嵌入式实习目的及报告范文

1、百度文库-让每个人平等地捉升口我嵌入式实习目的及报告范文一、嵌入式的概述：随着信息化技术的发展和数字化产品的普及，以计算机 技术、芯片技术和软件技术为核心的嵌入式系统再度成为 当前研究和应用的热点，通信、计算机、消费电子技术(3c) 合一的趋势正在逐步形成，无所不在的网络和无所不在的计 M (everything connecting, everywhere computing)正在 将人类带入一个崭新的信息社会。二、实习目的学习和了解了嵌入式在生活中的重要作用和发展过程, 熟练掌握arm硬件体系结构，熟悉linux下的嵌入式编程流 程，积累自己的软件编写经验，能够参与并实现一个真实和 完整的

2、嵌入式项目，为今后的学习和将从事的技术工作打下 坚实的基础三、实习任务第一阶段linux操作和编程基础主要介绍linux的基本命令和基础编程知识，包括linux的文件操作和目录操作命令，Vi编辑器，gcc编译器,gdb调试器和make项目管理工具等知识。第二阶段嵌入式c语言编程基础主要介绍在嵌入式开发编程中c语言的重要概念和编程 技巧中的重点难点，以复习串讲和实例分析的形式，重点介 绍包括函数与程序结构，指针、数组和链表，库函数的使用 等知识。第三阶段linux上c强化编程训练主要包括整数算法训练，递归和栈编程训练，位操作训 练，指针训练，字符串训练和常用c库函数编程接口实践， 强化学员对li

3、nux下基本编程开发的理解和编码调试的能力。第四阶段limix环境高级编程及项目开发编程实践主要包括系统编程（信号/系统调用/管道/fifo/消息队 列/共享内存等）,文件i/0编程（文件描述符/文件读写接口 /原子操作/阻塞与非阻塞io等，多任务和多线程编程（进程 标识/用户标识/fork与vfork/多线程概念/线程同步等）， 网络编程（网络基本概念/套接口编程/网络字节次序 /client/server 结构/udp 编程）；掌握 linux T socket 编程 的开发流程，熟悉网络编程的调用接口函数和相关数据结构, 使学员初步具备在linux上进行系统编程开发的能力。同时 综合之前

4、所学内容和编程技术，以小组为单位进行一个团队 合作项目的开发，考核内容包括文件i/o编程,多线程编程， 网络编程和项目文档编写。第五阶段嵌入式处理器体系结构及编程实践主要介绍址H1体系结构及其基本编程知识，包括指令分 类，寻址方式、指令集、存储系统、异常中断处理、汇编语 言以及cc+和汇编语言的混合编程等知识。同时结合arm 嵌入式开发板硬件设计原理和基本硬件设计流程，分析各种 外设的工作原理和驱动机制，并自己动手实践完成一个arm 开发板上的编程大作业。第六阶段嵌入式1 inux开发基础及高级应用主要介绍嵌入式linux开发应用程序的基本流程和知识,包括嵌入式linux基本概念和开发流程、b

5、ootloader L作原 理、内核裁减配置和交叉编译、根文件系统制作、网络编程 以及图形界面和数据库开发等知识。同时独立完成一个基于 嵌入式linux gui的应用编程大作业。第七阶段嵌入式linux驱动理论及驱动程序开发实践主要介绍嵌入式linux上驱动程序开发规范，包括设备 驱动程序概念、字符设备驱动程序、块设备与网络设备、网 卡驱动以及常用嵌入式设备驱动开发等知识。同时独立实现 两种嵌入式设备驱动程序的编写，包括驱动模块的调试和加 载以及完整的项目开发文档的编写。第八阶段 嵌入式linux项目团队开发实践锻炼主要包括设计并实现一个真实和完整的嵌入式项目的 开发流程，涉及到数据采集、网络

6、通讯、图形用户界面显示 以及嵌入式数据库存储系统等多种嵌入式lirmx编程技术。 要求学员建立起团队开发和协同工作的企业项目开发模式 的概念和流程，强化学员对编写项目概要设计文档和详细设 计文档的理解，为就业前的职业技能和素质训练做好充分准 备。四、实习内容1. 嵌入式的历史与现状虽然嵌入式系统是近几年才开始真正风靡起来的，但事 实上嵌入式这个概念却很早就已经存在了，从上个世纪70 年代单片机的岀现到今天各种嵌入式微处理器、微控制器的 广泛应用，嵌入式系统少说也有了近30年的历史。纵观嵌 入式系统的发展历程，大致经历了以下四个阶段：无操作系统阶段嵌入式系统最初的应用是基于单片机的，大多以可编程

