嵌入式操作系统课程设计

《嵌入式操作系统》课程设计指导书

专业：计算机科学与技术专业方向：计算机科学与技术

计算机科学与工程学院

第一章课程设计指导书

1、目的任务

本设计的目的在于使学生全面理解实践已学的相关课程内容，深刻理解嵌入式系统开发的全过程。从硬件的角度掌握嵌入式开发板的组成，接口部件的结构和与宿主机间的连接，从软件的角度掌握嵌入式系统软件开发的全过程。使学生通过自己的实践，初步了解和掌握一个实用嵌入式系统的开发步骤，综合应用所学的基础知识和编程手段独立完成嵌入式系统开发的基础内容。

2、设计内容

基础实验（必做）——嵌入式系统开发环境搭建

扩展实验（从以下三个实验中任选一个）

实验一——利用Autotools工具自动生成Makefile文件

实验二——使用BusyBox制作根文件系统

实验三——使用GTK+进行图形界面编程

3、时间安排

时间：第17周

第一天确定题目、查找相关资料，安装系统；第二到第四天为实验和程序设计、完善总结、撰写报告，第五天答辩。

4、工作要求

（1）爱护实验开发板，为避免烧坏开发板，对开发板的任何插拔工作，都必须在断电之后进行。

（2）明确实验要求和步骤，在进行实验之前详细阅读开发板配套手册和相关资料。

（3）在本设计过程中，学生应随时做实习笔记，记录每天的工作内容及结果，同时还应规划出次日的实习计划与解决问题的方案。

5、成绩评定

设计结束时，由指导老师对学生进行全面考核，评分按五级分制（优、良、中、及格、不及格）评定成绩，评分依据以下几个方面。

(1)平时成绩

包括遵守纪律情况，实习中的工作态度，实习日记的记录情况等。

(2)设计中实验结果的成绩

教师要把关，确认实验结果是由实验人做出的。如不能按设计要求做出实验结果的，要予以扣分；对于有创新的实验及结果者，应给予好的成绩。对于以下情况之一者，要严格进行处理。

①. 照抄他人，自己没有消化者，应给予“不及格”。

②. 严重迟到早退，应给予“不及格”。

③. 实习不认真，违反实验室规定者，应给予“不及格”。

④. 缺勤大于整个工作时间的25%以上者，应给予“不及格”。

⑤. 实习报告不认真者，至少不能给“优”和“良”的成绩。

6、参考资料

（1）熊茂华、熊昕编著.嵌入式Linux实时操作系统及应用编程.清华大学出版社.2011年5月第1版

（2）深圳友坚恒天科技公司开发板配套光盘中用户手册：

idea6410开发板linux使用手册

ubuntu-UserManual_v0.18

UT6410-Android2.1_manual

（3）相关国嵌、申嵌视频资料

7、设计说明书（报告）

（1）正文：正文内容层次序号为： 1、1.1、1.1.1……。正文内容一般为：

①. 选题背景：说明本课题应解决的主要问题及应达到的技术要求；简述本设计

的指导思想。

②. 方案论证：说明设计原理并进行方案选择，阐明为什么要选择这个设计方案

以及所采用方案的特点。

③. 过程(设计或实验)论述：对设计工作的详细表述。要求层次分明、表达确切。

④. 结果分析：对研究过程中所获得的主要的数据、现象进行定性或定量分析，

得出结论和推论。

⑤. 结论或总结：对整个研究工作进行归纳和综合。

（2）图纸要求：图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。提倡学生使用计算机绘图。

（3）曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、流程图、程序框图、示意图等不准徒手画，必须按国家规定标准或工程要求绘制（应尽可能采用计算机辅助绘图）。

课程设计说明书（报告）要求文字通顺，语言流畅，无错别字，不得使用铅笔书写。按教务处印制的统一格式封皮装订。有条件的可用B5纸打印。

课程设计说明书（报告）中图表、公式一律采用阿拉伯数字连续编号。图序及图名置于图的下方；表序及表名置于表的上方；说明书（报告）中的公式编号，用括号括起来写在右边行末，其间不加虚线。

第二章嵌入式系统开发流程

2.1 嵌入式系统开发的一般流程

当前，嵌入式开发已经逐步规范化，在遵循一般工程开发流程的基础上，嵌入式开发有其自身的一些特点，下图为嵌入式系统开发的一般流程。主要包括系统需求分析（要求有严格规范的技术要求）、体系结构设计、硬件/软件设计、系统集成、系统测试，最终发布产品。

2.1.1．系统需求分析

确定设计任务和设计目标，并提炼出设计规格说明书，作为正式设计指导和验收的标准。系统的需求一般分功能性需求和非功能性需求两方面。功能性需求是系统要实现

的基本功能，如输入输出信号、操作方式等；非功能性需求包括系统性能、成本、功耗、体积、重量等因素。

2.1.2．体系结构设计

描述系统如何实现所述的功能性和非功能性需求，包括对硬件、软件和执行装置的功能划分以及系统的软件、硬件选型等。一个好的体系结构是设计成功与否的关键。

2.1.3．硬件/软件协同设计（硬件、软件、执行装置并行设计）

基于体系结构，对系统的软件、硬件进行详细设计。为了缩短产品开发周期，设计往往是并行的。嵌入式系统设计的大部分工作集中在软件设计上，采用面向对象技术、软件组件技术、模块化设计是现代软件工程经常采用的方法。

2.1.4．系统集成

把系统的软件、硬件和执行装置集成在一起，进行调试，发现并改进单元设计过程中的错误。

2.1.5．系统测试

对设计好的系统进行测试，检查是否满足规格说明书中给定的功能要求。

嵌入式系统开发模式最大特点是软件、硬件综合开发。这是因为嵌入式产品是软硬件的结合体，软件针对硬件开发、固化、不可修改。

2.2基于Linux的嵌入式系统开发

如果在一个嵌入式系统中使用Linux技术开发，根据应用需求的不同有不同的配置开发方法，但是，一般情况下，在遵照一般嵌入式系统开发流程的同时，都需要经过如下的过程。