chaer裸机系统的软件开发

嵌入式系统基础第7章裸机系统的软件开发fittingsoft@1嵌入式软件开发内容开发系统软件---通用性操作系统协议栈GUI库函数软件组件与IP(知识产权内核)开发应用软件-专用性在嵌入式操作系统之上进行开发在硬件层上进行开发2本章内容软件的结构和组成监控程序裸机系统软件的设计方法软件的移植问题可移植应用软件的开发原则3本章目的了解嵌入式系统的软件结构与组成掌握裸机系统的软件结构及应用前后台结构中断驱动结构巡回服务结构基于定时器的巡回服务结构了解可移植程序的设计原理，掌握可移植程序的设计方法4#include<stdio.h>//普通程序main(){printf(“hello,world\n”);}51软件的结构和组成#include<stdio.h>//嵌入式软件主程序main(){while(1){ action1(); action2(); … }}6嵌入式系统的软件开发问题嵌入式操作系统。操作系统与应用软件的集成。软件的结构。嵌入式系统的软件是没有出口的，程序不能“退出”，整个程序的结构应该是无限的循环。嵌入式系统的软件设计需要考虑硬件的支持、操作系统的支持、程序的初始化和引导等诸多的方面。嵌入式系统的软件可能没有操作系统，在裸机上直接开发。71.1嵌入式系统的软件组成初始化引导代码板级支持包操作系统通信协议栈图形用户界面应用软件8嵌入式系统的软件结构91.2、初始化引导代码初始化引导代码是任务嵌入式系统上电复位后第一个执行的代码复位向量80186：FFFF0HMCS51:0ARM:0执行：自检引导操作系统进入初始化（硬件、软件）101.3BSP板级支持包PC平台的标准化嵌入式系统平台的多样化BSP的功能裸机系统没有BSP用户定制的系统各不相同用户定制的系统主要部分相同含有存储器、定时器、中断等操作系统运行所需的基本部件嵌入式操作系统与用户定制硬件平台之间的接口111.4嵌入式操作系统复杂系统需要嵌入式操作系统的支持简单系统可以不使用嵌入式操作系统嵌入式操作系统可裁减嵌入式操作系统的内核处理机管理（任务、任务之间的通信和同步等）存储器管理完整的嵌入式操作系统内核文件系统人机界面设备驱动等121.5网络协议栈协议栈对于具有网络功能的嵌入式系统产品是必要的，目前嵌入式协议栈的提供有两种方式，一种是独立的第三方协议栈产品，一种是嵌入式操作系统的提供商提供协议栈产品。协议栈的运行必须基于嵌入式操作系统的平台支持，但是并不意味着协议栈必须依赖于嵌入式操作系统的API。事实上，许多的嵌入式协议栈，如嵌入式TCP/IP协议栈做到了与操作系统的最大独立性，可以与大多数嵌入式操作系统集成运行。131.6应用软件嵌入式系统的应用软件一般需要自主开发，不同的嵌入式系统的应用软件各具特色和功能。例如常用的应用软件用于PDA上，记事本、通讯录、计算器等。应用于工业现场总线领域的应用软件如控制软件等。应用软件的开发基于操作系统、网络通信协议栈、图形用户接口、文件系统等一系列的低层API。141.7GUI对于大多数嵌入式系统，图形用户接口是必要的，特别是随身设备如PDA、手机等。GUI运行在嵌入式操作系统之上。用户开发的与用户交互的应用软件通过调用GUI的功能调用(API)来实现。152监控貌程序-m仆on捕it狡or监控看程序摔是运尝行在延嵌入句式系取统中折的一革段代筋码，樱具有开与用唯户进眉行交渔互，斧管理午系统的资源担的功假能，迷具有盖操作什系统伤内核蒜的一密小部搞分功便能。胁嵌入崭式系迅统正获式运矮行时勒，通案常不馋需要宜监控服程序练的干馒预。目前减开发成嵌入征式系窄统，揉监控支程序萍的作财为正壤在减受少，布只用炊在一芳些小种的嵌体入式秤系统摧中。有的否嵌入角式控避制器坐的制深造商胡把监尚控程虑序驻喘留在RO叹M中提岗供给挥用户恩在开退发时调使用曾，提肤供的魂功能宜如程平序下弯载、您调试工、固剖化等券。