7、 控制器的形式出现，具有监测、伺服、设备指示等功能，通 常应用于各类工业控制和飞机、导弹等武器装备中，一般没 有操作系统的支持，只能通过汇编语言对系统进行直接控制, 运行结束后再清除内存。这些装置虽然已经初步具备了嵌入 式的应用特点，但仅仅只是使用8位的cpu芯片来执行一些 单线程的程序，因此严格地说还谈不上系统的概念。这一阶段嵌入式系统的主要特点是：系统结构和功能相 对单一，处理效率较低，存储容量较小，几乎没有用户接口。 由于这种嵌入式系统使用简便、价格低廉，因而曾经在工业 控制领域中得到了非常广泛的应用，但却无法满足现今对执 行效率、存储容量都有较高要求的信息家电等场合的需要。简单操作系统

8、阶段20世纪80年代，随着微电子工艺水平的提高，ic制造 商开始把嵌入式应用中所需要的微处理器、i/o接口、串行 接口以及ram rom等部件统统集成到一片vlsi中，制造岀 面向i/o设计的微控制器，并一举成为嵌入式系统领域中异 军突起的新秀。与此同时，嵌入式系统的程序员也开始基于 一些简单的操作系统开发嵌入式应用软件，大大缩短了开 发周期、提高了开发效率。这一阶段嵌入式系统的主要特 点是：岀现了大量高可靠、低功耗的嵌入式cpu（如power pc 等），各种简单的嵌入式操作系统开始出现并得到迅速发展。 此时的嵌入式操作系统虽然还比较简单，但已经初步具有了 一定的兼容性和扩展性，内核精巧且效

9、率高，主要用来控制 系统负载以及监控应用程序的运行。实时操作系统阶段20世纪90年代，在分布控制、柔性制造、数字化通信 和信息家电等巨大需求的牵引下，嵌入式系统进一步飞速发 展，而面向实时信号处理算法的dsp产品则向着高速度、高 精度、低功耗的方向发展。随着硬件实时性要求的提高，嵌 入式系统的软件规模也不断扩大，逐渐形成了实时多任务操 作系统(rtos),并开始成为嵌入式系统的主流。这一阶段嵌入式系统的主要特点是：操作系统的实时性 得到了很大改善，已经能够运行在各种不同类型的微处理器 上，具有高度的模块化和扩展性。此时的嵌入式操作系统已 经具备了文件和目录管理、设备管理、多任务、网络、图形 用

10、户界面(gui)等功能，并提供了大量的应用程序接口 Qpi), 从而使得应用软件的开发变得更加简单。面向internet阶段21世纪无疑将是一个网络的时代，将嵌入式系统应用到 各种网络环境中去的呼声自然也越来越高。目前大多数嵌入 式系统还孤立丁 internet之外，随着internet的进一步发 展，以及internet技术与信息家电、工业控制技术等的结合日益 紧密，嵌入式设备与internet的结合才是嵌入式技术的真 正未来。信息时代和数字时代的到来，为嵌入式系统的发展带来 了巨大的机遇，同时也对嵌入式系统厂商提出了新的挑战。 目前，嵌入式技术与interaet技术的结合正在推动着嵌入 式

11、技术的飞速发展，嵌入式系统的研究和应用产生了如下新 的显著变化：1. 新的微处理器层出不穷，嵌入式操作系统自身结构 的设计更加便于移植，能够在短时间内支持更多的微处理器。2. 嵌入式系统的开发成了一项系统工程，开发厂商不 仅要提供嵌入式软硬件系统本身，同时还要提供强大的硬件 开发工具和软件支持包。3. 通用计算机上使用的新技术、新观念开始逐步移植 到嵌入式系统中，如嵌入式数据库、移动代理、实时corba 等，嵌入式软件平台得到进一步完善。4. 各类嵌入式linux操作系统迅速发展，由于具有源 代码开放、系统内核小、执行效率高、网络结构完整等特点， 很适合信息家电等嵌入式系统的需要，目前已经形成

12、了能与 windows ce palm os等嵌入式操作系统进行有力竞争的局 面。5. 网络化、信息化的要求随着internet技术的成熟和 带宽的提高而日益突出，以往功能单一的设备如电话、手机、 冰箱、微波炉等功能不再单一，结构变得更加复杂，网络互联成为 必然趋势。6. 精简系统内核，优化关键算法，降低功耗和软硬件 成本。7. 提供更加友好的多媒体人机交互界面。2 体系结构根据国际电气和电子工程师协会(ieee)的定义，嵌入式 系统是控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置 z/ (devices used to control, monitor, or assist the opera

13、tion of equipment, machinery or plants)。 一般而 言，整个嵌入式系统的体系结构可以分成四个部分：嵌入式 处理器、嵌入式外围设备、嵌入式操作系统和嵌入式应用软 件。嵌入式处理器嵌入式系统的核心是各种类型的嵌入式处理器，嵌入式 处理器与通用处理器最大的不同点在于，嵌入式cpu大多工 作在为特定用户群所专门设计的系统中，它将通用cpu中许 多由板卡完成的任务集成到芯片内部，从而有利于嵌入式系 统在设计时趋于小型化，同时还具有很高的效率和可靠性。嵌入式处理器的体系结构经历了从cisc(复杂指令集) 至rise (精简指令集)和compact rise的转变，位数

