第6章 嵌入式文件系统
嵌入式系统概述ppt
Connecting SRAM
服务特 权
共享文档下载特权
VIP用户有效期内可使用共享文档下载特权下载任意下载券标价的文档（不含付费文档和VIP专享文档），每下载一篇共享文
档消耗一个共享文档下载特权。
年VIP
月VIP
连续包月VIP
享受100次共享文档下载特权，一次 发放，全年内有效
赠每的送次VI的发P类共放型的享决特文定权档。有下效载期特为权1自个V月IP，生发效放起数每量月由发您放购一买次，赠 V不 我I送 清 的P生每 零 设效月 。 置起1自 随5每动 时次月续 取共发费 消享放， 。文一前档次往下，我载持的特续账权有号，效-自
包权
人书友圈7.三端同步
一、嵌入式系统的定义
嵌入式系统：
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，
其软硬件可配置，对功能、可靠性、成本、体积、 功耗有严格约束的一种专用系统。
专用计算机系统(非PC智能电子设备)
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、体积、 功耗严格要求
嵌入式系统硬件
Power Supply Oscillation Circuit
Reset Circuit
Ports
Chip Board Ciruit
Prescaler
CPU CORE
Interrupt Controler
Timer DMA
CPU
I/O Port A/D
Connectong for Debugging
前言
课程设置的必要性 嵌入式系统涉及现代生活的方方面面 应用日趣复杂 微处理器技术长足发展 嵌入式软件技术成为核心
嵌入式Linux中常见的文件系统及特点
嵌⼊式Linux中常见的⽂件系统及特点1、Linux可⽀持的⽂件系统有多种，但是这么多种的⽂件系统都是基于Linux内核所提供的⽂件系统VFS的接⼝API。
因此对于Linux内核级别实现的⽂件系统只有VFS虚拟⽂件系统； 其余实现的⽂件系统都是调⽤VFS⽂件系统的API更上⼀层实现的；2、Linux⽂件系统的组成结构： 1、⽤户层：⽤户层向外提供Linux内核所⽀持⽂件系统的VFS的API接⼝ 内核层：内核实现了所说的各种⽂件系统 驱动层：驱动层是块设备的驱动程序 硬件层：硬件层是不同⽂件系统⽀持的存储器；3、Linux启动时的⽂件系统： 硬件上电启动，各项硬件初始化后，第⼀个启动的⽂件系统时RootFS根⽂件系统，如果说根⽂件系统没有起来，系统出现异常、将重启；4、常⽤的⽂件系统运⾏、存储设备有： DRAM、SDRAM以及ROM其中常使⽤flash;5、根据不同的存储介质，常见的⽂件系统有： 基于Flash（Nor、Nand）的⽂件系统有： jffs2:可读写，数据压缩、⽀持哈希表的⽂件系统，掉电保护；缺点：不适合使⽤在⼤容量的Nand Flash中，内存使⽤量太⼤极⼤降低数据操作速度； yaffs：读写速度快，占⽤内存⼩，实现内存访问异常处理；混合的垃圾回收算法；特别适合嵌⼊式设备使⽤；跨平台、⾃带Nand 芯⽚驱动 cramfs：只读的⽂件系统，执⾏速度快，内容⽆法扩充；⽂件系统健壮； romfs：简单紧凑、只读、不⽀持动态擦写；较多使⽤在uclinux系统上； 基于RAM存储介质的⽂件系统： ramdisk：将⼀部分固定⼤⼩的内存当做分区使⽤，不能真正算的上实际的⽂件系统，更像是⼀种机制，将实际的⽂件系统加载到内存中；将⼀些经常被访问的⽽⼜不会更改的⽂件放⼊到内存中，达到提⾼系统效率的⽬的；同时还负责将内核镜像与⽂件系统⼀块加载到内存中； ramfs/tmpfs ：基于内存的⽂件系统，⼯作于虚拟⽂件系统层，可以创建多个⽂件系统，可以指定每个⽂件系统最⼤使⽤内存；这种⽂件系统将所有的⽂件都放在RAM中，既可以提⾼读写速度，也可以避免对flash⼤量的读写操作；⽂件系统不可以格式化，占⽤内存⼤⼩可以指定； ⽹络⽂件系统： NFS：是⼀种基于⽹络共享技术，可以在不同平台、不同机器、不同操作系统上实现⽂件共享、⽂件传输；在嵌⼊式Linux系统初始开发阶段可以⾮常⽅便⽂件传输、⽂件修改；地址异常进⼊模式描述0x0000,0000复位管理模式电平复位0x0000,0004未定义指令异常未定义模式遇到不能处理的指令，⽆法识别的指令0x0000,000c 软件中断管理模式异常发⽣时CPU处理的步骤：R13(sp),R15(PC)1、保存当前执⾏位置：LR寄存器(R14)2、保存当前执⾏状态：CPSR3、寻找中断⼊⼝，中断向量表:PC寄存器找向量地址4、执⾏中断处理完成：5、中断返回，继续执⾏：R14 <exception_mode> = return linkSPSR<exception_mode>=CPSRCPSR[4:0] =exception mode number;/* 处理器⼯作模式控制位 */CPSR[5]=0; /* 使⽤ARM指令集 */If<exception_mode> == reset or FIQ thenCPSR[6]= 1;/* 屏蔽快速中断FIQ */CPSR[7]=1; /* 屏蔽外部中断IRQ */PC=exception vector address;复位异常中断处理程序的主要功能：1、设置异常中断向量表：2、初始化数据栈和寄存器：3、初始化存储系统MMU:4、初始化关键IO设备：5、使能中断：6、处理器切换到合适的模式：7、初始化C变量跳转到应⽤程序执⾏：R14<SVC> = 设置相应的值；SPSR<SVC> = 设置相应的值；CPSR[4:0]=0b10011;/* 进⼊特权模式 */CPSR[5]=0; /* 使⽤ARM指令集 */CPSR[6] =1; /* 禁⽌相关关闭FIQ */CPSR[7] =1; /* 禁⽌IRQ */If high vectors configured thenPC=0xffff,0000;ElsePC= 0x0000,0000;其余的异常以此类推；异常的优先级：1、Reset: 优先级1（最⾼）2、Data abort:23、FIQ:34、IRQ:45、Prefetch abort:56、SWI或者undefined instruction:6(最低)，软件中断异常或者未定义指令异常ARM硬件接⼝：1、程序的链接地址和程序地址：ld程序链接地址程序链接地址：是程序运⾏的起始地址；程序地址：是程序保存在硬盘中的地址；2、呵呵呵。
嵌入式系统程序设计(6章)赖晓晨
4. 共享库错误函数
函数原型: const char *dlerror(void); 功能描述：当动态链接库操作函数 （dlopen、dlsym、dlclose）执 行失败时，dlerror可以返回出错信息， 返回值为NULL时表示操作函数执行成 功。
【例6-2】
/* ch6_2 sub.h */ #ifndef SUB_H #define SUB_H int square(int); #endif /* ch6_2 sub.c */ #include <stdio.h> int square(int a) { printf("the square of the number is:"); return a*a; }
打开共享库(续)
功能描述：参数中的libname一般是库的绝对路径， 这样dlopen会直接装载该文件；如果只是指定了库名 称，在dlopen会按照下面的机制去搜寻：
根据环境变量LD_LIBRARY_PATH查找； 根据/etc/ld.so.cache查找； 依次在/lib和/usr/lib目录查找。
