嵌入式操作系统总结
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课程总结与讨论
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一、嵌入式系统
1、嵌入式系统定义 2、嵌入式系统特点 3、嵌入式系统组成 4、嵌入式系统分类 5、嵌入式系统应用领域 6、嵌入式系统设计过程
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嵌入式系统定义
• 嵌入式系统是以应用为中心，计算机技术 为基础，并软硬件可裁剪，适应应用系统 对功能、可靠性、成本、功耗、体积等有 严格要求的专用计算机系统。
– MCU – MPU – DSP – SOC
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嵌入式硬件
• 存储器
– 内存
• 寄存器 • Cache • ROM • RAM • FLASH
–Hale Waihona Puke 外存• 磁盘 • U盘整理ppt
嵌入式硬件
• I/O
– 有线
• 串行口
• 并行口
• 网络
• USB
• I2C
– 无线
• 蓝牙
• WiFi
• Zigbee
• GPRS
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• 总线
– 数据 – 地址 – 控制
嵌入式硬件
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嵌入式软件
• 系统软件
嵌入式操作系统EOS（Embedded Operating System） 是一种用途广泛的系统软件，过去它主要应用于工业控 制和国防系统领域。EOS负责嵌入系统的全部软、硬件 资源的分配、调度工作，控制、协调并发活动；它必须 体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到 系统所要求的功能。
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实时系统分类
实时系统主要分为以下两类： 强实时系统（Hard Real-Time）：在航空航天、军事、核工业等一
(1) 远程调试器； (2) ROM仿真器； (3) 在线仿真器ICE； (4) BDM; (5) JTAG仿真器； (6) 软件仿真器。
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嵌入式系统分类
嵌入式系统由实时系统和非实时系统 嵌入式实时系统（Real-time operating system,RTOS）的
正确性不仅依赖系统计算的逻辑结果，还依赖于产生这个 结果的时间。实时系统能够在指定或者确定的时间内完成 系统功能和外部或内部、同步或异步时间做出响应的系统。 因此实时系统应该在事先先定义的时间范围内识别和处理 离散事件的能力；系统能够处理和储存控制系统所需要的 大量数据。
➢ 嵌入式系统是面向特定应用，嵌入式产品生命周期较长。
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嵌入式系统组成
• 嵌入式系统由嵌入式硬件、嵌入式软件组成。 • 嵌入式硬件：嵌入式处理器、存储器、I/O、总线 • 嵌入式软件：系统软件、支撑软件、应用软件
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嵌入式硬件
• 嵌入式处理器 它是嵌入式硬件的核心，主要有以下几种：
– 操作系统
• 实时操作系统 • 分时操作系统
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嵌入式软件
• 嵌入式操作系统的一个重要特性是实时性。所谓实时性，就 是在确定的时间范围内响应某个事件的特性。
• 著名的嵌入式操作系统有：C/OS、VxWorks、Neculeus、 Linux和Windows CE等
– （1）Linux，Linux是一个发展最快、应用最为广泛的操作系统。 – （2）C/OS是一个典型的实时操作系统。 – （3）Windows CE是微软的产品，它是从整体上为有限资源的平台
嵌入式软件
• 支撑软件 支撑软件是用于帮助和支持软件开发的
软件，通常包括数据库和开发工具，其中以 数据库最为重要
– 集成开发环境 – 数据库 – 中间件
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嵌入式软件
• 应用软件 嵌入式应用软件是针对特定应用领域，
基于某一固定的硬件平台，用来达到用户预 期目标的计算机软件。
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嵌入式软件调试技术
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实时系统特性
二、可预测性 可预测性是指系统能够对实时任务的执行时间进行判断，
确定是否能够满足任务的时限要求。由于实时系统对时间约 束要求的严格性，使可预测性称为实时系统的一项重要性能 要求。除了要求硬件延迟的可预测性以外，还要求软件系统 的可预测性，包括应用程序的响应时间是可预测的，即在有 限的时间内完成必须的工作；以及操作系统的可预测性，即 实时原语、调度函数等运行开销应是有界的，以保证应用程 序执行时间的有界性。
