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1、嵌入式系统设计嵌入式系统设计2第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2 2 2 21 1 1 1 嵌入式系统硬件知识嵌入式系统硬件知识嵌入式系统硬件知识嵌入式系统硬件知识2.1.1 2.1.1 2.1.1 2.1.1 嵌入式微处理器简介嵌入式微处理器简介嵌入式微处理器简介嵌入式微处理器简介 2.1.2 2.1.2 2.1.2 2.1.2 嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构1.1.1.1.冯冯冯冯.诺依曼体系与哈佛体系诺依曼体系与哈佛体系诺依曼体系与哈佛体系诺依曼体系与哈佛体系 冯冯冯冯.诺依曼诺依曼诺依曼诺依曼体系：体系：体
2、系：体系：程序存储器程序存储器程序存储器程序存储器和和和和数据存储器数据存储器数据存储器数据存储器占据占据占据占据同一个同一个同一个同一个空间。空间。空间。空间。哈佛哈佛哈佛哈佛体系：体系：体系：体系：程序存储器程序存储器程序存储器程序存储器和和和和数据存储器数据存储器数据存储器数据存储器占据占据占据占据不同的不同的不同的不同的空间。空间。空间。空间。C CP PU U地址地址数据数据存储器存储器C CP PU U地址地址数据数据指令存储器指令存储器数据存储器数据存储器第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2 2 2 21 1 1 1 嵌入式系统硬件知识嵌入式系统硬件知识嵌入式
3、系统硬件知识嵌入式系统硬件知识2.1.1 2.1.1 2.1.1 2.1.1 嵌入式微处理器简介嵌入式微处理器简介嵌入式微处理器简介嵌入式微处理器简介 2.1.2 2.1.2 2.1.2 2.1.2 嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构2.2.2.2.CISCCISCCISCCISC与与与与RISCRISCRISCRISCCISCCISCCISCCISC结构结构结构结构RISCRISCRISCRISC结构结构结构结构指令系统特点指令系统特点指令系统特点指令系统特点 指令数量多指令数量多指令数量多指令数量多指令数量少指令数量少指令数量少指令数量
4、少执行时间执行时间执行时间执行时间指令不同速度各异指令不同速度各异指令不同速度各异指令不同速度各异执行速度基本均衡执行速度基本均衡执行速度基本均衡执行速度基本均衡编码长度编码长度编码长度编码长度可变：可变：可变：可变：1-151-151-151-15字节字节字节字节长度固定长度固定长度固定长度固定寻址方式寻址方式寻址方式寻址方式多样多样多样多样简单简单简单简单操作特点操作特点操作特点操作特点面对寄存器存储器面对寄存器存储器面对寄存器存储器面对寄存器存储器只面对寄存器只面对寄存器只面对寄存器只面对寄存器编译效率编译效率编译效率编译效率难以高效难以高效难以高效难以高效高效高效高效高效第二章第二章
5、嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2 2 2 21 1 1 1 嵌入式系统硬件知识嵌入式系统硬件知识嵌入式系统硬件知识嵌入式系统硬件知识2.1.1 2.1.1 2.1.1 2.1.1 嵌入式微处理器简介嵌入式微处理器简介嵌入式微处理器简介嵌入式微处理器简介 2.1.2 2.1.2 2.1.2 2.1.2 嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构3.3.3.3.信息存储的字节顺序信息存储的字节顺序信息存储的字节顺序信息存储的字节顺序 C C C C语言中数据类型与字节数之间的关系语言中数据类型与字节数之间的关系语言中数据类型与字节数之间的关系
6、语言中数据类型与字节数之间的关系C C C C语言的数据类型声明语言的数据类型声明语言的数据类型声明语言的数据类型声明通常在通常在通常在通常在32323232位微处理器中所占字节数位微处理器中所占字节数位微处理器中所占字节数位微处理器中所占字节数charcharcharchar1 1 1 1short intshort intshort intshort int2 2 2 2intintintint4 4 4 4long intlong intlong intlong int4 4 4 4flaotflaotflaotflaot4 4 4 4doubledoubledoubledouble8
