[互联网]第1部分 嵌入式系统导论.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 初始化串口； 根据程序标志发送提示信息； 清空数据缓冲区； 系统复位 引脚P0.6为低？ 用户代码运行在HIGH区？ 接收串口数据 用户代码运行在LOW区？ 更新用户程序标志区 根据用户程序标志运行程序 将新的用户代码编程到LOW区 将新的用户代码编程到HIGH区 Y N N Y Y N 软件设计 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 初始化 处理1 事件1 处理2 事件2 N Y Y N ISR1 ISR2 前台处理 后台处理 ISR3 * * 前后台系统 需要考虑的是中断的现场保护和恢复，中断嵌套，中断处理过程与主程序的协调(共享资源)问题。 系统的性能主要由中断延迟时间(Interrupt latency time), 响应时间(response time)和恢复时间(recovery time)来刻画。 * * 中断请求 数据传送 ← 响应时间 → 主程序 ━━━ ━━━━━━ 现场保护 ━━ ━━ 和恢复 中断服务 ━━━━━━━ → ← → | ← 中断延迟时间 恢复时间 前后台系统 * * 单处理器多任务系统 对于一个复杂的嵌入式实时系统来说， 当采用中断处理程序加一个后台主程序这种软件结构难以实时的、准确的、可靠的完成时 存在一些互不相关的过程需要在一个计算机中同时处理时 需要采用实时多任务系统！ * * 结构 　　由多个任务，多个中断处理过程，实时操作系统组成的有机的整体。 　　每个任务是顺序执行的，并行性通过操作系统来完成，任务间的相互通信和同步也需要操作系统的支持。 单处理器多任务系统 * * 流程 并发多任务 ：：： ：：： 后台 前台 ISRs Tasks * * 多任务系统 多个顺序执行的程序并行运行。 宏观上看，所有的程序同时运行，每个程序运行在自己独立的CPU上。 实际上，不同的程序是共享同一个CPU和其它硬件。因此，需要RTOS来对这些共享的设备和数据进行管理。 每个程序都被编制成无限循环的程序，等待特定的输入，执行相应的任务等。 这种程序模型将系统分成相对简单的，相互合作的模块。 单处理器多任务系统 * * 优点 将复杂的系统分解为相对独立的多个线程， 达到“分而制之”的目的，从而降低系统的复杂性。 保证系统的实时性。 系统的模块化好，提高系统的可维护性。 缺点 需要采用一些新的软件设计方法。 需要增加功能：线程间的协调，同步和通信功能。 需要对每一个共享资源互斥。 导致线程间的竞争。 需要使用RTOS，RTOS要增加系统的开销。 单处理器多任务系统 * * 多处理器多任务系统 多任务可运行在多个处理器上，由操作系统统一调度，处理。 宏观上看是并发的，微观上看也是并发的。 多处理机系统分为紧耦合系统(tightly-coupled system)和松耦合系统(loosely-coupled system)两种。 多处理多任务系统目前还不成熟。 * * Requirement Analysis Software Design Coding Test Release 嵌入式软件开发基本过程 嵌入式硬件开发 计算机体系结构，了解嵌入式系统的基本要素。 一些电子学理论的知识：比如电阻、电容、电感、理解电路原理图等。 熟悉嵌入式处理器、添加外围设备和外部存储。 搭建硬件平台：PCB、调试等。 * * 第二节嵌入式系统的应用领域 * * 嵌入式系统的应用领域 嵌入式系统广泛地应用于消费电子、通信、汽车、国防、航空航天、工业控制、仪表、办公自动化等领域。 据欧盟的统计： 2003年全球大概有80亿片嵌入式微处理器，2010年，达到160亿片，地球上的人平均拥有3个嵌入式微处理器； 在航空电子中，嵌入式软件的开发成本占整个飞机