單片機課件第章

第11章嵌入式系統(tǒng)

嵌入式系統(tǒng)（EmbeddedSystem）是嵌入到應用對象系統(tǒng)中的專用計算機系統(tǒng)，包括微控制器MCU(單片機)、微處理器MPU、數(shù)字信號處理器DSP和嵌入式片上系統(tǒng)SOC等。它們都得到迅速發(fā)展和廣泛應用。11.1嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)(EmbeddedSystem)是當今最熱門的概念之一,單片機是嵌入式系統(tǒng)中重要組成部分。嵌入式系統(tǒng)是隨著計算機技術的發(fā)展應運而生的。電子計算機誕生于1946年,1971年Intel公司推出了世界上第一塊微處理器4004,進入微型機時代。從應用角度,計算機形成兩大分支:一類是通用計算機系統(tǒng)，如個人計算機、服務器、工作站等;一類是嵌入式計算機系統(tǒng),嵌入到應用對象中的專用的計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)將計算機硬件和軟件結(jié)合起來,構成一個專門的計算裝置，作為一個應用系統(tǒng)或電子設備的一部分，嵌入在其中，以完成特定的功能或任務。11.1.1嵌入式系統(tǒng)的定義根據(jù)IEEE定義,嵌入式系統(tǒng)(EmbeddedSystem)是“控制、監(jiān)視或者輔助設備、機器和車間運行的裝置”(devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment.machineryorplants.）。普遍認可的定義是：

嵌入式系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)軟件和硬件的綜合體,以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟件、硬件可裁減,適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)是面向應用的技術,具有很強的專用性，它和具體的應用密切相結(jié)合,而且大多數(shù)的最終結(jié)果是面向用戶的產(chǎn)品。嵌入式系統(tǒng)是基于計算機技術,將微電子、電子、自動化、儀器儀表、多媒體技術等集成在一起的系統(tǒng),將這些技術融于應用之中,不斷創(chuàng)新、不斷發(fā)展。嵌入式技術是將計算機的軟件和硬件緊密結(jié)合的技術。它根據(jù)具體的應用對象,根據(jù)對系統(tǒng)性能、可靠性、成本、體積等要求,可以對軟硬件配置進行合理剪裁。由于嵌入式系統(tǒng)的迅速發(fā)展，涉及到越來越多的應用領域，使它成為當代非常熱門和發(fā)展很快的技術之一。11.1.2嵌入式系統(tǒng)的特點1.高度集成性是多種技術和知識高度集成的系統(tǒng)，是硬件和軟件高度集成的系統(tǒng),是將系統(tǒng)和應用高度集成的技術。2.應用專用性它為特定的應用服務的,和具體應用有結(jié)合一起。使得其應用廣泛，種類繁多。3.軟件固化性軟件作為固件,固化在ROM中，程序直接在ROM芯片上運行。是軟硬件一體化的系統(tǒng)，4.實時性支持實時的控制任務。強大的中斷處理機制,實時操作系統(tǒng)RTOS，支持多任務實時操作。5.高可靠性。小型化和高可靠性。11.1.3嵌入式系統(tǒng)的應用1.工業(yè)控制2.交通管理3.信息家電4.智能家居管理5.電子商務6.機器人7.智能儀器儀表8.航空航天和軍事領域

從某種意義上看，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)是無處不在、無時不有的設備了。11.2嵌入式系統(tǒng)的硬件11.2.1嵌入式系統(tǒng)的構成11.2.2嵌入式系統(tǒng)的硬件嵌入式系統(tǒng)的硬件包括所有能實現(xiàn)嵌入式應用的計算機系統(tǒng),形式上可分為系統(tǒng)級、板級和器件級產(chǎn)品。系統(tǒng)級產(chǎn)品包括各種總線方式的工控機、嵌入式工控PC機、PC-104標準嵌入式PC機及用作無盤工作站的瘦客戶機等及工業(yè)上可編程邏輯控制器PLC。板級系統(tǒng)典型產(chǎn)品是單板機,包括各種帶CPU和程序存儲器的主板及配套OEM產(chǎn)品。板級產(chǎn)品采用小板結(jié)構,部件間用接插件連接,利用半導體存儲器,構成體積小、可靠性高的一個嵌入式的計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)發(fā)展最快的是器件級的產(chǎn)品，它包括微控制器MCU（單片機）、微處理器MPU、數(shù)字信號處理器DSP和嵌入式片上系統(tǒng)SOC。11.2.3微控制器MCU

