011-第十一嵌入式系统---华东理工大学计算机科学与工程系.ppt

1 1 嵌入式操作系统： 嵌入式系统软硬件资源的控制中心 以尽量合理有效的方法组织多个用户共享嵌入式 系统的各种资源 通常复杂的操作系统支持文件系统 用户：系统程序之上的所有软件 合理有效的方法：操作系统如何协调并充分利用 硬件资源来实现多任务 1.软件层次结构 HAL:定义统一的软硬件接口标准 BSP：实现对OS的支持，提供访问硬件设备寄存器 的函数包 设备驱动程序：提供对各种外围设备的软件驱动支持 2.实时操作系统（RTOS） 多任务管理 存储管理 I/O资源管理 中断管理 多线程/多进程方式，提供调度机制来对多任务管理 调度算法包括：FCFS 先来先服务 、Round Robin 轮询、Priority 优先级 动态内存管理技术； 高端应用在硬件配合下采用页表进行虚拟存储管理 提供I/O驱动 中断方式处理器外部事件和I/O请求 3.典型的嵌入式操作系统 μc/OS-II：中小型系统使用。支持最多64个任 务，真正的实时OS。用ANSI C开发 Vxworks：基本微内核，由400多个目标模块组 成。用于航空、航天、军事等高端实时要求极高 的领域 WinCE：多线程，完整优先权，多任务OS，但 不是硬实时系统。高度模块化介绍 Win mobile: Linux OS/μcLinux： Symbian OS: 1.开发特点 跨平台开发，需要交叉软件集成开发环境（IDE） 需要进行软硬件协同设计 代码需要固化 采用基于任务的设计方法 11.4 嵌入式开发方法 2.技术挑战 功耗、体积与性能的均衡 系统实时性要求高 软件稳定性、系统可靠性及抗干扰能力 Time-to-Market 系统可测性设计和系统设计优化是关键 3.嵌入式软件交叉开发环境 交叉开发环境是指用于嵌入式软件开发的所有工具 软件的集合，一般包括： 文本编辑器 交叉编译器 交叉调试器 仿真器 下载器等 交叉开发环境由宿主机和目标机组成，宿主机与目 标机之间在物理连接的基础上建立起逻辑连接 4.嵌入式软件交叉开发环境 交叉开发环境是指用于嵌入式软件开发的所有 工具软件的集合，一般包括： 文本编辑器 交叉编译器 交叉调试器 仿真器 下载器等 交叉开发环境由宿主机和目标机组成，宿主机 与目标机之间在物理连接的基础上建立起逻辑 连接 交叉开发环境 目标机硬件 目标机应用系统 　　 — 应用软件 　　 — 应用中间件 　　 — 目标机 OS 宿主机硬件 宿主机 OS 调 试 代 理 运 行 库 宿主机开发环境 　　 — 编辑 　　 — 编译 　　 — 连接 　　 — 调试 运行平台 Target 开发平台 Host * 华东理工大学计算机科学与工程系 问题十一：大学生如何对待工作、考研、考公务 员、出国、创业？ 积极乐观的面对生活 11.1 什么是嵌入式系统 11.2 嵌入式硬件 11.3 嵌入式软件 11.4 嵌入式开发方法 嵌入式系统 推荐阅读 你看过的小说、电影、生活中见过的东西用到嵌入 式的，请至少说出三个？ 电影007系列、嵌入式设备主要应用于解码播放设备 大学生嵌入式比赛 掌上 PDA 、移动计算设备、电视机顶盒、手机上网 、数字电视、多媒体、汽车、微波炉、数字相机、 家庭自动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售 货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪 表与医疗仪器等 思考 计算机系统的分类 台式计算机 PC（Desktop Computing） 服务器 （Servers） 嵌入式计算机（Embedded Computers） 嵌入式应用— 航空、航天 嵌入式应用— 军事、通信 嵌入式应用— 消费类电子 1.定义 IEEE（国际电气和电子工程师协会）：用于控制 、监视或者辅助操作机器和设备的装置 国内：以应用为中心，以计算机技术为基础，软 硬件可裁减，适应应用系统对功能、可靠性、成本 、体积功耗等严格要求的专用计算机系统 一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式 操作系统以及用户应用程序等四个部分组成，用于 实现对其他设备的控制、监视或管理等功能 11.1 什么是嵌入系统 2. 嵌入式应用系统的特点 应用于特定目的专用系统 工作于嵌入式环境 完整的计算机系统 围绕任务进行设计 所用资源少 需要较长系统生命期 功耗因素 体积限制 环境条件 实时性要求 Memory 系统 RTOS 专用开发工具 3. 嵌入式应用系统的种类 设备级（工控机） 板级（单板、模块） 芯片级（MCU, SoC） 4. 嵌入式应用系统的应用 应用 领域 交通运输领域 工业控制领域 商业金融领域 环境监测领域 医疗领域 建筑领域 通信领域 家电领域 数字化产品设