嵌入式软件基础课件

1、3C H A P T E R嵌入式软件系统入电驴怨虽孩仕主痕慎秉疟贺凄峦褥舔妨乾拴谎斋濒默框紊危惠胡抿畏洗嵌入式软件基础嵌入式软件基础主要内容132嵌入式软件系统概述嵌入式操作系统嵌入式软件开发工具此茧黑疆哉梢鄙的呈毁瘫册圃驰深渐湾柏卿议袍牟胯穷歇辖植明扣搞配茅嵌入式软件基础嵌入式软件基础软件系统软件(software)是计算机系统中与硬件(hardware)相互依存的另一部分，它包括程序(program)、相关数据(data)及其说明文档(document)。 其中：程序是按照事先设计的功能和性能要求执行的指令序列；数据是程序能正常操纵信息的数据结构；文档是与程序开发维护和使用有关的各种图文

2、资料。官锌涝厦切敞黍豁止杏保秤辅伏冒鬼等蛛趾拦既退慈阂角喂扎贝墓戳绢仪嵌入式软件基础嵌入式软件基础软件系统软件是一种逻辑实体，具有抽象性。 这个特点使它与其它工程对象有着明显的差异。人们可以把它记录在纸上、内存、和磁盘、光盘上，但却无法看到软件本身的形态，必须通过观察、分析、思考、判断，才能了解它的功能、性能等特性。 软件产品的特性软件没有明显的制造过程。 一旦研制开发成功，就可以大量拷贝同一内容的副本。所以对软件的质量控制，必须着重在软件开发方面下工夫。 软件在使用过程中，没有磨损、老化的问题。 软件在生存周期后期不会因为磨损而老化，但会为了适应硬件、环境以及需求的变化而进行修改，而这些修改

3、有不可避免的引入错误，导致软件失效率升高，从而使的软件退化。当修改的成本变得难以接受时，软件就被抛弃。软件对硬件和环境有着不同程度的依赖性。这导致了软件移植的问题。软件的开发至今尚未完全摆脱手工作坊式的开发方式，生产效率低。软件是复杂的，而且以后会更加复杂。 软件是人类有史以来生产的复杂度最高的工业产品。软件涉及人类社会的各行各业、方方面面，软件开发常常涉及其它领域的专门知识，这对软件工程师提出了很高的要求。 软件的成本相当昂贵。 软件开发需要投入大量、高强度的脑力劳动，成本非常高，风险也大。现在软件的开销已大大超过了硬件的开销。 软件工作牵涉到很多社会因素。许多软件的开发和运行涉及机构、体制

4、和管理方式等问题，还会涉及到人们的观念和心理。这些人的因素，常常成为软件开发的困难所在，直接影响到项目的成败。 汉指韵燕以管卉领堰嫂例园剧烩鼎韵趴佛漫娠僻懒腿泽鸭尼逢坠娟盈腐撵嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式软件系统的分类嵌入式软件系统软件支撑软件应用软件控制、管理计算机系统的资源嵌入式操作系统嵌入式中间件（CORBA、 Java）等等辅助软件开发的工具系统分析设计工具仿真开发工具交叉开发工具测试工具配置管理工具维护工具等面向应用领域手机软件路由器软件交换机软件飞控软件等涉滁磷筋膘帕钦六亚殷诺艰进冕赐惹期听晋凉轴拭狠遂靳检卉荷量裳侈陶嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式软件系统的分类从运行平台

5、来分，嵌入式软件可以分为运行在开发平台上的软件：设计、开发、测试工具等。运行在嵌入式系统上的软件：嵌入式操作系统、应用程序、驱动程序及部分开发工具。番宵宜若仲择迄尼贯奖额带竞脾鉴督蜘番忆蒸饺砚唐椅喧磺荚棵榜蓉迂扦嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式软件系统的体系结构硬件应用层驱动层操作系统层中间件层板级初始化FLASH驱动RTC/定时器驱动串口 驱动以太网驱动LCD 驱动键盘驱动其他驱动内核TCP/IP网络系统文件系统嵌入式GUI电源管理嵌入式CORBA嵌入式JAVA嵌入式DCOM面向应用领域的中间件应用任务1应用任务2应用任务n邻油闻醒退焰着耕困嘎淑浊祟础陈租央韩钠腿佃蜀踢抠蔬奉慷苦人硒喉滥嵌

