嵌入式系统的定义及特点
- 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)。
嵌入式系统的定义及特点
定义:嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础,软、硬件可裁剪,适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特殊要求的专用计算机系统。
特点:(1)嵌入式系统是面向特定应用的。嵌入式系统中的CPU是专门为特定应用设计的,具有低功耗、体积小、集成度高等特点,能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于整个系统设计趋于小型化。
(2)嵌入式系统涉及先进的计算机技术、半导体技术、电子技术、通信和软件等各个行业。是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
(3)嵌入式系统的硬件和软件都必须具备高度可定制性。
(4)嵌入式系统的生命周期相当长。嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,其升级换代也是和具体产品同步进行的。
(5)嵌入式系统本身并不具备在其上进行进一步开发的能力。在设计完成以后,用户如果需要修改其中的程序功能,必须借助于一套专门的开发工具和环境。
(6)为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机中,而不是存贮于磁盘等载体中。
3.与通用计算机相比,嵌入式系统有哪些特点?答:与通用计算机相比,嵌入式系统有以下特点:(1)嵌入式系统通常是面向特定应用的;(2)嵌入式系统的硬件和软件必须高效率地设计,做到量体裁衣、去除冗余;(3)有实时操作系统的支持;(4)嵌入式系统具有较长的生命周期;(5)嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中,而不是存储在磁盘等载体中;(6)具有专门的开发工具支持。
操作系统在嵌入式系统中所起的作用
EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度作,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。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。
嵌入式系统是以应用为中心,整合了计算机软件、硬件技术,通信技术和微电子技术,
嵌入式操作系统(嵌入式linux学习)的功能
嵌入式操作系统除具备了一般操作系统(嵌入式linux系统)最基本的功能,如任务调度、同步机制、中断处理、文件处理等外,还有以下两个方面的功能:
1.构成一个易于编程的虚拟机平台
嵌入式操作系统构成一个虚拟机平台,EOS把底层的硬件细节封装起来,为运行在它上面的软件(如中间件软件和各种应用软件)提供了一个抽象的编程接口。软件开发在这个编程接口的上进行,而不直接与机器硬件层打交道。EOS所提供的编程接口实际上就是操作系统对外提供的系统调用函数。
2.系统资源的管理者
嵌入式操作系统是一个系统资源的管理者,负责管理系统当中的各种软硬件资源,如处理器、内存、各种I/O设备、文件和数据等,使得整个系统能够高效、可靠地运转。
操作系统的作用主要体现在两方面:
1.屏蔽硬件物理特性和操作细节,为用户使用计算机提供了便利
指令系统(成千上万条机器指令,它们的执行由微程序的指令解释系统实现的)。计算机问世初期,
计算机工作者就是在裸机上通过手工操作方式进行工作。 计算机硬件体系结构越来越复杂。
2.有效管理系统资源,提高系统资源使用效率
如何有效地管理、合理地分配系统资源,提高系统资源的使用效率是操作系统必须发挥的主要作用。资源利用率、系统吞吐量是两个重要的指标。
Linux与嵌入式使用的uclinux操作系统的关系
Linux是一种很受欢迎的操作系统,它与UNIX系统兼容,开放源代码。它原本被设计为桌面系统,现在广泛应用于服务器领域。而更大的影响在于它正逐渐的应用于嵌入式设备。uClinux正是在这种氛围下产生的。在uClinux这个英文单词中u表示Micro,小的意思,C表示Control,控制的意思,所以uClinux就是Micro-Control-Linux,字面上的理解就是"针对微控制领域而设计的Linux系统"。
uClinux是针对控制领域的嵌入式linux操作系统,它从Linux 2.0/2.4内核派生而来,沿袭了主流Linux的绝大部分特性。适合不具备内存管理单元(MMU)的微处理器/微控制器。没有MMU支持是uClinux与主流Linux的基本差异。
标准Linux是针对有MMU的处理器设计的。在这种处理器上,虚拟地址被送到MMU,把虚拟地址映射为物理地址。通过赋予每个任务不同的虚拟-物理地址转换映射,支持不
同任务之间的保护.
对uCLinux 来说,其设计针对没有MMU的处理器,不能使用处理器的虚拟内存管理技术。uCLinux仍然采用存储器的分页管理,系统在启动时把实际存储器进行分页。在加载应用程序时程序分页加载。但是由于没有MMU管理,所以实际上uCLinux采用实存储器管理策略。uCLinux系统对于内存的访问是直接的,所有程序中访问的地址都是实际的物理地址。操作系统对内存空间没有保护,各个进程实际上共享一个运行空间。一个进程在执行前,系统必须为进程分配足够的连续地址空间,然后全部载入主存储器的连续空间中。
什么是内核?
内核是操作系统最基本的部分。它是为众多应用程序提供对计算机硬件的安全访问的一部分软件,这种访问是有限的,并且内核决定一个程序在什么时候对某部分硬件操作多长时间。内核,是一个操作系统的核心。是基于硬件的第一层软件扩充,提供操作系统的最基本的功能,是操作系统工作的基础,它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统,决定着系统的性能和稳定性。
什么是Bootlonder?
答案一搜狗百科:启动程序(英语:boot loader,也称启动加载器,引导程序)位于电脑或其他计算机应用上,是指引导操作系统启动的程序。引导程序启动方式及程序视应用机型种类而不同。BIOS开机完成后,bootloader就接手初始化硬件设备、创建存储器空间的映射,以便为操作系统内核准备好正确的软硬件环境。BootLoader是依赖于硬件而实现的,特别是在嵌入式领域,为嵌入式系统建立一个通用的BootLoader是很困难的。
答案二百度百科:Boot Loader 是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序,我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态,以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。通常,Boot Loader 是严重地依赖于硬件而实现的,特别是在嵌入式世界。因此,在嵌入式世界里建立一个通用的Boot Loader 几乎是不可能的。尽管如此,我们仍然可以对Boot Loader 归纳出一些通用的概念来,以指导用户特定的Boot Loader 设计与实现。
使用带uclinux操作系统的嵌入式系统应该注意什么问题?
3 uClinux的内存管理
uClinux同标准Linux的最大区别就在于内存管理。标准Linux是针对有MMU的处理器设计的。在这种处理器上,虚拟地址被送到MMU,MMU把虚拟地址映射为物理地址。通过赋予每个任务不同的虚拟—物理地址转换映射,支持不同任务之间的保护。对于uCLinux 来说,其设计针对没有MMU的处理器,不能使用处理器的虚拟内存管理技术。uClinux不能使用处理器的虚拟内存管理技术(应该说这种不带有MMU的处理器在嵌入式设备中相当普遍)。