嵌入式系统 教师：韩改宁 Email：hgn912@163.com 咸阳师范学院 信息工程学院.

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1 嵌入式系统 教师：韩改宁 咸阳师范学院 信息工程学院

2 教材： ARM9嵌入式系统设计 ——基于S3C2410与Linux

3 课程目的 本课程围绕基于ARM的微处理器和实时操作系统Linux，介绍了嵌入式系统前沿发展趋势，理解其设计方法，学会嵌入式编程技术。
课程采用讲授与实验相结合的方式。 着重培养学生的实际动手能力，通过熟悉开发环境与开发流程、编程实践等基础实验，使学生能够掌握嵌入式系统设计的基本方法。此外还增加了网络接口设计、嵌入式游戏开发等开放式实验，供基础较好的学生深入学习。 学生基础：学过C语言、微机原理或单片机等

4 课程特点 利用PC机就可以自己动手搭建嵌入式系统的开发平台，熟悉应用开发，更方便地学习和理解嵌入式系统的基础知识： 从纯软件到硬/软件结合
从“纸”上谈兵（编程序）到“板”上谈兵 从“懂”怎么做到“会”做 从讲/听到讲/听/做

5 课程概况-主要内容 嵌入式系统概论 嵌入式微处理器体系结构——ARM 嵌入式硬件接口设计——常用外设 嵌入式实时操作系统——嵌入式Linux
嵌入式系统应用开发基础——应用软件设计

6 实验系统的内容 目标平台 开发工具 嵌入式操作系统 实验项目 S3C2410的ARM9开发板 PC机+虚拟机 S3C2410 board
AXD集成开发环境 ADS1.2 嵌入式操作系统 Linux （源代码） 实验项目

7 希望大家有所收获 1、掌握一种学习方法 2、学习了解嵌入式技术研发的基本概念、方法和知识 3、获得嵌入式开发设计实践经验

8 参考资料 参考书目 何立民, 嵌入式系统定义与发展历史，单片机与嵌入式系统应用，2005
桑楠，嵌入式系统原理及应用开发技术，高等教育出版社，2007 Frank Vahid 著，骆丽译，嵌入式系统设计，北京航空航天大学出版社，2004 张跃，嵌入式系统硬件协同设计与实践指南，清华大学出版社， 2004 嵌入式计算系统设计原理 （美）Wayne Wolf Computers as Components：Principles of Embedded Computing System Design

9 参考资料 Web Site http://www.embed.com.cn/ http://www.embedded.com/

10 课程概况-教学形式 讲课 讨论 实验 学习方法

11 课程概况-考核方式 平时（10%） 课堂表现 作业 讨论 项目（20%） 实验 大作业 考试（70%）

12 课程概况-课程安排 共48课时（1*3课时/周） 讲授 30课时 实验 18课时

13 第一章 嵌入式系统基础

14 主要内容 1 嵌入式系统概念 2 嵌入式处理器 3 嵌入式操作系统 4 嵌入式系统典型应用 5 嵌入式系统的基本设计过程

15 第一节 嵌入式系统概念 嵌入式系统的定义 嵌入式系统的组成 嵌入式系统的特点 嵌入式系统的分类 嵌入式系统的应用

16 一、为什么要学习嵌入式技术 市场需求－中国具有世界最大嵌入式技术市场，将成为世界第一，手持仪器设备、信息家电、城市建设、工业控制、军事应用，……，嵌入式技术无处不在 。 企业人才需求－软硬件设计人才，应用开发人才，综合性人才，…… 技术发展趋势要求－8位、16位、32位，实时操作系统，……

17 嵌入式技术正在形成一种产业 它们被广泛地应用到工业控制系统、仿真系统、医疗仪器、信息家电、通信设备等众多领域中。
自动控制领域，不仅可以用于ATM机，自动售货机，工业控制等专用设备，和移动通讯设备结合、GPS、娱乐相结合，硬件方面，不仅有各大公司的微处理器芯片，还有用于学习和研发的各种配套开发包。 尤其是在最近几年，嵌入式设备不断地进入到新的应用领域，比如PDA、手持设备、AutoPC、智能电话和机项盒（STB）等。 PDA在显示屏幕上已实现汉字写入、短消息语音发布，作为企业专用解决方案，如物流管理、条码扫描、移动信息采集等。 在通信领域，数字技术正在全面取代模拟技术。在广播电视领域，美国已开始由模拟电视向数字电视转变，欧洲的DVB（数字电视广播）技术已在全球大多数国家推广。

