《嵌入式操作系统原理与面向任务程序设计》课件第一讲M

电路与系统电子对抗雷达对抗信息安全（与密码学交叉）对称密码学图像信息安全明文关联加密技术

物联网嵌入式系统智能（智慧）系统（ARM系统）操作系统（OS）嵌入式操作系统（EOS）实时嵌入式操作系统（RTOS）

μC/OS-II

平时成绩：20分。主要来自考勤、理论课与实验课表现。实验报告：30分。按小组评议，根据实验报告的努力程度、完整程度、格式和内容等计分。结业论文：50分。每小组出一份论文，限于：（1）嵌入式操作系统uC/OS-II在单片机、ARM或DSP方面的应用；（2）移植；（3）内核工作原理；（4）设计嵌入式操作系统。优秀生待遇：凡是用C语言设计出一种嵌入式操作系统，能实现简单的多任务调度和中断管理的，以其设计论文和源代码可免实验报告，并给予95分以上成绩。成绩评定说明5份试验报告，每小组书面作3个，另2个在实验课上口试；只有全勤的学生才能以小组的形式交小论文（小论文格式放在群里）；不是全勤的学生独立完成论文学习嵌入式操作系统有何用？（1）从事嵌入式操作系统软件开发，像JJLaberosse一样。（2）在电子产品中移植嵌入式操作系统，加快开发速度，即电子工程师或软件工程师。（3）基于嵌入式操作系统开发专业应用，例如网络、USB、CAN、GUI等，驱动开发工程师。（4）产品升级改造，系统设计师。（5）应用领域：物联网、自动控制、手持设备、白色家电、航空电子、医学电子。（6）智慧教室、智慧社区、智慧地球。实验课安排：第2~16周（坐校车往返）每周一5、6节枫林校区物华楼201理论课安排：每周五8、9节麦庐校区2104uC/OS之父Backin1992,Ineverimaginedthatwritinganarticlewouldhavechangedmylifeasitdid.Imetalotofveryinterestingpeopleandmadeanumberofgoodfriendsintheprocess.Istillanswereverysinglee-mailthatIreceive.IbelievethatifyoutakethetimetowritetomethenIoweyouaresponse.Ihopeyouenjoythisbook.参考图书1.嵌入式操作系统uC/OS-II（第2版），北航社，邵贝贝译，JJLabrosse著，20032.uC/OS-II原理与ARM应用程序设计,西电社，20103.教材4.嵌入式实时操作系统uC/OS-III应用技术——基于ARMCortex-M3LPC1788，北航社，20135.ARMCortex-M0从这里开始，北航社，20116.物联网技术与实践——基于ARMCortex-M0技术，电子社，20127.ARM原理与C程序设计，西电社，20098.ARMCortex-M0LPC1115开发实战——芯片级与uC/OS-II系统级，北航社，2014https:\\为嵌入式计算机系统设计的操作系统，该操作系统被设计得非常紧凑和高效，舍弃了那些不会被用于专用场合下的非嵌入式计算机操作系统提供的函数，嵌入式操作系统往往是实时操作系统。例如，ATM、CCTV系统、机顶盒、GPS、MP5和机器人等设备上常使用嵌入式操作系统。嵌入式操作系统的定义?与熟知的通用计算机系统相对的概念是专用集成电路系统，专用集成电路系统的特点在于面向某些方面应用、存储空间相对较小且具有特定的外设，系统的核心为ARM芯片、DSP芯片或FPGA等可编程芯片。随着人们对智能技术提出越来越高的要求，专用集成电路系统的软件设计越来越复杂，特别是基于ARM核心的专用集成电路系统，往往需要加载嵌入式操作系统，例如WindowsCE、嵌入式Linux、VxWorks、eCos、µC/OS-II等，然后在嵌入式操作系统的基础上设计用户应用程序。嵌入式操作系统的载体？一、嵌入式实时操作系统概述