14、则由4 位、8位、16位、32位逐步发展到64位。目前常用的嵌入 式处理器可分为低端的嵌入式微控制器(micro controller unit, meu) 中高端的嵌入式微处理器(embedded micro processor unit, empu)、用于计算机通信领域的嵌入式dsp 处理器(embedded digital signal processor, edsp)和高 度集成的嵌入式片上系统(system on chip, soc)。目前几乎每个半导体制造商都生产嵌入式处理器，并且 越来越多的公司开始拥有自主的处理器设计部门，据不完全 统计，全世界嵌入式处理器已经超过1000多种，

15、流行的体 系结构有30多个系列，其中以arm powerpe me 68000 mips等使用得最为广泛。嵌入式外围设备在嵌入系统硬件系统中，除了中心控制部件(meu、dsp、 empu、soc)以外，用于完成存储、通信、调试、显示等辅助 功能的其他部件，事实上都可以算作嵌入式外围设备。目前 常用的嵌入式外围设备按功能可以分为存储设备、通信设备 和显示设备三类。存储设备主要用于各类数据的存储，常用的有静态易失 型存储器（ram sram） 动态存储器（dram）和非易失型存 储器（rom eprom eeprom flash）三种，其中 flash 凭借 其可擦写次数多、存储速度快、存储容量大

16、、价格便宜等优 点，在嵌入式领域内得到了广泛应用。目前存在的绝大多数通信设备都可以直接在嵌入式系 统中应用，包括rs-232接口（串行通信接口）、spi （串行外 围设备接口）、irda（红外线接口）、i2c（现场总线）、usb（通 用串行总线接口）、ethernet（以太网接口）等。由于嵌入式应用场合的特殊性，通常使用的是阴极射线 管（crt）、液晶显示器（led）和触摸板（touch panel）等外 围显示设备。嵌入式操作系统为了使嵌入式系统的开发更加方便和快捷，需要有专门 负责管理存储器分配、中断处理、任务调度等功能的软件模 块，这就是嵌入式操作系统。嵌入式操作系统是用来支持嵌 入式应

17、用的系统软件，是嵌入式系统极为重要的组成部分, 通常包括与硬件相关的底层驱动程序、系统内核、设备驱动 接口、通信协议、图形用户界iffl(gui)等。嵌入式操作系统 具有通用操作系统的基本特点，如能够有效管理复杂的系统 资源，能够对硬件进行抽象，能够提供库函数、驱动程序、 开发工具集等。但与通用操作系统相比较，嵌入式操作系统 在系统实时性、硬件依赖性、软件固化性以及应用专用性等 方面，具有更加鲜明的特点。嵌入式操作系统根据应用场合可以分为两大类：一类是 而向消费电子产品的非实时系统，这类设备包括个人数字助 理(pda).移动电话、机顶盒(stb)等；另一类则是面向控 制、通信、医疗等领域的实时

18、操作系统，如windriver公司 的vxworksqnx系统软件公司的qnx等。实时系统(real time system)是一种能够在指定或者确定时间内完成系统功能， 并且对外部和内部事件在同步或者异步时间内能做出及时 响应的系统。在实时系第11/14页统中，操作的正确性不仅依赖于逻辑设计的正确程度, 而且与这些操作进行的时间有关，也就是说，实时系统对逻 辑和时序的要求非常严格，如果逻辑和时序控制岀现偏差将 会产生严重后果。实时系统主要通过三个性能指标来衡量系统的实时性, 即响应时间(response time) 生存时间(survival time) 和吞吐量(throughput):o

19、响应时间是实时系统从识别出一个外部事件到做岀响应的时间；0生存时间是数据的有效等待时间，数据只有在这段 时间内才是有效的；0吞吐量是在给定的时间内系统能够处理的事件总数，吞吐量通常比平均响应时间的倒数要小一点。实时系统根据响应时间可以分为弱实时系统、一般实时 系统和强实时系统三种。弱实时系统在设计时的宗旨是使各 个任务运行得越快越好，但没有严格限定某一任务必须在多 长时间内完成，弱实时系统更多关注的是程序运行结果的正 确与否，以及系统安全性能等其他方而，对任务执行时间的 要求相对来讲较为宽松，一般响应时间可以是数十秒或者更 长。一般实时系统是弱实时系统和强实时系统的一种折衷, 它的响应时间可以在秒的数量级上，广泛应用于消费电子设 备中。强实时系统则要求各个任务不仅要保证执行过程和结 果的正确性，同时还要保证在限定的时间内完成任务，响应时间通常要求在毫秒甚至微秒的数 量级上，这对涉及到医疗、安全、军事的软硬件系统来说是 至关重要的。时限(deadline)是实时系统中的一个重要概 念，指的是对任务截止时间的要求，根据时限对系统性能的 影响程度，实时系统又可以分为软实时系统(soft real-time-system)和硬实时系统(hard real-time-sys