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第1章嵌入式系统基础;主要内容;;IEE定义
嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作的机器、设备或装置”(原文为devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants)。
通常执行特定功能
嵌入式系统的核心----嵌入式微处理器
严格的时序和稳定性要求
全自动操作循环;;嵌入式处理器;外围设备;嵌入式操作系统;应用软件;;;;实时系统中主要通过3个指标来衡量系统的实时性,即:
响应时间(ResponseTime):指计算机从识别一个外部事件到做出响应的时间。
生存时间(SurvivalTime):指数据的有效等待时间,在这段时间里数据是有效的。
吞吐量(Throughput):指在一段给定时间内,系统可以处理事件的总数。吞吐量通常比平均响应时间的倒数小一点。
;实时系统的分类;主要内容;;嵌入式微处理器;;ARM处理器;MIPS处理器;PowerPC体系结构的特点是可伸缩性好,方便灵活。PowerPC处理器品种很多,既有通用的处理器,又有微控制器和内核。其应用范围非常广泛,从高端的工作站、服务器到桌面计算机系统,从消费类电子产品到大型通信设备,无所不包。
基于PowerPC架构的处理器有IBM公司开发的PowerPC405GP,它是一个集成10/100Mbps以太网控制器、串行和并行端口、内存控制器以及其它外设的高性能嵌入式处理器。
;Apple机以前使用的就是Motorola68000(68K),比Intel公司的8088还要早。但现在,Apple、Motorola公司已放弃68K而专注于ARM了。;x86系列处理器是最常用的,它起源于Intel架构的8080,发展到现在Pentium4、Athlon和AMD的64位处理器Hammer。486DX是当时和ARM、68K、MIPS、SuperH齐名的五大嵌入式处理器之一。现有基于x86的STPC高度集成系统。;主要内容;;操作系统的功能;计算机操作系统的分类;嵌入式操作系统的分类;嵌入式操作系统的基本概念;嵌入式操作系统的基本概念;嵌入式操作系统的基本概念;嵌入式操作系统的基本概念;嵌入式操作系统的基本概念;嵌入式操作系统的基本概念;嵌入式操作系统的基本概念;;实时操作系统的发展;实时操作系统的组成;实时操作系统的特点;;μC/OS和μC/OS-Ⅱ;;μC/OS-II的任务状态转移图;μClinux;DeltaOS;HopenOS;pSOS;主要内容;在实时操作系统中最??键的部分是实时多任务内核。它主要实现的功能包括:
任务管理
任务间通信与同步
存储器管理
定时器管理
中断管理
;;实时内核的任务管理实现在应用程序中建立任务,删除任务,挂起任务,恢复任务,以及对任务的响应、切换和调度等功能。;基于优先级的调度算法;基于优先级的调度算法——非抢占式调度;基于优先级的调度算法——抢占式调度;优先级
反转问题;基于优先级的调度算法——抢占式调度;优先级继承通过提高任务3的优先级达到与任务1相同的优先级,来避免优先级反转问题的出现。;基于优先级的调度算法——抢占式调度;使用优先级封顶后任务的运行流程;优先级继承和优先级封顶的比较;同一优先级的时间片轮转调度算法;单调速率调度算法;;;;;主要内容;发展现状;第2章嵌入式系统开发过程;主要内容;;嵌入式软件开发的特点:
需要交叉开发环境:交叉开发环境是指实现编译、链接和调试应用程序代码的环境。与运行应用程序的环境不同,它分散在有通信连接的宿主机与目标机环境之中。
宿主机(Host)是一台通用计算机,一般是PC机。它通过串口或网络连接与目标机通信。
目标机(Target)可以是嵌入式应用软件的实际运行环境,也可以是能替代实际环境的仿真系统。
引入任务设计方法
需要固化程序
软件开发难度大
嵌入式应用软件对实时性、稳定性、可靠性、抗干扰性等性能的要求都比通用软件的要求更为严格和苛刻。;;需求分析阶段;设计阶段;生成代码阶段;代码编程;生成代码阶段;生成代码阶段;固化阶段;总结:嵌入式软件开发的要点;;源程序模拟器方式;监控器方式;仿真器方式;;第3章ARM体系结构;主要内容;;;;;;;ALU;ALU;桶形移位寄存器;高速乘法器;;浮点部件;控制器;寄存器;;指令执行的阶段;指令执行的阶段;指令执行的阶段;ARM体系结构的3级流水线;ARM体系结构的3级流水线;ARM体系结构的5级流水
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