嵌入式系統(tǒng)簡介

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)在很大程度改變了人們的生活、工作和娛樂方式，而且這些改變還在加速。嵌入式系統(tǒng)具有無數(shù)的種類，每類都具有自己獨(dú)特的個(gè)性。例如，MP3、數(shù)碼相機(jī)與打印機(jī)就有很大的不同。汽車中更是具有多個(gè)嵌入式系統(tǒng)，使汽車更輕快、更干凈、更容易駕駛?，F(xiàn)實(shí)中的嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)在很多產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用并逐步改變著這些產(chǎn)業(yè)，包括工業(yè)自動(dòng)化、國防、運(yùn)輸和航天領(lǐng)域。例如神州飛船和長征火箭中肯定有很多嵌入式系統(tǒng)，導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)也是嵌入式系統(tǒng)，高檔汽車中也有多達(dá)幾十個(gè)嵌入式系統(tǒng)。在日常生活中，人們使用各種嵌入式系統(tǒng)，但未必知道它們。事實(shí)上，幾乎所有帶有一點(diǎn)“智能”的家電（全自動(dòng)洗衣機(jī)、電腦電飯煲…）都是嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)廣泛的適應(yīng)能力和多樣性，使得視聽、工作場所甚至健身設(shè)備中到處都有嵌入式系統(tǒng)。現(xiàn)實(shí)中的嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的概念嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、重量、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)簡而言之，是含有處理器的專用軟硬件系統(tǒng)具有自主的信息處理能力（信息裝備）英國電機(jī)工程師協(xié)會(huì)的定義Devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants（用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置）嵌入式系統(tǒng)示例——汽車控制系統(tǒng)馬達(dá)控制器車燈嵌入式系統(tǒng)示例——汽車控制系統(tǒng)尾燈控制系統(tǒng)后車門控制系統(tǒng)前車門控制系統(tǒng)座椅控制系統(tǒng)發(fā)動(dòng)器控制系統(tǒng)所有的控制系統(tǒng)都是一個(gè)完整的嵌入式系統(tǒng)

第1章目錄★1

概述

1.1什么是嵌入式系統(tǒng)

1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類★2嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)2.1嵌入式微處理器2.2嵌入式操作系統(tǒng)★3嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程3.1需求分析3.2規(guī)格說明3.3體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4設(shè)計(jì)硬件和軟件構(gòu)件3.5系統(tǒng)集成3.6系統(tǒng)測試1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類●嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)●嵌入式系統(tǒng)的分類●嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)：1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類系統(tǒng)內(nèi)核小專用性強(qiáng)系統(tǒng)精簡高實(shí)時(shí)性多任務(wù)的操作系統(tǒng)專門的開發(fā)工具和環(huán)境Tornado2.2ads1.2keilJ-LinkU-Linksuperpro嵌入式系統(tǒng)的分類由于嵌入式系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組成，所以其分類也可以從硬件和軟件進(jìn)行劃分。

1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類嵌入式系統(tǒng)的分類1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類---------嵌入式系統(tǒng)的硬件嵌入式微控制器（MCU）嵌入式DSP處理器(DSP)嵌入式微處理器MPU嵌入式片上系統(tǒng)（SOC）嵌入式處理器嵌入式處理器

嵌入式微處理器的基礎(chǔ)是通用計(jì)算機(jī)中的CPU。在應(yīng)用中，將微處理器裝配在專門設(shè)計(jì)的電路板上，只保留和嵌入式應(yīng)用有關(guān)的母板功能，這樣可以大幅度減小系統(tǒng)體積和功耗。嵌入式微處理器及其存儲(chǔ)器、總線、外設(shè)等安裝在一塊電路板上，稱為單板計(jì)算機(jī)。如STD-BUS、PC104等?！度胧轿⑻幚砥鰿PUROMRAM外設(shè)1外設(shè)2單板計(jì)算機(jī)嵌入式處理器