微控制器(MCU)技術,即單片機(SingleChipMicrocomputer)技術。嵌入式應用是從單片機開始。隨著VLSI技術發(fā)展,將CPU、一定容量存儲器和定時器、接口等集成在一個芯片中,就形成了單片機。只用單片機和少量外圍電路就構成實用的嵌入式機系統(tǒng)。1974年美國仙童(Fairchild)公司首先推出8位單片機F8,1976年開始,Intel公司MCS-51為代表,相繼誕生了Intel公司8051系列、Motorola公司MC6801、MC6805系列、Zilog公司Z8系列等8位單片機。1982年以后,推出了16位單片機。90年代以來,各大公司相繼發(fā)展成系列單片機產(chǎn)品,單片機的應用越來越廣泛。11煙.2指.4嵌入澆式微調(diào)處理它器EM射PU嵌入罷式微世處理鉤器EM掌PU酬(故Em桑be曾dd翁edMi顆cr伸oP紫ro通ce瞧ssUn天it冒)是由果通用響計算茫機中轎的CP帝U演變蠟而來圓形成陸。它能欣處理32位以橡上的蘆數(shù)據(jù),但只榨保留院了與協(xié)嵌入唯式應用密煤切相泳關的侍功能嗚硬件,以最善低的乳功耗尤和資器源實旺現(xiàn)了嵌入樂式應兵用的攏特殊艱要求戰(zhàn)。具毫有體孩積小狗、重珠量輕評、成本低革、可檔靠性典高的秀優(yōu)點錫。這怕類嵌頁入式蝕系統(tǒng)震一般驕都有良好魔的開愧發(fā)環(huán)銜境和峰操作避系統(tǒng)母支持崖。目前鏟主要斃的32位、64位的安嵌入漢式微解處理構器包絮括有置：AR纖M技術氣、MI淺PS技術甚、Po頑we聽r昏PC技術竟、X8軌6技術和MC風68扒K/雜Co搞ld申fi曾re技術涌等微代處理狼器產(chǎn)帥品。1.AR背M處理附器技棗術AR甜M的16位/3癥2位嵌諷入式淡處理鍋器技模術是坊世界蜜上應執(zhí)用最悟為普認遍的例嵌入系式微揀處理盛器結(jié)逐構。AR撒M公司(A揮dv序an綁ce蹲d糕RI勁SC典M廈ac樓hi矮ne旗s,精L潤td戰(zhàn).梁)是世屑界上黨最大泄的一曾家知種識產(chǎn)鉤權公井司,1眨99煤0年11月在撇英國域劍橋末成立家。它懶通過慰出售波芯片乖技術端的授乓權,建立炕一種營新型悔的微昆處理儲器設狼計、瀉生產(chǎn)殲和銷針售的亂商業(yè)是模式,取得尺極大放的成寄功。采用AR側(cè)M技術IP核的糖微處環(huán)理器望遍及坐各類述電子策產(chǎn)品訴。AR藏M知識便產(chǎn)權薯授權衡的用墊戶眾午多,包括In兇te郊l,紙IB殺M,榜LG半導獸體,N傍EC征,S互ON獲Y,策PH播IL胡IP耕S和NS等大挪半導么體公宿司，壺微軟敲等知達名的述軟件礎公司材和實憑時操搭作系孟統(tǒng)(R煙TO湯S)開發(fā)型商。巾也包狼括電別子設裝計自光動化滾和工盾具供斤應商珍、應門用軟矮件公偉司、醬晶片恩制造前商和尼設計思中心石等。AR壺M微處君理器郵的特題點：體積桶小、左低功媽耗、四低成廉本、逆高性住能；支持16位Th予um巨b和32位AR挺M雙指挪令集,兼容8/挪16位大量酒使用圣寄存扎器，鍬指令偽執(zhí)行滔速度蘇更快算；指令轟長度絞固定刷，尋陪址方知式簡陷單靈舉活，吼執(zhí)行甩效率洞高；全球頭有眾傲多的畫合作銷伙伴釘?；贏R賄M處理仰器核閃的典仁型產(chǎn)牲品如恩下：In雙te介l公司扒的St霜ro男ng淹AR挽M的系佛列：SA主-1根10等；Ph煮il精ip幼s公司薄的AR攏M產(chǎn)品抽：LP呼C2免10筑6/烤21吊05窩/2倚10蒸4等；Sa秧ms效un校g公司抵的AR抹M系列用：S3黎C2宵40勇0、S3鵲C3侄41膠0等At蠢m(xù)e煤l公司籍的AT援91系列旦：AT趣91桿RM傭92要00等；Ci或rr華us詞L易og俘ic公司套的AR仿M系列借：EP矮72打09、72債11等；Ap距l(xiāng)i燭o公司狠的AR均M系列伶：Ap中l(wèi)i如o/T唱RI漁O；等等晝。AR蟻M處理牌器目怒前有5個系嬌列產(chǎn)清品：AR磚M7、AR肝M9、AR怨M9脅E、AR獄M1恢0、AR烤M1周1和Co吹re六te鏟x系列洗。其中歇。AR瞞M7為低倉功耗錢的32位核,最適瀉于要罵求低妖成本憂低功程耗的框產(chǎn)品,又分冬為適擔用于林實時熔環(huán)境屬的AR棟M7料TD橋MI、AR英M7瓣TD舅MI乳-S蹈,適用消于開容放平授臺的AR都M7雄20川T,以及受適用執(zhí)于DS背P運算糟和支漠持Ja臉va的AR嚼M7驢EJ等。采用AR奸M技術華的IP核在挖很多塞應用期領域揚已經(jīng)護取得頃或正在取改得很賓大的盲成功畢。它慚們包比括：無線務通信/P車DA（掌上福電腦尊）、際藍牙鄰技術培、寬離帶聯(lián)處網(wǎng)技術駁、消鋸費電芒子（竄音頻魂播放包器、薯數(shù)字父機頂猾盒等散）、汽車括電子稀、影額像設峰備、可安全蹦產(chǎn)品膚、智繪能卡喊技術足等。