嵌入式操作系统 1.1嵌入式系统及嵌入式软件开发概述 陈香兰(xlanchenc@ustc.edu.cn) 计算机应用教研室。计算机学院 嵌入式系统实验室。苏州研究院 中国科学技术大学 Fa112014 November 18,2014 4口4四1是4P在刀0C 陈香兰(xlanchenoustc,edu,cn)(升界款应 长人式操作香统 November 18.2014 1 /50
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 嵌入式操作系统 1.1 嵌入式系统及嵌入式软件开发概述 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） 计算机应用教研室@计算机学院 嵌入式系统实验室@苏州研究院 中国科学技术大学 Fall 2014 November 18, 2014 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 18, 2014 1 / 50
Outline ①嵌入式系统基本概念 ●嵌入式系统的定义 ●嵌入式系统的体系结构 ●嵌入式系统特点 ②嵌入式硬件的发展 ●嵌入式系统硬件和分类 ●嵌入式微处理MPU ·嵌入式微控制器MCU ●嵌入式DSP ●嵌入式片上系统SoC ③嵌入式软件及其开发 @嵌入式操作系统及系统开发 ●基于嵌入式操作系统的嵌入式应用开发 ·嵌入式软件系统的指标 小结和作业 4口4四1是4P在刀0C 陈香兰(xlanchenoustc,ed加，cn)(升异数应 长人式操作香统 November 18.2014 2 /50
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Outline 1. 嵌入式系统基本概念 嵌入式系统的定义 嵌入式系统的体系结构 嵌入式系统特点 .2 嵌入式硬件的发展 嵌入式系统硬件和分类 嵌入式微处理MPU 嵌入式微控制器MCU 嵌入式DSP 嵌入式片上系统SoC .3 嵌入式软件及其开发 4. 嵌入式操作系统及系统开发 基于嵌入式操作系统的嵌入式应用开发 嵌入式软件系统的指标 5. 小结和作业 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 18, 2014 2 / 50
嵌入式系统无处不在 88 4口4四1是4P在刀0C 陈香兰(xlanchenoustc,edu,cn)(计界轧应 长人式择作系统 November 18.2014 5 /50
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 嵌入式系统无处不在 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 18, 2014 5 / 50
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。 1口t4四1是142月00 陈香兰(xlanchenoustc,edu,cn)(升界款应 长人式操作香统 November 18.2014 6/50
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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。 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 18, 2014 6 / 50
什么是嵌入式系统？ "Embedded system is devices used to control, monitor,or assist the operation of equipment, machinery or plants'”. 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。 4口4四1是4P在刀0C 陈香兰(xlanchenoustc,ed加.cn)(计年丸应 收人式择作系统 November 18.2014 7 /50
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 什么是嵌入式系统？ . . “Embedded system is devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants”. ——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。 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 18, 2014 7 / 50
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。 4口4四1是4P在刀0C 陈香兰(xlanchenoustc,edu,cn)(计界轧应 做人式操作系统 November 18.2014 8/50
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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。 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 18, 2014 8 / 50
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。 4口4四1是142刀00 陈香兰(xlanchenoustc,edu,cn）(升界丸应 收人式择作系蛇 November 18.2014 9 50
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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。 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 18, 2014 9 / 50
理解嵌入式系统的定义 ●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· 4口4四是4P刀0C 陈香兰(xlanchenoustc,edu,cn)(升界款应 瓷人式操作委蛇 ovenber18,201410/50
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 理解嵌入式系统的定义 可以从以下几个方面来理解国内对嵌入式系统的定义： 1. 嵌入式系统是面向用户、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。 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 18, 2014 10 / 50
理解嵌入式系统的定义 ©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 Pa1mOS之所以在PDA领域占有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· 4口4四是4P在刀00 陈香兰(xlanchenoustc,edu,cn)(升界款应 长人式操作香统 ovenber18,201410/50
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 理解嵌入式系统的定义 2. 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。 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 18, 2014 10 / 50
理解嵌入式系统的定义 。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。 4口4四是4P刀0C 陈香兰(xlanchenoustc,ed加，cn)(升异数应 瓷人式操作委蛇 ovenber18,201410/50
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 理解嵌入式系统的定义 3. 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。 陈香兰（xlanchen@ustc.edu.cn） (计算机应用教研室@计算机学院嵌入式系统实验室 嵌入式操作系统 @苏州研究院中国科学技术大学Fall 2014) November 18, 2014 10 / 50