嵌入式微控制器又稱單片機(jī)，它是將整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一塊芯片中。嵌入式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ROM/EPROM、RAM、總線、總線邏輯、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、WatchDog、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A、FlashRAM、EEPROM等各種必要功能和外設(shè)。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)核都是一樣的，不同的是存儲(chǔ)器和外設(shè)的配置及封裝。這樣可以使單片機(jī)最大限度地和應(yīng)用需求相匹配，功能不多不少，從而減少功耗和成本。和嵌入式微處理器相比，微控制器的最大特點(diǎn)是單片化，體積大大減小，從而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。微控制器的片上外設(shè)資源一般比較豐富，適合于控制，因此稱微控制器。嵌入式微控制器目前的品種和數(shù)量最多，比較有代表性的通用系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300、數(shù)目眾多ARM芯片等。目前MCU占嵌入式系統(tǒng)約70％的市場份額。——嵌入式微控制器復(fù)位部件看門狗部件晶振部件I/O部件中斷部件ROM部件SRAM部件定時(shí)器部件CPU核嵌入式處理器

DSP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)，使其適合于執(zhí)行DSP算法，編譯效率較高，指令執(zhí)行速度也較高。在數(shù)字濾波、FFT、譜分析等方面DSP算法正在大量進(jìn)入嵌入式領(lǐng)域，DSP應(yīng)用正從在通用單片機(jī)中以普通指令實(shí)現(xiàn)DSP功能，過渡到采用嵌入式DSP處理器。嵌入式DSP處理器比較有代表性的產(chǎn)品是TexasInstruments的TMS320系列和Motorola的DSP56000系列。TMS320系列處理器包括用于控制的C2000系列，移動(dòng)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，DSP56100，DSP56200和DSP56300等幾個(gè)不同系列的處理器。另外PHILIPS公司近年也推出了基于可重置嵌入式DSP結(jié)構(gòu)低成本、低功耗技術(shù)上制造的R.E.A.LDSP處理器，特點(diǎn)是具備雙Harvard結(jié)構(gòu)和雙乘/累加單元，應(yīng)用目標(biāo)是大批量消費(fèi)類產(chǎn)品?！度胧紻SP處理器嵌入式處理器

隨著EDA電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的推廣和VLSI設(shè)計(jì)的普及化及半導(dǎo)體工藝的迅速發(fā)展，在一個(gè)硅片上實(shí)現(xiàn)一個(gè)更為復(fù)雜的系統(tǒng)的時(shí)代已來臨，這就是SystemOnChip(SOC)。各種通用處理器內(nèi)核將作為SOC設(shè)計(jì)公司的標(biāo)準(zhǔn)庫，和許多其它嵌入式系統(tǒng)外設(shè)一樣，成為VLSI設(shè)計(jì)中一種標(biāo)準(zhǔn)的器件，用標(biāo)準(zhǔn)的VHDL等語言描述，存儲(chǔ)在器件庫中。用戶只需定義出其整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，仿真通過后就可以將設(shè)計(jì)圖交給半導(dǎo)體工廠制作樣品。這樣除個(gè)別無法集成的器件以外，整個(gè)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(duì)于減小體積和功耗、提高可靠性非常有利。SoC可以分為通用和專用兩類。通用系列包括Infineon的TriCore、Motorola的M-Core、某些ARM系列器件、美國埃施朗

Echelon和Motorola聯(lián)合研制的Neuron神經(jīng)元芯片等。專用SoC一般專用于某個(gè)或某類系統(tǒng)中，不為一般用戶所知。一個(gè)有代表性的產(chǎn)品是Philips的SmartXA，它將XA單片機(jī)內(nèi)核和支持超過2048位復(fù)雜RSA算法的CCU單元制作在一塊硅片上，形成一個(gè)可加載JAVA或C語言的專用的SOC，可用于公眾互聯(lián)網(wǎng)如Internet安全方面?！度胧狡舷到y(tǒng)(SOC)嵌入式系統(tǒng)的分類1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類---------嵌入式系統(tǒng)的軟件嵌入式系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)分時(shí)系統(tǒng)硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類國防武器設(shè)備。通信信息設(shè)備。過程控制。智能儀器。消費(fèi)產(chǎn)品。生物微電子技術(shù)。基于RTLinux的仿人機(jī)器人高48cm