库分类
静态库，是在执行程序运行前就已经加入到执 行码中，在物理上成为执行程序的一部分。
共享库，是在执行程序启动时加载到执行程序 中，可以被多个执行程序共享使用。 动态链接库，其实并不是一种真正的库类型， 应该是一种库的使用技术，应用程序可以在运 行过程中随时加载和使用库。
库命名约定
所有库都以lib开头，表示一个库文件；
}
handle=dlopen("/lib/libmydll.so", RTLD_LAZY); if(!handle) { printf("%s\n",dlerror()); 如未找到函数，显 } 示error中的错误 fp=dlsym(handle, "square"); 信息 if((error=dlerror())!=NULL) { printf("%s\n",error); dlclose(handle); exit(1); } printf("now call the function square.\n"); result = (*fp)(n); printf(" %d\n",result); dlclose(handle); return 0;
《嵌入式ARM教案》课件
《嵌入式ARM教案》课件第一章：嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义介绍嵌入式系统的概念、特点和应用领域解释嵌入式系统与通用计算机系统的区别1.2 嵌入式系统的历史与发展概述嵌入式系统的发展历程介绍嵌入式系统在不同领域的应用发展情况1.3 嵌入式系统的组成与架构讲解嵌入式系统的常见架构介绍嵌入式系统的主要组成部分及其作用1.4 嵌入式系统的优势与挑战阐述嵌入式系统的优势分析嵌入式系统面临的挑战和发展趋势第二章：ARM处理器简介2.1 ARM处理器的发展历程介绍ARM公司的起源和发展历程讲解ARM处理器的发展阶段和产品系列2.2 ARM处理器的特点与优势阐述ARM处理器的特点分析ARM处理器在嵌入式系统中的应用优势2.3 ARM处理器的架构与工作原理讲解ARM处理器的架构设计介绍ARM处理器的工作原理和指令集2.4 ARM处理器的选型与评估指导如何选择合适的ARM处理器介绍评估ARM处理器性能的方法和指标第三章：嵌入式操作系统基础3.1 嵌入式操作系统的概念与分类解释嵌入式操作系统的定义和分类介绍常见的嵌入式操作系统及其特点3.2 嵌入式操作系统的核心功能与架构讲解嵌入式操作系统的核心功能阐述嵌入式操作系统的常见架构设计3.3 嵌入式操作系统的移植与优化介绍嵌入式操作系统移植的基本步骤讲解嵌入式操作系统的优化方法和技巧3.4 嵌入式操作系统的应用与案例分析分析嵌入式操作系统在实际应用中的案例探讨嵌入式操作系统的发展趋势和挑战第四章：嵌入式系统设计与开发流程4.1 嵌入式系统设计的基本原则介绍嵌入式系统设计的重要原则讲解设计过程中需要考虑的因素4.2 嵌入式系统硬件设计讲解嵌入式系统硬件设计的基本步骤和方法介绍硬件选型和硬件设计中的注意事项4.3 嵌入式系统软件设计阐述嵌入式系统软件设计的基本步骤和方法讲解软件开发工具和编程语言的选择4.4 嵌入式系统开发的流程与实践介绍嵌入式系统开发的典型流程分析实际开发过程中需要注意的问题和实践经验第五章：嵌入式系统编程基础5.1 嵌入式编程语言概述介绍嵌入式编程的常用语言及其特点分析不同编程语言在嵌入式系统中的应用场景5.2 C语言编程基础讲解C语言的基本语法和编程技巧介绍C语言在嵌入式编程中的应用和实践5.3 汇编语言编程基础介绍汇编语言的基本概念和语法讲解汇编语言在嵌入式编程中的应用和实践5.4 嵌入式编程的实践技巧讲解嵌入式编程的常见技巧和注意事项分析实际项目中遇到的问题和解决方法《嵌入式ARM教案》课件第六章：嵌入式系统硬件接口与驱动6.1 嵌入式系统硬件接口概述介绍嵌入式系统中常见的硬件接口类型讲解硬件接口的工作原理和功能6.2 UART接口与驱动编程讲解UART接口的基本概念和功能介绍UART接口的驱动编程方法和实践6.3 I2C接口与驱动编程介绍I2C接口的基本概念和协议讲解I2C接口的驱动编程方法和实践6.4 SPI接口与驱动编程讲解SPI接口的基本概念和协议介绍SPI接口的驱动编程方法和实践第七章：嵌入式系统存储与文件系统7.1 嵌入式系统存储概述介绍嵌入式系统中常见的存储设备和技术讲解存储器接口和存储器控制器的选择7.2 NAND闪存与驱动编程介绍NAND闪存的基本概念和特点讲解NAND闪存的驱动编程方法和实践7.3 NOR闪存与驱动编程讲解NOR闪存的基本概念和特点介绍NOR闪存的驱动编程方法和实践7.4 文件系统的设计与实现讲解嵌入式文件系统的设计原理介绍常见嵌入式文件系统的实现方法和实践第八章：嵌入式系统网络通信8.1 嵌入式系统网络通信基础介绍嵌入式系统网络通信的基本概念和技术讲解网络通信协议和网络架构8.2 TCP/IP协议栈与嵌入式网络应用讲解TCP/IP协议栈的基本原理和组成介绍基于TCP/IP协议栈的嵌入式网络应用实践8.3 Wi-Fi通信模块与驱动编程介绍Wi-Fi通信模块的基本概念和功能讲解Wi-Fi通信模块的驱动编程方法和实践8.4 蓝牙通信模块与驱动编程讲解蓝牙通信模块的基本概念和功能介绍蓝牙通信模块的驱动编程方法和实践第九章：嵌入式系统实时性与调度策略9.1 嵌入式系统实时性概述讲解嵌入式系统实时性的概念和重要性介绍实时系统的分类和实时性要求9.2 嵌入式调度策略与算法讲解嵌入式系统的调度策略和算法分析不同调度策略的优缺点和适用场景9.3 实时操作系统（RTOS）简介介绍实时操作系统的基本概念和特点讲解RTOS在嵌入式系统中的应用和实践9.4 实时调度器的实现与优化讲解实时调度器的实现方法和流程介绍调度器的优化技巧和注意事项第十章：嵌入式系统项目管理与实践10.1 嵌入式系统项目管理概述介绍嵌入式系统项目管理的概念和重要性讲解项目管理工具和方法在嵌入式系统中的应用10.2 项目需求分析与规划讲解项目需求分析和规划的方法介绍需求文档编写和项目进度管理的实践经验10.3 嵌入式系统开发的实践技巧讲解嵌入式系统开发中的实践技巧和注意事项分享实际项目开发中的经验和最佳实践10.4 项目验收与维护介绍项目验收的标准和方法讲解项目维护和升级的策略与实践《嵌入式ARM教案》课件第十一章：嵌入式系统安全与加密技术11.1 嵌入式系统安全概述讲解嵌入式系统安全的重要性介绍常见的嵌入式系统安全威胁和攻击手段11.2 加密技术在嵌入式系统中的应用介绍加密技术的基本原理和算法讲解加密技术在嵌入式系统中的应用场景和实践11.3 安全存储与传输讲解如何在嵌入式系统中实现安全存储和传输介绍常见的加密存储和传输技术及其实现方法11.4 安全认证与授权讲解嵌入式系统中的安全认证和授权机制介绍常见的认证和授权方法及其在嵌入式系统中的应用第十二章：物联网与嵌入式系统的融合12.1 物联网概述介绍物联网的概念、架构和应用领域讲解物联网与嵌入式系统的关联和融合趋势12.2 物联网协议与技术讲解物联网中常用的通信协议和技术介绍物联网协议栈和网络架构12.3 物联网在嵌入式系统中的应用案例分析物联网在嵌入式系统中的应用案例探讨物联网技术在嵌入式系统中的实践经验和挑战12.4 物联网安全与隐私保护讲解物联网安全的重要性和挑战介绍物联网中的安全技术和隐私保护措施第十三章：嵌入式系统在智能家居的应用13.1 智能家居系统概述介绍智能家居系统的概念、架构和应用讲解智能家居系统与嵌入式系统的关联和融合13.2 智能家居设备与控制讲解智能家居设备的选择和控制方法介绍智能家居设备的嵌入式系统设计和开发实践13.3 