18 社会对嵌入式系统设计人才的迫切需求 通讯行业：华为、中兴、大唐、…… 国内IT业：联想、同方、方正、…… 外资企业：微软、IBM、GE、……
工业领域：Siemens、ABB、研华、…… 国内中小型高新技术企业

19 对提高专业知识和实践能力大有帮助 嵌入式系统设计是一门综合性的课程，涉及电子、计算机、自动控制等诸多专业知识，综合性强，可包括微机原理、单片机设计、操作系统等课程内容。嵌入式系统是软件、硬件设计的完美结合。 理论与实践相结合：实践是嵌入式系统课程的重要环节，缺乏实践的嵌入式系统课程是纸上谈兵。 通过嵌入式系统课程学习，可提升嵌入式系统设计的专业知识和实际设计能力。 知识的积累是与精力和时间的付出成正比的，要成为高手和专家，就需要不断的努力。 学无止境。

20 硬 件 二、嵌入式系统的定义 通用计算机－看得见的计算机 如：PC机、服务器、大型计算机等。 显示器 主 机 键 盘 鼠 标
硬 件 主 机 诸如主机、显示器、键 盘、鼠标等看得见部件 键 盘 鼠 标

21 二、嵌入式系统的定义 通用计算机－看得见的计算机 软件 应用程序可按用户 需要随时改变, 即重新编制。

22 二、嵌入式系统的定义 根据IEEE的定义：
嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。 可以看出此定义是从应用上考虑的，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机电等附属装置。

23 二、嵌入式系统的定义 微机学会的定义 嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机系统。可分为系统级、板级、片级
系统级：各种类型的工控器、PC104模块 板级：各种类型的带CPU的主板及OEM产品 片级：各种以单片机、DSP、微处理器为核心的产品

24 二、嵌入式系统的定义 国内一般定义 “以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。” 。是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统（技术角度） 嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。（系统角度） 嵌入式反映了这些系统通常是更大系统（被称之为嵌入的系统）的一个完整子系统。嵌入式的系统可以包含多个嵌入式系统。

25 二、嵌入式系统的定义 广义上讲，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可称为嵌入式系统。如各类单片机和DSP系统。这些系统在完成较为单一的专业功能时具有简洁高效的特点。但由于他们没有操作系统，管理系统硬件核软件的能力有限，在实现复杂多任务功能时，往往困难重重，甚至无法实现。 从狭义上讲，我们更加强调那些使用嵌入式微处理器构成独立系统，具有自己操作系统，具有特定功能，用于特定场合的嵌入式系统。本课程中的嵌入式系统是指狭义上的嵌入式系统。

26 三、嵌入式系统与单片机、PC机的区别 嵌入式系统  单片机系统
目前嵌入式系统的主流是以32位嵌入式微处理器为核心的硬件设计和基于实时操作系统（RTOS）的软件设计 单片机系统多为4位、8位、16位机，不适合运行操作系统，难以进行复杂的运算及处理功能 嵌入式系统强调基于平台的设计、软硬件协同设计，单片机大多采用软硬件流水设计 嵌入式系统设计的核心是软件设计（占70%左右的工作量），单片机系统软硬件设计所占比例基本相同

27 三、嵌入式系统与单片机、PC机的区别 嵌入式系统与单片机在学习方法上不同
单片机学习一般从硬件入手，从硬件体系结构、汇编语言到硬件设计、软件设计 嵌入式系统学习可以从软件入手，从应用层编程到操作系统移植、硬件平台设计较好，按单片机设计的学习流程较难掌握

28 三、嵌入式系统与单片机、PC机的区别 嵌入式系统  PC机 嵌入式系统一般是专用系统，而PC是通用计算平台 嵌入式系统的资源比PC少得多
嵌入式系统一般采用实时操作系统 嵌入式系统大都有成本、功耗的要求 嵌入式系统得到多种微处理体系的支持 嵌入式系统需要专用的开发工具

