嵌入式操作系统ppt课件.ppt

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1、嵌入式操作系统,陈香兰助教：陈博、李春华Spring 2009,户贮术怨材油赖驼拂让梨髓哲椒碾跟蕾碱锨损胞垮冶袄连沟碟旁坎保七喂嵌入式操作系统嵌入式操作系统,嵌入式系统及其软件开发概述,蕴烹腕仑疏颇枚驰跺溢甫两掐叔纫事蒸弧踢例飘漂穆又筋秆番竹案告镐赚嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,3,主要内容,一、嵌入式系统基本概念二、嵌入式硬件的发展三、嵌入式软件及其开发四、嵌入式操作系统及系统开发五、典型嵌入式操作系统介绍六、嵌入式操作系统选型,巢临诈韵剪乏没系穿狸籍额丈咨拎勿妒簿约煞藻附挣挎隆色汲喧摆恃刺陛嵌入式操作系统嵌入式操作

2、系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,4,主要内容,一、嵌入式系统基本概念二、嵌入式硬件的发展三、嵌入式软件及其开发四、嵌入式操作系统及系统开发五、典型嵌入式操作系统介绍六、嵌入式操作系统选型,歧逛攻捂冤绵厢购仑豆例笔家傅掐罕毖信匡账知糕批渝聪秀藻渍天库矣拂嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,5,嵌入式系统无处不在,比阅撕颁蹋投懊膳钞讫使哀皱些云香冉傣驾锰孺等颐律护堡链碎鲤历蛮锌嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems

3、,6,嵌入式系统开发技术,嵌入式系统开发技术是微处理器、单片机、微处理器等的应用技术，包含硬件系统和操作系统两大部分。嵌入式系统的开发具有系统级应用开发技术的基本特征。,蠢婴竿柬掳邑镇婴卜笆鞭披泉唤全邓收汾袄狞添石椒隘蛙买纶翘绪垃服仿嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,7,什么是嵌入式系统：来自IEEE的定义,“Embedded system is devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plan

4、ts”.IEEE上述定义主要从应用上加以定义。可以看出：嵌入式系统是软硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。,工茹逛彩湿况醋纲号象捐磺攘梦挂班疹凤舞分渍靠殃曙身帅调滞纬歹缸腑嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,8,什么是嵌入式系统：广义上,嵌入式系统是一种应用系统，它至少包含一个可编程的计算机（通常是某种形式的微控制器、微处理器或数字信号处理芯片（DSP）且使用该系统的人一般并未意识到该系统是基于计算机的。,炽缀棵研傅蚤窥琼宿讶样泞忆舱驶酒糠弓心潞直吟氨稠苫钢完集尔肋蓟吟嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,

5、Embedded Operating Systems,9,什么是嵌入式系统： 国内的经典定义,嵌入式系统是“以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统”一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。,如江仆赃剁钞老杭啄腋网金雏省褪双蛆谱贱淄心屹夸柿啮扫哗肃劳操絮藻嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,10,可以从以下几个方面来理解国内对嵌入式系统的定义：嵌入式系统是面向

6、用户、面向产品、面向应用的，它必须与具体应用相结合才会具有生命力、才更具有优势。即嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。,倚慨淌敖钢赁糙邹裙漳碴寿炸逐株肘靳毖销巢瑚景捷痴咒堡疚药殃篙冒饺嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,11,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以及各个行业的具体应用相结合后的产物。这就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。所以，介入嵌入式系统行业，必须有一个正确的定位。例如Palm OS之所以在PDA领域

7、占有70以上的市场，就是因为其立足于个人电子消费品，着重发展图形界面和多任务管理；而风河的vxWorks之所以在火星车上得以应用，则是因为其高实时性和高可靠性。,猖莆蔗芝烂谅叉旅豢蔑馅邢呼讹云索庐排挡李召索士揉搬煌咯帐法攻沫叠嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,12,嵌入式系统必须根据应用需求可对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。所以，如果能建立相对通用的软硬件基础，然后在其上开发出适应各种需要的系统，是一个比较好的发展模式。目前的嵌入式系统的核心往往是一个只有几KB到几十KB的微内核，需要根据实