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实时系统的特性
一、时间约束性 实时系统的任务具有一定的时间约束（截止时间）。根
据截止时间，实时系统的实时性分为“硬实时”和“软实 时”。硬实时是指应用的时间需求能够得到完全满足，否则 就造成重大安全事故，甚至造成重大的生命财产损失和生态 破坏，如在航空航天、军事、核工业等一些关键领域中的应 用。软实时是指某些应用虽然提出时间需求，但实时任务偶 尔违反这种需求对系统运行及环境不会造成严重影响，如监 控系统等和信息采集系统等。
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实时系统特性
三、可靠性
大多数实时系统要求有较高的可靠性。在一些重要的实 时应用中，任何不可靠因素和计算机的一个微小故障，或某 些特定强实时任务（又叫关键任务）超过时限，都可能引起 难以预测的严重后果。为此，系统需要采用静态分析和保留 资源的方法及冗余配置，使系统在最坏情况下都能正常工作 或避免损失。可靠性已成为衡量实时系统性能不可缺少的重 要指标。
设计的多线程、完整优先权、多任务的操作系统。 – （4）VxWorks是WindRiver公司专门为实时嵌入式系统设计开发的
操作系统软件，为程序员提供了高效的实时任务调度、中断管理， 实时的系统资源以及实时的任务间通信。 – （5）QNX是一款实时操作系统，由加拿大QNX软件系统有限公司 开发。
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嵌入式系统特点
➢ 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技 术与各行各业具体应用相结合的产物，必然是一个技术密 集、资金密集、不断创新的知识集成系统。
➢ 嵌入式系统的软硬件必须高效设计，量体裁衣、去除冗余。 力争在同样的硅片面积上实现更高性能。
➢ 为了提高嵌入式系统可靠性和运行速度，程序一般固化在 存储器或单片机；系统资源小，开发需要专门的环境，自 身不具有开发功能。
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实时系统特性
四、与外部环境的交互作用性 实时系统通常运行在一定的环境下，外部环境是实时系
统不可缺少的一个组成部分。计算机子系统一般是控制系统， 它必须在规定的时间内对外部请求做出反应。外部物理环境 往往是被控子系统，两者互相作用构成完整的实时系统。大 多数控制子系统必须连续运转以保证子系统的正常工作或准 备对任何异常行为采取行动。
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一、嵌入式系统
1、嵌入式系统定义 2、嵌入式系统特点 3、嵌入式系统组成 4、嵌入式系统分类 5、嵌入式系统应用领域 6、嵌入式系统设计过程
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嵌入式系统定义
• 嵌入式系统是以应用为中心，计算机技术 为基础，并软硬件可裁剪，适应应用系统 对功能、可靠性、成本、功耗、体积等有 严格要求的专用计算机系统。
– MCU – MPU – DSP – SOC
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嵌入式硬件
• 存储器
– 内存
• 寄存器 • Cache • ROM • RAM • FLASH
–Hale Waihona Puke 外存• 磁盘 • U盘整理ppt
嵌入式硬件
• I/O
– 有线
• 串行口
• 并行口
• 网络
• USB
• I2C
– 无线
• 蓝牙
• WiFi
• Zigbee
• GPRS
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• 总线
– 数据 – 地址 – 控制
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嵌入式软件
• 系统软件
嵌入式操作系统EOS（Embedded Operating System） 是一种用途广泛的系统软件，过去它主要应用于工业控 制和国防系统领域。EOS负责嵌入系统的全部软、硬件 资源的分配、调度工作，控制、协调并发活动；它必须 体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到 系统所要求的功能。
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实时系统分类
实时系统主要分为以下两类： 强实时系统（Hard Real-Time）：在航空航天、军事、核工业等一
(1) 远程调试器； (2) ROM仿真器； (3) 在线仿真器ICE； (4) BDM; (5) JTAG仿真器； (6) 软件仿真器。
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嵌入式系统分类
嵌入式系统由实时系统和非实时系统 嵌入式实时系统（Real-time operating system,RTOS）的