29 通用计算机与嵌入式系统对比 特征 通用计算机 嵌入式系统 形式和类型 看得见的计算机。
按其体系结构、运算速度和结构规模等因素分为大、中、小型机和微机。 看不见的计算机。 形式多样，应用领域广泛，按应用来分。 组成 通用处理器、标准总线和外设。 软件和硬件相对独立。 面向应用的嵌入式微处理器，总线和外部接口多集成在处理器内部。 软件与硬件是紧密集成在一起的。 开发方式 开发平台和运行平台都是通用计算机 采用交叉开发方式，开发平台一般是通用计算机，运行 平台是嵌入式系统。 二次开发性 应用程序可重新编制 一般不能再编程

30 与PC相比所具有的特点 特征 嵌入式系统 PC机 引导代码 Bootloader引导。 针对不同电路进行移植主板的BIOS引导 OS
Wince,Vxworks,linux等，需要移植 Window ,linux不移植 驱动程序 每个设备都必须针对电路板进行开发 Os中含有大多数，直接下载 协议栈 移植 Os或第三方供应商提供 开发环境 借助服务器进行交叉编译 在本机可开发调试 仿真器 需要 不需要

31 四、嵌入式系统的组成 基本要素 嵌入式处理器系统 􀂄嵌入式处理器 􀂄各种类型存储器 􀂄模拟电路及电源 􀂄接口控制器及接插件 嵌入式软件系统
􀂄实时操作系统（RTOS） 􀂄板级支持包（BSP） 􀂄设备驱动（Device Driver） 􀂄协议栈（Protocol Stack） 􀂄应用程序（Application）

32 四、嵌入式系统的组成 嵌入式系统一般由嵌入式硬件和软件组成 硬件以微处理器为核心集成存储器和系统专用的输入/输出设备
软件包括：初始化代码及驱动、嵌入式操作系统和应用程序等，这些软件有机地结合在一起，形成系统特定的一体化软件。

33 四、嵌入式系统的组成 应用程序 操作系统 (协议栈) 软件子系统 外围设备 存储器 硬件子系统 输入接口 处理器 输出接口

34 四、嵌入式系统的组成 嵌入式系统硬件组成

35 外围设备 外围设备是指在一个嵌入式系统中，除了嵌入式处理器以外的完成存储、通信、调试、显示等辅助功能的其他部件。
根据外围设备的功能可分为以下3类： 存储器：静态易失型存储器(RAM，SRAM)、动态存储器(DRAM)和非易失型存储器(Flash)。其中，Flash以可擦写次数多、存储速度快、容量大及价格低等优点在嵌入式领域得到了广泛的应用。 接口：应用最为广泛的包括并口、RS-232串口、IrDA红外接口、SPI串行外围设备接口、I2C(Inter IC)总线接口、USB通用串行总线接口、Ethernet网口等。 人机交互：LCD、键盘和触摸屏等人机交互设备。

36 四、嵌入式系统的组成 嵌入式系统软件组成

37 嵌入式系统的软/硬件框架

38 五、嵌入式处理器分类 按嵌入式处理器的位数来分类 按应用来分类 按速度分类 按确定性来分类 按嵌入式系统软件复杂程度来分类

39 五、嵌入式处理器分类 按嵌入式处理器的位数来分类 4位嵌入式系统 8位嵌入式系统 16位嵌入式系统 32位嵌入式系统 64位嵌入式系统
目前已大量应用 正成为主流发展趋势 高度复杂的、高速的嵌入式系统已开始采用

40 五、嵌入式处理器分类 按应用来分类 信息家电类 移动终端类 通信类 汽车电子类 工业控制类

41 五、嵌入式处理器分类 按速度分类 强实时系统, 其系统响应时间在毫秒或微 秒级。
强实时系统, 其系统响应时间在毫秒或微 秒级。 一般实时系统, 其系统响应时间在几秒的 数量级上,其实时性的要求比强实时系统要 差一些。 弱实时系统, 其系统响应时间约为数十秒 或更长。这种系统的响应时间可能随系统负 载的轻重而变化。