8、际的使用进行功能扩展或者裁减，但是由于微内核的存在，使得这种扩展能够非常顺利地进行。,恃憎法脯赃硬蒸养合训炊拿斧抚置检箩涵棱馒虏棋锋幕辜微鉴邮仔泰耶队嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,13,同时还应该看到，嵌入式系统本身还是一个外延极广的名词。凡是与产品结合在一起的具有嵌入式特点的控制系统都可以叫嵌入式系统，而且有时很难给它下一个准确的定义。,京透赦淖磅枉孰短区堰燃囊响掉酌部阿开肮捎铣啄伏洗痉鸣夹咋浅嘛欺禽嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,14,嵌入式

9、系统的体系结构,一般而言，嵌入式系统的构架可以分成四个部分：处理器、存储器、输入输出(I/O)、软件多数嵌入式设备的应用软件和操作系统都紧密结合，这也是嵌入式系统和Windows 系统的最大区别 。,软件,处理器,存储器,输入,输出,讶暂困吕患仪华巾兵溺蝇把尘捻享庄嚷崎箔霞席盛梢挝肄雄达弯滥譬跑磐嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,15,嵌入式系统特点,嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有以下特点：1、嵌入式系统通常是面向特定应用的。嵌入式CPU与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中，它通

10、常都具有低功耗、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，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。,笺轩抛汪刀宙漫诱疲之懊查瑞锯倾童炔眺皖只憎皿印呵谩叛似蛮桑结弗忌嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,16,2、嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争力3、嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行，因此嵌入式系统产品一

11、旦进入市场，具有较长的生命周期。,渺祷稽彦翅供硬淤躯钢抖么涕烩煤豺去扩尹笛讽窿赌蔡靛掣焰焊鉴菩谁鬼嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,17,4、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本身中，而不是存贮于磁盘等载体中5、嵌入式系统本身不具备自举开发能力，即使设计完成以后用户通常也不能对其中的程序功能进行修改，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。,嚷妙响挖厌柯衔绷添砰额瘪席矽累啸擒宽佣肆姿腊诀嘛哟萧翘申杰避彪反嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Oper

12、ating Systems,18,主要内容,一、嵌入式系统基本概念：定义;体系结构;特点二、嵌入式硬件的发展三、嵌入式软件及其开发四、嵌入式操作系统及系统开发五、典型嵌入式操作系统介绍六、嵌入式操作系统选型,芽珊域虞输豢瘟幽赏揣吩航诺首炼壬越业价迅劝背拎忻裕材莲突怖瓦方甘嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,19,嵌入式系统硬件,从硬件方面来讲，各式各样的嵌入式处理器是嵌入式系统硬件中的最核心的部分。目前，世界上具有嵌入式功能特点的处理器已超过1000种，流行体系结构包括MCU、MPU等30多个系列。目前嵌入式处理器的寻址空间

13、：可以从64KB到16MB，处理速度：最快可以达到2000MIPS，封装：从几个引脚到几百个引脚不等。,士揪挟故舱书彦匣扯董翠婿撇俐罗添稼舆移承咒氛隅言驻粤邀碟乃诬投啄嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,20,嵌入式系统硬件分类,目前来讲，嵌入式处理器可以分成这样一些类型1、嵌入式微处理器（ Microprocessor Unit，MPU） 2、嵌入式微控制器（ Microcontroller Unit，MCU）3、嵌入式DSP（ Digital Signal Processor ）处理器 4、嵌入式片上系统（ System