二、嵌入式实时操作系统原理

三、µC/OS-II内核四、µC/OS-II组件五、µC/OS-II应用实例六、面向任务程序设计（TOP）内容提要一、嵌入式实时操作系统概述操作系统是一类特殊的计算机程序，它管理着计算机硬件系统，且为用户应用程序提供服务。1.1什么是操作系统？MS-DOS是MicrosoftDiskOperatingSystem的编写，即磁盘操作系统，在90年代以前的IBM-PC兼容机上普遍安装有DOS系统，该系统由一个Boot引导程序和三个文件模块组成，即输入输出模块（IO.SYS）、文件管理模块（MSDOS.SYS）以及命令解释模块（COMMAND.COM）。用过386电脑的读者会知道，此时的DOS操作系统的作用为管理计算机的硬件资源，例如，处理器、存储器以及键盘和显示器等外设，人机交互界面为命令行模式。1.1.1DOS系统的组成？Windows95至Windows7均为分层的操作系统，包括与硬件相关的驱动层和与硬件无关的内核层，这些操作系统在文件系统管理、图形界面管理、进程和线程调度、内存管理以及网络管理等方面具有一些共同点。借助Windows操作系统提供的各种服务，用户能直观高效地使用计算机资源。1.1.2Windows系统的特点？分布式操作系统强调多个计算机系统相结合，形成一个统一的操作系统，在分布式操作系统中，每个计算机系统是分布式操作系统的一个角色，应用软件是建立在分布式操作系统之上的，应用软件可以通过分布式操作系统访问每一个成员计算机系统的资源；相对于前述的集中式操作系统而言，分布式操作系统在资源管理、系统结构和进程通信方面有重大区别。1.1.3什么是分布式操作系统？网络操作系统（WebOS）是建立在Web浏览器之上的操作系统，借助于网络操作系统可以使计算机资源网络化和计算网络化，基于WebOS的应用程序可称为网络应用程序。1.1.4什么是网络操作系统？嵌入式系统（EmbeddedSystem）是一种完全嵌入到设备内部、为特定应用而设计的专用计算机系统。1.2什么是嵌入式系统？嵌入式系统的内核往往是单片机、DSP、ARM或FPGA等数字可编程芯片，然而，随着数字化芯片的技术水平不断提高，嵌入式系统的功能越来越强大，以至于嵌入式系统的概念变得模糊，例如现在流行的一些PDA在多媒体处理、数据存储和网络通信等方面的功能比原来的通用计算机功能还要强大。嵌入式操作系统是嵌入式系统的操作系统，通常被设计得非常紧凑有效，抛弃了运行在它们之上的特定应用程序所不需要的各种功能。互动百科全书则指出，嵌入式操作系统负责嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配和调度工作，控制协调并发活动，且能通过装卸某些软件模块来达到系统所要求的功能。1.2.1什么是嵌入式操作系统？WindowsCE嵌入式LinuxVxWorksµC/OS-IIeCosQNXAndroidSymbian……1.2.2常用的嵌入式操作系统有哪些？实时性：即在确定的时间内执行特定功能和对中断做出响应；体积小：一般为几KB到几百KB；可裁剪：即嵌入式操作系统采用模块化设计，可根据需要选择特定的功能模块；健壮性：即具有很好的运行稳定性；可移植性：即可以运行于多种嵌入式系统平台上；可固化性：即嵌入式操作系统可固化在嵌入式系统的Flash芯片内；提供设备驱动和应用程序接口：即用户可以借助嵌入式操作系统使用和管理系统资源；提供图形用户界面和网络功能：有些嵌入式操作系统提供了友好的图形用户界面（GUI）和网络支持。1.2.3嵌入式操作系统的特点？1.3常用的嵌入式操作系统（EOS）有哪些？WindowsCEVxWorks嵌入式LinuxµC/OS-IIAndroid……1.3.1WindowsCE的含义？C代表袖珍(Compact)消费(Consumer)互连(Connectivity)伴侣(Companion)WindowsCEE代表电子产品(Electronics)WindowsCE是一个可抢先式、多任务、多线程并具有强大通信能力的32位嵌入式操作系统，是微软为移动应用、信息设备、消费电子和各种嵌入式应用而设计的实时系统，WindowsCE的目标在于实现移动办公、便携娱乐和智能通信。