42 五、嵌入式处理器分类 按确定性来分类 根据确定性的强弱，可将嵌入式系统分为硬实时、软实时系统：
硬实时：系统对系统响应时间有严格的要求，如果系统响应时间不能满足，就要引起系统崩溃或致命的错误。 软实时：系统对系统响应时间有要求，但是如果系统响应时间不能满足，不会导致系统出现致命的错误或崩溃。

43 五、嵌入式处理器分类 按嵌入式系统软件复杂程度来分类 循环轮询系统 有限状态机系统 前后台系统 单处理器多任务系统 多处理器多任务系统

44 六、嵌入式系统特点 功耗限制 低成本 多速率 环境相关性
嵌入式系统中，尤其是在用电池供电的嵌入式系统中，这是一个主要考虑的因素。大耗电量直接影响到硬件费用，并影响电源寿命以及带来散热问题。 低成本 包含硬件成本和软件成本。硬件成本主要决定于所使用的微处理器、所需的内存及相应的外围芯片；软件成本通常难于预测，但一个好的设计方法有利于降低软件成本。 多速率 系统同时运行多个实时性任务，系统必须同时控制这些动作，但这些动作有些速度慢，有些速度快。 环境相关性 嵌入式系统不是独立的，而是与其被嵌入的设备紧密相关联。

45 六、嵌入式系统特点 系统内核小 专用性强 由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。
比如ENEA公司的OSE实时OS，内核只有5K，而Windows的内核则要大得多。 专用性强 嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植。 同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改，程序的编译下载要和系统相结合，这种修改和通用软件的“升级”是完全不同的概念。 六、嵌入式系统特点

46 六、嵌入式系统特点 不可垄断性 产品相对稳定性 开发困难 PC有WinTel垄断
嵌入式系统工业的基础是以应用为中心的“芯片”设计和面向应用的软件产品开发。 产品相对稳定性 普通处理器18月 嵌入式处理器8－10年 开发困难 交叉开发环境 宿主机与目标机

47 六、嵌入式系统特点 实时性 实时性的本质是任务处理所化费时间的可预测性，即任务需要在规定的时限内完成。 实时系统 嵌入式系统≠实时系统
任务执行的时间可以根据系统的软硬件的信息而进行确定性的预测。也就是说，如果硬件可以做这件工作，那么基于实时操作系统的软件将可以确定性的做这件工作。 实时系统 实时系统的正确性依赖于运行结果的逻辑正确性和运行结果产生的时间正确性，即实时系统必须在规定的时间范围内正确地响应外部物理过程的变化。 嵌入式系统≠实时系统 有些嵌入式系统没有实时性要求

48 六、嵌入式系统特点 硬实时软实时 “软”意味着如果没有满足指定的时间约束并不会导致灾难性的后果，而对于硬实时系统来说却是灾难性的
从实践上说，软实时和硬实时之间的区别通常（隐含的和错误的）与系统的时间精度有关：由于这个原因，典型的，软实时任务的调度精度必须大于千分之一秒，而硬实时任务为微秒级。

49 主要内容 1 嵌入式系统简介 2 嵌入式处理器 3 嵌入式操作系统 4 嵌入式系统典型应用 5 嵌入式系统的基本设计过程

50 一、嵌入式处理器 嵌入式处理器是嵌入式系统的核心部件。嵌入式处理器与通用处理器的最大不同点在于嵌入式处理器大多工作在为特定用户群设计的系统中。它通常把通用计算机中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，并具有高效率、高可靠性等特征。 大的硬件厂商会推出自己的嵌入式处理器，因而现今市面上有1000多种嵌入式处理器芯片，其中使用最为广泛的有ARM，MIPS，PowerPC，MC68000等。

51 一、嵌入式处理器 嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般就具备以下4个特点
对实时多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时内核的执行时间减少到最低限度。 具有功能很强的存储区保护功能。这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保护功能，同时也有利于软件诊断。 可扩展的处理器结构，以能最迅速地开发出满足应用的最高性能的嵌入式微处理器。 嵌入式微处理器必须功耗很低，尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此，如需要功耗只有mW甚至μW级。

52 一、嵌入式处理器 全世界只有4%的计算机处理芯片用于计算机中 嵌入式微处理器 其中只有4%的 微处理器 Motorola, ARM,
——Source: Embedded Systems Programming, May 1999 嵌入式微处理器 其中只有4%的 微处理器 Motorola, ARM, MIPS, i960, x86, … 4-bit 1 billion 8-bit 1 billion 16-bit 1 billion 125 million PCs 32-bit 250 million Intel, AMD Average car has about 15 microprocessors. Mercedes S-class: 63 microprocessors !!