正确性不仅依赖系统计算的逻辑结果，还依赖于产生这个 结果的时间。实时系统能够在指定或者确定的时间内完成 系统功能和外部或内部、同步或异步时间做出响应的系统。 因此实时系统应该在事先先定义的时间范围内识别和处理 离散事件的能力；系统能够处理和储存控制系统所需要的 大量数据。
➢ 嵌入式系统是面向特定应用，嵌入式产品生命周期较长。
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嵌入式系统组成
• 嵌入式系统由嵌入式硬件、嵌入式软件组成。 • 嵌入式硬件：嵌入式处理器、存储器、I/O、总线 • 嵌入式软件：系统软件、支撑软件、应用软件
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嵌入式硬件
• 嵌入式处理器 它是嵌入式硬件的核心，主要有以下几种：
– 操作系统
• 实时操作系统 • 分时操作系统
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嵌入式软件
• 嵌入式操作系统的一个重要特性是实时性。所谓实时性，就 是在确定的时间范围内响应某个事件的特性。
• 著名的嵌入式操作系统有：C/OS、VxWorks、Neculeus、 Linux和Windows CE等
– （1）Linux，Linux是一个发展最快、应用最为广泛的操作系统。 – （2）C/OS是一个典型的实时操作系统。 – （3）Windows CE是微软的产品，它是从整体上为有限资源的平台
嵌入式软件
• 支撑软件 支撑软件是用于帮助和支持软件开发的
软件，通常包括数据库和开发工具，其中以 数据库最为重要
– 集成开发环境 – 数据库 – 中间件
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嵌入式软件
• 应用软件 嵌入式应用软件是针对特定应用领域，
基于某一固定的硬件平台，用来达到用户预 期目标的计算机软件。
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嵌入式软件调试技术
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实时系统特性
二、可预测性 可预测性是指系统能够对实时任务的执行时间进行判断，
确定是否能够满足任务的时限要求。由于实时系统对时间约 束要求的严格性，使可预测性称为实时系统的一项重要性能 要求。除了要求硬件延迟的可预测性以外，还要求软件系统 的可预测性，包括应用程序的响应时间是可预测的，即在有 限的时间内完成必须的工作；以及操作系统的可预测性，即 实时原语、调度函数等运行开销应是有界的，以保证应用程 序执行时间的有界性。
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实时系统的特性
一、时间约束性 实时系统的任务具有一定的时间约束（截止时间）。根
据截止时间，实时系统的实时性分为“硬实时”和“软实 时”。硬实时是指应用的时间需求能够得到完全满足，否则 就造成重大安全事故，甚至造成重大的生命财产损失和生态 破坏，如在航空航天、军事、核工业等一些关键领域中的应 用。软实时是指某些应用虽然提出时间需求，但实时任务偶 尔违反这种需求对系统运行及环境不会造成严重影响，如监 控系统等和信息采集系统等。
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实时系统特性
三、可靠性
大多数实时系统要求有较高的可靠性。在一些重要的实 时应用中，任何不可靠因素和计算机的一个微小故障，或某 些特定强实时任务（又叫关键任务）超过时限，都可能引起 难以预测的严重后果。为此，系统需要采用静态分析和保留 资源的方法及冗余配置，使系统在最坏情况下都能正常工作 或避免损失。可靠性已成为衡量实时系统性能不可缺少的重 要指标。
设计的多线程、完整优先权、多任务的操作系统。 – （4）VxWorks是WindRiver公司专门为实时嵌入式系统设计开发的
操作系统软件，为程序员提供了高效的实时任务调度、中断管理， 实时的系统资源以及实时的任务间通信。 – （5）QNX是一款实时操作系统，由加拿大QNX软件系统有限公司 开发。
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嵌入式系统特点
➢ 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技 术与各行各业具体应用相结合的产物，必然是一个技术密 集、资金密集、不断创新的知识集成系统。
➢ 嵌入式系统的软硬件必须高效设计，量体裁衣、去除冗余。 力争在同样的硅片面积上实现更高性能。
➢ 为了提高嵌入式系统可靠性和运行速度，程序一般固化在 存储器或单片机；系统资源小，开发需要专门的环境，自 身不具有开发功能。
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实时系统特性
四、与外部环境的交互作用性 实时系统通常运行在一定的环境下，外部环境是实时系
统不可缺少的一个组成部分。计算机子系统一般是控制系统， 它必须在规定的时间内对外部请求做出反应。外部物理环境 往往是被控子系统，两者互相作用构成完整的实时系统。大 多数控制子系统必须连续运转以保证子系统的正常工作或准 备对任何异常行为采取行动。