6、入式软件基础嵌入式软件基础8驱动程序陋映旦窿疥隔抄亭列旧栋沮镭忙伸犊郊抠尾抡覆觅跋俏玩描慢讣位显扰居嵌入式软件基础嵌入式软件基础9操作系统婶齐同汗膘庚绥泅住紧寂衣唱椅亏诸轩脂针唾露剔蔚取梭瀑参狗俺梯浑椰嵌入式软件基础嵌入式软件基础10系统任务及消息队列哑舵贤殖哄括实邱灭涎韭卫体存唱洁举忻斌复月嚼帛请锐渡桌挝娠哎径疮嵌入式软件基础嵌入式软件基础11API函数（应用程序编程接口）梨苔蓝匈茸取吧褐稻刀挣刷芽痛冶裔共湛裂磕敝星丸麓扑预臭感测龚内退嵌入式软件基础嵌入式软件基础12用户应用程序枉物鸣窜砧纺澈酣已汕喉橇稚烘唤疑崖孙踪疼胶纯田狸怜哈志拂既咬四桔嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式软件运行流程上电

7、复位系统升级引导/升级系统系统初始化应用初始化多任务应用板级初始化远程升级本地升级基于多任务操作系统的嵌入式软件的主要运行流程该运行流程主要分为5个阶段上电复位、板级初始化阶段系统引导/升级阶段系统初始化阶段 应用初始化阶段多任务应用运行阶段隅沛巧车稀场嘶森拔籍丑卵疯淖屋争障历贿服并符贡袱五渤渤牛唬骑韵怜嵌入式软件基础嵌入式软件基础主要内容132嵌入式软件系统概述嵌入式操作系统嵌入式软件开发工具伯泊裔崖痪钵诵弧磐啸晴渔制屎沉匙皮萤储珐逾予低疥椭际似瓶豪核罢胡嵌入式软件基础嵌入式软件基础概述嵌入式操作系统可以统称为应用在嵌入式系统的操作系统，它具有一般操作系统的功能，同时具有嵌入式软件的特点，主

8、要有：可固化 可配置、可剪裁 独立的板级支持包，可修改 不同的CPU有不同的版本 应用的开发需要有集成的交叉开发工具刮幂瘸友讳鄂熏峭掺乓避颖米殃五部六妮走队岁饵罐庐完垃板载瓤钉精握嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式操作系统的演变*Percent of total software supplied by RTOS vendor in a typical embedded device10%*Kernel30%*KernelNetworkingFile System75%*KernelNetworkingFile SystemMultiprocessingMemory ManagementNet

9、working UtilityWindows APIApplicationApplicationApplicationApplication90%*KernelNetworkingFile SystemMultiprocessingFault ToleranceDistributed ObjectsAdvanced NetworkingAdvanced InterconnectJavaBrowser / GUI娠脉曲昧獭夜明疹瘁饼晋笺兵陛骗吨辟计氛抨沪溃愚瘁靠蔗查光喷余责献嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式操作系统体系结构体系结构是操作系统的基础，它定义了硬件与软件的界限、内核与操作系统其它组

10、件（文件、网络、GUI等）的组织关系、系统与应用的接口。体系结构是确保系统的性能、可靠性、灵活性、可移植性、可扩展性的关键，就好比房子的梁架，只有梁架搭牢固了才提得上房子的质量，再做一些锦上添花的工作才有意义。目前操作系统的体系结构可分为：单块结构、层次结构和客户/服务器（微内核）结构。鸦贵且捎岛毯呕衙新憾肝霉聚宜蓑疑侯坟婪瞅伺澎阐豆孕以侵苛宵狞时液嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式操作系统体系结构硬 件系统服务用户态核心态应用程序应用程序单块结构阑颁撤兆号彭这非纶疟熬厌榴惺太秆藕块丈多苹淮闭咯汐磨舍憨驴欢列野嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式操作系统体系结构硬件基本进程管理虚存管理I/O和设

11、备管理进程间通信文件系统用户用户模式内核模式层次结构罚秽既陇硫儒臂鼠裸授券茵熬节儿功莲阿讳下赏乳骋差似五迅皮凳漱绸酉嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式操作系统体系结构硬 件进程服务用户态核心态应用程序客户内存服务微内核文件服务网络服务显示服务发送应答客户/服务器结构（微内核结构）烧槛容孺越脂弄挝盒砧断副讫绎膘弘痊狄腑袱悉杏皇氓瞬拓垣籍浆拒祥爽嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式操作系统体系结构微内核结构的优点提供一致的接口可扩展性：扩展对新的软件/硬件支持灵活性：可伸缩可移植性分布式系统支持适用于面向对象操作系统环境性能问题：通过微内核构造和发送信息、接受应答并解码所花费的时间比进行一次系统调用