7、8 8 8第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2 2 2 21 1 1 1 嵌入式系统硬件知识嵌入式系统硬件知识嵌入式系统硬件知识嵌入式系统硬件知识2.1.1 2.1.1 2.1.1 2.1.1 嵌入式微处理器简介嵌入式微处理器简介嵌入式微处理器简介嵌入式微处理器简介 2.1.2 2.1.2 2.1.2 2.1.2 嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构3.3.3.3.信息存储的字节顺序信息存储的字节顺序信息存储的字节顺序信息存储的字节顺序 比如：存储比如：存储比如：存储比如：存储0 x01 23 45 670 x01 23
8、45 670 x01 23 45 670 x01 23 45 67大端模式大端模式大端模式大端模式小端模式小端模式小端模式小端模式0 x80000 x80000 x80000 x800001010101676767670 x80010 x80010 x80010 x800123232323454545450 x80020 x80020 x80020 x800245454545232323230 x80030 x80030 x80030 x80036767676701010101第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2 2 2 21 1 1 1 嵌入式系统硬件知识嵌入式系统硬件知
9、识嵌入式系统硬件知识嵌入式系统硬件知识2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类 1.ARM1.ARM1.ARM1.ARM是是是是A A A Advanced dvanced dvanced dvanced R R R RISC ISC ISC ISC M M M Machinesachinesachinesachines公司的缩写。公司的缩写。公司的缩写。公司的缩写。ARMARMARMARM公司提出一种新的微处理器（微控制器）技术。实际是一公司提出一种新的微处理器（微控制器）技术。实际是一公司提出一种新的微处理器（
10、微控制器）技术。实际是一公司提出一种新的微处理器（微控制器）技术。实际是一种新型的体系结构。并授权世界许多半导体公司使用该技术。种新型的体系结构。并授权世界许多半导体公司使用该技术。种新型的体系结构。并授权世界许多半导体公司使用该技术。种新型的体系结构。并授权世界许多半导体公司使用该技术。如：如：如：如：Intel Intel Intel Intel、IBM IBM IBM IBM、NEC NEC NEC NEC、SONY SONY SONY SONY、PHILIPS PHILIPS PHILIPS PHILIPS等公司等公司等公司等公司凡是采用凡是采用凡是采用凡是采用ARMARMARMARM
11、公司提出的体系结构的微处理器都简称为公司提出的体系结构的微处理器都简称为公司提出的体系结构的微处理器都简称为公司提出的体系结构的微处理器都简称为ARMARMARMARM微微微微处理器处理器处理器处理器或或或或ARMARMARMARM单片机单片机单片机单片机。第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2 2 2 21 1 1 1 嵌入式系统硬件知识嵌入式系统硬件知识嵌入式系统硬件知识嵌入式系统硬件知识2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类 1.ARM1.ARM1.ARM1.ARMARMARMARMARM
12、微处理器特点：微处理器特点：微处理器特点：微处理器特点：1111体积小、功耗低、低成本高性能体积小、功耗低、低成本高性能体积小、功耗低、低成本高性能体积小、功耗低、低成本高性能 222216/3216/3216/3216/32位指令集位指令集位指令集位指令集 3333全世界众多的合作伙伴全世界众多的合作伙伴全世界众多的合作伙伴全世界众多的合作伙伴第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2 2 2 21 1 1 1 嵌入式微处理器硬件知识嵌入式微处理器硬件知识嵌入式微处理器硬件知识嵌入式微处理器硬件知识2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器
13、分类嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类 1.ARM1.ARM1.ARM1.ARM性能特性：性能特性：性能特性：性能特性：1111指令流水线：指令流水线：指令流水线：指令流水线：2222存储器访问：存储器访问：存储器访问：存储器访问：8/16/328/16/328/16/328/16/32位位位位3333存储器接口：支持快速突发模式存储器接口：支持快速突发模式存储器接口：支持快速突发模式存储器接口：支持快速突发模式4444嵌入式嵌入式嵌入式嵌入式ICE-RTICE-RTICE-RTICE-RT逻辑：逻辑：逻辑：逻辑：JTAGJTAGJTAGJTAG接口接口接口接口第二章第二章 嵌入式系统的基本