智能家居平台的构建与优化讲解智能家居平台的构建方法和实践介绍智能家居平台的优化技巧和注意事项13.4 智能家居安全与隐私保护讲解智能家居系统中的安全问题和隐私保护需求介绍智能家居系统中的安全技术和隐私保护措施第十四章：嵌入式系统在工业控制的应用14.1 工业控制系统概述介绍工业控制系统的概念、架构和应用领域讲解嵌入式系统在工业控制中的应用和重要性14.2 工业控制设备与接口讲解工业控制设备的选择和接口技术介绍工业控制设备的嵌入式系统设计和开发实践14.3 工业控制协议与通信讲解工业控制中常用的通信协议和技术介绍工业控制协议的实现和通信实践14.4 工业控制系统的安全性与优化讲解工业控制系统中的安全问题和优化需求介绍工业控制系统中的安全技术和优化措施第十五章：嵌入式系统在自动驾驶的应用15.1 自动驾驶系统概述介绍自动驾驶系统的概念、架构和应用前景讲解嵌入式系统在自动驾驶中的应用和挑战15.2 自动驾驶感知与决策讲解自动驾驶系统中的感知技术和决策算法介绍嵌入式系统在自动驾驶感知和决策中的应用15.3 自动驾驶控制与执行讲解自动驾驶系统中的控制技术和执行策略介绍嵌入式系统在自动驾驶控制和执行中的应用15.4 自动驾驶安全与伦理问题讲解自动驾驶系统中的安全问题和伦理挑战介绍自动驾驶系统中的安全技术和伦理指导原则重点和难点解析1. 嵌入式系统的基本概念、特点和应用领域。
《嵌入式原理系统》课件
模块间应保持松耦合、高内聚，模块接口应清晰、规范。
模块化设计方法
可以采用自顶向下的设计和分层设计等方法进行模块化设计。
嵌入式软件的测试与优化
测试方法
单元测试、集成测试和系统测试是常用的嵌入式软件 测试方法。
优化方法
代码优化、算法优化和系统优化是常用的嵌入式软件 优化方法。
性能评估
通过性能评估可以衡量嵌入式软件的性能指标，如响 应时间、功耗和可靠性等。
嵌入式传感器与执行器接口
分析嵌入式传感器与执行器的接口标准，如ADC、DAC等。
嵌入式传感器与执行器应用
介绍嵌入式传感器与执行器在实际应用中的实现方式，如温度检测、 压力控制等。
03
嵌入式操作系统原理
嵌入式操作系统的特点与分类
总结词：概述
可裁剪性：根据实际应用需求，嵌入式操作系统可以进 行定制和裁剪，以减小体积和资源占用。
嵌入式总线与接口协议
分析嵌入式总线与接口的协议标准，如RS-232、I2C、SPI等。
嵌入式总线与接口应用
介绍嵌入式总线与接口在实际应用中的实现方式，如串口通信、I/O控制等。
嵌入式传感器与执行器
嵌入式传感器与执行器概述
介绍嵌入式传感器与执行器的定义、分类、特点等。
常见嵌入式传感器与执行器
列举温度传感器、压力传感器、光敏传感器等常见嵌入式传感器与执 行器，并简要介绍其特点和应用领域。
嵌入式系统的发展趋势
低功耗设计
随着物联网和智能终端的普及，嵌入 式系统的功耗越来越受到关注，低功 耗设计成为发展趋势。
人工智能
人工智能技术的不断发展，嵌入式系 统将更加智能化，能够实现更高级别 的自动化和智能化控制。
云计算
第六章-数据结构教程(Java语言描述)-李春葆-清华大学出版社
（5）System Call Interface，系统调用接口，向 用户空间提供访问文件系统和硬件设备的统一的
VFS 是底层文件系统的主要组件(接口)。这个组 件导出一组接口，然后将它们抽象到行为可能差 异很大的各个文件系统。VFS具有两个针对文件 系统对象的缓存：inode 索引节点对象和dentry目 录项对象，它们缓存最近使用过的文件系统对象。
文件系统是负责存取和管理文件信息的机 构，用于对数据、文件以及设备的存取控 制，它提供对文件和目录的分层组织形式、 数据缓冲以及对文件存取权限的控制功能。
文件系统具有以下主要功能： 1.对文件存储设备进行管理，分别记录 空闲区和被占用区，以便于用户创建、 修改以及删除文件时对空间的操作。 2.对文件和目录的按名访问、分层组织 功能。 3.创建、删除及修改文件功能。 4.数据保护功能。 5.文件共享功能
};
6.3Part Three
EXT3和EXT4文件系统
6.3.1 EXT3文件系统 EXT3是第三代扩展文件系统（Third extended file system）， EXT3是在EXT2基础上增加日志形成的一个日志文件系统，常用 于Linux操作系统。
6.1 Part One
Linux文件系统概述
虚拟文件系统VFS
为了支持多种不同的文件系统，采用了虚拟文件系统
VFS （Virtual File system)技术 。虚拟文件系统是对多 种实际文件系统的共有功能的抽象， 它屏蔽了各种不 同文件系统在实现细节上的差异，为用户程序提供了统
嵌入式系统教案李震
嵌入式系统教案李震第一章：嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义1.2 嵌入式系统的特点1.3 嵌入式系统的应用领域1.4 嵌入式系统的发展趋势第二章：嵌入式系统硬件基础2.1 嵌入式处理器简介2.2 嵌入式处理器核心组件2.3 嵌入式处理器选型考虑因素2.4 嵌入式处理器应用实例第三章：嵌入式系统软件基础3.1 嵌入式操作系统简介3.2 嵌入式操作系统核心组件3.3 嵌入式操作系统选型考虑因素3.4 嵌入式操作系统应用实例第四章：嵌入式系统设计与开发流程4.1 需求分析与系统设计4.2 硬件设计与选型4.3 软件设计与开发4.4 系统集成与测试4.5 项目管理与团队协作第五章：嵌入式系统编程与调试技术5.1 嵌入式编程语言简介5.2 嵌入式编程规范与技巧5.3 嵌入式系统调试技术5.4 嵌入式系统性能优化5.5 嵌入式系统安全与防护第六章：嵌入式系统常见硬件接口与驱动6.1 UART接口与驱动6.2 SPI接口与驱动6.3 I2C接口与驱动6.4 USB接口与驱动6.5 PCIe接口与驱动第七章：嵌入式系统文件系统与存储7.1 嵌入式文件系统简介7.2 嵌入式文件系统核心组件7.3 嵌入式文件系统选型考虑因素7.4 嵌入式文件系统应用实例7.5 嵌入式存储技术简介7.6 嵌入式存储技术选型考虑因素7.7 嵌入式存储技术应用实例第八章：嵌入式网络通信技术8.1 嵌入式网络通信概述8.2 嵌入式以太网通信技术8.3 嵌入式无线通信技术8.4 嵌入式蓝牙通信技术8.5 嵌入式Wi-Fi通信技术8.6 嵌入式通信协议简介8.7 嵌入式通信协议选型考虑因素8.8 嵌入式通信协议应用实例第九章：嵌入式系统安全与加密技术9.1 嵌入式系统安全概述9.2 嵌入式系统安全威胁与挑战9.3 嵌入式系统加密技术简介9.4 嵌入式系统加密算法选型考虑因素9.5 嵌入式系统加密技术应用实例9.6 嵌入式系统安全防护策略9.7 嵌入式系统安全防护技术应用实例第十章：嵌入式系统项目案例分析与实践10.1 嵌入式系统项目案例概述10.2 嵌入式系统项目案例分析10.3 嵌入式系统项目实践10.4 项目总结与经验分享10.5 嵌入式系统项目未来发展展望重点和难点解析解析：嵌入式系统的定义是理解整个教案的基础，需要重点关注。
嵌入式linux课程大纲