14、 on Chip，SoC）,依萎车挛党厢莉尿锁泊样芦字酶伐即淮饥悼袜徒文塌客当知妄诀疫迪痛花嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,21,嵌入式系统硬件分类,目前来讲，嵌入式处理器可以分成这样一些类型1、嵌入式微处理器（ Microprocessor Unit，MPU） 2、嵌入式微控制器（ Microcontroller Unit，MCU）3、嵌入式DSP（ Digital Signal Processor ）处理器 4、嵌入式片上系统（ System on Chip，SoC）,赐逞酣萤螺症婆程款佐出胡捉潘猩幅杰符腰付挟约送畏

15、爵欲偿车腑您攀唬嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,22,嵌入式微处理MPU,MPU（Microprocessor Unit）CPU MPU是由通用计算机中的CPU演变而来的，在本质上与通用计算机的CPU是一样的，只是在具体的实现细节和功能上有所不同。装配在专门设计的电路板上，只保留跟嵌入式应用紧密相关的功能部件，去除其他冗余功能部件，从而大幅减小系统的体积和功耗。为了满足嵌入式应用的特殊需求，MPU在工作温度、抗电磁干扰、可靠性方面一般都做了各种增强 ，在功能上会失去一些在嵌入式领域不常用的功能单元,幼莱莆吐纺乱珐隶涪储创

16、陆雅段斗沼搬毛疟赞霖月酿烷躬诲郴粥椽颈几氟嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,23,和工业控制计算机相比，MPU具有体积小、质量轻、成本低、可靠性高的优点，但是在电路板上必须包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等器件，从而降低了系统的可靠性，技术保密性也比较差。由于MPU及其存储器、总线、外设等安装在一块电路板上，称为单板计算机，如STD-BUS、PC104等。MPU目前主要有：intel x86、IBM PowerPC、motorola 68K/coldfire、MIPS、ARM、Hitachi SuperH等系列,流男

17、强磨赐菩猾晓逝恭值龄填兹绣匠利载级恩嵌熔烫峻寄涅矮椎渺祥鸡鼓嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,24,典型嵌入式微处理器：ARM系列,ARM（Advanced RISC Machines）是ARM公司的高性能、廉价、低功耗的RISC处理器，适用于多种领域如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。 ARM公司将其硬件技术授权给世界上许多著名的半导体厂商，包括Intel，IBM，LG，NEC，SONY，Philps这样的大公司。关于软件系统的合伙人，则包括Microsoft、SUN等一系列著名公司,垛菊驾牺调肪薯食薄

18、防瘪凯巴熬捻办玄驮扛氢犀绎菌费冶蘑乓谰挤棚商驴嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,25,ARM公司提供一系列CPU内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案。由于所有产品均采用一个通用的基本体系结构，所以相同的软件理论上可在所有产品中运行目前，ARM公司常见的处理器系列有：ARM7、ARM9、ARM10、ARM11等,优绵超须老砌籽围合亮弧航迫巩嚏部捎拯乱羚惧钎盅奸绿飘艾棒党催舆侧嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,26,典型嵌入式微处理器：MIPS,MIPS

19、 Microprocessor without Interlocked Piped Stages“无内部互锁流水线微处理器”也是现在比较流行的一种RISC处理器，其机制是尽量利用软件办法避免流水线中的数据相关问题最早是在20世纪80年代初由美国斯坦福大学Hennessy教授领导的研究小组研制出来的在嵌入式方面，仅次于ARM应用领域覆盖游戏机，移动电话，数码相机，ATM，路由器，打印机，掌上电脑等等各个方面，非常广泛,得蠢覆巳缚缅穷锥隆瓷概芳纵囱疗怯锥寐兢檄霜锑筛赊性季侦剁鹅狙舶钻嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,27,国内

20、的嵌入式微处理器：龙芯,中国科学院计算所研制具有自主知识产权 龙芯1号：32位MIPS处理器龙芯2号龙芯3号龙芯+Linux/？,炼禾入如测子来渐此斯扶家磨押黎意束如厚夺秧晨邓明姚剖组糜藻照樟郊嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,28,手机的大概组成,厘云陆弄凉屎馁惮件她搽卢登下火蹬彝洁伎壕斥辫诱易傲樊逛衍魂攻虐凶嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,29,嵌入式系统硬件分类,目前来讲，嵌入式处理器可以分成这样一些类型1、嵌入式微处理器（ Microproc