14、知识嵌入式系统的基本知识2 2 2 21 1 1 1 嵌入式微处理器硬件知识嵌入式微处理器硬件知识嵌入式微处理器硬件知识嵌入式微处理器硬件知识2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类 2.MIPS2.MIPS2.MIPS2.MIPSMIPSMIPSMIPSMIPS（M M M Microprocessor without icroprocessor without icroprocessor without icroprocessor without I I I Interlocked nterlocked nte
15、rlocked nterlocked P P P Pipeline ipeline ipeline ipeline S S S Stages)tages)tages)tages)特点：特点：特点：特点：1111DSPDSPDSPDSP2222RISCRISCRISCRISC结构结构结构结构3333MMUMMUMMUMMU4444CacheCacheCacheCache5555增强型增强型增强型增强型JTAGJTAGJTAGJTAG第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2 2 2 21 1 1 1 嵌入式微处理器硬件知识嵌入式微处理器硬件知识嵌入式微处理器硬件知识嵌入式微处理器硬
16、件知识2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类 2.MIPS2.MIPS2.MIPS2.MIPSMIPSMIPSMIPSMIPS适用场合：适用场合：适用场合：适用场合：1111SoCSoCSoCSoC2222便携式计算系统便携式计算系统便携式计算系统便携式计算系统3333便携式通信设备便携式通信设备便携式通信设备便携式通信设备4444数字消费类产品数字消费类产品数字消费类产品数字消费类产品5555办公自动化产品办公自动化产品办公自动化产品办公自动化产品6666工业控制、自动化系统工业控制、自动化系统工业控制、自动化
17、系统工业控制、自动化系统第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2 2 2 21 1 1 1 嵌入式微处理器硬件知识嵌入式微处理器硬件知识嵌入式微处理器硬件知识嵌入式微处理器硬件知识2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类 3.PowerPC3.PowerPC3.PowerPC3.PowerPC1111IBMIBMIBMIBM PowrPC PowrPC PowrPC PowrPC （Power PC405GPPower PC405GPPower PC405GPPower PC405GP）是一个专用于
18、网络设备的高性能嵌入式处理器是一个专用于网络设备的高性能嵌入式处理器是一个专用于网络设备的高性能嵌入式处理器是一个专用于网络设备的高性能嵌入式处理器与其他与其他与其他与其他 Power PCPower PCPower PCPower PC处理器兼容处理器兼容处理器兼容处理器兼容2222MotorolaMotorolaMotorolaMotorola Power PC Power PC Power PC Power PC（MPC823eMPC823eMPC823eMPC823e）高度综合的高度综合的高度综合的高度综合的SOCSOCSOCSOC系统，适用于便携式设备和通信设备系统，适用于便携式设备
19、和通信设备系统，适用于便携式设备和通信设备系统，适用于便携式设备和通信设备第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2 2 2 21 1 1 1 嵌入式微处理器硬件知识嵌入式微处理器硬件知识嵌入式微处理器硬件知识嵌入式微处理器硬件知识2.1.3 2.1.3 2.1.3 2.1.3 嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类嵌入式微处理器分类 4.x864.x864.x864.x86特点：与特点：与特点：与特点：与x86x86x86x86微处理器指令兼容微处理器指令兼容微处理器指令兼容微处理器指令兼容5.68K5.68K5.68K5.68KColdFireColdFire
