第五章嵌入式系统软件体系结构.

硬件写操作（Write）：往硬件中写数据；
……
5.2.2设备驱动程序的结构
设备驱动程序
设备驱动程序
上层接口 ------------硬件接口
上层接口 硬件接口
硬件
分层结构
硬件
混合结构
5.3 嵌入式操作系统
嵌入式操作系统包括嵌入式内核、
嵌入式TCP/IP网络系统、嵌入式 文件系统、嵌入式GUI系统和电 源管理等部分；
5.2.1设备驱动程序的主要功能

硬件启动（Startup）：在开机上电或重启的时候， 对硬件进行初始化； 硬件关闭（Shutdown）：把硬件配置成关机状态； 硬件停用（Disable）：暂停使用硬件； 硬件启用（Enable）：重新启用硬件； 硬件读操作（Read）：从硬件中读取数据；

CPU I/O
多道程序：
CPU I/O
5.5.2 关于进程
在多道程序系统中，各个程序之间是并发执 行的，共享系统资源。CPU需要在各个运行 的程序之间来回地切换，这样的话，要想描 述这些多道的并发活动过程就变得很困难。 为此，操作系统设计者提出了进程的概念。
（1）什么是进程？
A process ＝ a program in execution
}
5.1 嵌入式软件体系结构


无操作系统的情形 在嵌入式系统的发展初期，由于硬件的配置比较低， 对于是否有系统软件的支持，要求还不是很强烈。 在那个阶段，嵌入式软件的设计主要是以应用为核 心，应用软件直接建立在硬件上，没有专门的操作 系统。 有操作系统的情形
5.1.1无操作系统的情形

循环轮询系统：（Polling Loop）
嵌入式内核是基础和核心，其他
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部分要根据嵌入式系统的需要来 确定。
5.4 嵌入式中间件

中间件（Middleware）：在OS内核、设备驱动 程序和应用软件之外的所有系统软件； 中间件的基本思路：把原本属于应用软件层的 一些通用的功能模块抽取出来，形成独立的一 层软件，从而为运行在其上的各个应用软件提 供一个灵活、安全、移植性好、相互通信、协 同工作的平台；


优点：实现软件的可重用，降低应用软件的复 杂性，降低开发成本。
第 5节 进程、线程和任务
5.5.1 多道程序技术
为了提高计算机系统中各种资源的利用率，
现代操作系统广泛采用多道程序技术（multiprogramming），使多个程序同时在系统中存
在并运行。
单道程序：
作业甲（红黄）
作业乙（蓝绿）
一个进程应该包括： 程序的代码； 程序的数据；
PC中的值，用来指示下一条将运行的指令；
一组通用的寄存器的当前值，堆、栈； 一组系统资源（如打开的文件） 总之，进程包含了正在运行的一个程序的所有 状态信息。
Process ≠ Program
• A program is C statements or commands
静态的；
• A process is program + running context
动态的.
问题1
进程与线程之间的区别？
问题2
问题描述： 输入一组整数，当输入－1时表示输入结束， 然后计算这组整数的平均值； 12 4 25 125 -1
main( ) { int iValue, iTotalValue, iNum; printf(“本程序用于计算一组整数的平均值 \n”); printf(“输入-1表示数据的结束。\n”); iTotalValue = 0; iNum = 0; while (1) { scanf(“%d”, &iValue); if ( iValue == -1) break; iTotalValue += iValue; iNum++; } if(iNum > 0) printf(“平均值是：%.1f”, (double)iTotalValue / iNum);

前后台系统（后台循环、前台中断）
后台 前台
ISR
时间
ISR
ISR

例如，很多基于微处理器的产品采用 前后台系统设计，如微波炉、电话机、 玩具等。从省电的角度出发，平时微 处理器处在停机状态，所有的事都靠 中断服务来完成。
5.1.2有操作系统的情形
应用 软件层
WWW 浏览器
嵌入式 CORBA TCP/IP 网络系统 板级 初始化
MP3 播放器
嵌入式 JAVA 文件 系统 以太网 驱动
…
嵌入式 DCOM
电子 邮件 面向领域 的中间件 嵌入式 GUI LCD 驱动 键盘 驱动
中间件 层
操作 系统层 设备 驱动层
内核
串口 驱动
硬件
第2节 设备驱动程序
5.2 设备驱动程序



为什么要有设备驱动程序？ 嵌入式硬件设备本身无法工作，需要软件来 驱动，如初始化、控制、数据读写等。 什么是设备驱动程序？ 直接与硬件打交道、对硬件进行控制和管理 的软件。 在一个嵌入式系统中，设备驱动程序是必不可 少的。
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第五章 嵌入式系统软件基础
北
京
博
创
兴
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科
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主要内容
5.1嵌入式系统软件体系结构 5.2设备驱动程序 5.3嵌入式操作系统 5.4 嵌入式中间件 5.5 进程、线程和任务 5.6 嵌入式系统的应用软件开发

最简单的软件结构，程序依次检查系统的每个 输入条件，一旦条件成立就进行相应的处理。
Initialize(); while(1){ if(condition_1) action_1(); if(condition_2) action_2(); …… if(condition_n) acition_n(); }

事件驱动系统：（Event-Driven system）

事件驱动系统是能对外部事件直接响应的系统。 它包括前后台、实时多任务、多处理器等，是 嵌入式实时系统的主要形式。
应用程序是一个无限循环，循环中调用相应的 函数完成相应操作，这部分可以看成后台行为 （background）。中断服务程序处理异步事件， 这部分可看成前台行为（foreground)。 后台也可以叫做任务级，前台也叫中断级。