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《1 嵌入式系統(tǒng)簡介》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、嵌入式軟件系統(tǒng)簡介鄒昕光哈爾濱工業(yè)大學(xué)自動化測控所聯(lián)系電話:86413532-8605E-mail:xgzou@dsp.hit.edu.cnAgenda嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)嵌入式系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)(EmbeddedSystems)是指以應(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、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。是將應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)與計算機硬件集成在一起的系統(tǒng)嵌入式設(shè)備消費電子:PDA、手機、機頂盒、微波爐大型設(shè)備:汽
2、車、電梯網(wǎng)絡(luò)設(shè)備:路由器、交換機、防火墻其他設(shè)備:自動售貨機、ATM嵌入式系統(tǒng)和實時系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)經(jīng)常被誤解為就是實時性系統(tǒng)。其實,多數(shù)嵌入式系統(tǒng)并不需要實時性Linux是嵌入式操作系統(tǒng),并非實時操作系統(tǒng)。Vxwork、pSOS等是嵌入式實時操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)與普通系統(tǒng)在實時計算中,系統(tǒng)的正確性不僅僅依賴于計算的邏輯結(jié)果而且依賴于結(jié)果產(chǎn)生的時間對于實時系統(tǒng)來說最重要的要求就是實時操作系統(tǒng)必須有滿足在一個事先定義好的時間限制中對外部或內(nèi)部的事件進行響應(yīng)和處理的能力此外作為實時操作系統(tǒng)還需要有效的中斷處理能力來處
3、理異步事件和高效的I/O能力來處理有嚴格時間限制的數(shù)據(jù)收發(fā)應(yīng)用實時多任務(wù)操作系統(tǒng)與分時多任務(wù)操作系統(tǒng)分時操作系統(tǒng),軟件的執(zhí)行在時間上的要求,并不嚴格,時間上的錯誤,一般不會造成災(zāi)難性的后果。實時操作系統(tǒng),雖然事件可能在無法預(yù)知的時刻到達,但是軟件上必須在事件發(fā)生時能夠在嚴格的時限內(nèi)作出響應(yīng)(系統(tǒng)響應(yīng)時間),即使是在尖峰負荷下,也應(yīng)如此,系統(tǒng)時間響應(yīng)的超時就意味著致命的失敗。另外,實時操作系統(tǒng)的重要特點是具有系統(tǒng)的可確定性,即系統(tǒng)能對運行情況的最好和最壞等的情況能做出精確的估計。實時操作系統(tǒng)中的重要概念系統(tǒng)響應(yīng)
4、時間(Systemresponsetime)系統(tǒng)發(fā)出處理要求到系統(tǒng)給出應(yīng)答信號的時間。任務(wù)切換時間(Context-switchingtime)是任務(wù)之間切換而使用的時間。中斷延遲(Interruptlatency)是計算機接收到中斷信號到操作系統(tǒng)作出響應(yīng),并轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序的時間。實時操作系統(tǒng)應(yīng)具有如下的功能任務(wù)管理(多任務(wù)和基于優(yōu)先級的任務(wù)調(diào)度)任務(wù)間同步和通信(信號量和共享內(nèi)存等)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)嵌入式系統(tǒng)發(fā)展趨勢嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)需要強大的開發(fā)工具和操作系統(tǒng)的
5、支持。聯(lián)網(wǎng)成為必然趨勢支持小型電子設(shè)備實現(xiàn)小尺寸、微功耗和低成本提供精巧的多媒體人機界面實時系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計實時系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)必須滿足1.高運算速度2.高速的中斷處理3.高的I/O吞吐率4.合理的處理器和I/O設(shè)備的拓撲連接5.高速可靠的和有時間約束的通信6.體系結(jié)構(gòu)支持的出錯處理7.體系結(jié)構(gòu)支持的調(diào)度8.體系結(jié)構(gòu)支持的操作系統(tǒng)9.體系結(jié)構(gòu)支持的實時語言特性。10.系統(tǒng)的穩(wěn)定性和容錯也非常重要11.還要考慮到實時的分布式應(yīng)用。Agenda嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)嵌入式系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程嵌
6、入式系統(tǒng)硬件架構(gòu)嵌入式系統(tǒng)硬件架構(gòu)處理器:微處理器:x86,68K,PPC,ARM,MIPS…微控制器:單片機8051等DSP:適用于音頻及視頻通信存儲器:只讀ROM隨即讀取RAM:SRAM,DRAM混合型:EEPROM,FLASH,NVRAM(帶后備電池的SRAM)外設(shè):通用和專用Agenda嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)嵌入式系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程嵌入式軟件層次結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序開發(fā)者真正需要定制的部分。產(chǎn)品的各項功能的實現(xiàn)。一般采用C語言實現(xiàn)。有可能需要采取多進程或多任務(wù)的編程方式。需要考慮進程間通
7、信和網(wǎng)絡(luò)傳輸。有可能有圖形界面。操作系統(tǒng)負責(zé)如下功能-進程調(diào)度-內(nèi)存管理-虛擬文件系統(tǒng)-網(wǎng)絡(luò)接口-進程間通信嵌入式操作系統(tǒng)-VxWorksVxWorks-由WindRiver公司開發(fā)的實時操作系統(tǒng)內(nèi)核。-開放式結(jié)構(gòu)和對工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的支持,使得開發(fā)人員容易設(shè)計高效的嵌入式系統(tǒng)。-集成開發(fā)環(huán)境Tornado功能強大。-開發(fā)技術(shù)文檔比較全面。嵌入式操作系統(tǒng)-LinuxLinux-免費的,開發(fā)源代碼的操作系統(tǒng)。-源于通用操作系統(tǒng)設(shè)計,實時性不足。-集成開發(fā)環(huán)境較為欠缺,正在改善中。-開發(fā)技術(shù)文檔由于嵌入式Linux版本較
8、多,不夠統(tǒng)一。嵌入式操作系統(tǒng)-Linux嵌入式Linux種類-HardHatLinux:MontaVista-RTLinux:NewMexicoInstituteofTechnology-紅旗Linux:中科紅旗-Embedix:LineoAgenda嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)嵌入式系統(tǒng)軟件基礎(chǔ)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程嵌入式軟件開發(fā)模型連接式開發(fā)環(huán)境可抽換存儲裝置開發(fā)環(huán)境獨立式開發(fā)環(huán)境連接式開發(fā)環(huán)境