2.MI轎PS處理騰器技猜術MI褲PS邀(M躁ic消ro堤pr坊oc露es暈so滿r求Wi始th模ou打t覽In堡te緞rl臉oc廟ke救d巷Pi倚pe饞li眼neSt也ag角es豎)是MI乘PS公司務開發(fā)哥的嵌漁入式32位和64位處挖理器內(nèi)核糟標準強。MI聯(lián)PS公司合是一捆家設紛計制話造高聯(lián)性能32位/6學4位嵌純?nèi)胧较镂⑻幊＠砥鳛榈膹S糧商。在先后泄發(fā)布誕了MI絹PS殖32和MI問PS鍬64架構遮標準,陸續(xù)催開發(fā)仗出高竭性能魄、低溪功耗裳的32位處理簽器內(nèi)站核MI父PS建32英4K組c與高紋性能64位處皆理器腿內(nèi)核MI棍PS豆6谷4知5K來c,英MI罰PS洽6王4騙2短0K滿c系列默和低梨端Sm克ar駱tM抵IP朝S.MI夾PS芯片輸廣泛辟應用粒于高熟性能瞞低功奪耗片叨上系虛統(tǒng)等,如:掌上或電腦滴、信鞭息家括電、柴數(shù)字松信息及管理代等；賄智能映電話晨、可視運電話炕、手董機、3G手機居等；圣數(shù)碼霜相機構、數(shù)窩碼攝蠶象機、米機頂呈盒、DV哄D播放給器等我；打競印機炮、復職印機曲、傳真機途、掃現(xiàn)描儀茄等；堵自動險化系肺統(tǒng)、挑倉儲榴系統(tǒng)驢、導柿航系統(tǒng)(G腐PS漂)、圖形勻系統(tǒng)襖、AT睬M終端蠅等。MI水PS公司32位嵌古入式餐微處稈理器MI賴PS工32的特姿性:與IS乳A的MI止PS燥I、N和MI圍PS弦ⅡY湖M指令攝體系擦兼容增強垃的狀焦態(tài)傳油送和奮數(shù)據(jù)僚預取嗽指令畏；標準峰的DS授P操作場：乘(M仙UL駛)、乘加(M冤AD牧D)及Co少un財t頓le眼ad餃in河g執(zhí)I/鑼O(距CL盞I/桃O)；優(yōu)先根的Ca高ch鮮eL偽oa涂d/C搜on綱tr朝ol操作寇；穩(wěn)定淡的3操作訴數(shù)Lo謝ad碌/塘S片to負re毅R籮IS震C指令按體系岔；可選熱的浮野點數(shù)撿支持麥，可僻選的股存儲早器管弄理單過元，可選渣的Ca雹ch絞e；向上剛與MI校PS煉64氣N體系螺兼容踩；增強里的JT聾AG漿(E攜JT基AG妻)提供膛不受糾干擾首的調(diào)暮試支拋持3.Po泄we組r描PC處理桂器技交術Po黑we慌r需PC架構嘴特點冊是可勇伸縮趕性好,應用犁靈活王方便.Po憂we夫r供PC處理摸器的帳品種書很多梳，既捆有通同用的蔥微處籠理器，裙又有驕嵌入歸式控拋制器戶和內(nèi)取核。Po劇we扒r各PC微處雀理器促的應揉用范上圍非可常廣紗泛，艷從高拉端的工莊作站評、服腎務器迷到桌芬面計眼算機浴系統(tǒng)巨，從冤消費每類電子片產(chǎn)品定到大陣型通飽信設獸備等醬各個弓方面批?；赑o娛we答r依PC嵌入猜式處騰理器虛有：IB剃M公司漏的Po蔑we課r篇PC槽40殘5和Po的we窩r嫂PC償44挖0。Mo啟to俱ro殖la公司專的MP歌C8掀23住e等。IB食M公司Po距we劈燕r劑PC施40哲5是集寄成了10箏M呀/躺10英0浪M以太網(wǎng)控福制器補、串兼行和礦并行五端口山、內(nèi)歷存控烘制器承以及慰其它外設臺接口己的高坑性能告嵌入韻式處降理器羅。它管是專浮門用泳于網(wǎng)絡設脂備的唉高性蔥能嵌毛入式石處理紗器；暴應用腐程序慈源代窄碼兼容其諒它Po亂we餃r憂PC處理商器；凈最高解可達13新3M渴Hz外頻蛙的64位Co倘re南Co蘭nn遣ec至t體系坦結(jié)構塑；提媽供具醒有創(chuàng)氧新意掀義的Co窗de彩Pa柏ck代碼膨壓縮困技術莊；可艙定制So吸C設計帽等特悼性縮短設斗計時畜間。Mo曠to廉ro波la公司MP筋C8唉23盾e是一音個高冠度綜跨合的規(guī)片上滑系統(tǒng),它結(jié)留合了Po橫we肅r靜PC核心秧、通其信處頁理器冰、顯研示控制器希等功哥能。取使用苗帶有削大量霸數(shù)據(jù)漆和指羨令高姥速緩齡存的雙處潮理器身結(jié)構,使用RI最SC整數(shù)攏處理劑器和議特殊臘的32位標量RI職SC通信有處理曲器來習提供途高性赤能。4.X8甩6系列滿處理子器技輔術X8利6系列悠處理濁器起痰源于In數(shù)te艱l公司80尚80架構,基于X8炎6處理蹲器核盲的嵌恰入式框微處彈理器認是以肢嵌入稠式應臭用為讀目標，趟形成允了嵌遷入式金微處雅理器EM龜PU。包括葡有：Ge劍od暗e垃SP其1S牽C1撲0它具稻有非漸妥協(xié)緒網(wǎng)絡勇訪問悶、硬粘件MP做EG傷-2音頻扁和視壓頻解絕碼器,T幸V解碼顛器,M泰od獲em次,1催0M/俘10撫0虎Mb僚ps以太但網(wǎng)、偏各種嫂固化戰(zhàn)的通傾信和渠外設脾接口拼。高度顆集成輪的X8質(zhì)6薯SO醒C系列肝。ST微電份子公貪司的ST觸P訊C系列,最新亂的3個產(chǎn)難品為舍：ST午PC丸E壩li勁te:應用叔網(wǎng)絡認設備宣的“頭服務管器產(chǎn)當品引滿擎”;ST委PCCo右ns油tu乏me競r-Ⅱ：商“TV產(chǎn)品勒引擎桐”;ST早PC雅A變ri距as：名“網(wǎng)搏絡產(chǎn)垮品/終端繡引擎皆”。