嵌入式linux课程大纲第一章：引言嵌入式系统概述嵌入式Linux的优势和特点学习目标和课程安排第二章：Linux基础知识2.1 Linux操作系统简介- Linux的起源和发展- Linux的基本组成和特点- 嵌入式Linux的应用领域2.2 Linux内核与设备驱动- Linux内核的基本结构和模块- 设备驱动的基本概念和分类- 设备驱动的开发与调试2.3 Linux系统编程- Linux系统调用和API- 进程管理和线程库- 文件操作和IO控制第三章：嵌入式系统硬件基础3.1 嵌入式系统硬件结构- CPU和内存- 总线和外设- 接口和通信3.2 嵌入式系统开发板介绍- 嵌入式开发板的分类和选择- 开发板的基本组成和功能- 开发板与嵌入式Linux的配合使用3.3 嵌入式系统调试技术- 调试工具和方法- 嵌入式系统的调试流程- 常见问题和解决方法第四章：嵌入式Linux系统构建4.1 嵌入式Linux系统概述- 嵌入式Linux系统的构成和特点- 嵌入式Linux系统的架构和分层4.2 嵌入式Linux系统的交叉编译- 交叉编译环境的搭建- 编译器和工具链的选择- 交叉编译的基本过程和注意事项4.3 嵌入式Linux的文件系统- 文件系统的基本概念和分类- 常用嵌入式Linux文件系统的介绍 - 文件系统的制作和定制第五章：嵌入式应用开发5.1 嵌入式应用程序设计- 嵌入式应用程序的特点和需求- 嵌入式应用程序的开发流程- 常用的开发工具和集成环境5.2 嵌入式网络应用开发- 嵌入式网络编程模型- 嵌入式网络应用的开发步骤- 嵌入式网络应用实例分析5.3 嵌入式图形界面开发- 嵌入式图形界面的概述- 嵌入式图形界面的开发工具和库- 基于Qt的嵌入式图形界面开发第六章：嵌入式Linux系统优化与安全6.1 嵌入式系统性能优化- 嵌入式系统性能优化的重要性- 嵌入式系统性能优化的方法和工具 - 常见性能问题的分析和解决6.2 嵌入式系统安全设计- 嵌入式系统安全性的重要性- 嵌入式系统的安全设计原则- 嵌入式系统的安全加固措施第七章：实践项目7.1 项目需求分析- 了解项目背景和需求- 提取关键功能和要求7.2 系统设计与实施- 系统架构设计- 软硬件选择和配置- 功能模块设计和编码7.3 系统测试与优化- 系统功能测试- 性能测试和优化- 安全测试和漏洞修复第八章：总结与展望课程学习总结嵌入式Linux行业发展前景进一步学习和研究的建议本大纲旨在全面介绍嵌入式Linux的基础知识和开发技术，帮助学习者快速入门并掌握嵌入式Linux系统的开发和应用。
(完整word版)嵌入式系统设计大学教程_习题与解答
嵌入式系统设计大学教程习题与解答第1章嵌入式系统设计基本概念（绪论）1、嵌入式系统的定义是什么？你是如何理解嵌入式系统的? （P3）答：嵌入式系统一般定义为以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。
一个嵌入式系统就是一个硬件和软件的集合体，它包括硬件和软件两部分。
其中硬件包括嵌入式处理器/控制器/数字信号处理器（DSP）、存储器及外设器件、输入输出（I/O）端口、图形控制器等；软件部分包括操作系统软件（嵌入式操作系统）和应用程序（应用软件），由于应用领域不同，应用程序千差万别。
2、列出并说明嵌入式系统不同于其他计算机系统的主要特征。
（P3~P4）答：主要特征有：•系统内核小：由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置，系统资源相对有限，所以内核较传统的操作系统要小得多。
•专用性强：嵌入式系统通常是面向特定任务的，个性化很强，其中软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行软件系统的移植。
•运行环境差异大：嵌入式系统使用范围极为广泛，其运行环境差异很大。
•可靠性要求高：嵌入式系统往往要长期在无人值守的环境下运行，甚至是常年运行，因此对可靠性的要求特别高。
•系统精简和高实时性操作系统：•具有固化在非易失性存储器中的代码：为了系统的初始化，几乎所有系统都要在非易失性存储器中存放部分代码（启动代码）。
为了提高执行速度和系统可靠性，大多数嵌入式系统常常把所有代码（或者其压缩代码）固化，存放在存储器芯片或处理器的内部存储器件中，而不使用外部存储介质。
•嵌入式系统开发工作和环境：嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境。
3、简述嵌入式系统的体系结构。
（P5）答：嵌入式系统自底向上包含四个部分：硬件平台、嵌入式实时操作系统（RTOS）、硬件抽象层（HAL）和嵌入式实时应用程序。
硬件抽象层位于操作系统和硬件之间，包含了系统中与硬件相关的大部分功能。
嵌入式系统PPTPPT课件
物联网与5G技术
嵌入式系统将与云计算和边缘计算技术结 合，实现数据处理和分析能力的提升。
物联网和5G通信技术的发展为嵌入式系统 提供了更广阔的应用空间，嵌入式系统将 更加网络化、智能化。
02 嵌入式系统硬件
微控制器
微控制器是嵌入式系统的核心，它是一 种集成电路芯片，包含了计算机的基本 组成要素，如中央处理器、存储器、输
嵌入式系统PPT课件
目录
CONTENTS
• 嵌入式系统概述 • 嵌入式系统硬件 • 嵌入式系统软件 • 嵌入式系统开发流程 • 嵌入式系统应用案例 • 嵌入式系统面临的挑战与解决方案
01 嵌入式系统概述
定义与特点
定义
嵌入式系统是一种专用的计算机系统 ，主要用于控制、监视或帮助操作机 器设备。
特点
嵌入式系统在智能家居控制系统中发 挥着核心作用，通过嵌入式处理器和 相关硬件设备，实现对家庭设备的控 制和管理。
智能家居控制系统可以实现的功能包 括：远程控制、定时控制、语音控制 等，为家庭生活带来便利和舒适。
工业自动化控制系统
工业自动化控制系统是嵌入式系统的另一个重要应用领域，通过嵌入式系统技术， 可以实现生产过程的自动化和智能化。
调研市场需求
了解行业发展趋势和市场需求，为系统设计提供参考 和依据。
制定开发计划
根据需求分析结果，制定详细的开发计划，包括时间 安排、人员分工、资源需求等。
系统设计
硬件设计
根据系统需求，设计合适的硬件架构，包括 处理器、存储器、接口电路等。
软件设计
设计嵌入式系统的软件架构，包括操作系统、 中间件和应用软件等。
01
02
03
系统集成
将硬件和软件集成在一起， 形成完整的嵌入式系统。
HCC 嵌入式文件系统系列说明书
File SystemsTruly fail-safe file systemsfor all types of storage HCC has been developing embedded file systems for more than a decade and has a highly optimized range of file systems designed to meet the performance requirements of any application. Using HCC file systems will make your application more reliable and will help to protect your customer’s data. HCC file systems can be seamlessly dropped into any environment to support any storage media, RTOS, compiler or microcontroller.File Systems⏹ File SystemsFive highly optimized file systems: Each file system is finely tuned to provide the best performance for its intended environment. With full support for traditional FAT and Flash