53 二、嵌入式微处理器分类

54 （1）嵌入式微控制器 嵌入式微控制器的典型代表是单片机，这种８位的电子器件目前在嵌入式设备中仍然有着极其广泛的应用。
单片机芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等各种必要功能和外设。 复位 部件 看门狗 晶振 I/O 中断 ROM SRAM 定时器 CPU核

55 （1）嵌入式微控制器 微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高。
微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。微控制器的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，因此称为微控制器。

56 （2）嵌入式DSP处理器 DSP处理器是专门用于信号处理方面的处理器，其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，在数字滤波、FFT、谱分析等各种仪器上DSP获得了大规模的应用。 DSP的理论算法在70年代就已经出现，但是由于专门的DSP处理器还未出现，所以这种理论算法只能通过MPU等由分立元件实现。 1982年世界上诞生了首枚DSP芯片。在语音合成和编码解码器中得到了广泛应用。 DSP的运算速度进一步提高，应用领域也从上述范围扩大到了通信和计算机方面。 目前最为广泛应用的嵌入式DSP处理器是TI的TMS320C2000/C5000系列，另外如Intel的MCS-296和Siemens的TriCore也有各自的应用范围。

57 （3）嵌入式微处理器（Micro Processor Unit)
MPU嵌入式微处理器是由通用计算机中的CPU演变而来的。 与计算机处理器不同的是，在实际嵌入式应用中，只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，这样就以最低的功耗和资源实现嵌入式应用的特殊要求。

58 （3）嵌入式微处理器（Micro Processor Unit)
和工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。目前主要的嵌入式处理器类型有Am186/88、386EX、SC-400、PowerPC、X86、68000、MIPS、ARM/StrongARM系列等

59 （4）嵌入式片上系统(System On Chip)
SoC 就是System on Chip ，SoC嵌入式系统微处理器就是一种电路系统。 它结合了许多功能区块，将功能做在一个芯片上，像是ARM RISC、MIPS RISC、DSP或是其他的微处理器核心，加上通信的接口单元，像是通用串行端口（USB）、TCP/IP通信单元、GPRS通信接口、GSM通信接口、IEEE1394、蓝牙模块接口等等，这些单元以往都是依照各单元的功能做成一个个独立的处理芯片。 SoC是追求产品系统最大包容的集成器件，SOC最大的特点是成功实现了软硬件无缝结合，直接在处理器片内嵌入操作系统的代码模块。

60 （4）嵌入式片上系统(System On Chip)
运用VHDL等硬件描述语言不需要再像传统的系统设计一样，绘制庞大复杂的电路板，一点点的连接焊制，只需要使用精确的语言，综合时序设计直接在器件库中调用各种通用处理器的标准，然后通过仿真之后就可以直接交付芯片厂商进行生产。 由于SOC往往是专用的，所以大部分都不为用户所知，如 Philips的Smart XA。Siemens的TriCore，Motorola的M-Core，某些ARM系列器件，Echelon和Motorola联合研制的Neuron芯片等。 SOC芯片也将在声音、图像、影视、网络及系统逻辑等应用领域中发挥重要作用。

61 （4）嵌入式片上系统(System On Chip)
SoC嵌入式系统微处理器所具有的其他的好处可以分为下列几点： 利用改变内部工作电压，降低芯片功耗。 减少芯片对外管脚数，简化制造过程。 减少外围驱动接口单元及电路板之间的信号传递，可以加快微处理器数据处理的速度。 内嵌的线路可以避免外部电路板在信号传递时所造成系统杂讯。

62 新的发展方向：SOC Memory ASIC Core Embedded Analog Processor Functions
Communication Sensor Interface