5.MC溫68芹K/跌Co賞ld篇fi太re處理無器技凝術Mo培to答ro瘋la公司吼的MC蘭68較K/旁Co半ld草fi慈re技術諸也是錄應用女很多庭的產(chǎn)融品。季其中,M定ot差or土ol桃a公司耐的68蠶00臣0是出買現(xiàn)比勿較早纏的一凱款嵌擠入式楚處理帥器,最初截曾用雅于Ap純pl旦e公司獸的Ma極ch荷it緊os反h計算緊機上,S最UN公司武也把割它用謙在其姨早期塔的工編作站壓上。墨現(xiàn)在,該款循芯片例已完霸全用賭于嵌島入式增系統(tǒng)誰了。19誼94年Mo像to孔ro諷la公司暫推出耽了基巧于RI籍SC結(jié)構梯的68英K/桐Co赴l(fā)d輔Fi企re系統(tǒng)蠟微處緞理器蒙。目漢前,基于品該架歉構的盈嵌入店式微注處理積器主渾要有MC印F5問27汽2，它游基于靈第2代的Co晴ld溝fi針reV2核心惑，是殘迄今引速度勾最高駛的V2性能桃芯片碑。MC疫F5盯27題2共用68便K的編捏程模赤式，盾并為釀通信貍外圍螺設備劫組的筍需要澇提供睬了更脹高性澡能的溝選擇擇。11渠.2茂.5嵌入眨式數(shù)史字信州號處羊理器DS勇PDS捐P處理恥器(Di裁gi宮ta爪l接Si算gn匙alPr列os酸es穿so鐮r)是專確門用潔于數(shù)字信壺號處熔理運脈算的夠處理旬器。狹在系堤統(tǒng)結(jié)儲構和輩指令診算法方面紛進行瓶特殊濟設計繡，采樸用哈隱佛結(jié)冤構和堆專用叔的硬歇件乘法器勻；提啄供快修速的或離散冊時間響的信浙號處關理指玻令，壁使得具有摧很高腐的編員譯效冰率和依非常尿快的企指令垃執(zhí)行揀速度夫。嵌入燒式DS垂P數(shù)據(jù)列處理姥速度翁快、姑良好組的實逮時特武性、饑方便的乳硬件責軟件冰接口秘。在始通信,聲音,圖像洋處理栗方面,在數(shù)字蠟濾波,頻譜局分析俗等儀襯器上勵，得兔到廣論泛應巧用。廣泛怖應用撥的有況德州閣儀器醋公司TI的TM基S3飽20系列與和Mo岔to亞ro柔la公司壞的DS眨P5壇60乒00系列俗等產(chǎn)寨品。In手te判l(wèi)公司扎的MC澡S-維29乘6和Si樂em磁en海s的Tr備iC獸or楚e等。6.嵌入嘗式片得上系掉統(tǒng)SO某C嵌入烏式片健上系置統(tǒng)SO粒C然(S淹ys增te瓣m塵On潛C條hi語p)勢,是在殲單一硅芯流片內(nèi)福實現(xiàn)征一個院復雜錘的計揮算機氧系統(tǒng)棋。有娛時也犬特指一些派具有矛專門策功能連、實初現(xiàn)復余雜功味能的VL找SI芯片看。SO斧C系統(tǒng)甩設計漏時,可大群量使貧用已皂有的IP核,大大甜縮短開發(fā)江周期靠。由耽于IC工藝墾發(fā)展,使得考芯片凡體積源縮小,功耗、療可靠罩性也田得到語提高擱。SO黎C技術憤實現(xiàn)處軟件依、硬炭件無途縫連遼接。芳它不佛僅將榮絕大部考分系睜統(tǒng)在燭芯片喬內(nèi)構惠成。犧而且靜芯片題內(nèi)直惹接嵌序入操作丈系統(tǒng)裂代碼急模塊增，軟堪硬件必密切絨配合喉，SO控C產(chǎn)品努是專慕用的,有少不量的警通用菠系列雀產(chǎn)品福。Al孔te古ra、Xi督li百nx等公形司提泥出了屈基于PL高D、FP頸GA的So價PC(S敵ys盈te翼m腳on炮P五ro出gr窄am叨ma災bl件e借Ch縣ip翼)。11盡.3嵌入搭式系滾統(tǒng)的蜂軟件嵌入扣式系陳統(tǒng)的例軟件寧包括窄有嵌俯入式它操作透系統(tǒng)敵、一拿系列旋的支競撐軟桿件等杜系統(tǒng)范軟件哭，和族在此晃基礎績上開貢發(fā)出昂的各證種應支用軟扁件。從其裝功能柏上劃帝分，磁嵌入食式系啞統(tǒng)的餅軟件晉可分美為:處于秤軟件游和硬乓件之筒間的寄中間層(硬件黎抽象趕層)、嵌入紋式操娛作系需統(tǒng)及迎應用肺平臺最外吊層的爛應用伶程序立。11婦.3真.1硬件聰抽象退層又稱無板級浸支持紙包BS旺P(腰Bo地ar伯dSu毅pp皆or典t劈燕Pa劇ck禮ag碰e)竹,是操作系懸統(tǒng)與偶目標虹硬件務環(huán)境栽的中賄間接顧口,實現(xiàn)毒對操添作系統(tǒng)的第支持可，它兆具有套很強筒的對四硬件眼的相器關性瞎，包柔含大量的較與處描理器勿和設船備驅(qū)鈔動相蒜關的役代碼粗和數(shù)廁據(jù)結(jié)元構。開發(fā)夠一個丙性能缺穩(wěn)定蓄可靠失、可帖移植跨性強苦、可畫配置暖性好、換規(guī)范篇化的幅板級鄉(xiāng)豐支持晚程序稱包將槽大大籮提高厘嵌入宋式操作系菠統(tǒng)的企功能嚼，并坦將極款大地綿縮短撇開發(fā)炒周期維、減誘少開發(fā)成性本。BS突P的功得能包袖括有為：⑴.在系此統(tǒng)啟岡動之呆初，稠完成努系統(tǒng)蠅加電睬復位擴、初奪始化贏各種設慢備、草對設購備的蹲中斷默、CP穿U的寄怕存器匙和內(nèi)蕩存區(qū)的分厚配、科裝入打操作花系統(tǒng)滴等。對硬毛件系家統(tǒng)初穿始化時,應完周成如歲下的梢工作趣：把系貞統(tǒng)程瓣序代脆碼定怨位到CP拒U跳轉(zhuǎn)恰執(zhí)行有的內(nèi)衛(wèi)存入梅口處.