1 嵌入式系统简介

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1、嵌入式软件系统简介邹昕光哈尔滨工业大学自动化测控所联系电话：86413532-8605E-mail：xgzou@dsp.hit.edu.cnAgenda嵌入式系统概述嵌入式系统硬件基础嵌入式系统软件基础嵌入式系统开发过程嵌入式系统概述嵌入式系统(EmbeddedSystems)是指以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。是将应用程序和操作系统与计算机硬件集成在一起的系统嵌入式设备消费电子：PDA、手机、机顶盒、微波炉大型设备：汽

2、车、电梯网络设备：路由器、交换机、防火墙其他设备：自动售货机、ATM嵌入式系统和实时系统嵌入式系统经常被误解为就是实时性系统。其实，多数嵌入式系统并不需要实时性Linux是嵌入式操作系统，并非实时操作系统。Vxwork、pSOS等是嵌入式实时操作系统嵌入式系统与普通系统在实时计算中，系统的正确性不仅仅依赖于计算的逻辑结果而且依赖于结果产生的时间对于实时系统来说最重要的要求就是实时操作系统必须有满足在一个事先定义好的时间限制中对外部或内部的事件进行响应和处理的能力此外作为实时操作系统还需要有效的中断处理能力来处

3、理异步事件和高效的I/O能力来处理有严格时间限制的数据收发应用实时多任务操作系统与分时多任务操作系统分时操作系统，软件的执行在时间上的要求，并不严格，时间上的错误，一般不会造成灾难性的后果。实时操作系统，虽然事件可能在无法预知的时刻到达，但是软件上必须在事件发生时能够在严格的时限内作出响应（系统响应时间），即使是在尖峰负荷下，也应如此，系统时间响应的超时就意味着致命的失败。另外，实时操作系统的重要特点是具有系统的可确定性，即系统能对运行情况的最好和最坏等的情况能做出精确的估计。实时操作系统中的重要概念系统响应

4、时间(Systemresponsetime)系统发出处理要求到系统给出应答信号的时间。任务切换时间(Context-switchingtime)是任务之间切换而使用的时间。中断延迟(Interruptlatency)是计算机接收到中断信号到操作系统作出响应，并转入中断服务程序的时间。实时操作系统应具有如下的功能任务管理（多任务和基于优先级的任务调度）任务间同步和通信（信号量和共享内存等）存储器优化管理（含ROM的管理）实时时钟服务中断管理服务嵌入式系统发展趋势嵌入式应用软件的开发需要强大的开发工具和操作系统的

5、支持。联网成为必然趋势支持小型电子设备实现小尺寸、微功耗和低成本提供精巧的多媒体人机界面实时系统的体系结构设计实时系统的体系结构必须满足1.高运算速度2.高速的中断处理3.高的I/O吞吐率4.合理的处理器和I/O设备的拓扑连接5.高速可靠的和有时间约束的通信6.体系结构支持的出错处理7.体系结构支持的调度8.体系结构支持的操作系统9.体系结构支持的实时语言特性。10.系统的稳定性和容错也非常重要11.还要考虑到实时的分布式应用。Agenda嵌入式系统概述嵌入式系统硬件基础嵌入式系统软件基础嵌入式系统开发过程嵌

6、入式系统硬件架构嵌入式系统硬件架构处理器：微处理器：x86,68K,PPC,ARM,MIPS…微控制器：单片机8051等DSP:适用于音频及视频通信存储器：只读ROM随即读取RAM:SRAM,DRAM混合型：EEPROM,FLASH,NVRAM(带后备电池的SRAM)外设：通用和专用Agenda嵌入式系统概述嵌入式系统硬件基础嵌入式系统软件基础嵌入式系统开发过程嵌入式软件层次结构应用程序开发者真正需要定制的部分。产品的各项功能的实现。一般采用C语言实现。有可能需要采取多进程或多任务的编程方式。需要考虑进程间通

7、信和网络传输。有可能有图形界面。操作系统负责如下功能-进程调度-内存管理-虚拟文件系统-网络接口-进程间通信嵌入式操作系统-VxWorksVxWorks-由WindRiver公司开发的实时操作系统内核。-开放式结构和对工业标准的支持，使得开发人员容易设计高效的嵌入式系统。-集成开发环境Tornado功能强大。-开发技术文档比较全面。嵌入式操作系统-LinuxLinux-免费的，开发源代码的操作系统。-源于通用操作系统设计，实时性不足。-集成开发环境较为欠缺，正在改善中。-开发技术文档由于嵌入式Linux版本较

8、多，不够统一。嵌入式操作系统-Linux嵌入式Linux种类-HardHatLinux:MontaVista-RTLinux:NewMexicoInstituteofTechnology-红旗Linux:中科红旗-Embedix:LineoAgenda嵌入式系统概述嵌入式系统硬件基础嵌入式系统软件基础嵌入式系统开发过程嵌入式软件开发模型连接式开发环境可抽换存储装置开发环境独立式开发环境连接式开发环境