重:6kg

靈活性：20DOF操作系統(tǒng):RT-Linux

接口形式:USB1.0(12Mbps)響應(yīng)周期:1ms

能源：DC24Vx6.2A(150W)制造：富士通2004年“勇氣號(hào)”再次登陸火星

第1章目錄★1

概述

1.1什么是嵌入式系統(tǒng)1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類★2嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)2.1嵌入式微處理器2.2嵌入式操作系統(tǒng)★3嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程3.1需求分析3.2規(guī)格說明3.3體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4設(shè)計(jì)硬件和軟件構(gòu)件3.5系統(tǒng)集成3.6系統(tǒng)測試2.1嵌入式微處理器嵌入式微處理器有許多種流行的處理器核，芯片生產(chǎn)廠家一般都基于這些處理器核生產(chǎn)不同型號(hào)的芯片。本節(jié)將主要介紹以下幾種嵌入式處理器的架構(gòu)，以及典型芯片制造商生產(chǎn)的芯片型號(hào)。

嵌入式微處理器2.1嵌入式微處理器

ARM已成為移動(dòng)通信、手持設(shè)備、多媒體數(shù)字消費(fèi)嵌入式解決方案的RISC標(biāo)準(zhǔn)。ARM處理器有三大特點(diǎn)：小體積、低功耗、低成本而高性能；16/32位雙指令集；全球的合作伙伴眾多。嵌入式微處理器--------ARM／StrongARM2.1嵌入式微處理器

MIPS是MicroprocessorwithoutInter---lockedPipelineStages沒有互鎖管線階段的微處理器的縮寫，是一種處理器內(nèi)核標(biāo)準(zhǔn)，它是由MIPS技術(shù)公司開發(fā)的。嵌入式微處理器--------

MIPS2.1嵌入式微處理器

MIPS是MicroprocessorwithoutInter---lockedPipelineStages的縮寫，是一種處理器內(nèi)核標(biāo)準(zhǔn)，它是由MIPS技術(shù)公司開發(fā)的。嵌入式微處理器--------

MIPS2.1嵌入式微處理器

PowerPC處理器品種很多，既有通用的處理器，又有嵌入式控制器和內(nèi)核，應(yīng)用范圍非常廣泛，從高端的工作站、服務(wù)器到桌面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從消費(fèi)類電子產(chǎn)品到大型通信設(shè)備等各個(gè)方面。嵌入式微處理器--------

PowerPC2.1嵌入式微處理器

x86系列處理器是我們最熟悉的了，它起源于Intel架構(gòu)的8080,再發(fā)展出286、386、486，直到現(xiàn)在的Pentium4、Athlon和AMD的64位處理器Hammer。從嵌入式市場來看，486DX是當(dāng)時(shí)和ARM、68K、MIPS和SuperH齊名的五大嵌入式處理器之一，8080是第一款主流的處理器。嵌入式微處理器--------

x862.1嵌入式微處理器

Motorola68000(68K)

是出現(xiàn)得比較早的一款嵌入式處理器，68K采用的是CISC結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)在的PC指令集保持了二進(jìn)制兼容。嵌入式微處理器--------

68K/Coldfire

第1章目錄★1

概述

1.1什么是嵌入式系統(tǒng)1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類★2嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)2.1嵌入式微處理器

2.2嵌入式操作系統(tǒng)★3嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程3.1需求分析3.2規(guī)格說明3.3體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4設(shè)計(jì)硬件和軟件構(gòu)件3.5系統(tǒng)集成3.6系統(tǒng)測試

