《嵌入式操作系统教程-第三章.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《嵌入式操作系统教程-第三章.ppt（14页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、嵌入式操作系统基础 第三章 嵌入式系统和嵌入式实时操作系统 第三章 嵌入式系统和嵌入式实时操作系统u嵌入式系统的基本概念嵌入式系统的基本概念u嵌入式实时操作系统嵌入式实时操作系统u常见的嵌入式实时操作系统常见的嵌入式实时操作系统1嵌入式操作系统基础 第三章 嵌入式系统和嵌入式实时操作系统 第三章 嵌入式系统和嵌入式实时操作系统一、嵌入式系统的定义3.1 嵌入式系统的基本概念v看不见的计算机，一般不能被用户编程看不见的计算机，一般不能被用户编程,它有一些专用的它有一些专用的I/OI/O设备设备,对用户的接口是应用专用的对用户的接口是应用专用的。vAn embedded system is a c
2、omputer system contained within some larger device or product with the intent purpose of providing monitoring and control services to that device.v “Any sort of device which includes a programmable computer but itself is not intended to be a general-purpose computer.”v通常将嵌入式计算机系统简称为嵌入式系统。通常将嵌入式计算机系统
3、简称为嵌入式系统。2嵌入式操作系统基础 第三章 嵌入式系统和嵌入式实时操作系统vIEEE:“Device used to control，monitor，or assist the operation of equipment，machinery or plants”.v嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。体积、功耗严格要求的专用计算机系统。v嵌入式系统嵌入式系统是将先进的计算机技术、是将先进的计算机技术
4、、半导体半导体技术和电子技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。包含有计算机，但又不是通用计算机的计算机应用系统。包含有计算机，但又不是通用计算机的计算机应用系统。3嵌入式操作系统基础 第三章 嵌入式系统和嵌入式实时操作系统嵌入式系统组成v嵌入式系统一般由嵌入式硬件嵌入式系统一般由嵌入式硬件和软件组成和软件组成v硬件以微处理器为核心集成存硬件以微处理器为核心集成存储器和系统专用的输入储器和系统专用的输入/输出输出设备设备v软件包括：初始化代码及驱动、软件包括：初始化代码及驱动、嵌入式操作系统和应用程序等，嵌入式操作系统和应用程序等，这些软件有机
5、地结合在一起，这些软件有机地结合在一起，形成系统特定的一体化软件。形成系统特定的一体化软件。4嵌入式操作系统基础 第三章 嵌入式系统和嵌入式实时操作系统二、嵌入式系统的发展历史1.1.嵌入式系统的嵌入式系统的出现出现和和兴起兴起（1960-19701960-1970）v出现：出现：2020世纪世纪6060年代以晶体管、磁芯存储为基础的计算机年代以晶体管、磁芯存储为基础的计算机开始用于航空等军用领域。开始用于航空等军用领域。-第一台机载专用数字计算机是奥托内蒂克斯公司为美国第一台机载专用数字计算机是奥托内蒂克斯公司为美国海军舰载轰炸机海军舰载轰炸机“民团团员民团团员”号研制的多功能数字分析号研制
6、的多功能数字分析器器(VerdanVerdan)。-同时嵌入式计算机开始应用于工业控制。同时嵌入式计算机开始应用于工业控制。19621962年一个美年一个美国乙烯厂实现了工业装置中的第一个直接数字控制国乙烯厂实现了工业装置中的第一个直接数字控制(DDC)(DDC)。5嵌入式操作系统基础 第三章 嵌入式系统和嵌入式实时操作系统1.1.嵌入式系统的嵌入式系统的出现出现和和兴起兴起（1960-19701960-1970）v兴起兴起：在：在1965196519701970年，当时计算机已开始采用集成电路，年，当时计算机已开始采用集成电路，即第三代计算机。在军事、航空航天领域、工业控制的需即第三代计算机
7、。在军事、航空航天领域、工业控制的需求推动下。求推动下。-第第一一次次使使用用机机载载数数字字计计算算机机控控制制的的是是19651965年年发发射射的的Gemini3Gemini3号号，第第一一次次通通过过容容错错来来提提高高可可靠靠性性是是19681968年年的的阿波罗阿波罗4 4号、土星号、土星5 5号。号。-1963-1963年年DECDEC公公司司推推出出PDP8PDP8并并发发展展成成PDP11PDP11系系列列，成成为为工工业业生产集中控制的主力军。生产集中控制的主力军。-在在军军用用领领域域中中，为为了了可可靠靠和和满满足足体体积积、重重量量的的严严格格要要求求，还还需需为为各