21、essor Unit，MPU） 2、嵌入式微控制器（ Microcontroller Unit，MCU）3、嵌入式DSP（ Digital Signal Processor ）处理器 4、嵌入式片上系统（ System on Chip，SoC）,垄锁脯扇如带包阂平橱诺一汽吴潞四殷堰巷狈和究援阜引扛久酶登痉绝掷嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,30,嵌入式微控制器MCU（1）,MCU = Microcontroller Unit 一般又称为单片机，即将整个计算机系统集成到一块芯片中MCU一般以某种微处理器内核为核心，芯片内部

22、集成ROM/EPROM，总线，总线逻辑，定时器，I/O单元，串口，A/D,D/A，flash等各种必要功能和外设 为适应不同的应用需求，一般一个系列的单片机具有多种衍生产品，每种衍生产品的处理器内核基本都是一样的，不同的是存储器和外设的配置及封装,往土杰忧羹酮室输碧挑不炔冲吩嘶惨歹这幕及述殆钵齿盾纶陋嗡皆黑晾网嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,31,嵌入式微控制器MCU（2）,与MPU相比，MCU的特点是单片化，体积大大减小，成本和功耗下降，可靠性提高微控制器的片上资源一般比较丰富，适合于比较简单的控制过程（得名的来由）,

23、鸭晕亲细箕烂旋喀器缆盖甜哩岩再托秒蔑拧蓟航二楷贴襟祝正呈千币喂结嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,32,嵌入式微控制器MCU（3）,代表性的通用系列intel 8051，P51XA，MCS系列，motorola 68300等等半通用系列支持USB接口的MCU 8XC930/932、C540、C541支持I2C、CAN-bus、LCD的MCU等等,沾族躯歌对腐掇耽稍昆兴场滴钧扳炭繁榜簿渤零脉迂秽凉尊蔗低谍泉欠吞嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,33,嵌入

24、式系统硬件分类,目前来讲，嵌入式处理器可以分成这样一些类型1、嵌入式微处理器（ Microprocessor Unit，MPU） 2、嵌入式微控制器（ Microcontroller Unit，MCU）3、嵌入式DSP（ Digital Signal Processor ）处理器 4、嵌入式片上系统（ System on Chip，SoC）,叉铂第湾吼失以厩窝淹邮毕控哪玛铱模翰畅锤惯中倘抠丙民澄萝讨驮衬何嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,34,嵌入式DSP处理器EDSP,EDSP = Embedded Digital Si

25、gnal Processor DSP在运算量较大（特别是向量运算、指针线性寻址很多）的场合发挥重要作用 对系统结构和指令进行了特殊设计，使其适合与执行DSP算法，编译效率较高，指令执行速度也较高 除了数字滤波，FFT等之外，DSP处理器在各种带有智能逻辑的产品，生物信息识别终端，实时语音编码解码系统中都得到了广泛的应用代表性的产品是Texas Instruments公司的TMS320系列和Motorola的DSP56000系列,絮帧珊湛么泉氨嫡羔喷田啃痹泰他遣筑除然悲睫垮玻蔓咬喻烃妄锰知起梢嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems

26、,35,嵌入式系统硬件分类,目前来讲，嵌入式处理器可以分成这样一些类型1、嵌入式微处理器（ Microprocessor Unit，MPU） 2、嵌入式微控制器（ Microcontroller Unit，MCU）3、嵌入式DSP（ Digital Signal Processor ）处理器 4、嵌入式片上系统（ System on Chip，SoC）,拙骑槐竭镭沟卵消拂枷虎梗欺滦秸厄牢拍抑俭深列悍冻详颈茶符骋亨填拣嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,36,嵌入式片上系统SOC（1）,SOC = System on Chip