2.2嵌入式操作系統(tǒng)

概述

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件組成，在發(fā)展初期沒有操作系統(tǒng)這個(gè)概念，用戶使用監(jiān)控程序來使用計(jì)算機(jī)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件、軟件資源也愈來愈豐富，監(jiān)控程序已不能適應(yīng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的要求。于是在六十年代中期監(jiān)控程序又進(jìn)一步發(fā)展形成了操作系統(tǒng)(OperatingSystem)。發(fā)展到現(xiàn)在，廣泛使用的有三種操作系統(tǒng)即多道批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)以及實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。概述監(jiān)控程序操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)多道批處理操作系統(tǒng)時(shí)間先后

適用于多個(gè)用戶共享系統(tǒng)資源適用于計(jì)算中心等較大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)適用于嵌入式設(shè)備和有實(shí)時(shí)性要求的系統(tǒng)中

2.2嵌入式操作系統(tǒng)

概述監(jiān)控程序操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)分時(shí)操作系統(tǒng)多道批處理操作系統(tǒng)時(shí)間先后適用于多個(gè)用戶共享系統(tǒng)資源適用于計(jì)算中心等較大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)適用于嵌入式設(shè)備和有實(shí)時(shí)性要求的系統(tǒng)中實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是我們介紹的重點(diǎn)

2.2嵌入式操作系統(tǒng)

實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)IEEE的實(shí)時(shí)UNIX分委會(huì)認(rèn)為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)具備以下的幾點(diǎn):異步的事件響應(yīng)切換時(shí)間和中斷延遲時(shí)間確定優(yōu)先級(jí)中斷和調(diào)度搶占式調(diào)度內(nèi)存鎖定連續(xù)文件同步

2.2嵌入式操作系統(tǒng)

基本概念

對(duì)基于芯片的開發(fā)來說，應(yīng)用程序一般是一個(gè)無限的循環(huán)，可稱為前后臺(tái)系統(tǒng)或超循環(huán)系統(tǒng)。很多基于微處理器的產(chǎn)品采用前后臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，例如微波爐、電話機(jī)、玩具等。在另外一些基于微處理器應(yīng)用中，從省電的角度出發(fā)，平時(shí)微處理器處在停機(jī)狀態(tài)，所有事都靠中斷服務(wù)來完成?！昂笈_(tái)系統(tǒng)

2.2嵌入式操作系統(tǒng)

基本概念

中斷服務(wù)程序處理異步事件，這部分可以看成前臺(tái)行為，前臺(tái)也叫中斷級(jí)。時(shí)間相關(guān)性很強(qiáng)的關(guān)鍵操作一定是靠中斷服務(wù)程序來保證的。循環(huán)中調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)完成相應(yīng)的操作，這部分可以看成后臺(tái)行為，后臺(tái)也可以叫做任務(wù)級(jí)。這種系統(tǒng)在處理的及時(shí)性上比實(shí)際可以做到的要差。ISRISRISRISR后臺(tái)前臺(tái)中斷服務(wù)程序時(shí)間——前后臺(tái)系統(tǒng)基本概念

操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)中最基本的程序。操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中全部軟硬資源的分配與回收、控制與協(xié)調(diào)等并發(fā)的活動(dòng)；操作系統(tǒng)提供用戶接口，使用戶獲得良好的工作環(huán)境；操作系統(tǒng)為用戶擴(kuò)展新的系統(tǒng)功能提供軟件平臺(tái)。——操作系統(tǒng)硬件硬件驅(qū)動(dòng)操作系統(tǒng)用戶程序