20、ColdFireColdFire系列：基于系列：基于系列：基于系列：基于RISCRISCRISCRISC结构结构结构结构第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2.2 2.2 2.2 2.2 嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识 2.2.12.2.12.2.12.2.1嵌入式软件概述嵌入式软件概述嵌入式软件概述嵌入式软件概述1111规模较小规模较小规模较小规模较小2222开发难度较大开发难度较大开发难度较大开发难度较大 硬件资源有限硬件资源有限硬件资源有限硬件资源有限 涉及底层软件涉及底层软件涉及底层软件涉及底层软件 开发环境与运行环境不同开发
21、环境与运行环境不同开发环境与运行环境不同开发环境与运行环境不同3333实时性和靠可靠性要求高实时性和靠可靠性要求高实时性和靠可靠性要求高实时性和靠可靠性要求高4444要求固化存储要求固化存储要求固化存储要求固化存储第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2.2 2.2 2.2 2.2 嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识 2.2.22.2.22.2.22.2.2嵌入式软件体系结构嵌入式软件体系结构嵌入式软件体系结构嵌入式软件体系结构1.1.1.1.无操作系统情况无操作系统情况无操作系统情况无操作系统情况1111循环轮转方式循环轮转方式循环轮转方
22、式循环轮转方式2222前后台方式前后台方式前后台方式前后台方式 后台：后台：后台：后台：系统硬件、软件资源分配、管理、任务调度系统硬件、软件资源分配、管理、任务调度系统硬件、软件资源分配、管理、任务调度系统硬件、软件资源分配、管理、任务调度 任务级程序任务级程序任务级程序任务级程序前台：前台：前台：前台：处理异步事件处理异步事件处理异步事件处理异步事件 事件处理级程序事件处理级程序事件处理级程序事件处理级程序 第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2.2 2.2 2.2 2.2 嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识 2.2.22.2.22.2
23、.22.2.2嵌入式软件体系结构嵌入式软件体系结构嵌入式软件体系结构嵌入式软件体系结构2.2.2.2.有操作系统情况有操作系统情况有操作系统情况有操作系统情况开发软件时是在操作系统的基础上编写开发软件时是在操作系统的基础上编写开发软件时是在操作系统的基础上编写开发软件时是在操作系统的基础上编写1111提高了系统的可靠性提高了系统的可靠性提高了系统的可靠性提高了系统的可靠性2222提高了系统的开发效率，缩短了开发周期提高了系统的开发效率，缩短了开发周期提高了系统的开发效率，缩短了开发周期提高了系统的开发效率，缩短了开发周期3333有利于系统的移植和扩展有利于系统的移植和扩展有利于系统的移植和扩展
24、有利于系统的移植和扩展嵌入式操作系统构成：嵌入式操作系统构成：嵌入式操作系统构成：嵌入式操作系统构成：内核内核内核内核+任务管理任务管理任务管理任务管理 存储管理存储管理存储管理存储管理 I/OI/OI/OI/O管理管理管理管理 文件管理文件管理文件管理文件管理第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2.2 2.2 2.2 2.2 嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识 2.2.32.2.32.2.32.2.3嵌入式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分类嵌入式操作系统的分类1.1.1.1.按系统的类型分类按系统的类型分类按系统的类
25、型分类按系统的类型分类1111商用系统商用系统商用系统商用系统 特点：功能强大、性能稳定、应用范围广泛特点：功能强大、性能稳定、应用范围广泛特点：功能强大、性能稳定、应用范围广泛特点：功能强大、性能稳定、应用范围广泛2222专用系统专用系统专用系统专用系统 特点：专门为某公司产品定制的系统特点：专门为某公司产品定制的系统特点：专门为某公司产品定制的系统特点：专门为某公司产品定制的系统3333开源系统开源系统开源系统开源系统 特点：开放源代码。成本低、资源丰富、技术支持强特点：开放源代码。成本低、资源丰富、技术支持强特点：开放源代码。成本低、资源丰富、技术支持强特点：开放源代码。成本低、资源丰富