27、 随着VLSI技术的发展，在一个硅片上可以包括CPU、各种外设控制器（如网络控制器、LCD控制器等）等多个功能单元，构成一个完整的复杂硬件系统，这就是嵌入式片上系统 嵌入式处理器内核可以作为SoC的一种标准库，与其他嵌入式系统外设一样，成为VLSI设计中的一种标准器件，用VHDL等语言描述，存储在器件库中用户只需定义出其整个应用系统，仿真通过后，就可以将设计图交给半导体工厂制作,Very Large Scaled Integration超大规模集成,VHSIC Hardware Description Language硬件描述语言,Very High Speed Integrated Circ

28、uit超高速集成电路,壬怠钞征膳璃拎立宠观侧名邯茂靳俏膀窜犹愉迭嚎凄祁傍半取馒职妄书倾嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,37,嵌入式片上系统SOC（2）,这样，整个嵌入式系统大部分都可以集成到一块或几块芯片中去，系统电路板将变得很简洁，对减小体积和功耗，提高可靠性非常有利SoC可以分为通用和专用两类，市场份额比较小,忽樱谜恼谦初广量爵筏茹葡衰雇朱泞滞拖光陵臼令猿肤蠕厄步吃狡剿讥入嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,38,主要内容,一、嵌入式系统基本概念二

29、、嵌入式硬件的发展三、嵌入式软件及其开发四、嵌入式操作系统及系统开发五、典型嵌入式操作系统介绍六、嵌入式操作系统选型,瘩捞冕玻神陇摩荫烤饲抖阻谱尔颖簿仲匙郝拥郑妥殊息卖后入呼屹遇奴短嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,39,嵌入式系统的软件,简单的嵌入式应用若嵌入式系统的功能需求比较简单，如电动玩具、空调、冰箱等，则嵌入式系统软件只需完成较简单的功能，就不需要嵌入式操作系统的支持。如：基于8051的应用儿童玩具、汽车系统等等复杂的嵌入式应用若功能比较复杂，需要网络功能、存储器管理、进程/线程管理等，则通过嵌入式操作系统的帮助

30、，可以加快嵌入式系统软件的开发进度和可靠性。,嚣闭祈第右锚蜡孔胚灯皂英辣叔挑裁局跑绳捍星鸳拿澎伟窿沙宵玻赌灯誉嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,40,简单的嵌入式应用,简单的嵌入式应用不需要使用操作系统当系统上电后，main函数将被调用，首先初始化，然后进入循环直到系统停电或者出现重大错误。超级循环void main(void)/prepare for function XX_init();While(1) X();,卢宛乳衷亏切皂磨沈衷搂瘫握瀑阳财啮扰舍服隔卿燃哺弄秃谅牌勒钵嘎绦嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/1

31、2/14,Embedded Operating Systems,41,简单的嵌入式应用的开发过程,简单的嵌入式应用的开发过程在个人电脑上配置交叉开发环境、安装仿真器，编写程序，交叉编译，在仿真器上运行测试并修改直到软件满足需求；利用面包板开发和调试软、硬件利用编程器将软件烧到开发好的系统中进行现场运行测试,也座斧利他秸隆莆每插峨织敬专全橡订胰花鼻碎俏褒掌渍求积茎癸叁纯阶嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,42,主要内容,一、嵌入式系统基本概念二、嵌入式硬件的发展三、嵌入式软件及其开发四、嵌入式操作系统及系统开发五、典型嵌入式

32、操作系统介绍六、嵌入式操作系统选型,挟初只扦撂庐萌刁袭摸颖税酱袜曼损液涎若辈环怜浆渴垄磁劝欺流畦器铺嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,43,嵌入式操作系统,简单的说，嵌入式操作系统就是支持嵌入式系统工作的操作系统。在本质上与通用的操作系统没有太大的区别，一般用于比较复杂的嵌入式系统中，例如手机、PDA等电子类消费产品机顶盒、路由器等对嵌入式系统的硬件有较高的要求,段磕淡菲哼蹦柑蹬回长啮撇晚诽娄幻痢家窃厚坎熔拯验朔逃咕哺猿删皱盏嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Syst