systems, developers can choose a system optimized for flexibility, performance or resource-limited environments.Extensive targ et media drivers: HCC collaborate closely with the industry’s leading storage suppliers and can provide support for almost any flash device or storage medium. We routinely supply drivers for everything from simple USB pen drives and SD cards, to the most advanced NAND and NOR flash.No-compromise fail-safety: HCC has developed truly fail-safe file systems that guarantee the highest possible data integrity.With abstractions for more than 15 real-time operating systems, and our broad range of products, our one-size-doesn’t-fit-all approach is sure to provide an optimal solution for most applications. Why not get a file system that is designed to meet your particular needs and ensure that your data is securely, efficiently and reliably cared for?⏹ FAT File SystemsAll of HCC’s FAT-com patible file system s can be used with NAND and NOR m em ories in conjunction with our fail-safe Flash Translation Layer, SafeFTL, which acts as the driver and provides wear-leveling, bad block management and error correction.FAT: High Performance 12/16/32 FAT File System. Full featured FAT file system optimized for high-performance with FAT12/16/32-compliant media. There’s extensive support for external media, including SD/MMC and Compact flash cards, or any device arranged as an array of logical sectors.THIN: File System for Resource-Limited Applications.Full-featured FAT file system for MCUs with limited resources.THIN is compatible with media such as SD/MMC and Compactflash cards. The code has been designed to provide a balance ofspeed vs. memory, with options that allow the developer to makeperformance trade-offs using available resources. This permitsa full file system to be run on a low-cost microcontroller withlimited resources.SafeFAT: Fail-safe File System. Robust, full featured fail-safeFAT file system that provides the same features as a standardFAT file system. It implements a system of journaling/transactionoperations that provide the strongest possible assurance thatall memory operations will be performed correctly, and that thesystem can recover coherently from unexpected events such asreset or power loss.⏹ Flash File SystemsSafeFLASH: Fail-safe File System. Designed for high performance and 100% fail-safety. It can be used with all NOR and NAND flash as well as any media that can simulate a block-structured array. SafeFLASH supports dynamic and static wear-leveling and provides a highly efficient solution in which data integrity is critical.TINY: Fail-safe Limited Resource File System.A full-featured, fail-safe flash file system for use in resource-constrained applications. TINY is designed for use with NOR Flash with erasable sectors <4kB. Typical devices include Atmel DataFlash AT45, MSP430 internal flash, and many serial flash devices including ST and Microchip SST Serial Flash. It eliminates many fragmentation and flash management problems and results in a compact and reliable file system that provides a full set of features, even on a low-cost controller.