26、、技术支持强 第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2.2 2.2 2.2 2.2 嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识 2.2.32.2.32.2.32.2.3嵌入式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分类嵌入式操作系统的分类2.2.2.2.按相应的时间分类按相应的时间分类按相应的时间分类按相应的时间分类1111硬实时系统硬实时系统硬实时系统硬实时系统特点：对相应时间有严格的要求，不满足会引起系统崩溃致命后果特点：对相应时间有严格的要求，不满足会引起系统崩溃致命后果特点：对相应时间有严格的要求，不满足会引起系统崩溃致命后果特点
27、：对相应时间有严格的要求，不满足会引起系统崩溃致命后果2222软实时系统软实时系统软实时系统软实时系统特点：对相应时间有要求，如不满足会付出额外代价，但无危险。特点：对相应时间有要求，如不满足会付出额外代价，但无危险。特点：对相应时间有要求，如不满足会付出额外代价，但无危险。特点：对相应时间有要求，如不满足会付出额外代价，但无危险。3333非实时系统非实时系统非实时系统非实时系统特点：对相应时间一般无严格要求，侧重于微处理器资源共享。特点：对相应时间一般无严格要求，侧重于微处理器资源共享。特点：对相应时间一般无严格要求，侧重于微处理器资源共享。特点：对相应时间一般无严格要求，侧重于微处理器资源
28、共享。第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2.2 2.2 2.2 2.2 嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识 2.2.32.2.32.2.32.2.3嵌入式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分类嵌入式操作系统的分类3.3.3.3.按软件结构分类按软件结构分类按软件结构分类按软件结构分类1111单体结构单体结构单体结构单体结构特点：中间件、驱动程序集成在系统内核之中。特点：中间件、驱动程序集成在系统内核之中。特点：中间件、驱动程序集成在系统内核之中。特点：中间件、驱动程序集成在系统内核之中。整个操作系统由一组功能模块构成。整
29、个操作系统由一组功能模块构成。整个操作系统由一组功能模块构成。整个操作系统由一组功能模块构成。应用软件应用软件 硬件硬件 操作系统操作系统（单体结构）（单体结构）文件文件I/OI/OI/OI/O驱动驱动存储管理存储管理存储驱动存储驱动进程管理进程管理中断驱动中断驱动第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2.2 2.2 2.2 2.2 嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识 2.2.32.2.32.2.32.2.3嵌入式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分类嵌入式操作系统的分类3.3.3.3.按软件结构分类按软件结构分类按软件结构
30、分类按软件结构分类2222分层结构分层结构分层结构分层结构特点：一个操作系统被分为若干层次。各层次之间调用关系为单向。特点：一个操作系统被分为若干层次。各层次之间调用关系为单向。特点：一个操作系统被分为若干层次。各层次之间调用关系为单向。特点：一个操作系统被分为若干层次。各层次之间调用关系为单向。各层次之间接口一般通过各层次之间接口一般通过各层次之间接口一般通过各层次之间接口一般通过APIAPIAPIAPI接口函数完成接口函数完成接口函数完成接口函数完成 硬件硬件ROM BIOSROM BIOS 设备驱动设备驱动 MS-DOS MS-DOS 设备驱动设备驱动 驻留系统程序驻留系统程序 应用程序
31、应用程序第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2.2 2.2 2.2 2.2 嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识 2.2.32.2.32.2.32.2.3嵌入式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分类嵌入式操作系统的分类3.3.3.3.按软件结构分类按软件结构分类按软件结构分类按软件结构分类3333微内核结构微内核结构微内核结构微内核结构特点：内核工作任务简单，一般只保留进程管理、存储管理，其余特点：内核工作任务简单，一般只保留进程管理、存储管理，其余特点：内核工作任务简单，一般只保留进程管理、存储管理，其余特点：内核工作任务