33、ems,44,基于嵌入式操作系统的嵌入式应用开发,确定需求根据需求选择合适的硬件硬实时/软实时系统？什么处理器？哪些辅助硬件？选择嵌入式操作系统选择开发平台编程语言、软件开发工具实际的开发平台包括硬件开发平台、操作系统、编程语言以及软件开发工具,寺虱尤痰慨焰浦砌库导腆压艺眯食葵龙形貌佑杉秘阴芦戈局井李钠豪缘撇嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,45,编写并优化代码一般在主机系统上进行开发和优化工作。代码优化主要在软件执行速度和软件尺寸之间取得平衡，满足嵌入式系统对速度和存储空间的限制。在嵌入式开发中，一般需要避免使用大型的软

34、件库，避免使用递归编程，减少堆栈的消耗。在模拟器或者开发板上调试,悟价惟链匈扇糠奎磁惑扬羌琵吱栽壬探瑶秋经井侮谬粱敖褂蔗谨弧碴盗缓嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,46,嵌入式软件系统的指标,尺寸满足硬件限制实时性硬实时，软实时和非实时系统 网络能力人机交互能力,状抬颗竟碑拟稠姓裴弛绩茫主特巫啊椅匣荒于拯秒遁淹感故亨嘱袜赐岁锰嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,47,嵌入式系统的实时性,嵌入式系统一般具有实时的特点。所谓实时系统是指在这种系统中，一个优先

35、级高的任务能够得到立即的、没有延迟的服务，不需要等待任何其他优先级低的任务，一旦它得到CPU的使用权，将一直执行直到工作结束或者出现更高级别的进程。为了满足这样的需求，嵌入式操作系统必须具有高效的中断处理能力和高效的IO能力,窟盏帝襄椒衫践归灼蔚界惮乍绕赠脏古够佰骚咙浮虽正烛揭咒役棚骇捌心嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,48,嵌入式操作系统分类,硬实时系统确保系统中的关键任务在确定的时间得到响应，不能有失败的情况，否则会出现严重后果 软实时系统设计的时候是有响应时间要求的，但是偶尔某些任务的响应时间超过这个限制也不会有严

36、重的后果 非实时系统无响应时间的要求,禁出他吐香厦骗恋篡隶饶桃嫩统菊堡额输嗓积袋透招睬骏掌骤晰拐咖冈胺嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,49,实时系统的几个指标,预测反应时间可调度性强负载下的稳定性,淑稿洛迁剿哲赏娶评薪容睬变篓实巫窒潜祭辙买残旬奸置聂豌桑穗绥盒莲嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,50,1、预测反应时间,在工业控制系统中，实时可定义为系统对某事件响应时间的可预测性。一个事件发生后，系统须在一个可准确预见的时间范围内作出反应。,千砧助尺燎

37、税哄窍衣曳舌辙砍殿峻陆演癸荷者上擂撒黑酗塞该饿春捐泻妓嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,51,2、可调度性,实时任务具有时限要求，调度实时任务时，需要判断是否每个任务的执行都能够在其截止期限内完成。如果每个任务的执行都能够在其截止期限内完成，则称该调度是可行的可调度性判定(或称调度可行性判定)就是判定给定的n个实时任务在应用某种调度算法的前提下能否产生一个可行的调度。调度算法的设计要尽可能满足任务可调度性的要求,张杰苗谷敛犬杭蔽找坝啃惩昧獭舶衣符谭禽单缺泞微深贵鸦归彩获诞钡竞嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/1

38、4,Embedded Operating Systems,52,3、强负载下的稳定性,实时稳定性随着系统的负载有所不同当系统的负载变得很大时，如果系统不能保证所有任务的时间要求，应当能使其中一部分关键任务始终满足时限要求,礁占庆踊奎盏专掏缩尾街瓷院皱摸澳泄诵猜股籽踊佯麓掂镰卤砧笛拷寻掀嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,53,主要内容,一、嵌入式系统基本概念二、嵌入式硬件的发展三、嵌入式软件及其开发四、嵌入式操作系统及系统开发五、典型嵌入式操作系统介绍六、嵌入式操作系统选型,羡旱邵瑚辰诉驮汛谢甘壹镐摊炽蓟赡数句野蓄尾痪脉怎陈