2.2嵌入式操作系統(tǒng)

uClinux是一個(gè)完全符合GNU/GPL公約的操作系統(tǒng)，完全開放代碼。uClinux從Linux

2.0/2.4內(nèi)核派生而來，沿襲了主流Linux的絕大部分特性。它是專門針對(duì)沒有MMU的CPU，并且為嵌入式系統(tǒng)做了許多小型化的工作。適用于沒有虛擬內(nèi)存或內(nèi)存管理單元(MMU)的處理器，例如ARM7TDMI。它通常用于具有很少內(nèi)存或Flash的嵌入式系統(tǒng)。它保留了Linux的大部分優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定、良好的移植性、優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能、完備的對(duì)各種文件系統(tǒng)的支持、以及標(biāo)準(zhǔn)豐富的API等。常見的嵌入式操作系統(tǒng)——嵌入式Linux

2.2嵌入式操作系統(tǒng)

常見的嵌入式操作系統(tǒng)

WindowsCE是微軟開發(fā)的一個(gè)開放的、可升級(jí)的32位嵌入式操作系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類的電子設(shè)備操作，它是精簡的Windows95。WindowsCE的圖形用戶界面相當(dāng)出色。WinCE具有模塊化、結(jié)構(gòu)化和基于Win32應(yīng)用程序接口以及與處理器無關(guān)等特點(diǎn)。WinCE不僅繼承了傳統(tǒng)的Windows圖形界面，并且在WinCE平臺(tái)上可以使用Windows95/98上的編程工具（如VisualBasic、VisualC++等）、使絕大多數(shù)的應(yīng)用軟件只需簡單的修改和移植就可以在WindowsCE平臺(tái)上繼續(xù)使用。

——WinCE

2.2嵌入式操作系統(tǒng)

常見的嵌入式操作系統(tǒng)——VxWorksVxWorks操作系統(tǒng)是美國公司于1983年設(shè)計(jì)開發(fā)的一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS），是嵌入式開發(fā)環(huán)境的關(guān)鍵組成部分。良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核以及友好的用戶開發(fā)環(huán)境，在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)領(lǐng)域占據(jù)一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的實(shí)時(shí)性被廣泛地應(yīng)用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術(shù)及實(shí)時(shí)性要求極高的領(lǐng)域中，如衛(wèi)星通訊、軍事演習(xí)、彈道制導(dǎo)、飛機(jī)導(dǎo)航等，甚至在1997年4月登陸火星表面的火星探測器上也使用到了VxWorks。

2.2嵌入式操作系統(tǒng)

常見的嵌入式操作系統(tǒng)

OSE主要是由ENEADataAB下屬的ENEAOSESystemsAB負(fù)責(zé)開發(fā)和技術(shù)服務(wù)的，一直以來都充當(dāng)著實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)以及分布式和容錯(cuò)性應(yīng)用的先鋒，并保持良好的發(fā)展態(tài)勢。

OSE的客戶深入到電信，數(shù)據(jù)，工控，航空等領(lǐng)域，尤其在電信方面，該公司已經(jīng)有了十余年的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，同諸如愛立信，諾基亞，西門子等知名公司確定了良好的關(guān)系。——OSE

2.2嵌入式操作系統(tǒng)

常見的嵌入式操作系統(tǒng)

NucleusPLUS是為實(shí)時(shí)嵌入式應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一個(gè)搶先式多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核，其95％的代碼是用ANSIC寫成的，因此非常便于移植并能夠支持大多數(shù)類型的處理器。

NucleusPLUS采用了軟件組件的方法。每個(gè)組件具有單一而明確的目的，通常由幾個(gè)C及匯編語言模塊構(gòu)成，提供清晰的外部接口，對(duì)組件的引用就是通過這些接口完成的。由于采用了軟件組件的方法，使NucleusPLUS的各個(gè)組件非常易于替換和復(fù)用。——Nucleus

2.2嵌入式操作系統(tǒng)