8、各个个武武器器系系统统设设计计五五花花八八门门的的专专用用的的嵌嵌入入式式计计算机系统。算机系统。6嵌入式操作系统基础 第三章 嵌入式系统和嵌入式实时操作系统2.嵌入式系统开始走向繁荣，软件和硬件日臻完善（1971-1989）v嵌入式系统大发展是在微处理器问世之后嵌入式系统大发展是在微处理器问世之后 19731973年至年至19771977年间各厂家推出了许多年间各厂家推出了许多8 8位的微处理器，包位的微处理器，包括括Intel 8080/8085Intel 8080/8085，Motorola Motorola 的的6800/68026800/6802，ZilogZilog的的Z80Z80
9、和和RockwellRockwell的的65026502。v单片机、单片机、DSPDSP出现出现v软件技术的进步使嵌入式系统日臻完善软件技术的进步使嵌入式系统日臻完善 8080年年代代初初开开始始出出现现了了一一批批软软件件公公司司，推推出出商商品品化化的的嵌嵌入入式式实实时时操操作作系系统统和和各各种种开开发发工工具具。商商用用嵌嵌入入式式实实时时操操作作系系统统和和开开发发工工具具的的出出现现和和推推广广应应用用，使使嵌嵌入入式式系系统统的的开开发发从从作作坊坊式式向向分分工工协协作作规规模模化化的的方方向向发发展展，促促使使嵌嵌入入式式应应用用扩扩展到更广阔的领域。展到更广阔的领域。7嵌
10、入式操作系统基础 第三章 嵌入式系统和嵌入式实时操作系统3.嵌入式系统应用走向纵深（1990年-现在）v进入进入2020世纪世纪9090年代年代,在分布控制、柔性制造、数字化通信在分布控制、柔性制造、数字化通信和数字化家电等巨大需求的牵引下，嵌入式系统的硬件、和数字化家电等巨大需求的牵引下，嵌入式系统的硬件、软件技术进一步加速发展、应用领域进一步扩大。软件技术进一步加速发展、应用领域进一步扩大。v嵌入式系统的硬件嵌入式系统的硬件 处理器性能不断提高，应用范围的不断扩展，处理器性能不断提高，应用范围的不断扩展，CPU与与DSP集成（集成（SoC）的成功）的成功,并大量运用于嵌入式系统。并大量运用
11、于嵌入式系统。v嵌入式系统的软件嵌入式系统的软件 随着微处理器性能的提高，嵌入式软件的规模也随着发随着微处理器性能的提高，嵌入式软件的规模也随着发生指数型增长。生指数型增长。8嵌入式操作系统基础 第三章 嵌入式系统和嵌入式实时操作系统三、嵌入式系统的系统的特点v嵌入式系统嵌入式系统专用性专用性强，通常是形式多样、面向特定应用。强，通常是形式多样、面向特定应用。v嵌入式系统得到多种类型的处理器和处理器体系结构的支嵌入式系统得到多种类型的处理器和处理器体系结构的支持持v嵌入式系统通常极其关注成本嵌入式系统通常极其关注成本v嵌入式系统有嵌入式系统有实时性实时性和和可靠性可靠性的要求的要求v嵌入式系统
12、使用的操作系统一般是适应多种处理器、嵌入式系统使用的操作系统一般是适应多种处理器、可剪可剪裁裁、轻量型、实时可靠、可固化的嵌入式操作系统、轻量型、实时可靠、可固化的嵌入式操作系统v嵌入式系统开发需要专门工具和特殊方法嵌入式系统开发需要专门工具和特殊方法v功耗低功耗低，生命周期长，生命周期长9嵌入式操作系统基础 第三章 嵌入式系统和嵌入式实时操作系统3.2 嵌入式实时操作系统2.嵌入式操作系统的特点一、嵌入式实时操作系统的定义1.概念 运行在嵌入式硬件平台上，对整个系统及其部件、装置等运行在嵌入式硬件平台上，对整个系统及其部件、装置等资源进行统一协调、指挥和控制的系统软件就叫做嵌入式操资源进行统
13、一协调、指挥和控制的系统软件就叫做嵌入式操作系统。作系统。微型化微型化 嵌入式操作系统模块越小越好。嵌入式操作系统模块越小越好。实时性实时性 嵌入式操作系统内核普遍采用可剥夺方式。嵌入式操作系统内核普遍采用可剥夺方式。高可靠高可靠 嵌入式操作系统对高可靠性是一个基本要求。嵌入式操作系统对高可靠性是一个基本要求。易移植易移植10嵌入式操作系统基础 第三章 嵌入式系统和嵌入式实时操作系统二、嵌入式操作系统的微内核2.特殊的微内核结构 1.微内核结构 通过把本应该由内核中应该提供的部分服务置于内核通过把本应该由内核中应该提供的部分服务置于内核之外来实现操作系统的规模的缩小之外来实现操作系统的规模的缩
14、小(c/s结构)。11嵌入式操作系统基础 第三章 嵌入式系统和嵌入式实时操作系统三、嵌入式操作系统的可裁剪(配置)性与实现v编译链接时配置编译链接时配置v运行时配置运行时配置12嵌入式操作系统基础 第三章 嵌入式系统和嵌入式实时操作系统3.2 嵌入式实时操作系统1.uC/-OS-II一、开源嵌入式操作系统2.RTLinux/ARM-Linux/KURT/Times Linux和Mach13嵌入式操作系统基础 第三章 嵌入式系统和嵌入式实时操作系统二、商业嵌入式操作系统1.VxWorks/pSOS1.VxWorks/pSOS2.QNX2.QNX4.Windows CE4.Windows CE14