单片机原理及应用第一章绪论.ppt

嵌入式系统的发展 虽然嵌入式系统是近几年才风靡起来，但是 这个概念并不是新进才出现。从二十 世纪七十年代单片机的出现到今天各式各样的嵌入式微处理器、微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了40年的发展。 作为一个系统，往往是硬件和软件交替发展的，双螺旋的支撑下逐渐趋于成熟和稳定的，嵌入式系统也不例外 。 1）嵌入式系统的出现最初是基于单片机（70年代出现）的，此时的应用还只是执行一些单线程的程序，还谈不上“系统”的概念 2）从80年代早期开始，嵌入式系统的程序员开始用商业级的“操作系统”编写嵌入式应用软件，“嵌入式系统”真正出现了。确切点说，这个时候的操作系统是一个实时核，这个实时核包含了许多传统操作系统的特征，包括任务管理、任务间通讯、同步与相互排斥、中断支持、内存管理等功能。 其中比较著名的有Ready System 公司的VRTX、Integrated System Incorporation (ISI)的PSOS和IMG的VxWorks、QNX公司的QNX 等。 这些嵌入式操作系统都具有嵌入式的典型特点：它们均采用占先式的调度，响应的时间很短，任务执行的时间可以确定；系统内核很小，具有可裁剪，可扩充和可移植性，可以移植到各种处理器上；较强的实时和可靠性，适合嵌入式应用。 3）90年代以后，随着对实时性要求的提高，软件规模不断上升，实时核逐渐发展为实时多任务操作系统（RTOS）， 并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流。这时候更多的公司看到了嵌入式系统的广阔发展前景， 开始大力发展自己的嵌入式操作系统。除了上面的几家老牌公司以外，还出现了Palm OS，WinCE，嵌入式Linux，Lynx，Nucleux， 以及国内的Hopen，Delta Os等嵌入式操作系统。随着嵌入式技术的发展前景日益广阔，相信会有更多的嵌入式操作系统软件出现。 常用的嵌入式系统 (1) VxWorks VxWorks是Wind River System公司开发的具有工业领导地位的高性能实时操作系统内核，具有先进的网络功能。VxWorks的开放式结构和对工业标准的支持，使得开发人员易于设计高效的嵌入式系统，并可以以很小的工作量移植到其它不同的处理器上。其主要特点如下： 可裁剪微内核结构； 高效的任务管理能力(多任务-具有256个优先级); 具有内存共享技术。 微秒级的中断处理能力。 支持多种物理介质及标准和完整的TCP/IP网络协议。 灵活的引导方式(支持从ROM、U盘、本地盘、软盘、硬盘或网络中引导)。 快速灵活的I/O系统管理能力。 支持MS-DOS和RT-11等多种文件系统、支持本地盘、U盘、CD-ROM的使用。 VxWorks是一个商用操作系统，用户需要购买licence。 (2) QNX QNX是由QNX软件系统有限公司开发的一套实时操作系统，它是一个实时的、可扩展的操作系统，部分遵循了POSIX相关标准，可以提供一个很小的微核级及一些可选择的配合进程。其内核仅提供四种服务：进程调度、进程间通信、底层网络通信和中断处理。其进程在独立的空间中运行，所有其它操作系统服务都实现为协作的用户进程，因此QNX内核非常小巧，大约几千字节，而且运行速度极快。。 (3) Windows CE Microsoft Windows CE是从整体上为有限资源的平台设计的多线程、完整优先权、多任务的操作系统。它的模块化设计允许它对从PDA到专用的工业控制器用户的电子设备进行定制，操作系统的基本内核至少需要200KB。 (4) uC/OS-II uC/OS-II系统源码开放，简单易学，提供了嵌入式系统的基本功能，其核心代码短小精悍，如果针对硬件进行优化，还可以获得更高的执行效率。当然，uC/OS-II相对于商用嵌入式系统来说还是过于简单，而且存在开发调试困难的问题。uC/OS-II的主要特点包括：公开源代码、可移植性很强(采用ANSI C编写)、可固化、可裁剪、占先式、多任务、系统任务、中断管理、稳定性和可靠性都很强。 (5) Linux Linux是现在最为流行的一款开放源代码的操作系统。Linux从1991年问世到现在，短短10年的时间内已发展成为一个功能强大、设计完善的操作系统，伴随网络技术进步而发展起来的Linux OS已成为Microsoft公司的DOS和Windows 95/98的强劲对手。 Linux系统不仅能够运行于PC平台，还在嵌入式系统方面大放光芒，在各种嵌入式Linux OS迅速发展的状况下，Linux OS逐渐形成了可与Windows CE等EOS进行抗衡的局面。目前正在开发的嵌入式系统中，49%的项目选择Linux作为嵌入式操作系统。Linux现已成为嵌入式操作的理想选择。 常用