第一章：嵌入式系统与嵌入式操作系统精要.ppt

本章思考题 1、嵌入式系统与通用计算机系统的区别？ 2、嵌入式操作系统的实时性分类？ 3、简述嵌入式软件系统的构成。 4、按照运行平台划分嵌入式软件 5、嵌入式系统软件的特征 6、嵌入式开发为什么需要操作系统的支持？ 嵌入式操作系统概念 一般由内核、嵌入式TCP/IP网络系统、嵌入式文件系统等组成。 内核是嵌入式操作系统的基础，也是必备的部分。它提供任务管理、内存管理、通信、同步与互斥机制、中断管理、时间管理及任务扩展等功能。内核还提供特定的应用编程接口。 嵌入式操作系统EOS特性 嵌入式操作系统EOS相对于一般操作系统而言，它除具备了一般操作系统最基本的功能，如任务调度、同步机制、中断处理、文件功能等外，还有以下特性： 可装卸性。开放性、可伸缩性的体系结构。 强实时性。EOS实时性一般较强，可用于各种设备控制当中。 统一的接口。提供各种设备驱动接口。 操作方便、简单、提供友好的图形GUI，图形界面，易学易用。 提供强大的网络功能，支持TCP/IP协议及其它协议，提供TCP/UDP/IP/PPP协议支持及统一的MAC访问层接口，为各种移动计算设备预留接口。 强稳定性，弱交互性。嵌入式系统一旦开始运行就不需要用户过多的干预，这就要负责系统管理的EOS具有较强的稳定性。嵌入式操作系统的用户接口一般不提供操作命令，它通过系统调用命令向用户程序提供服务。 固化代码。在嵌入系统中，嵌入式操作系统和应用软件被固化在嵌入式系统计算机的ROM中。辅助存储器，如硬盘等，在嵌入式系统中很少使用，因此，嵌入式操作系统的文件管理功能应该能够很容易地拆卸，而用各种内存文件系统。 更好的硬件适应性，也就是良好的移植性。 嵌入式操作系统的基本概念 嵌入式应用程序由函数、中断服务子程序、线程、多个任务、实际或虚拟设备组成。在单CPU或多CPU的计算机上并发运行。 实时OS的系统函数提供创建多个任务的调用机制，控制任务的状态，分配任务需要的资源。 实时OS的系统函数控制多任务间的上下文切换和调度。 实时OS的系统函数提供IPC函数，在任务和任务间、在任务和中断服务子程序间进行信号、信号量、消息的传递。 实时OS的系统函数提供管道、套接字、RPC（远程过程调用）等机制，支持数据的传递。 实时OS的系统函数提供互斥信号量、锁和SPIN锁、封中断等机制。 嵌入式应用程序概述 基于实时操作系统进行嵌入式软件研发，有效率高、实时性好、易于移植等特点 从应用软件设计与实现角度分析，需要设计者首先掌握实时操作系统内核功能及调用接口，熟悉内核基本技术及其实现方法； 对应用程序进行任务分析及分解、中断分析及设计、数据分析和实现。完成应用代码程序设计，由此生成一个具有实时特性的嵌入式应用软件的可执行程序。 嵌入式软件系统 应用软件 这些软件功能通常以并发运行的进程、任务或线程的形式运行在系统中，控制系统的多项功能。 实时操作系统（RealTime Operating System） 负责管理运行于硬件系统之上的应用软件，按照系统任务优先级控制系统资源的分配和使用，负责调用任务调度处理器运行并发系统和应用任务，并负责完成任务运行和任务间的上下文切换。 嵌入式应用程序结构——任务结构与构建 任务分解 任务通信 任务创建 任务运行响应 任务与内核连接——任务调度 嵌入式软件系统 应用软件 这些软件功能通常以并发运行的进程、任务或线程的形式运行在系统中，控制系统的多项功能。 实时操作系统（RealTime Operating System） 负责管理运行于硬件系统之上的应用软件，按照系统任务优先级控制系统资源的分配和使用，负责调用任务调度处理器运行并发系统和应用任务，并负责完成任务运行和任务间的上下文切换。 嵌入式微处理器 外围硬件设备 嵌入式操作系统 应用程序代码 图 1- 嵌入式系统结构组成图 ?C/OS简介 1、?C/OS——Micro Controller OS，微控制器操作系统 2、 ?C/OS简介 美国人Jean Labrosse 1992年完成。 应用面覆盖了诸多领域，如照相机、医疗器械、音响设备、发动机控制、高速公路电话系统、自动提款机等。 1998年?C/OS-II，目前的版本?C/OS -II V2.61，2.72。 2000年，得到美国航空管理局（FAA）的认证，可以用于飞行器中。 网站www.ucos-II.com（)。 公开源代码 可移植性（Portable） 绝大部分? C/OS-II的源码是用移植性很强的ANSI C写的。和微处理器硬件相关的那部分是用汇编语言写的。汇编语言写的部分已经压到最低限度，使得? C/OS-II便于移植到其他微处理器上。 ? C/OS-II可以在绝大多数8位、16位、32位以至64位微处理器、微控制器 、