⏹ Advanced Fail-safetyConventional FAT file systems are not fail-safe and often experience difficulties when common problems such as power loss or unexpected resets occur. Corrupt files can sometimes be corrected using ‘check-disk’ but this requires manual intervention and often valuable data is lost.Product quality and performance can be seriously undermined by this kind of problem, but the threat can be eliminated by using a robust fail-safe file system from HCC. When used in a correctly designed system, it will guarantee that data will always be consistent. Our file systems are transaction-based but permit single file operation without reference to the rest of the system. In order to ensure the maximum integrity, our media drivers are also designed to provide fail-safe behavior. We have some of the industry’s leading experience in this area, why not talk to us about how to implement your application in the most robust way possible?⏹ Supported Flash & Media DevicesHCC supports a huge array of storage media from the most basic USB pen-drive to the most complex Solid State Drive (SSD). The number and variety of available flash devices changes at an incredible rate. Nonetheless, HCC supports hundreds of flash devices from manufacturers including Adesto, Intel, Micron, Toshiba, Hynix, Samsung, Spansion, Macronix, Microchip, Winbond and many others. We support hundreds of flash parts as well as numerous specialty devices including Solid State Drives (SSD), MLC flash and ClearNAND. All HCC file systems conform to a standard API and are fully interchangeable.Our fail-safe Flash Translation Layer, SafeFTL, can be used in conjunction with our file systems to provide wear-leveling, bad block management and error correction for almost any known device.FAT THIN SafeFAT SafeFLASH TINYNAND Flash Y*Y*Y*Y NNOR Flash Y*Y*Y*Y Y*Small Sector NOR Y*Y*Y*Y YMMC/eMMC/SD/SDHC/SDXC Y Y Y N N Compact Flash Y Y Y N NSSD Flash Y Y Y N NUSB Mass Storage Y Y Y N NRAM Y Y Y Y Y* Requires SafeFTL flash translation layer.⏹ Broad Range of Target Processors & Tools HCC usually delivers file systems with tested drivers that are fully abstracted for a particular real-time operating system, micro-controller and compiler. In most cases there is little or no integration effort required by developers. RTOS Abstractions RTOS abstractions are available for the following systems: CMX RTX, eCOS, emBOS, EUROS, FreeRTOS, Keil RTX, Nucleus, Quadros RTXC, ThreadX, μ-velOSity, μC/OS-II, and many others. Importantly, for custom schedulers and super loops, HCC offers an abstraction for ‘No RTOS’. We also offer our own eTaskSync, a small cooperative scheduler, which is designed to handle all processing and interface requirements of HCC middleware. This means that developers can choose our robust quality and outstanding performance irrespective of their legacy software. Extensive Compiler Support Eclipse/GCC, IAR Embedded Workbench, Keil ARM Compiler, Freescale CodeWarrior, Atmel AVR Studio, Green Hills Multi, Microchip MPLAB, Renesas HEW, TI Code Composer Studio, Mentor CodeSourcery, Atollic True Studio and many more. Microcontrollers ARM Cortex-M0/M1/M3/M4/R4/A8, ARM7/9/11; Atmel AVR32, SAM3/4/7/9; Freescale ColdFire, Kinetis, PowerPC, i.MX, Vybrid, QorIQ; Infineon C164, XMC1000, XMC4000; Microchip PIC24, PIC32; NXP