嵌入式实时操作系统及模型驱动软件的应用

1.1 嵌入式系统—嵌入式系统组成
嵌入式系统一般由嵌入式硬件 和软件组成
硬件以微处理器为核心集成存 储器和系统专用的输入/输出 设备
软件包括：板级支持包（BSP ）及设备驱动、嵌入式应用软 件以及支撑嵌入式开发过程的 集成开发环境等，这些软件有 机地结合在一起，形成系统特 定的一体化软件。
1.1 嵌入式系统—软件硬件基本要素
• 面向智能手机的嵌入式操作系统，如ios、塞班、安卓、MS Mobile OS、Embedded Linux等
• 面向汽车电子、工控的嵌入式操作系统，如VxWorks5.x/6.x、 Wind River Android等
• 面向国防、航空航天领域，如Integrity-178B、天熠、锐华等
1.2 嵌入式实时操作系统-RTOS分类
• 宿主机系统提供基本的开发工具：交叉编译器、连接器和源代码级调试器
• 目标机驻留软件动态装载器（Boot Loader）、监控程序（monitor)和调试 代理（debug agent)
• 目标机和宿主机之间的连接用来从宿主机上下载程序映像到目标机，也用 来传递宿主机调试器和目标机调试代理之间的信息
嵌入式实时操作系统的应用
目录
一 嵌入式实时操作系统的应用 二 模型驱动软件工程技术的发展现状与趋势
一、嵌入式实时操作系统的应用
1 嵌入式实时操作系统概述 2 嵌入式实时操作系统组成 3 嵌入式实时操作系统应用 4 嵌入式实时操作系统发展趋势
1. 嵌入式实时操作系统概述
1.1 嵌入式系统 1.2 嵌入式实时操作系统
1.1 嵌入式系统—目标机软件的初始化
• 应用软件初始化，RTOS初始化完成后，控制权就会转移到用户定义的应用 上
• 这种转移是通过调用一个预定义的函数来实现的 • 在此预定义的函数中，完成应用软件的初始化，启动相应的任务
- 创建任务 - 创建信号量 - 创建消息队列 - 申请资源等
1. 嵌入式实时操作系统概述
硬件
嵌入式处理器 各种类型存储器 模拟电路及电源 接口控制器及接插件
软件 嵌入式实时操作系统
（Real Time Operation System ，以下简称RTOS） 板级支持包（BSP） 设备驱动（Device Driver） 协议栈（Protocol Stack） 应用程序（ Application） 嵌入式软件集成开发 环境（IDE）
1.1嵌入式系统—目标机映像的来源和执 行
• 目标机映像包括RTOS、应用代码
• 目标机映像来源于两个地方 - 目标机上的只读存储设备 - 宿主机开发系统
• 根据不同开发阶段和具体的使用方式，可以执行映像的执行有三种情况 - 程序从ROM执行，数据使用RAM - 将程序从ROM复制到RAM后执行 - 从宿主机系统下载程序到RAM后执行
1.1 嵌入式系统—目标机软件的初始化
• 目标机系统软件包括 - 板级支持包（Board Support Package)：包含系统硬件部件和设备的所有 初始化程序 - RTຫໍສະໝຸດ BaiduS:实时操作系统提供基本服务，如资源同步服务、I/O服务和嵌入式 应用所需的调度服务 - 其它部件和应用程序的初始化
1.1 嵌入式系统—目标机软件的初始化
1.1 嵌入式系统 1.2 嵌入式实时操作系统
• 嵌入1式.2实时嵌操作入系式统是实运行时于嵌操入式作系统系硬统件和-用R户T程O序之S间定的，义负责嵌入式
系统全部软硬件资源管理的，负责并发活动协调的，可根据用户需求进行特定 功能模块的裁剪和定制的系统支撑软件
嵌入式应用软件 嵌入式系统软件 嵌入式实时操作系统
1.1 嵌入式系统—目标机软件的初始化
• 硬件初始化，当CPU执行复位向量处的指令后， 开始执行引导映像，在此阶段要完成最小的硬件 初始化
• 在复位向量上开始执行 • 通过设置适当的寄存器值，将处理器放置到一个已
知的状态 - 获得处理器的类型 - 获得或设置CPU时钟频率 - 禁止中断和高速缓存 - 初始化内存控制器、内存芯片和高速缓存 • 复制和解压应用程序映像（包括RTOS）
1.1 嵌入式系统—目标机软件的初始化
• 初始化RTOS，如果有下列对象和服务，则初始化各种RTOS对象和服务 - 任务对象 - 信号量对象 - 消息队列对象 - 计时器对象 - 内存管理对象
• 为RTOS建立必要的堆栈 • 初始化RTOS扩展部件，如TCP/IP栈、文件系统 • 启动RTOS和它的初始任务
1.1嵌入式系统—交叉开发平台
• 嵌入式系统的软件使用交叉开发平台进行开发，其系统软件和应用软件在 一个平台上开发，而在另一个平台上运行。
• 开发环境的主要组成：宿主机（Host)、目标机（Target) • 典型的交叉平台开发环境
1.1嵌入式系统—交叉开发平台
• 宿主机通常就是PC机，操作系统可以Linux/Windows
• 从实时性的角度来分
• 嵌入式实时操作系统：具有强实时特点，如Integrity、VxWorks、QNX、Nuclear、 OSE、天熠等。
• 非实时嵌入式操作系统：一般只具有弱实时特点，如塞班、安卓、MS mobile及版本众 多的嵌入式Linux、PalmOS等。
1.2 嵌入式实时操作系统—RTOS作用
1.1 嵌入式系统—嵌入式装载器
• 嵌入式装载器将可执行映像文件从宿主机下载到目标板上
• 下载可以通过串口或以太网口，下载的方式包括： - TFTP（Trivial File Transfer Protocol） - FTP
• 装载器直接将映像下载到RAM中：在文件传输完成后，具有闪存编程能力 的装载器也可以将映像存入闪存中
• 降低软件研制成本 • 增强系统安全性和可靠性 • 可缩短应用软件研制周期 • 可提高应用软件质量和可靠性
硬件平台
1.2 嵌入式实时操作系统-RTOS定义
嵌入式实时操作系统是运行于嵌入式系统硬件和用户程序 之间的，负责嵌入式系统全部软硬件资源管理的，负责并 发活动协调的，可根据用户需求进行特定功能模块的裁剪 和定制的系统支撑软件
编写
用户
应用程序
调用 返回
系统软件接口
嵌入式操 作系统
• 从1应.2用嵌领入域来式分实时操作系统-RTOS分类