嵌入式系统——基础知识

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1、嵌入式系统——基础知识操作系统OS     控制和管理计算机软硬件资源，合理组织计算机工作流程，方便用户使用计算机的系统软件。     可将OS看成是应用程序与硬件间的接口或虚拟机。     OS功能：进程管理、存储管理、文件管理、设备管理、网络和通信管理等。 嵌入式操作系统EOS     运行在嵌入式硬件平台上，对整个系统及其所操作的部件装置等资源进行统一协调、指挥和控制的系统软件。     EOS特点：微型化、可裁剪性、实时性、高可靠性、易移植性     重点关注：高实时性、硬件相关依赖性、软件固化、应用专用性、网络功能。 实时操作

2、系统TROS     能使计算机及时响应外部事件请求，并能及时控制所有实时设备与实时任务协调运行，且能在规定时间内完成事件处理的OS。     RTOS基本要求：         1、逻辑功能正确：RTOS的计算必须产生正确的结果；         2、时间正确：RTOS的计算必须在预定的周期内完成。     RTOS应满足条件：         1、多任务系统；         2、任务的切换时间应与系统中的任务书无关；         3、中断延时的时间可预知并尽可能短。     无论在什么情况下，OS完成任务所需的时间应该是在程序

3、设计时就可预知的。 嵌入式实时操作系统ERTOS     用于嵌入式系统，对系统资源和多个任务进行管理，且具有高可靠性、良好可裁剪性等优良性能的，为应用程序提供运行平台和实时服务的微型系统软件。     ERTOS最重要的三项服务：         1、多任务管理         2、内存管理         3、外围资源管理 嵌入式微处理器（特点）     1、对实时多任务OS有很强的支持能力；     2、具有功能很强的存储区域保护功能；     3、处理器结构可扩展；     4、低功耗；     微处理器主要发展方向：小体积、高

4、性能、低功耗     微处理器分类：MCU、MPU、DSP、SOC 嵌入式系统发展方向     1、嵌入式开发是一项系统工程，嵌入式系统厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身，还需要提供强大的硬件开发工具与软件支持包；     2、网络化、信息化的要求随着因特网技术的成熟、宽带的提高而日益提高，使得以往单一功能的设备功能不再单一，结构更加复杂；     3、网络互连成为必然趋势（IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth等网络接口）；     4、精简系统内核、算法、降低功耗和软硬件成本；     5、提供友好的多媒体人机界面。 

5、嵌入式系统特点     机软硬件于一体，可独立工作的计算机系统。     1、专用性强；           2、可裁剪性；       3、实时性与可靠性；     4、功耗低；               5、系统内核小；    6、系统精简；     7、实时多任务OS；   8、专门开发工具与环境；     嵌入式系统的核心往往是一个只有几KB到几十KB的微内核。     通常把嵌入式系统概念的重心放在“系统”上，指能够运行OS的软硬件总体。     嵌入式系统构成，硬件：微处理器、外围接口和存储器；中间层：BSP/HAL；软件

6、：RTOS及其上运行的应用软件。     嵌入式系统框架可分为4部分：处理器、存储器、I/O、软件。     嵌入式CPU将通用CPU中许多由板卡完成的任务集成到芯片内部。     多数嵌入式设备的应用软件和OS紧密结合。嵌入式软件体系结构 1、无OS情形  （1）循环轮转方式：把系统功能分成若干不同的任务，然后把它们包含在一个无限的循环语句中，按照顺序逐一执行，之后再循环。       缺点：过于简单，无法处理异步事件，缺乏并发处理能力。  （2）前后台系统：在循环轮转的基础上，增加了中断处理功能；       foreground（

7、前台程序：事件处理级程序）：中断服务程序ISR，处理异步事件；       background（后台程序：任务级程序）：系统管理调度程序，无限循环，负责嵌入式系统软硬件资源的分配、管理及任务调度。 2、有OS情形  （1）提高了系统可靠性；  （2）提高了系统开发效率，降低了开发成本，缩短了开发周期；  （3）有利于系统的扩展和移植；    对不同的嵌入式操作系统，所包含的组件可能各不相同。一般来说，所有的OS都会有一个内核Kernel，内核指OS中的一个组件，包含了OS的主要功能，即OS的各种特性及其相互间的依赖关系。（任务管理、存

8、储管理、文件管理、设备管理、网络管理） 嵌入式操作系统分类   1、按“系统类型”分类：商用系统、专业系统、开源系统；   2、按“响应时间”分类：RTOS、非RTOS；   3、按“软件结构”分类：单体结