根據(jù)約啟動仆時硬崗件要掏求，劇將CP慢U設定息為特稠定狀迎態(tài)。內(nèi)存澡初始鏟化,分別仔安排宵代碼倒、數(shù)戶據(jù)、浩堆棧襯等不垂同區(qū)治域.如果輩有嵌頂入式么操作局系統(tǒng)射，需當要將縣操作趕系統(tǒng)貌的代取碼或有關僵數(shù)據(jù)坡加載付到RA儀M中。在操號作系笑統(tǒng)初齡始化企前，博將硬朝件置源為原熟始靜才止狀拌態(tài)。⑵.為上綱層軟茅件訪屋問硬仔件提罰供驅(qū)斗動程政序的削函數(shù)傾包，換使其能與略硬件住更好真地配野合運替行。志驅(qū)動刺程序獲經(jīng)常認要訪汁問設備渴的寄擁存器栽，并島對其津進行纏操作責。為驅(qū)稱動程釋序提免供訪老問硬傳件手悼段,要完厭成以講下工慰作：將中部斷服盼務程宰序和魔向量悔表掛同載,以正波確完擁成中炭斷響轟應.創(chuàng)建洽設備報對象面，將過硬件瓶設備伴描述深為包桌含硬鋤件主園要參數(shù)的拔數(shù)據(jù)窄結(jié)構冤，使旦得上贊層軟逼件可伶以直鑼接訪蒙問它障。為驅(qū)萌動程出序提碼供訪柄問硬枯件設選備寄惡存器盒的函怪數(shù)和另可重用性灘措施瞇。11拐.3烤.2嵌入宵式操疼作系仙統(tǒng)嵌入亡式操通作系地統(tǒng)EO偉S(E僑mb介ed察de舌d間Op州er看at籮in怪g醒Sy陪st診em牌)是支番持嵌未入式復系統(tǒng)列應用松的操比作系鵲統(tǒng)軟變件。包括數(shù)有與恩硬件補有關勉的底株層驅(qū)構動程竿序、死操作喝系統(tǒng)緣瑞的內(nèi)核、蜘設備憶驅(qū)動斜接口復、通挑信協(xié)挎議、駕圖形泰界面矮等。作用催是負稈責嵌債入式結(jié)系統(tǒng)左全部挨軟件丸、硬跳件資喇源的胖分配、到進程牙的調(diào)博度、虧控制歲和協(xié)舉調(diào)并陽發(fā)的鄰活動噴。具有蟲通用冶操作持系統(tǒng)婚基本連特點,能有僻效地互管理錢系統(tǒng)某資源,提供陣庫函非數(shù)、失驅(qū)動肢程序抗、工饞具集房誠及應繳用程皮序等娛。能夠拔通過歉剪裁下和裝館卸某傘些模雨塊達有到應佛用系恥統(tǒng)要芳求的功能愈。在多實時律性、肺和硬誦件的量密切竟相關蹈性、齊軟件遺的固化以杏及應挪用的姐專用題性等獵方面探具有斗突出齊的特鍬點。嵌入扮式操邊作系需統(tǒng)的突特點繼：小巧黑：軟寺件固調(diào)化在RO攜M中,小巧畫以滿禽足硬程件限縣制。實時棵性：捧系統(tǒng)假工作豆要求段實時噴性很欣強，諷大部盜分是撈使用嵌入唐式實右時操綁作系足統(tǒng)RT槳OS?？裳b援卸：弄能夠頂根據(jù)揚不同鋪應用冊進行貸裝配都裝卸您和剪浮裁，提供珠一個映開放塵性、塊可伸籌縮性萬的體疾系結(jié)野構。代碼查固化塑：系猛統(tǒng)和列應用孤軟件漿都被玻固化媽于RO唇M中。交互起性弱簽：人特機交匯互功替能比蟻較弱,不提依供操潔作命基令.穩(wěn)定湯性強為：連龜續(xù)運翁行，娃有較勇高的絞穩(wěn)定孝性。接口僚統(tǒng)一坡：接密口有原統(tǒng)一申標準叔，為訴嵌入桿式應掌用軟背件的運行躁提供雞和操踩作系欄統(tǒng)平洞臺無艦關的材環(huán)境鍋。實時裝嵌入存式操無作系欣統(tǒng)RT撤OS和非雷實時誕嵌入亦式操害作系茅統(tǒng)實時喇操作普系統(tǒng)RT例OS面向泳工業(yè)題控制幟、通父信等峽應用洲。這類點實時暢嵌入壯式操開作系超統(tǒng)有脊：美國堵風河墓公司(Wi曉nd宇Ri扎ve笨r)設計讀開發(fā)芒的Vx揉Wo講rk悼s，IS山I公司pS承OS，QN壁X系統(tǒng)洪軟件貍公司出的QN譽X，AT喊I公司暖的Nu我cl居eu否s等。非實漠時嵌資入式趕操作蓬系統(tǒng)擊應用撤消費惡電子更產(chǎn)品潮中,有個陣人數(shù)字鴨助理PD盒A,移動阻通信(手機),機頂上盒,電子買圖書用等.這類園非實芳時嵌骨入式余操作既系統(tǒng)狗有:微軟珠公司姑的Wi今nd幼ow資s環(huán)Em串be乒dd嗎ed產(chǎn)品添家族連，嵌入贏式操掩作系茄統(tǒng)μc況Li除nu設x等。實時頓系統(tǒng)RT歪OS兩個糞重要崗特性斥：實鉆時性澆和可宣靠性各。實時繩性標盼準常誦用“喊系統(tǒng)笨響應儲時間竹”來疫衡量藥?？煽柯孕詷藛螠食９庥闷椒ゾ鶡o嗎故障孫運行游時間MT肆BF衡量品。主要梳功能待是任包務(進程)管理,任務隨間同耍步和漢通信,存儲器管患理,實時受時鐘咱服務,中斷異管理粗和外尤設的寧管理佩。RT跨OS多任很務.任務厭可并桿發(fā)執(zhí)扮行。常用年的任輪務調(diào)劃度算細法為:優(yōu)先將級加德輪詢,非搶露占式蓮優(yōu)先級傻調(diào)度,按優(yōu)翅先級評搶占暫的調(diào)嚼度算累法。任務惱間通教信與奸同步員機制展為:郵箱,隊列,信號央量,事件踩標志.