LPC1300/1700/1800/2000/3000/4000; Renesas SuperH, RX, RL, 78k; SiliconLabs EFM32, SIM3; Spansion FM0/FM3/FM4; STMicroelectronics STM32; Texas Instruments MSP430, Stellaris, C2000, Hercules, DaVinci, Sitara, Tiva; Toshiba TMP M0/M3; ⏹ Licensing & Purchasing All HCC reusable software components are royalty-free and distributed in source form with support and maintenance included for one year with all purchases. We deliver sample projects tailored to an environment agreed with customers to ensure the quickest possible start. Visit HCC’s website to find a sample license and to obtain the contact details of your local sales representative. Or,****************************************************************************.All trademarks and registered trademarks are the property of their respective sales office: 1999 S. Bascom Avenue Suite 700, Campbell, California 95008 • Tel: +1 408 879-2619European sales offices: 24a Melville St, Edinburgh EH3 7NS Scotland, UK • Tel.: +44 7918 787 5711133 Budapest, Váci út 76., Hungary • Tel.: +36 1 450 1302info @ • sales @ • 09022016。
嵌入式文件系统一致性设计
致 的 ． 是 在 系统 稳 定 时 它 必须 是 一 致 的 。如 果 在 中 但 间 状 态 时 系统 突 然 崩 溃 ，则 可 能 导 致 系 统 的一 致 性 被
在 许 多 文 件 系统 中 。 同步 写 用 于 元 数 据 的顺 序 更 新 ， 括 Ｖ 、Ｏ 包 ＭＳ Ｄ Ｓ和 许 多 Ｕ Ｉ 的 变 种 都 采 取 了 此 ＮＸ 种 方 法 。 就 使 得 元 数 据 是 以 外 存 而 不 是 内 存 的速 度 这 更新 ， 因而 导 致 系 统 的 性 能 的 急 剧 下 降 。 原 子 更 新 技 术 借 鉴 数 据 库 中 的 事 务 处 理 和 故 障 恢 复 技 术 ，将 相 关 的 一 系 列 更 新 组 合 成 一 原 子 操 作 。
关 键 词 ：文 件 系 统 ：一 致 性 ；缓存 机 制 中图分 类号 ： Ｐ ６ Ｔ ３８ 文献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６ ２ ０ ４ （０ ６ ０ — ０ ９ ０ １ ７ — ５ ７ ２ ０ ）４ ０ ７ — ２
１ ．问题 的 背 景
（ ２级 ， 数 据 和 用 户 数 据 都 一 致 ， 并 不 保 证 ２） 元 但
操 作 的 ＡＣＤ 性 质 。 最 高 级 别 。 Ｉ 是 其 中 元 数 据 一 致 性 是 文 件 系 统 可 用 性 的最 基 本 要 求 ， 文 实 现 的 目标 是 第 ２级 。 本 ２ 一 致性 策略 的设计 ． 由 于 文 件 系 统 的 不 一 致 问 题 只 发 生 在 系 统 出 现
了越 来 越 广 泛 的使 用 。 针 对 嵌 入 式 存 储 系统 自身 的 特 点 以及 采 用 缓 存 机 制 而 来 的 问 题 ， 取 某 种 应 采 对 系统 故 障 的 恢 复 机 制 显 得 十 分 必 要 。 文 基 于 嵌 入 式 数 据 存 储 系 统 的 特 点 提 出 了解 决 文 件 存 储 一 致 本 性 的 方 法 ． 对 该 方 法 进 行 了详 细 的 分 析 。 并
嵌入式文件系统目录
/dev目录下存放的是设备文件，用于访问系统资源或设备，如串口，U盘，硬盘，系统内存等。
（在linux中所有的设备都被抽象为文件）
/bin,/usr/bin,/usr/sbin,/sbin用来存放二进制可执行文件（这部分内容可通过编译busybox获得）
/lib用来存放动态链接库。
/etc用来存放初始化脚本和其他配置文件的。
/proc用来挂载存放系统信息虚拟文件的系统，不保存在系统硬盘中，使内存的映射。
/sys该目录下安装内核中新出现的sysfs文件系统，sysfs集成了3种文件系统的信息：针对进程信息的proc文件系统，针对设备的devfs文件系统及针对伪终端的devpts文件系统。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
把/mnt/nfs设置完成后重新开始NFS deamon
root@XSBase home]# /etc/rc.d/init.d/nfs stop [root@XSBase home]# /etc/rc.d/init.d/nfs start
[
21
实验二 NFS文件系统实验（3）
配置NFS客户端
NFS客户端是开发板，所以要让开发板上的内核支持NFS，必 须重新配置内核生成zImage镜像文件，并下载到板子上。 通过 make menuconfig 指令在kernel设置窗进行NFS设置 menuconfig 窗口打开后，确认NFS设置是否被选上
31
思考：使用BusyBox构建根文件系统
Busybox 是 Debian GNU/Linux 的大名鼎鼎的 Bruce Perens 首先开发，。后来又有许多 Debian developers 贡献力量，这其中尤推 busybox 目前的维护者 Erik Andersen，他患有癌症，可却是一名优秀的自由软件 开发者。Busybox包括一个迷你的 vi 编辑器，系统不可 或缺的 /sbin/init 程序，以及其他诸如 sed, ifconfig, halt, reboot, mkdir, mount, ln, ls, echo, cat ... 等等，大小也 不过 100K 左右。而且，用户还可以根据自己的需要， 决定到底要在 busybox 中编译进哪几个应用程序的功 能。busybox 的体积可以进一步缩小。BusyBox支持多 种体系结构，可以静态或动态链接glic或者uclibc库，以 满足不同的需要，也可以修改BusyBox默认的编译配置 以移除不想使用的命令的支持。
7
2. Linux文件系统框架和特性
现代操作系统都提供多种访问存储设备的 方法 Linux文件系统有两条独立控制设备驱动 的途径 ：
通过设备驱动的接口 通过文件管理器接口
8
Linux文件系统框架
API API POSIX API POSIX API
VFS
a
b Linux
