《嵌入式软件与中间件介绍.ppt

嵌入式软件与中间件 嵌入式系统的概念 概念（IEEE） devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants.（嵌入式系统是控制、监视或者辅助某个设备、机器甚至工厂运行的设备。） 用来执行特定功能 以微电脑与周边构成核心 需要严格的时序与稳定度 全自动操作循环 嵌入式系统的概念（续） 国内普遍接受的概念 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁减，适于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统的组成 嵌入式系统组成 系统硬件 嵌入式处理器 外围硬件设备 软件 嵌入式操作系统 用户应用程序 嵌入式系统的组成（续） 系统硬件组成 嵌入式处理器 外围电路 接口 外设 嵌入式处理器分类 嵌入式微处理器（MPU）：运算器、控制器 嵌入式微控制器（MCU）：片内ROM、RAM、总线、I/O口、计数器、看门狗、AD、DA、Flash 数字信号处理器（DSP）：哈佛结构，适用于FFT变换、谱分析、数字滤波等操作，用于音频、视频处理 片上系统（SOC）：USB、GPRS、GPS、IEEE1394、蓝牙，可靠性强、开发时间短 嵌入式处理器分类（续） 嵌入式微处理器（MPU）：Am186/88、386EX 嵌入式微控制器（MCU）：8051、P51XA 数字信号处理器（DSP）：TMS320系列、DSP56200系列 片上系统（SOC）：M-core、CC2430 嵌入式微控制器 嵌入式微控制器又称单片机，它以某种微处理器内核为核心，将计算机系统的各个部分集成在一块芯片中，包括ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、Flash RAM、EEPROM等。 数字信号处理器 DSP处理器对系统结构和指令进行特殊设计，使其适合于执行DSP算法，编译效率较高，，指令执行速度也较高。在数字滤波、FFT、谱分析等方面DSP算法正在大量进入嵌入式领域。 片上系统 片上系统是采用硬件描述语言来设计各种处理器内核以及各种外设，把设计好的单元存储在器件库中，用户只需根据系统要求选用这些器件，仿真通过后就可以将设计图交给半导体工厂制作样品。 外围硬件设备 电源部分：交流电、电池供电 输入部分：键盘、鼠标、触摸屏、拨码开关等。 输出部分：发光二极管、lED显示器、LCD显示器、蜂鸣器等。 存储部分：ROM、EPROM、EEPROM、FLASH、RAM。 外围硬件设备（续） 接口电路：USB接口、PS/2接口、串口、IDE接口、红外接口、1394接口、CF卡接口、网络接口、CAN总线接口、RS422接口、RS485接口等等，每一种接口一般都对应一个专用的控制芯片，例如串口一般是由8250芯片来控制。 其他硬件逻辑电路：AD转换电路、电机驱动电路、时钟日期生成电路等等。 嵌入式系统的组成（续） 软件组成 操作系统 应用程序 嵌入式操作系统分类 顺序系统 分时系统 实时系统 强实时：vxworks 弱实时：嵌入式linux、wince 开源：linux、uClinux、uC/OS II Vxworks操作系统 Vxworks操作系统是一个非常优秀的嵌入式操作系统，它的实时性强，内核可裁剪到很小，可靠性高。在北美，Vxworks占据了嵌入式操作系统的多半市场，特别是在通信设备等实时性要求较高的系统中，Vxworks占据了绝大部分市场份额。但是Vxworks及其相关开发工具的价格很高，小公司难以承受。 嵌入式Linux操作系统 Linux是一个成功的服务器操作系统，此外由于其开源、免费、可移植性好的特点，在嵌入式系统中也有广泛应用。嵌入式Linux可分为两类，一类经过修改，专门在设有内存管理单元的硬件上运行，例如uCLinux;另一类具有完全的Linux特性，运行于有内存管理单元的硬件平台，例如mini Linux. uC/OS II操作系统 目前很多大学都以uC/OS II 为教学使用的实时操作系统，这主要是由于uC/OS II 较简单，源码公开，非常适合入门者学习实时操作系统原理。uC/OS II 的缺点是功能有限，实际使用较少。 Windows CE操作系统 Windows CE是微软公司推出的嵌入式操作系统，在短短几年间占据了很大的市场份额，特别是在PDA、手机、显示仪等界面要求较高或者要求快速的场合。Windows CE 的开发平台主要为Windows CE Platform Builder，有时也用EVC环境开发一些较上层的应用 嵌入式应用软件 固态化存储：为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一