基于宅任務晶的設墓計可俱擴展,可管塔理,提高礎可性.RT花OS一般夸可裁推減、挽移植叢，適革用于患多種膚硬件琴環(huán)境彩，可以拼和應黃用程宅序一糞起固容化到角應用戴程序扮中。1.Wi襪nd避ow精s芬CEWi峰nd靜ow摧s蝦CE是微梳軟公削司開或發(fā)的傭開放,可升飯級的32位嵌咐入式槍操作您系統(tǒng)尚。她先后拾推出霧了CE遙1獨.0、CE嗓3猶.0、Wi榮nd繁ow闊s窩NT滋E劃mb乓ed沒de管d諷4.面0、帶授有Se央rv蹦er雁A里pp搏li結(jié)an策ce套K奇it的Wi霜nd玩ow躁s涉20湊00、Wi龜nd潑ow興s別CE堆.N坐ET等。Wi納nd嫩ow趕s科CE的優(yōu)逼勢,因為蟻人們吼對Wi槳nd月ow牛s的熟劃悉。Wi拌nd杠ow備s鑼CE建立歪在流味行的X8梁6結(jié)構石，可楚以很朵靈活銳地設計溉硬件巨，可嘉供選軌擇的疲外設獅驅(qū)動僅程序陣相當盒多。微軟產(chǎn)公司板提供宿了有Wi紹nd旺ow過sEn艇be砌dd畢edSt躬ud楚io開發(fā)工具罰。許晝多軟螞件開圾發(fā)商單可以蝕提供宏現(xiàn)成跡的應鋸用程少序。Wi朝nd情ow稀s交CE系統(tǒng)耐代碼見量大,價格斗高,實時帽響應沾差等幣缺點。天需要謀購買能開發(fā)屬軟件,產(chǎn)品需還要牛交納懷專利污使用羨費。2.Vx舒Wo點rk罷sVx落Wo濕rk戴s是美首國風錫河公蠢司(W倘in裙d存Ri恩ve惑r挎Sy灑st旱em公司)開發(fā)烤的高桂性能口、可顫裁減彩的實細時嵌煮入式扮操作荒系統(tǒng).它以氧高性識能的舍內(nèi)核蛾、良免好的煌可靠冬性和保卓越批的實佩時性被廣慣泛應碧用于傾通信昆、軍并事、央航空少、航咐天等熊高精完尖技術中距。美普國的F-綿16、F-瓦18戰(zhàn)斗甲機、B-樹2轟炸偵機和息愛國者導通彈,以及惑美國JP刑L實驗覽室研啟制的碑兩次奶在火桐星表飯面登陸旅的著鴉名“袖索杰并納”捧火星芹車都灘采用濃了該也操作轉(zhuǎn)系統(tǒng)去?；痉M成蛋包括Wi拴nd內(nèi)核未、I/法O系統(tǒng)輪、文平件系移統(tǒng)、口板級支冷持包BS觀P、高聚級網(wǎng)梁絡支悄持及句系統(tǒng)對應用善等部若分。它占倚用很掀小的鎮(zhèn)存儲礙空間,支持勤高度爆裁減,保證渡系統(tǒng)球的高效襯率運紫行。Vx尺Wo幕rk掠s主要怎特點楚表現(xiàn)塞在以爭下幾鞠方面持：支持活的CP名U：Po突we往rP杰C、68倦K、CP犯U3活2、Sp售ac肺e、i9漠60、X8幣6、MI陵PS等，俗也支紹持RI察SC、DS姥P技術傲。它的源微內(nèi)允核Wi望nd支持撕快速疤多任朝務切莊換、談?chuàng)屨简吺饺畏輨照{(diào)度臥、多初樣化舞的任鋸務間樂通信泥等。較好麥的可么剪裁按能力,可剪書裁的撲組件巴超過80個。吩用戶哈可根據(jù)座目標穿功能水要求,通過封交叉俘開發(fā)秧環(huán)境糠進行象配置巾。支持舅應用孩程序喂動態(tài)饅連接辭和動晃態(tài)下德載,縮短漆調(diào)試答周期慢。較好河的兼犧容性葡。和PO反SI計X標準本兼容,提供10至03累.1藍b標準接跑口。PO涌SI虧X是IS姥O率/交IE宰EE標準嶼的有節(jié)關操附作系靜統(tǒng)的軟熱件標胖準。高可泥靠性夾、高口可用鉛性和團高安書全性騎。3.其它猴商用柏嵌入艷式操夾作系扛統(tǒng)QN虛X是加取拿大QN趁X軟件地系統(tǒng)賺公司凈的一綢個實椒時,微核,基于欄優(yōu)先先級,消息稅傳遞,搶占干式多泊任務,多用位戶,具有佩容錯能得力的計、可牢擴充飲的實勵時嵌破入式她操作咸系統(tǒng)生。pS羅OS是In壩te錢rg準ra捷te摸dSy卸st暴em公司慘提供裳的模銹塊化,高性能的RT嘗OS沿.提供狗基于格開放啊系統(tǒng)該的標重準多踩任務傍環(huán)境喪。Pa誰lm誰O察S是著鑰名網(wǎng)艱絡設街備制沾造商3C喚OM下的Pa宋lm掌上電話腦公刻司產(chǎn)病品—P床al享m使用始的一揮個嵌刷入式邀操作房誠系統(tǒng).Nu桌cl謊eu布s齒PL雨US是美甩國最嗚大源廚代碼稱操作晝系統(tǒng)燈商AT控I公司(現(xiàn)為Me賠nt酒or劣G鑰ra姻ph筐ic內(nèi)s丈ES安D)推出枯的新宴一代RT茄OS鳥.實時襖響應,搶先,多任末務,源代哭碼開享放特濤性,廣泛鹽應用集。我國可“女肅媧”搶計劃掙推出絹自主我版權瞧的Ho穩(wěn)pe轎n實時倆多任斜務操作鍛系統(tǒng)岔等。源代景碼開藝放（C代碼布）的速嵌入做式操描作系擺統(tǒng):4.嵌入萌式操獎作系嬸統(tǒng)μc碰os/Ⅱ嵌入嗽式操糕作系伍統(tǒng)μc庭os/Ⅱ全文凈為“mi禍cr味o壞CO菌S銅2”，即微控浩制器鉆操作券系統(tǒng)仍版本2。它爬是由J·晴La脹br偵os窮se先生識編寫的陜一個刪免費右的源時代碼涂公開目的實少時嵌襪入式粥內(nèi)核護，它提供斤了實弓時系修統(tǒng)所親需要亭的基礙本功流能，掩是一犬個完繞整的、掙可移例植的辣、可滑固化凍的、賠可剪形裁的看占先復式實蓮時多任務殖的內(nèi)佩核。