9
3. 文件系统实验
实验一 建立文件系统
17
18
19
实验二 NFS文件系统实验 （1）
NFS是用于在不同机器，不同操作系统之间通 过网络互相分享文件 的 建立NFS开发环境的工作分为两个方面：配置
NFS服务器和配置客户端
基本பைடு நூலகம்命令格式
Mount的基本命令格式如下：
mount -t type [-rv] -o [option] server:pathname /mount_point
16
实验一：建立文件系统RAMFS（3）
修改一些内核配置
XSBase255中 setup_initrd()的 0xA1000000 成为 SDRAM 的 ramdisk 地址 ，ramdisk 要下载到 Bootloader中的这个地址 CONFIG_BLK_DEV_RAM_SIZE是 menuconfig中设 定的 “Default RAM disk size” 大小 修改Default Kernel command string为： “root=/dev/ram rw console=ttyS0,115200 init=/linuxrc”。用于重新引导系统。
建立JFFS2文件系统 建立RAMFS文件系统
实验二 NFS文件系统实验 实验三 Samba介绍与应用
10
实验一：建立文件系统JFFS2（1）
JFFS2在Linux中有两种使用方式 ：
作为根文件系统 作为普通文件系统在系统启动后被挂载
目录采用Ramfs，当系统断电后，该目录 所有的数据都会丢失。 Linux下常用文件系统结构 ：
29
3）重起开发板，使用tftp协议加载新的内核镜 像， 系统启动后，使用boot命令直接引导 4）确认新的根目录是否是PC端的 /tftpboot/pxa255目录
30
实验三 Samba介绍与应用
Samba介绍
Samba是一组软件包，使Linux支持SMB（服务消息 块）协议，该协议由TCP/IP实现，它是windows网 络文件和打印共享基础 samba的核心是两个守护进程smbd和nmbd程序，在 服务器启动到停止期间持续运行。Smbd进程的作用 是处理到来的SMB软件包，为使用该软件包的资源 与Linux进行协商，nmbd进程使其它主机（或工作站） 能浏览Linux服务器。 一个完整的smb.conf一般由Global settings和share Definitions两部分组成
4
1.2 嵌入式Linux常用文件系统
Flash Memory简介 Flash Memory上的两种技术
NAND：串行；顺序读取；适合大容量；通常需MTD NOR
：并行；随机读取；适合数据或程序存储；XIP；
Xsbase开发平台上所使用的闪存
Intel StrataFlash Memory 28F128J3A
15
实验一：建立文件系统RAMFS（2）
1）使用主机的loopback设备来实现loopback文 件系统
用dd if=/dev/zero of=ramdisk_img bs=1k count=8192 指 令创建一个连续的8M大小的空间 将此空间用 mke2fs格式化 为了对格式化的空间进行mount， 创建一个目录/tmp 在tmp目录里复制或创建设置文件, util, library等 将工作目录进行umount，再用gzip压缩，则生成 ramdisk_img.gz文件 将此加载到 bootloader，则新的ramdisk可用作根文件系 统。
6
JFFS和YAFFS
JFFS文件系统主要针对NOR FLASH设计，是一种 基于Flash的日志文件系统。 JFFS2的底层驱动主要完成文件系统对Flash芯片的 访问控制，如读、写、擦除操作。 YAFFS主要针对NAND FLASH设计，和JFFS相比它 减少了一些功能。自带NAND芯片驱动，并且为嵌入 式系统提供了直接访问文件系统的API。 YAFFS2是YAFFS的改进版本。
嵌入式文件系统
陈文智 wzchen@ 浙江大学计算机学院 2005年4月
1
提纲
1、嵌入式Linux文件系统简介 2、Linux文件系统框架和特性 3、嵌入式文件系统实验
实验一：建立文件系统 实验二：NFS文件系统实验 实验三：Samba介绍与应用
2
1. 嵌入式Linux文件系统简介
Ext2fs 、JFFS和YAFFS
ext、 ext2、xia、vfat、minix、msdos、umsdos、 proc、smb、 ncp、iso9660、sysv、hpfs、affs、ufs、vfs等
5
第二版扩展文件系统（Ext2fs）的优点
Ext2fs支持达4 TB的内存（Ext是2G）。 Ext2fs文件名称最长可以到1012个字符。 当创建文件系统时，管理员可以选择逻辑块的大小 （通常大小可选择 1024、2048和4096字节）。 Ext2fs实现快速符号链接：不需要为此目的而分配数 据块，并且将目标名称直接存储在索引节点表中， 这使性能有所提高，特别是在速度上。
File systems ---> Network File Systems ---> <*> NFS file system support [*] Provide NFSv3 client support [ ] Root file system on NFS
重新编译内核，新的内核下就可以使用nfs命令了
24
实验二 NFS文件系统实验（6）
加载NFS为根文件系统
1）重新配置内核
在General setup里面重新设置Default kernel command string 的值 在Network File Systems选项中需要选中“Root file system on NFS” 在Block devices选项中把“RAM disk support”选项去除，选中 “Network block device support” 配置完内核，重新make zImage，生成新的镜像
Umount的基本命令格式：
umount [-dflnrv] dir | device [...]
20
实验二 NFS文件系统实验 （2）
配置NFS服务端
在 Host PC上打开 /etc/exports 文件,并进行如 下设置 ：
[root@XSBase home]# vi /etc/exports /mnt/nfs (rw,no_root_squash)
22
实验二 NFS文件系统实验（4）
挂载NFS文件系统
开发板上进行mount操作，把PC上的某个目录挂载 上来：
root@xsbase255]# mount –t nfs 192.168.1.1:/mnt/nfs /mnt [root@xsbase255]# cd /mnt
[
把Host PC的/mnt/nfs目录mount到开发板的/mnt目 录下使用。Ip 192.168.1.1是PC的ip。
接下来就可以在新mount上来的目录下做各种 操作，挂载工作完成
23
实验二 NFS文件系统实验（5）
如果出现没法mount上去的情况，可以按 照以下步骤进行检查：
用 rpcinfo -p server_name 去查看此server是否存在 用 rpcinfo -u server_name mount 查看mountd daemon 是否有 在server上执行 假如server 都没问题,检查 server 和 client 之间的网线连接 在client上用ps ax 查看portmap和对应的NFS daemons是否运 行 打开服务端PC上的/var/lib/nfs/rmtab文件，清空内容 重起NFS服务