63 知识产权

64 三、典型的嵌入式处理器 1．ARM处理器 2．MIPS处理器 3．PowerPC处理器 4．MC68K/Coldfire处理器 5．x86处理器

65 ARM处理器 ARM（Advanced RISC Machines）公司是全球领先的16/32位RISC微处理器知识产权设计供应商。 ARM处理器有3大特点： 小体积、低功耗、低成本而高性能； 16/32位双指令集； 全球众多的合作伙伴。 ARM处理器分ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10、ARM11和SecurCore系列。

66 MIPS处理器 MIPS（Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages）技术公司是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商。 MIPS的定位很广。在高端市场它有64位的20Kc系列，在低端市场有SmartMIPS。

67 基于PowerPC架构的处理器有Motorola半导体（现Freescale半导体）联合IBM以及苹果电脑。
PowerPC体系结构的特点是可伸缩性好，方便灵活。PowerPC处理器品种很多，既有通用的处理器，又有微控制器和内核。其应用范围非常广泛，从高端的工作站、服务器到桌面计算机系统，从消费类电子产品到大型通信设备，无所不包。 基于PowerPC架构的处理器有Motorola半导体（现Freescale半导体）联合IBM以及苹果电脑。 IBM: PowerPC750和PowerPCG3 Motorola: MPC和MC

68 MC68K/Coldfire处理器 Apple机以前使用的就是Motorola 68000(68K)，比Intel公司的8088还要早。但现在，Apple、Motorola公司已放弃68K而专注于ARM了。

69 x86处理器 x86系列处理器是最常用的，它起源于Intel架构的8080，发展到现在Pentium 4、Athlon和AMD的64位处理器Hammer。486DX是当时和ARM、68K、MIPS、SuperH齐名的五大嵌入式处理器之一。现有基于x86的STPC高度集成系统。是CISC指令集。

70 SH体系结构 SH(SuperH)系列是由前日立半导体公司（现Renesas公司）推出的嵌入式处理器 。
型号 SH1-4（32位） SH5(64位)

71 主要内容 1 嵌入式系统简介 2 嵌入式处理器 3 嵌入式操作系统 4 嵌入式系统典型应用 5 嵌入式系统的基本设计过程

72 一、操作系统的发展 计算机系统由硬件和软件构成初期，在发展并没有操作系统这个概念，用户使用监控程序来使用计算机。
随着计算机技术的发展，计算机系统的硬件、软件资源越来越丰富，监控程序已不能适应计算机应用的要求。于是在六十年代中期监控程序进一步发展形成了操作系统。 到目前为止，主流的操作系统有三种：多道批处理、分时和实时操作系统。

73 二、操作系统的概念与分类 1．操作系统的定义 操作系统（operation system）是一组控制和管理计算机硬件和软件资源，合理地对各类作业进行调度，以及方便用户使用的程序的集合。

74 二、操作系统的概念与分类 2.操作系统主要功能 （1）处理机管理功能（进程控制 ，进程同步，进程通信，进程调度）
（1）处理机管理功能（进程控制 ，进程同步，进程通信，进程调度） （2）存储器管理功能(内存分配, 存储保护, 地址映射(变换), 内存扩充) （3）设备管理功能(缓冲管理, 设备分配, 设备处理, 虚拟设备功能) （4）文件管理功能(目录管理,文件的逻辑组织与文件访问方式,文件存储空间的管理,文件的共享与安全) （5）接口功能 GUI，API等

75 二、操作系统的概念与分类 3.操作系统分类 ①简单操作系统。它是计算机初期所配置的操作系统，如IBM公司的磁盘操作系统DOS／360和微型计算机的操作系统CP／M等。这类操作系统的功能主要是操作命令的执行，文件服务，支持高级程序设计语言编译程序和控制外部设备等。 ②分时系统。它支持位于不同终端的多个用户同时使用一台计算机，彼此独立互不干扰，用户感到好像一台计算机全为他所用。 ③实时操作系统。它是为实时计算机系统配置的操作系统。其主要特点是资源的分配和调度首先要考虑实时性然后才是效率。此外，实时操作系统应有较强的容错能力。

76 三、嵌入式操作系统

77 三、嵌入式操作系统 实时操作系统的特点 IEEE 的实时UNIX分委会认为实时操作系统应具备以下的几点: 异步的事件响应
切换时间和中断延迟时间确定 优先级中断和调度 抢占式调度 内存锁定 连续文件 同步