常見的嵌入式操作系統(tǒng)

eCos是RedHat公司開發(fā)的源代碼開放的嵌入式RTOS產(chǎn)品，是一個(gè)可配置、可移植的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的運(yùn)行環(huán)境為RedHat的GNUPro和GNU開發(fā)環(huán)境。eCOS的所有部分都開放源代碼，可以按照需要自由修改和添加。eCOS的關(guān)鍵技術(shù)是操作系統(tǒng)可配置性，允許用戶組和自己的實(shí)時(shí)組件和函數(shù)以及實(shí)現(xiàn)方式，特別允許eCOS的開發(fā)則定制自己的面向應(yīng)用的操作系統(tǒng)，使eCos能有更廣泛的應(yīng)用范圍?！猠Cos

2.2嵌入式操作系統(tǒng)

常見的嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-II是一個(gè)源碼公開、可移植、可固化、可裁剪、占先式的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。其絕大部分源碼是用ANSIC寫的，使其可以方便的移植并支持大多數(shù)類型的處理器。μC/OS-II通過了聯(lián)邦航空局（FAA）商用航行器認(rèn)證。自1992年問世以來，μC/OS-II已經(jīng)被應(yīng)用到數(shù)以百計(jì)的產(chǎn)品中。μC/OS-II占用很少的系統(tǒng)資源，并且在高校教學(xué)使用是不需要申請(qǐng)?jiān)S可證?！藽/OS-II

2.2嵌入式操作系統(tǒng)

常見的嵌入式操作系統(tǒng)TRON是指“實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核（TheReal-timeOperatingsystemNucleux）”,它是在1984年由東京大學(xué)的Sakamura博士提出的，目的是為了建立一個(gè)理想的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。通過工業(yè)界和大學(xué)院校的合作，TRON方案正被逐步用到全新概念的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中。uITRON是TRON的一個(gè)子方案，它具有標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)內(nèi)核，適用于任何小規(guī)模的嵌入式系統(tǒng)，日本國內(nèi)現(xiàn)有很多基于該內(nèi)核的產(chǎn)品，其中消費(fèi)電器較多。目前已成為日本事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。——uITRON

2.2嵌入式操作系統(tǒng)

常見的嵌入式操作系統(tǒng)TRON明確的設(shè)計(jì)目標(biāo)使其甚至比Linux更適合于做嵌入式應(yīng)用，內(nèi)核小，啟動(dòng)速度快，即時(shí)性能好，也很適合漢字系統(tǒng)的開發(fā)。另外，TRON的成功還來源于如下兩個(gè)重要的條件：

1.它是免費(fèi)的

2.它已經(jīng)建立了開放的標(biāo)準(zhǔn)，形成了較完善的軟硬件配套開發(fā)環(huán)境，較好地形成了產(chǎn)業(yè)化?！猽ITRON

2.2嵌入式操作系統(tǒng)

幾種嵌入式操作系統(tǒng)的比較嵌入式系統(tǒng)的選擇

2.2嵌入式操作系統(tǒng)