陰其核射心代買碼短框小精宇悍，榮如果俘針對臨硬件進行濟優(yōu)化塘，還燭可以寬獲得具更高睜的執(zhí)紀行效櫻率。μc遇os/Ⅱ內(nèi)核果主要葬功能質(zhì)是解凍決任主務調(diào)籠度、脂任務冤管理,時間尤管理便、任潮務間配的通逮信與鉆同步材、內(nèi)染存管圖理等國。μC/O月S—屈Ⅱ主要除特點戀是：源代棒碼公漆開.很容碧易應虹用于曉不同李的硬鄰件平閑臺上秩。可移跡植性.大部長分代戀碼用AN預SI頸C寫成,可移稿植性慣強,可在精大多巾數(shù)處閘理器沖、數(shù)糾字信猶號處除理器誰上運頌行。鏟可自己編零寫移懇植代粉碼,網(wǎng)站屬可下占載處蜻理器腐的移免植代葵碼。可裁走剪性.可針困對自府己的替硬件濱優(yōu)化雞代碼,實際遇代碼停最少2.大7K策B.用戶里可以越自己穿添加轉(zhuǎn)所需炕要的初各種壺服務岡。支持寧搶占都式多守任務,最多豎管理狐優(yōu)先期級不讓同的64個任尿務.按搶植占式筆多任廈務系記統(tǒng)設葛計。霜提供仇時間唱管理宰服務,提供四種辛同步提對象壁：信胡號量鞏、郵甘箱、尖消息罪隊列弊和事赤件?？晒坦?把連凈續(xù)的識大塊昨內(nèi)存被按分檔區(qū)管飾理。欠其包暑含全部功怎能的異核心穩(wěn)部分采代碼主只占令用8.社3K基B。實用收和可鞏靠性怕。μC/O溝S—捕Ⅱ是一濱個實碰時操域作系揮統(tǒng)的膝內(nèi)核貼，只表提供謀了基本鋪功能翁。沒乞有提盾供AP廈I函數(shù)右接口結(jié)，需釘要用匆戶自己添財加所儉需要徒的各才種工迷作。目前貨已有嘉第三魔方為μC/O廢S-軌Ⅱ開發(fā)雨的文煉件系博統(tǒng)、TC大P/堂IP協(xié)議荒棧、填用戶牙顯示疊接口彎等。目前訪移植芬實例紙包括緊：In鉆te須l公司良的80私x8援6、80仙51、80圖19單6等，Mo纖to笛ro雀la公司神的Po造we巨r(nóng)P魂C、68奸K、CP憂U3拌2等，TI公司喝的TM潔S3掉20系列泄，Zi愈lo理g公司旗的Z-壁80、Z-頃18壘0，及An蠶al氏og理D群ev身ic斧e公司,A回RM公司,日立按公司,三菱倒公司,飛立強浦公岔司和晝西門秒子公跡司的榨各種孫微處呼理器屯。5.嵌入鄉(xiāng)豐式操羊作系涂統(tǒng)μcLi摔nu盯xμcLi箭nu幕x竟(M北ic齒ro羞-C肚on寫tr盼ol幅-L愁in筍ux機)是對羞微控敏制領谷域設計廳的Li影nu茅x系統(tǒng),源代乓碼開鳴放并株且遵肺循GP概L協(xié)議突。它從Li侄nu撞x移植支過來,現(xiàn)在熊廣泛窄應用買于嵌羊入式臂設備單。μc語Li鞭nu來x是專俱門面廟向MC火U的,高度舞優(yōu)化址、代顏碼緊斥湊的嵌僅入式Li扛nu劍x.體積最小,保持己了Li粱nu合x的多裕數(shù)優(yōu)征點：穩(wěn)定,良好摘的移伴植性,優(yōu)秀犬的網(wǎng)驗絡功殼能,完備鳴的對全各種文件條系統(tǒng)巖的支脈持,以及纖標準倆豐富臟的AP濃I。包傘含豐巡壽富的功能,包括耐文件斑系統(tǒng)繪、各支種外容設驅(qū)擠動程合序、棕通信痕模塊、TC碎P/海IP、PP裂P、HT告TP，甚餃至WE吐B服務弄器的貪代碼。怨已經(jīng)梯移植反在幾巧乎所下有的譽硬件酒平臺彎上。μc料Li閘nu改x的代厭碼可刊以從屈網(wǎng)上急獲得便，進品行模謎塊移妥植。μc邊Li壁nu動x的主辣要特坊點有犯：源代馬碼開議放,遵循GP的L協(xié)議,眾多或開發(fā)除人員嶄和愛賽好者.內(nèi)核臉精小,是高銅度優(yōu)鍛化的,代碼急緊湊嫂的嵌失入式溝操作森系統(tǒng).內(nèi)核琴小于51耍2K抄B,內(nèi)核望加文瞞件系章統(tǒng)小督于90導0K棵B。豐富淺的軟收件支納持,保持馬了Li峰nu誼x標準閥豐富香的AP腫I函數(shù)饒，功能冬包括森文件勾系統(tǒng),各種務外設貧驅(qū)動走程序,通信桐模塊件、TC業(yè)P/府IP、PP謙P、HT辮TP，甚恥至WE堡B服務報器的戴代碼類。優(yōu)秀尿的網(wǎng)芒絡功糟能.支持TC罩P/夏IP和其副它的濫網(wǎng)絡薪協(xié)議封。穩(wěn)定校可靠妄而且愈高效藍。應用符領域瓶很廣贈，主連要用隸于信塊息家弓電、PD羞A、機捐頂盒、披數(shù)據(jù)向網(wǎng)絡踩、遠照程通墨信、言醫(yī)療斗電子承、交纖通運扎輸、偵各種憂計算始機外腸設、獅工業(yè)晝控制刊、航育空/航天宴領域增等。11歲.3兩.3應用董程序位于玻嵌入回式系他統(tǒng)層恰次結(jié)適構的圈最頂閘層。由基朵于嵌蜘入式男操作繡系統(tǒng)若之上秒開發(fā)方的應嫩用程異序組診成,完成對跑被控島對象宴控制菜功能中。直接塘與最旁終用蟻戶交雪互,需要她一個泡友好演的人遠機交灘互界劍面.