78 三、嵌入式操作系统 实时操作系统的特点 总的来说实时操作系统是事件驱动的，能对来自外界的作用和信号在限定的时间范围内作出响应。它强调的是实时性、可靠性和灵活性, 与实时应用软件相结合成为有机的整体起着核心作用, 由它来管理和协调各项工作,为应用软件提供良好的运行软件环境及开发环境。 从实时系统的应用特点来看实时操作系统可以分为两种：一般实时操作系统和嵌入式实时操作系统。

79 三、嵌入式操作系统 实时操作系统的特点 一般实时操作系统应用于实时处理系统的上位机和实时查询系统等实时性较弱的实时系统，并且提供了开发、调试、运用一致的环境。 嵌入式实时操作系统应用于实时性要求高的实时控制系统，而且应用程序的开发过程是通过交叉开发来完成的，即开发环境与运行环境是不一致。嵌入式实时操作系统具有规模小(一般在几K～几十K 内)、可固化使用实时性强(在毫秒或微秒数量级上)的特点 。

80 三、嵌入式操作系统 基本概念 ——前后台系统 对基于芯片的开发来说，应用程序一般是一个无限的循环，可称为前后台系统或超循环系统。
很多基于微处理器的产品采用前后台系统设计，例如微波炉、电话机、玩具等。在另外一些基于微处理器应用中，从省电的角度出发，平时微处理器处在停机状态，所有事都靠中断服务来完成。

81 三、嵌入式操作系统 基本概念 ——前后台系统 是中断驱动系统的一种 后台是一个循环轮询系统一直在运行。 前台是由一些中断处理过程组成的。
当有一前台事件(外部事件)发生时，引起中断, 进行前台处理, 处理完成后又回到后台(通常又称主程序)。 中断1 中断1 中断2 主程序 中断1 中断2

82 三、嵌入式操作系统 基本概念 ——前后台系统 后台 前台
循环中调用相应的函数完成相应的操作，这部分可以看成后台行为，后台也可以叫做任务级。这种系统在处理的及时性上比实际可以做到的要差。 ISR 后台 前台 中断服务程序 时 间 中断服务程序处理异步事件，这部分可以看成前台行为，前台也叫中断级。时间相关性很强的关键操作一定是靠中断服务程序来保证的。

83 三、嵌入式操作系统 基本概念 ——操作系统 操作系统是计算机中最基本的程序。操作系统负责计算机系统中全部软硬资源的分配与回收、控制与协调等并发的活动；操作系统提供用户接口，使用户获得良好的工作环境；操作系统为用户扩展新的系统功能提供软件平台。 硬件 硬件驱动 操作系统 用户程序

84 三、嵌入式操作系统 基本概念 ——实时操作系统（RTOS）
实时操作系统是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，用户的应用程序是运行于RTOS之上的各个任务，RTOS根据各个任务的要求，进行资源(包括存储器、外设等)管理、消息管理、任务调度、异常处理等工作。在RTOS支持的系统中， 每个任务均有一个优先级，RTOS根据各个任务的优先级，动态地切换各个任务，保证对实时性的要求。

85 三、嵌入式操作系统 基本概念 ——任务 一个任务，也称作一个线程，是一个简单的程序，该程序可以认为CPU完全属于该程序自己。实时应用程序的设计过程，包括如何把问题分割成多个任务，每个任务都是整个应用的某一部分，每个任务被赋予一定的优先级，有它自己的一套CPU寄存器和自己的栈空间。

86 思考：任务、进程和线程有何不同？ 任务（task）是最抽象的, 指由软件完成的一个活动。一个任务既可以是一个进程,也可以是一个线程。简而言之,它指的是一系列共同达到某一目的的操作。例如 mov R0，#30H MOV A,R0 进程（process）常常被定义为程序的执行。可以把一个进程看成是一个独立的程序,在内存中有其完备的数据空间和代码空间。一个进程所拥有的数据和变量只属于它自己。 线程（tread）则是某一进程中一路单独运行的程序。也就是说,线程存在于进程之中。