PalmOSWindowsCE3.0嵌入式Linux大小核心幾十KB，整個(gè)嵌入式環(huán)境也不大核心占500KB的ROM和250KB的RAM。整個(gè)WindowsCE操作系統(tǒng)，包括硬件抽象層（HAL和HardwareAbstractionLayer）、WindowsCEKernel、User、GDI、文件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫，大約共1.5MB核心從幾十KB到500KB，整個(gè)嵌入式環(huán)境最小才100KB左右，并且以后還將越來越小?？砷_發(fā)定制可以方便的開發(fā)定制用戶開發(fā)定制不方便，受Microsoft公司限制較多。用戶可以方便的開發(fā)定制，可以自由的卸裝用戶模塊，不受任何限制?；ゲ僮餍钥刹僮餍詮?qiáng)互操作性較強(qiáng)，WindowsCE可通過OEM的許可協(xié)議使用于其他設(shè)備互操作性很強(qiáng)實(shí)用性比較好比較好很好適用的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域較廣，特別適用于掌上電腦大開發(fā)。應(yīng)用領(lǐng)域較廣，WindowsCE是為新一代非傳統(tǒng)的PC設(shè)備而設(shè)計(jì)的，這些設(shè)備包括掌上電腦、手持電腦以及用于車載電腦。由于Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)及功能等原因，嵌入式Linux應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，特別適于進(jìn)行信息家電的開發(fā)。2/1/2023522.3嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史及趨勢20世紀(jì)70年代單片機(jī)出現(xiàn)1975年TI推出了第一片4位單片機(jī)——TMS-10001976年Intel：8048——>8051（8位）20世紀(jì)90年代ARM（1991年，32位）ARM7系列、ARM9系列ARM10E系列、ARM11系列SecurCore系列、Cortex系列PowerPC、MIPS2/1/2023532.3嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史及趨勢（續(xù)）20世紀(jì)80年代實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)出現(xiàn)1981年，ReadySystem:VRTX32WindRiver:VxWorks實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高20世紀(jì)90年代實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)WindRiver:VxWorksMicrosoft:WinCE友好的圖形界面2/1/2023542.3嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史及趨勢（續(xù)）市場巨大、發(fā)展迅速、前景廣闊產(chǎn)品種類不斷豐富，應(yīng)用范圍不斷普及性能不斷提高核心處理芯片位數(shù)更高多種媒體處理能力的匯聚功耗不斷降低，體積不斷縮小軟件成為影響價(jià)格的主要因素硬件模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化軟件越來越復(fù)雜NvidiaIon平臺(tái)（離子平臺(tái)）Ion=ATOM+Geforce9400M54GFLOPS、14W2/1/2023552.3嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史及趨勢（續(xù)）程序設(shè)計(jì)語言匯編語言——〉C語言——〉C++語言優(yōu)秀的開發(fā)環(huán)境軟件開發(fā)環(huán)境——完善、友好的工具鏈項(xiàng)目管理、編輯、編譯、調(diào)試、下載硬件開發(fā)環(huán)境開發(fā)板、仿真器、萬用電表、示波器、邏輯分析儀嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程硬件、軟件、開發(fā)環(huán)境集成化、一體化網(wǎng)絡(luò)化、圖形化、多媒體化2/1/2023?國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室56固件設(shè)計(jì)語言選用情況美國版EETimes子網(wǎng)站EmbeddedSystemsDesign十三年來針對(duì)嵌入式軟件所應(yīng)用之設(shè)計(jì)語言的調(diào)查統(tǒng)計(jì)表

第1章目錄★1

概述

1.1什么是嵌入式系統(tǒng)1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類★2嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng)2.1嵌入式微處理器2.2嵌入式操作系統(tǒng)★3嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程3.1需求分析3.2規(guī)格說明3.3體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4設(shè)計(jì)硬件和軟件構(gòu)件3.5系統(tǒng)集成3.6系統(tǒng)測試需求分析規(guī)格說明體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)集成系統(tǒng)測試產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)執(zhí)行裝置設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過程的主要抽象層次

3嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程概述可以把嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)看作對(duì)一個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施。項(xiàng)目的生命周期一般分為識(shí)別需求、提出解決方案、執(zhí)行項(xiàng)目和結(jié)束項(xiàng)目4個(gè)階段。嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目開發(fā)也是如此。結(jié)束項(xiàng)目執(zhí)行項(xiàng)目提出解決方案識(shí)別需求投入人力時(shí)間概述1.需求分析識(shí)別需求是項(xiàng)目生命周期的最初階段。當(dāng)需求被客戶確定時(shí)，項(xiàng)目就產(chǎn)生了。這個(gè)階段的主要任務(wù)是確認(rèn)需求，分析投資收益比，研究項(xiàng)目的可行性，分析廠商所應(yīng)具備的條件。2.體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要由各廠商向客戶提交標(biāo)書、介紹解決方案。這個(gè)階段是贏得項(xiàng)目的關(guān)鍵，公司