如mo零to踩ro热la公司访的某酸些8位嵌敲入式瘦微控罪制器163裸机艘系统准软件芽的设考计方廉法嵌入堪式系悉统软舟件设密计无操作皱系统豪的嵌俊入式简软件跨设计有操作腊系统另的嵌举入式已软件辨设计（下森一章顷）173.赖1无操用作系崖统的从嵌入袖式软炸件设渡计前后判台系武统中断副（事遥件）月驱动惜系统巡回告服务烤系统基于嫁定时县器的服巡回包服务畏系统183.淘1.萍1前后秧台系个统后台需：应用府程序段是一渔个无预限循步环，嘱巡回鼠地执歼行多台个事统件，渣完成逢相应溉的操料作。框这一佳部分呜软件逢称为皮后台走。通视常在只主程仿序ma先in哄()中被铸调用秋。前台展：中断匠服务榜程序娇处理氏异步妙事件克，这逢一部用分可垦以看伶成是席前台灾。后台龄可以纵称为逝任务岗级，伙前台侍可以歇称为避中断戒级。负强实剖时性水的关灰键操倡作一乖定要敌用中炉断来少实现拆。19程序鞭框架-后台ma娱in孔(){/*硬件蜡初始狠化做*/wh跃il乘e(裤1)膛/*后台叶程序瘦*/{ac草ti达on漫1(密);ac循ti猎on珍2(剪);…ac外ti喜on俗n()冈;…}}ac匀ti盏on洽_1许(){/*执行斯动作1柔*/…}…或…ac丽ti冻on阅_n(){/*执行缓动作n汤*/…}20程序滥框架-前台Is疫r_袋1(掀)好/供/中断雷服务济程序1{/*中断1的中否断服袖务程砌序蒸*/…}…物…/其它友中断草服务政程序Is括r_速n()略//中断夫服务磨程序n{/*中断2的中不断服集务程虹序建*/…}21前后唉台系杂统的送特点实时常性问贵题--扛-不好中断封服务绝程序暑提供租的数厌据（衬实时幻玉性数天据）众只有覆在后近台轮栋询到腾的时霉候才燃能得滴到运备行应用小系司统：微波孝炉电话疗机玩具融等223.勾1.牲2中断承（事录件）露驱动达系统原理整个哈嵌入拼式系剥统软霉件由料中断颠服务膀程序掀构成主程孝序完最成系斜统的景初始茶化工依作应用低功针耗系因统设笑计事件批驱动饭系统构成主程叹序-完成席系统捉的初向始化中断长服务歉例程-完成压事务砍处理23中断某（事碍件）活驱动慌系统-主程烘序/*完成己系统犯的硬隆件初忘始化雨和数兼据结片构的卸初始翁化（筋如果婶必要票的话析）*/ma敢in槐(){/*讽t挑o鼻do捞:系统任的初颗始化刑*/wh驾il展e(与1)毛{…其它献代码斥或en春te羡r_阴lo徐w_静po旦we汽r()资;畏//进入栗低功励耗状叼态，幅如id孝le状态}}24中断胳（事河件）遇驱动侨系统-中断封服务冲程序Is质r_语n()漆/*其中柱的一状个中蜜断服展务程离序慎*/{/*乱t秒o贼do腹:处理遗中断恢事件身*//*题t孝o舱do狡:中断冤返回汁*/}253.要1.榨3巡回皂服务东系统应用宏：嵌入灰式处斧理器/控制宵器的做中断尘源不掌多解决草方案增加虏中断象源-需要剃硬件贿，成闲本高软件发方案-软件聚巡回恋服务ma抱in画(){/*爬t句o桃do堪:系统愿初始不化狠*/wh厨il黎e(于1){ac鹊ti厉on少_1绩()哥;/除*巡回螺检测意事件1并处魔理事任件*/ac遵ti寄on乞_2腿()墙;/页*巡回遗检测响事件2并处争理事任件*/……ac辨ti捡on拿_n()丙;/坚*巡回伙检测丢事件n并处让理事搭件*/}}263.俘1.烟4基于凉定时这器的撒巡回狼服务吗系统普通娃巡回杰服务潜系统娃的缺仪点处理街器全版速运前行，宇开销迁大-功耗泰高-电池查供电闯系统降低童处理端器的谋工作膛时间-基于僚定时域器的鞋巡回桌服务柳系统构成主程合序定时浅器中膊断服惩务程喇序27主程量序ma伪in逃(){/*总t乞o宋do评:系统总初始按化特*//*风t衡o雨do茎:设置视定时还器,如自娱动重绩新加铁载方孔式*/wh爆il联e(粘1){//其它还代码孟或en辣te漂r_荡lo浅w_示po石we持r()夫;}}28定时提器中迷断服架务例扑程Is毅r_叶ti述me腿r()西/敢*定时慰器的丢中断皂服务耻程序验*/{ac孝ti记on灯_1脂()剩;租/*执行黑事件1的处戚理*/ac祖ti糠on楚_2候()愿;强/*执行场事件2的处两理*/…ac梁ti编on扁_n()页;陷/*执行君事件n的处贪理*/}294软件恼的移线植内容考虑稍移植习的必骗要性裸机惭系统造的软预件移拔植应用卡软件些的移倚植可移闷植应邮用软内件的港设计蹦思路304.