32、简单，一般只保留进程管理、存储管理，其余功能需要扩充。可裁减性好。功能需要扩充。可裁减性好。功能需要扩充。可裁减性好。功能需要扩充。可裁减性好。硬件硬件I/OI/O驱动驱动存储驱动存储驱动中断驱动中断驱动存储管理存储管理进程管理进程管理中间件中间件/应用软件应用软件设备驱动程序设备驱动程序 微内核微内核第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2.2 2.2 2.2 2.2 嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识 2.2.42.2.42.2.42.2.4嵌入式操作系统的几个重要概念嵌入式操作系统的几个重要概念嵌入式操作系统的几个重要概念嵌入式操作系
33、统的几个重要概念1.1.1.1.占先式内核占先式内核占先式内核占先式内核2.2.2.2.调度策略分析调度策略分析调度策略分析调度策略分析3.3.3.3.任务优先级分配任务优先级分配任务优先级分配任务优先级分配4.4.4.4.时间的可确定性时间的可确定性时间的可确定性时间的可确定性5.5.5.5.任务切换时间任务切换时间任务切换时间任务切换时间6.6.6.6.中断相应时间（可屏蔽中断）中断相应时间（可屏蔽中断）中断相应时间（可屏蔽中断）中断相应时间（可屏蔽中断）7.7.7.7.优先级反转优先级反转优先级反转优先级反转8.8.8.8.任务执行时间的抖动任务执行时间的抖动任务执行时间的抖动任务执行时
34、间的抖动9.9.9.9.任务的划分任务的划分任务的划分任务的划分第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2.2 2.2 2.2 2.2 嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识2.2.5 2.2.5 2.2.5 2.2.5 常用实时嵌入式操作系统介绍常用实时嵌入式操作系统介绍常用实时嵌入式操作系统介绍常用实时嵌入式操作系统介绍 1.1.1.1.商用型实时嵌入式操作系统商用型实时嵌入式操作系统商用型实时嵌入式操作系统商用型实时嵌入式操作系统1VxWorks1VxWorks1VxWorks1VxWorks美国美国美国美国WindRiverWindRiv
35、erWindRiverWindRiver公司开发的嵌入式实时操作系统。公司开发的嵌入式实时操作系统。公司开发的嵌入式实时操作系统。公司开发的嵌入式实时操作系统。特点：特点：特点：特点：可靠性好可靠性好可靠性好可靠性好 实时性强：实时性强：实时性强：实时性强：可裁减性好：最小内核可裁减性好：最小内核可裁减性好：最小内核可裁减性好：最小内核8KB8KB8KB8KB适用于：军事、宇航适用于：军事、宇航适用于：军事、宇航适用于：军事、宇航 、工业控制等领域。、工业控制等领域。、工业控制等领域。、工业控制等领域。例如：例如：例如：例如：美国军方选用。如：美国军方选用。如：美国军方选用。如：美国军方选用。
36、如：F-16/F-18/B2F-16/F-18/B2F-16/F-18/B2F-16/F-18/B2 美国宇航局选用。如：火星探测器。美国宇航局选用。如：火星探测器。美国宇航局选用。如：火星探测器。美国宇航局选用。如：火星探测器。第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2.2 2.2 2.2 2.2 嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识2.2.5 2.2.5 2.2.5 2.2.5 常用实时嵌入式操作系统介绍常用实时嵌入式操作系统介绍常用实时嵌入式操作系统介绍常用实时嵌入式操作系统介绍 1.1.1.1.商用型实时嵌入式操作系统商用型实时嵌入式操
37、作系统商用型实时嵌入式操作系统商用型实时嵌入式操作系统2WindowsCE2WindowsCE2WindowsCE2WindowsCEMicrosoftMicrosoftMicrosoftMicrosoft公司开发的开放式公司开发的开放式公司开发的开放式公司开发的开放式32323232位位位位嵌入式操作系统。嵌入式操作系统。嵌入式操作系统。嵌入式操作系统。相当于精简的相当于精简的相当于精简的相当于精简的Windows95Windows95Windows95Windows95。但是基于。但是基于。但是基于。但是基于Win32 APIWin32 APIWin32 APIWin32 API特点：界面