WindowsCE的组成模块？内核（Kernel）文件子系统图形窗口事件子系统（GWES）通信模块文件子系统管理文件操作、注册表和数据库等内核负责进程和线程调度、中断处理、虚拟内存管理等图形窗口事件子系统包括图形界面、图形设备驱动和图形显示API函数等通信模块负责设备与PC间的互连和网络通信等

目前WindowsCE的最高版本为6.0。WindowsCE支持四种处理器架构，即x86、MIPS、ARM和SH4，同时支持多媒体设备、图形设备、存储设备、打印设备和网络设备等多种外设。

WindowsCE支持哪些处理器架构？具有美观的图形用户界面，而且该界面与桌面Windows系统一脉相承，使得操作直观简单。开发基于WindowsCE的应用程序相对简单，开发WindowsCE应用程序的开发成本较低。WindowsCE的文件管理功能非常强大，支持桌面Windows系统下的FAT、FAT32等。WindowsCE的可移植性较好。WindowsCE下的设备驱动程序开发相对容易。WindowsCE的电源管理功能较好，主要体现在WindowsPhone上。WindowsCE的进程管理和中断处理机制较好。WindowsCE支持桌面Windows系统的众多文件格式，例如Word和Excel等。

WindowsCE有哪些优点？VxWorks是一款真正意义上的嵌入式实时操作系统（RTOS），是由专注于嵌入式和移动软件技术的美国风河（WindRiver）公司设计，而且该公司在嵌入式Linux方面的研究成果也很丰富。VxWorks系统可以用于多核处理器系统，具有极高的可靠性和安全性，风河多媒体库支持图形用户接口（GUI）开发。1.3.2什么是VxWorks？

VxWorks有哪些特点？VxWords特点可靠性极高实时性好可裁剪性好开发环境友好嵌入式Linux是对流行的Linux操作系统进行裁剪和修改，使之能应用于嵌入式计算机系统的一种操作系统，实时性、稳定性和安全性均较好，在通信电子、工业控制、消息电子、仪器仪表方面应用广泛。

1.3.3什么是嵌入式Linux?

嵌入式Linux有哪些特点?1、完全开源的；2、免费的；3、与QT相结合，使嵌入式Linux具有良好的图形人机界面；4、在内核、文件系统、网络支持等方面均有突出的特点；5、移植性强。Android系统基于Linux系统，是Google在2005年并购Danger公司后发展他们的Android计划的成果，AndyRubin是这个计划的负责人，主要针对智能手持设备，Android的运行库文件只有250kB，最基本配置为32MB内存、32MB闪存和200MHz处理器。1.3.4Android系统与Linux系统的关系？

Android系统的特点？Android系统特点实现了对硬件资源的抽象和美观的图形用户界面可被视为一个应用系统，其集成的一些软件的附加值相当高多媒体娱乐软件和基于云计算和网络服务的软件也相当出色开发Android系统应用程序与开发WindowsPhone应用程序相似，可基于其SDK包和集成开发环境实现µC/OS-II公开全部源代码，大约有1.1万行左右代码，这些源代码是由Labrosse一个人写成的，逻辑性很强，他为全部代码添加了详细的注释，并且，这些代码的结构合理，格式清晰，很方便阅读和学习。Labrosse先后出版了三本书介绍µC/OS-II，使得µC/OS-II迅速在全球流行起来。1.4什么是µC/OS-II？1.4.1µC/OS-II的特点是什么？1、具有优秀的可移植特性；2、可固化在嵌入式系统的Flash中；3、可裁剪；4、是可抢先型的实时内