合1移植蛾的必膊要性基于怪嵌入旋式处映理器舞的原穗因处理归器的涛更新务方式兼容登机更艰新方绸式-量变杆，短阅时间80镰x8育6系列新的谅体系递结构堆代替萄旧的连体系局结构-质变鞭，长必时间dr窗ag焦on迟b伤al修l：EZ斜,V悄Z:换6孔80溜00体系曾，AR屋M体系基于体嵌入撒式操北作系崇统的俗原因旧的诵操作业系统莲淘汰冤，新脉的操钞作系枣统被腥开发吹出来应用亲软件乡丰需要衡运行宴于不堂同的挥嵌入轧式操梢作系似统平验台上31例：硬件驼：Z8向0，ST益D总线——工业PC软件纠：DO克S的DC仙S—遵—w绒in凯do挠ws平台吓、Vx巷wo阳rk薯s平台325.请2裸机饱系统蜘的软垒件移尸植裸机砌系统岁的特姓点通常铺比较疑简单税（如8位字掠宽）使用穴汇编易语言反或C语言值开发不易循移植犁的情锹况汇编箱语言毛开发跨平如台模块约化差33基于料硬件而抽象骡层可文移植宏软件纪结构34应用杯软件输入/输出锅模块处理批器硬塔件应用陪软件硬件枣抽象绝层处理租器硬咸件输入/输出枪模块硬件怠相关可移补植性委结构硬件朗抽象熟层的诸特点硬件仰抽象印层具罚有与吗硬件烘密切该相关淹性；为上汉层应足用软累件的籍开发闪提供统一的接裹口接口航定义狂的功盼能应命包含溜硬件漆或系录统所部需硬而件支武持的所有翻功能；接口亩定义愧简单氏明了妇，太促多接斑口函沿数会欺增加愤软件陕模拟芽的复舞杂性烈；具有可测主性的接外口设孟计有坏利于集系统寒的软宫硬件适测试乱和集秃成。35应用赏软件硬件垂抽象蚀层处理幕器硬华件输入/输出踢模块硬件缓抽象跪层设越计方典法和思原则软件窝硬件喜并行神、协欧同设般计分析握接口狂的数延据传检输特工性（香双向/单向峡数据众传输匠，字腊节型/数据河帧型膀传输絮模式赖）；分析燥接口绝配置刘属性北；定义鹿接口宵所需塘的相倘关函棒数。36应用丢软件忘的开携发原仆则不直菜接操夜作硬枯件调用梁硬件离抽象欺层的被接口悟函数完成炕面向忘应用桐的软驾件开滋发37硬件单抽象予层例子RS巧23泉2串行政通信腐接口发送养功能接收背功能模式像、参庄数设逢置功乘能控制莲功能对于MC裙S5昏1，82剑51，16私45发0/姿16永55狠0,内et咬c设计尚同样恨的接带口函删数，ua快rt阵_p给ut全c(冻ui自nt妙8ch,柴ui牌nt做8移c)熊;ua乱rt脸_g叙et中c(厦ui演nt到8ch,恢ui羊nt欲8棍*bu椅f);ua浆rt本_p序ut虹s(顾ui便nt贼8ch,杨ui极nt括8始*ps泡tr);ua定rt粗_g贫et神s(般ui园nt帖8ch,某ui宁nt劲8否*pb竞uf);ua短rt柔_i报ni钥t(行ui处nt音8ch,型ui海nt贞8魂ra逗te奥,持ui兆nt察8da罢ta咬_l赠en,乌ui狠nt踏8冤ch到ec附k,胶u塘in恰t8st洲ar季t_秧bi债t,哥ui肯nt跟8st感op莲_b豆it);38应用附程序扎中使征用可接移植毕的UA全RT的功捎能初始破化ua灿rtua吴rt议_i央ni降t(…鞋)发送赔一个僻字符ua舟rt泰_p播ut冤c()接收矛一个校字符ua袍rt遥_g南et末c()395可移揪植应承用软竞件的贱设计行原则嵌入均式系总统开屿发的载初期秃考虑弱移植返问题设计扣原则层次庭化模块敌化层次疾化与尤模块狡化的伟结合可设埋计硬傍件抽蹲象层可设亮计操蹄作系致统抽较象层405.边5.姑3层次仗化与永模块休化的剖结合41da声ta写ty意pe疮.h/*基本右数据倡类型卖*/ty虫pe怠de疤fun朱si得gn啄ed什c害h