38、、编程工具软件与特点：界面、编程工具软件与特点：界面、编程工具软件与特点：界面、编程工具软件与Win95/98Win95/98Win95/98Win95/98兼容。兼容。兼容。兼容。在在在在Win95/98Win95/98Win95/98Win95/98运行的软件只需要简单的移植修改就可以在运行的软件只需要简单的移植修改就可以在运行的软件只需要简单的移植修改就可以在运行的软件只需要简单的移植修改就可以在 WindowsCEWindowsCEWindowsCEWindowsCE上运行。上运行。上运行。上运行。适用：适用：适用：适用：消费类电子、掌上电脑、消费类电子、掌上电脑、消费类电子、掌上电脑
39、、消费类电子、掌上电脑、PDAPDAPDAPDA第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2.2 2.2 2.2 2.2 嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识2.2.5 2.2.5 2.2.5 2.2.5 常用实时嵌入式操作系统介绍常用实时嵌入式操作系统介绍常用实时嵌入式操作系统介绍常用实时嵌入式操作系统介绍 1.1.1.1.商用型实时嵌入式操作系统商用型实时嵌入式操作系统商用型实时嵌入式操作系统商用型实时嵌入式操作系统3pSOS3pSOS3pSOS3pSOS：ISIISIISIISI公司，被公司，被公司，被公司，被WindRiverWindRi
40、verWindRiverWindRiver公司兼并公司兼并公司兼并公司兼并4PalmOS4PalmOS4PalmOS4PalmOS：PDA PDA PDA PDA市场应用市场应用市场应用市场应用 5OS-95OS-95OS-95OS-9：实时性强、灵活、可升级性好实时性强、灵活、可升级性好实时性强、灵活、可升级性好实时性强、灵活、可升级性好6LynxOS6LynxOS6LynxOS6LynxOS：分布式、嵌入式、可扩展分布式、嵌入式、可扩展分布式、嵌入式、可扩展分布式、嵌入式、可扩展7QNX7QNX7QNX7QNX：基于基于基于基于x86x86x86x86结构结构结构结构第二章第二章 嵌入式系
41、统的基本知识嵌入式系统的基本知识2.2 2.2 2.2 2.2 嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识 2.2.5 2.2.5 2.2.5 2.2.5 常用实时嵌入式操作系统介绍常用实时嵌入式操作系统介绍常用实时嵌入式操作系统介绍常用实时嵌入式操作系统介绍 2.2.2.2.免费型实时操作系统免费型实时操作系统免费型实时操作系统免费型实时操作系统1111uClinuxuClinuxuClinuxuClinux特点：特点：特点：特点：（1 1 1 1）源代码开放。无黑箱忧虑。源代码开放。无黑箱忧虑。源代码开放。无黑箱忧虑。源代码开放。无黑箱忧虑。（2 2 2 2）
42、运行稳定、功能强大、系统健壮、效率高。运行稳定、功能强大、系统健壮、效率高。运行稳定、功能强大、系统健壮、效率高。运行稳定、功能强大、系统健壮、效率高。（3 3 3 3）易于裁减。易于裁减。易于裁减。易于裁减。（4 4 4 4）支持多种支持多种支持多种支持多种CPUCPUCPUCPU芯片。芯片。芯片。芯片。（5 5 5 5）众多的开发工具。众多的开发工具。众多的开发工具。众多的开发工具。（6 6 6 6）基于主流基于主流基于主流基于主流LinuxLinuxLinuxLinux。有标准丰富的。有标准丰富的。有标准丰富的。有标准丰富的APIAPIAPIAPI （7 7 7 7）优秀的网络功能优秀的
43、网络功能优秀的网络功能优秀的网络功能第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2.2 2.2 2.2 2.2 嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识2.2.5 2.2.5 2.2.5 2.2.5 常用实时嵌入式操作系统介绍常用实时嵌入式操作系统介绍常用实时嵌入式操作系统介绍常用实时嵌入式操作系统介绍 2.2.2.2.免费型实时操作系统免费型实时操作系统免费型实时操作系统免费型实时操作系统2222uC/OS-IIuC/OS-IIuC/OS-IIuC/OS-II 由世界著名的嵌入式专家由世界著名的嵌入式专家由世界著名的嵌入式专家由世界著名的嵌入式专家J
44、ean.LabrosseJean.LabrosseJean.LabrosseJean.Labrosse提出。通过美国联邦航提出。通过美国联邦航提出。通过美国联邦航提出。通过美国联邦航空管理局认证空管理局认证空管理局认证空管理局认证特点：特点：特点：特点：（1 1 1 1）源代码公开源代码公开源代码公开源代码公开（2 2 2 2）可移植性好可移植性好可移植性好可移植性好 （3 3 3 3）可固化可固化可固化可固化 （4 4 4 4）可裁减（通过条件编译实现）可裁减（通过条件编译实现）可裁减（通过条件编译实现）可裁减（通过条件编译实现）（5 5 5 5）抢先式调度抢先式调度抢先式调度抢先式调度第二