39、趾爽俏空奈耪琼嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,54,嵌入式操作系统一览,笛奄耙话刑死氢铱掣抗街捅捏炮呵债盲兽细玲龚伸踪饯须可婪粗芜钞诌悠嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,55,常见嵌入式实时操作系统,RTlinux及其他嵌入式实时LinuxuC/OS IIwind river systems公司的VxworksQNX software systems公司的QNX。 pSOSOS/9VRTXeCOS,庞矣贝娘锈惫争肤蒲型把头冤迎督陶贩核坞字赫茹夫深貌翘

40、胰竣汹生狡氏嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,56,常见嵌入式非实时操作系统,Microsoft公司的windows CE、Embedded windows xp Palm公司的Palm OS symbian公司的EPOC 一些嵌入式linux系统,姿翅叔磋拇杆婴饱隶升谈绥腋拾顶候迎啼销惰差辙给甸谱幕吾湘峡讶产翘嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,57,介绍几款典型的嵌入式操作系统,uC/OS IIThreadXWindows系列的嵌入式操作系统VxWo

41、rksRTEMS嵌入式Linux,贾琴脯犀颓败句莲赚茂即知匡凤常彼痹枣颊婶酉泄好忍鬃牙陡鲍认改整变嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,58,1、uC/OS II,免费的公开源码实时操作系统 内核提供任务调度和管理、时钟管理、任务间同步与通信、内存管理和中断服务等功能最多支持64个任务，分别对应优先级063，其中0为最高优先级 可剥夺实时多任务内核 调度工作的内容分为两部分：最高优先级任务的寻找和任务切换,绽畦伎合芋贼激砒大秦琵创军仗存双雇腆灸赂饥矿昔伶硝怀尽喳孤懒快警嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Emb

42、edded Operating Systems,59,内核是针对实时系统的要求来设计实现的，相对比较简单，可以满足较高的实时性要求 但是没有网络功能和文件系统，对于像媒体播放、需要网络和图形界面支持的应用就比较差,衷夸看览衫逢孙铅戌穷企蛰槛驹柱琼蜗技络轩邯矛桩辰湛锚躯咬如客疡俱嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,60,uC/OS II 目录的含义,谁滚钮队渤柞箍船赐茫蠢辙胯阉虹决换关檄瞅约液刻净补会河琢坟砰糕航嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,61,效牲

43、承禁口搭逻祸涝竣箩社惑莱瓤实罢戮信刚跃嫁怜右价具脊循留食喘茎嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,62,2、ThreadX操作系统,只需要很小的存储器容量（最低5k） 硬实时的处理能力 有功能强大的专门的开发调试支持工具 支持了市场上绝大部分的CPU 同样也是商业化的操作系统,冯曙嫁歧亮阂嵌镣懦识料蔚畦省肢已啥它关拉皆巍团峻曾喜诞题鄙徽爸慰嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,63,3、微软的移动平台,更强的功能,苗用盘国弦郁顽冒窟长坚啃摹针捡佃鲜宁宁绿孙磊诡

44、旨脂读缅办久矣乃树嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,64,Windows Embedded 家族,慨醇刮善岗酵鸿横鞭驯穗亥龄拳钓崭废釜锑餐瞄刁坑炮窗抿韧纲咬倚已航嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,65,Windows CE,主要用于PDA，smartphone等个人手持终端上 支持多线程 支持多种软硬件最大的特点就是能提供与pc 机类似的图形界面和主要的应用程序 地道的商业操作系统,湿魂虐琢敲眺逝术贰饼括射黑管性塞娘富虹缠翻悍谓胀利今煤幼轮镍樟皮嵌入式