開發(fā)岡過程:首先醋在通用用計伏算機(P塌C機)集成黎開發(fā)逆環(huán)境中編拍程,通過代交叉兄編譯竊和鏈志接,轉(zhuǎn)換崇成可共運行急的二牽進制目運標代笑碼。做通過纏調(diào)試掠系統(tǒng)爽驗證黃和調(diào)振試無消誤后姨，將程序揮下載火固化學到目撈標平寸臺上蒙運行責，完符成程肌序設不計。在設鑼計過甜程中暴，合員理地挖安排麥各個鬼層次巷之間埋的功別能。對實壩時性漸要求妨的系故統(tǒng),要嚴節(jié)格控垮制各辜層間瘦響應潔時間排。要優(yōu)纖化使砍用硬慨件資裙源,按照射軟件奶工程粒的規(guī)優(yōu)律,遵循慢并各種信標準低和規(guī)格范，旦滿足牢系統(tǒng)月的要并求。11晃.4嵌入爆式系碌統(tǒng)的務設計讓過程兩種倦方法融：自鴉頂向腰下和說自底渴向上擦的設像計方苦法。自頂笨向下探的設櫻計方福法是崇從系辛統(tǒng)的雪需求佩開始,提出焦規(guī)格要求,進而肝對系巴統(tǒng)的渡體系湯結(jié)構族進行滅設計,在此慶基礎婚上構造錦硬件剩和軟般件模取塊,完成補所需籮要的蔥完整罩的系帥統(tǒng)。加它可以浮觀察售系統(tǒng)連的全浙貌,符合蝕軟件構工程假的設掙計方梳法。自底杠向上透的設卡計方狐法從悠構成乘系統(tǒng)插的各視個構讀件開溫始入手,在設渣計的賺每個投階段構是根柜據(jù)對簡后面償要發(fā)駐生的窯情況壩進行估頭計來雙確定盆設計醋。如請果分的析的饑不夠貪充分,那么陪還會需要買回頭端來修斗改原央先的盈設計,把新勵的內(nèi)關容考瘋慮進輔去。以下笑，介減紹自蠟頂向駐下的老設計禾過程嵌入除式系建統(tǒng)設線計中豪除了掌功能扣實現(xiàn)音外,還要溝解決表以的假問題已：硬件喊的開際銷,關乎紹系統(tǒng)奸成本魂。系統(tǒng)秋總體莖的速硬度和過時限氧，它是整膠個系對統(tǒng)的競重要肆指標疏。系統(tǒng)萬的功負耗,對便都攜式朝設備尤為縱重要,也和呈可靠猛性有炸關。友好勵界面叫，友名好的帆用戶智交互界面堅、可壞視性巨、可船控性搞是嵌入式泄系統(tǒng)倉的重桿要特蠅點。系統(tǒng)進的可呢靠性拔和升產(chǎn)級能誤力等嵌入久式系泛統(tǒng)設師計過細程1.需求撐分析在設敘計一爆個系您統(tǒng)之功前,必須葵搞清走楚是戴要設甲計什佛么。設計防的最申初階縱段,首先初要從辭用戶降那里湊收集爸系統(tǒng)炎的非瘋形式描蹄述，站即用較戶的散需求婆信息輩。然儲后，里根據(jù)闊這些候進行提煉聚、截宵取,以此散來設第計系你統(tǒng)的當結(jié)構怕和各梳部分醫(yī)構件法。由于葉用戶忍通常辦不是眾嵌入裂式系私統(tǒng)專暢業(yè)人翼士,他們中對系理統(tǒng)需求童的描嫌述和預設計茄人員懂所需誓信息脾之間產(chǎn)會有筋較大噴的距離,這就膨需要腦設計如人員孝做工錦作。襖要將煙用戶高的需隊求描捕述中獲足取一屬組一烈致性強的需管求，講以結(jié)由構化走的方萬法，紫從中整理非出設詠計人賀員所瘡需要灰的描筐述信得息。2.規(guī)格略說明根據(jù)掠用戶彩提供純的需洪求信否息,整理添出正余式的算規(guī)格麻說明烘。規(guī)趣格說巾明書秧起到驅(qū)技術缸合同帆的作擦用,要力默求準肅確地跌反映哲出用鑼戶的宏需求,并作悠為設釋計時邪必須心遵循描的要舞求。用戶習需求砍包括鴉功能開和非矛功能風部分,在規(guī)擠格說波明中夸，要稠包括協(xié)系統(tǒng)雖的基給本功撿能,還要慢有非打功能位的需腸求,包括泉有：性能德。系額統(tǒng)的丟處理抵速度膜必須恰加以順考慮武。價格奸。銷幸售價尿格或是產(chǎn)品花最終職成本蒜也是爛主要訪因素為。系統(tǒng)褲的尺割寸和先重量屑。特避別是餡手持址設備陰有嚴窩格限槐制。功耗闊。對亭于電緒池供度電的容設備非，電扯源、豪電池雙壽命賺是十分重密要的絮，必速須加華以規(guī)氏定。規(guī)格南說明協(xié)必須春明晰,不能舊有歧誼義,以便崗其他擔人員地也可株以來爛驗證淘是否拍符合姑系統(tǒng)漸需求甩。3.體系費結(jié)構單設計體系授結(jié)構舊設計方是在化規(guī)格予說明鋼基礎釋上完易成,是設芳計的勸第一握階段皮。作擱用是溫描述穗系統(tǒng)查怎樣膜去實封現(xiàn)那鈔些功殿能，包作為也系統(tǒng)縫整體句的結(jié)杰構的朗一個繼計劃敬。用栽于設產(chǎn)計和問搭建騎整個機體系鑒結(jié)構且的各減個構這件。在設興計體敢系結(jié)吊構的餃時候,可以搬采取傅框圖爪方式,在框烘圖中助展示倍它的火主要野操作歸和`其中襖的數(shù)身據(jù)流凳。一般,首先階設計鍬一個涂初始中體系造結(jié)構倚，分掛離出陜各個輝功能桶及其忠實現(xiàn)記的要株求?？嬖诖藞@基礎微上，宋進一超步把傅系統(tǒng)忌框圖燒細分蝦成兩割部分凳框圖帽：一紡部分爺針對笨硬件陽，另壇一部炕分針掙對軟犬件。敢為了擋得到裂一個繳真正幟完整蘿的體腦系結(jié)誓構的娘描述較，還貞需要霞增加除一些朵細節(jié)臥的描秘寫。4.設計惕硬件膨和軟伐件構倡件在體收