45、章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2.2 2.2 2.2 2.2 嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识嵌入式系统软件知识2.2.5 2.2.5 2.2.5 2.2.5 常用实时嵌入式操作系统介绍常用实时嵌入式操作系统介绍常用实时嵌入式操作系统介绍常用实时嵌入式操作系统介绍 2.2.2.2.免费型实时操作系统免费型实时操作系统免费型实时操作系统免费型实时操作系统2uC/OS-II 2uC/OS-II 2uC/OS-II 2uC/OS-II 特点（续）：特点（续）：特点（续）：特点（续）：（6 6 6 6）多任务：最多管理多任务：最多管理多任务：最多管理多任务：最
46、多管理64646464个个个个任务，给用户保留任务，给用户保留任务，给用户保留任务，给用户保留56565656个个个个。（7 7 7 7）可确定性可确定性可确定性可确定性 （8 8 8 8）任务栈：每个任务都有独立的任务栈。任务栈：每个任务都有独立的任务栈。任务栈：每个任务都有独立的任务栈。任务栈：每个任务都有独立的任务栈。（9 9 9 9）多种系统服务：邮箱、消息队列、信号量多种系统服务：邮箱、消息队列、信号量多种系统服务：邮箱、消息队列、信号量多种系统服务：邮箱、消息队列、信号量 （10101010）中断管理中断管理中断管理中断管理 （11111111）稳定与可靠稳定与可靠稳定与可靠稳定与
47、可靠 （12121212）使用使用使用使用C C C C语言编写，便于交流。语言编写，便于交流。语言编写，便于交流。语言编写，便于交流。第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2 2 2 23 3 3 3 嵌入式系统的选型原则和设计工具嵌入式系统的选型原则和设计工具嵌入式系统的选型原则和设计工具嵌入式系统的选型原则和设计工具 2.3.1 2.3.1 2.3.1 2.3.1 嵌入式系统的选型原则嵌入式系统的选型原则嵌入式系统的选型原则嵌入式系统的选型原则 1.1.1.1.硬件平台的选择硬件平台的选择硬件平台的选择硬件平台的选择常用嵌入式微处理器：常用嵌入式微处理器：常用嵌入式微处理
48、器：常用嵌入式微处理器：嵌入式处理器类型嵌入式处理器类型嵌入式处理器类型嵌入式处理器类型价格价格价格价格主要性能及适用场合主要性能及适用场合主要性能及适用场合主要性能及适用场合ARMARMARMARM低低低低功耗低；便携式仪器设备功耗低；便携式仪器设备功耗低；便携式仪器设备功耗低；便携式仪器设备Dragon BallDragon BallDragon BallDragon Ball低低低低速度低；速度低；速度低；速度低；PDAPDAPDAPDAPower PCPower PCPower PCPower PC高高高高通信网络设备、高端嵌入式系统通信网络设备、高端嵌入式系统通信网络设备、高端嵌入式
49、系统通信网络设备、高端嵌入式系统第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2 2 2 23 3 3 3 嵌入式系统的选型原则和设计工具嵌入式系统的选型原则和设计工具嵌入式系统的选型原则和设计工具嵌入式系统的选型原则和设计工具 2.3.1 2.3.1 2.3.1 2.3.1 嵌入式系统的选型原则嵌入式系统的选型原则嵌入式系统的选型原则嵌入式系统的选型原则 1.1.1.1.硬件平台的选择硬件平台的选择硬件平台的选择硬件平台的选择功能：功能：功能：功能：1111总线需求总线需求总线需求总线需求 2222UART UART UART UART 3333USB USB USB USB 444
50、4以太网接口以太网接口以太网接口以太网接口5555IICIICIICIIC、SPISPISPISPI接口接口接口接口6666音频音频音频音频IISIISIISIIS接口接口接口接口7777外设接口外设接口外设接口外设接口8888A/DA/DA/DA/D、D/AD/AD/AD/A转换器转换器转换器转换器 9999I/OI/OI/OI/O控制接口控制接口控制接口控制接口第二章第二章 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统的基本知识2 2 2 23 3 3 3 嵌入式系统的选型原则和设计工具嵌入式系统的选型原则和设计工具嵌入式系统的选型原则和设计工具嵌入式系统的选型原则和设计工具 2.3.1 2.3.1 2