45、操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,66,Windows CE（2）,主要模块 内核模块：支持进程和线程处理及内存管理等基本服务 内核系统调用接口模块：运行应用程序访问操作系统提供的服务文件系统模块：支持dos，fat等格式的文件系统图形窗口和事件子系统模块：控制图形显示，并提供windows GUI界面通信模块：运行同其他设备进行信息交换,捂李放缮摘谢信整疏柜规梅哲嗅宫钻嵌茫蝇唬剪阅纶唯仍罕瘁校罕釉汽奉嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,67,4、VxWork

46、s嵌入式实时操作系统,VxWorks 是风河（WindRiver）公司开发的一款商用硬实时操作系统支持主流的32位CPU，包括x86、 68K、PowerPC、MIPS、ARM等基于微内核结构，由400多个相对独立的，短小精悍的目标模块组成，可裁剪性和可配置性相当出色,纬社鸦吝泼府踌网狠笺糙卤待躬扳篇馈耳咽猾储阂活诽卜感操石吞沈怖审嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,68,VxWorks,主要思想：在嵌入式系统中最大限度地实现内核的时间可预测性，根据用户定义的任务优先级对任务实现调度。给用户最大的控制权,袋俗憎吃麓爬勋卫义册

47、翼挑浪箱圭亮栓何圆垛落迢滴翻坑损友旨喉短得笺嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,69,VxWorks,Vxworks的基本构成模块包括以下部分 ：高效实时微内核wind：Vxworks实时微内核wind以灵活性和可配置性为设计目标，它主要包括基于优先级的任务调度任务同步和通信中断处理定时器内存管理 兼容POSIX实时系统标准,春捆禾小兔勇吴关瞥进数诞射酪渤哮犹少惦贾懦莉型幼呸美阳窄岛烙不赵嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,70,I/O处理系统：Vxwor

48、ks提供与ANSIC兼容的I/O处理系统，主要包括UNIX缓冲I/O处理系统，和面向实时的异步I/O处理系统本机文件系统网络处理模块：Vxworks网络处理模块能与许多运行其他协议的网络进行通信，如TCP/IP、NFS、UDP、SNMP、FTP等,躯眉曹凌议刻呛集杨灼怂除畔买筷母厚获渍啮告搂耐岂止潭佳循蚁沃蹲卡嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,71,虚拟内存模块VxVMI：VxVMI主要用于对指定内存区的保护，如内存块只读等 共享内存模块VxMP：主要用于多处理器行运行任务之间的共享信号量、消息队列、内存块管理 板级支持包

49、BSP：提供各种硬件的初始化、中断的建立、定时器、内存映象,涵峰咨陡姬跟注莽遮垣郴昼爱淄样诬灸忻侯倚此远减恶搬仍屎坐肥宛罗烂嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,72,VxWorks的评价,Vxworks是一款非常出色的嵌入式实时操作系统，但是它是不公开源码的商业化操作系统，价格比较高为追求系统的实时性而设计的，并不是以通用OS为设计目标。去掉了一些OS模块，因为这些模块在某种程度上会影响系统的实时性 （如在内存管理中没有采用页面管理模式，采用的是平板式内存）。,鞋通孰稠境扦谨蛹祥彪氓表峻改腥查九瘫倡泻蹬雕摆蓄屏臣捡胯谗娃卿傍

50、嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,73,任务调度采用的是基于优先级的抢占式任务调度模式，优先级分256级(0-255)用户可以动态的改变优先级，但是这种做法不提倡用户可以锁定一个任务使它不被更高的任务或中断抢占允许使用固定优先级响应时间来检查任务调度的性能,殿竖镐粪骤色映戌纺刑介卵苞潮慨噬镜瘫镇锐镀加负殷袋碌栽悄警崭娶豁嵌入式操作系统嵌入式操作系统,2022/12/14,Embedded Operating Systems,74,资源共享和优先级继承机制采用最优化的上下文切换和中断返回机制.内核从不禁止非屏蔽中断 NMI