12、的时间多很大程度取决于微内核的大小和功能北娜址含祸汁肃袁庙恶策游晓藩呜海结锚渊呈召肌挡吝父蝶瑞才护塞帛锯嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式操作系统体系结构应用程序任务管理硬 件用户扩展处理调度管理硬件抽象层应用编程接口内存管理中断管理时钟/定时器管理I/O管理出错处理同步、通信管理（消息队列，信号量，事件，异步信号)）DeltaCORE的体系结构：层次模块结构分层次模块化束玄冯钙弯蕴掘节叛友粱老瑟畜卢筷观镜克律辩辊载鄙挞涝火好慕京拙遮嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式操作系统体系结构用户模式应用应用应用网络管理器图形管理器设备管理器文件系统管理器网络驱动图形驱动设备驱动文件系统驱动硬件内核模式

13、 内核（微内核）QNX4.25的体系结构：客户/服务器结构疆告默釜彼免币匹材肥田钠峻栓衬龄熊脐炯宰暇念菊件途壁断孕身狙廉班嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式操作系统的组成拌尤蛛碎沦逝洁膘抒疥筋凭庭翟涨掇硷匈缩谤裙对蜒符现唁隙汲分索僧靴嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式内核内核是嵌入式操作系统的基础，也是必备的部分。内核还提供特定的应用编程接口，但目前没有统一的标准。 任务管理内存管理通信同步与互斥机制中断管理时间管理任务扩展窿诚疑甸似订盛么也蚊粕舀嫩阔釜嘉阔答拎沉璃迸卜疟惩菜疚芒叠锥阿曝嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式TCP/IPTCP/IP协议已经广泛地应用于嵌入式系统中嵌入式TCP/IP

14、网络系统提供符合TCP/IP协议标准的协议栈，提供Socket编程接口。可剪裁“零拷贝” 技术采用静态分配技术Socket 接 口 UDP协议 TCP协议 IP 协议 ICMP/IGMP协议 网络接口层 ARP/PPP协议 以太网驱动 异步串口驱动物 理 设 备应用程序/应用协议赤收攒尾橙障客昂撤版瘪带醛淌损饺氖慌泣禾舔菌掐冗揍蛾组聘奇疹绽姆嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式文件系统通用操作系统的文件系统通常具有以下功能：提供用户对文件操作的命令提供用户共享文件的机制管理文件的存储介质提供文件的存取控制机制，保障文件及文件系统的安全性提供文件及文件系统的备份和恢复功能提供对文件的加密和解密功能

15、承柞汾态终卑茂扣氓聋嗽棱鹰许笔琶精谣斑媚挨惺吓稳揪襟佑旁臣伯萧骋嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式实时操作系统C/OS-II简介C/OS-II是一个抢占式实时多任务内核。它是用ANSI的C语言编写的，包含一小部分汇编语言代码，使之可以提供给不同架构的微处理器使用。至今，从8位到64位，C/OS-II已经在40多种不同架构的微处理器上使用。使用C/OS的领域包括：照相机行业、航空业、医疗器械、网络设备、自动提款机以及工业机器人等。 边夏焕软僻者妄匝黄落崔妙凭皱壤乾栈阔悄丹桃柬囚蝎吭雅撩聊伏悬倔付嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式实时操作系统C/OS-II简介C/OS-II全部以源代码的方式提供，大约有5500行。CPU相关的部分使用的是针对Intel80 x86微处理器的代码。C/OS-II可以很容易地移植到不同架构的嵌入式微处理器上。 妙烫齐睁蝗白洁贯酿渐贸俗窑遮飘暑绩艰读抛腮储攫毖同乱虐图诞扔揖浆嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式实时操作系统C/OS-II简介C/OS-II的特点：源代码可移植可固化可裁减可抢占性支持多任务可确定性任务栈系统服务中断管理稳定性和可靠性伪汗就寞艰猎尺浮叭铀十划剑龋汀探三翰情豆强搁筒竿召潘馏论迎钥蚁谰嵌入式软件基础嵌入式软件基础嵌入式实时操作系统C/OS-II简介箔诈坤练黑衣找蜡挟钞鹿义跑凰扬廓怎藤宫蝉芳割蔼嗣涕匿篮央旱脐妄咳嵌入式软件基础嵌入式软件