87 三、嵌入式操作系统 基本概念 ——任务切换 当多任务内核决定运行另外的任务时，它保存正在运行任务的当前状态，即CPU寄存器中的全部内容。这些内容保存在任务的当前状态保存区，也就是任务自已的栈区之中。入栈工作完成以后，就把下一个将要运行的任务的当前状态从任务的栈中重新装入CPU的寄予存器，并开始下一个任务的运行。这个过程就称为任务切换。这个过程增加了应用程序的额外负荷。CPU的内部寄存器越多，额外负荷就越重。做任务切换所需要的时间取决于CPU有多少寄存器要入栈。

88 任务切换 在时刻8即发生了任务切换，任务1的上下文需要保存到任务1的任务控制块中去。
任务2 任务3 调度 程序 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 运行 等待 就绪 在时刻8即发生了任务切换，任务1的上下文需要保存到任务1的任务控制块中去。 经过调度程序的处理，在时刻10任务2投入运行，需要把任务2的任务控制块中关于上下文的内容恢复到CPU的寄存器中。

89 任务切换 1 保存任务上下文环境 任 务 2 更新当前运行任务的控制块内容，将其状态改为就绪或等待状态 切 换 基 本 步
骤 2 更新当前运行任务的控制块内容，将其状态改为就绪或等待状态 3 将任务控制块移到相应队列（就绪队列或等待队列） 4 选择另一个任务进行执行(调度) 5 改变需投入运行任务的控制块内容，将其状态变为运行状态 6 恢复需投入运行任务的上下文环境

90 三、嵌入式操作系统 基本概念 ----任务状态
不同的RTOS的任务状态划分不同，一般至少需要3种状态：就绪（Ready)、运行（Run）、阻塞（Suspend）/等待(Wait），睡眠（Sleep）、等待挂起（Wait-Suspend）、待用（Dormant）等状态。 运行:获得CPU控制权。 就绪:进入任务等待队列。通过调度转为运行状态。 等待:任务发生阻塞，移出任务等待队列，等待系统实时事件的发生而唤醒。从而转为就绪或运行。

91 任务状态 三种基本状态的任务状态变换示意图：

92 三、嵌入式操作系统 基本概念 ——内核 在实时操作系统中最关键的部分是实时多任务内核。它主要实现的功能包括： 任务管理 任务间通信与同步
存储器管理 定时器管理 中断管理

93 三、嵌入式操作系统 基本概念 ——调度 调度是内核的主要职责之一。调度就是决定该轮到哪个任务运行了。多数实时内核是基于优先级调度法的。每个任务根据其重要程序的不同被赋予一定的优先级。基于优先级的调度法指CPU总是让处在就绪态的优先级最高的任务先运行。然而究竟何时让高优先级任务掌握CPU的使用权，有两种不同的情况，这要看用的是什么类型的内核，是非抢占式的还是抢占式的内核。

94 三、嵌入式操作系统 基本概念 ——非抢占式内核
非占先式内核要求每个任务自我放弃CPU 的所有权。非占先式调度法也称作合作型多任务，各个任务彼此合作共享一个CPU。异步事件还是由中断服务来处理。中断服务可以使一个高优先级的任务由挂起状态变为就绪状态。但中断服务以后控制权还是回到原来被中断了的那个任务，直到该任务主动放弃CPU的使用权时，那个高优先级的任务才能获得CPU的使用权。

95 Low Priority Task Completes
ISR make High Priority Task Ready Interrupt Occurs Vector to ISR ISR Completes (Return to Task) ISR ISR High Priority Task Low Priority Task Low Priority Task Completes (Switch to HP Task) Non-Preemptive

96 三、嵌入式操作系统 基本概念 ——抢占式内核
当系统响应时间很重要时，要使用占先式内核。因此绝大多数商业上销售的实时内核都是占先式内核。最高优先级的任务一旦就绪，总能得到CPU的控制权。当一个运行着的任务使一个比它优先级高的任务进入了就绪状态，当前任务的CPU使用权就被剥夺了，或者说被挂起了，那个高优先级的任务立刻得到了CPU的控制权。如果是中断服务子程序使一个高优先级的任务进入就绪态，中断完成时，中断了的任务被挂起，优先级高的那个任务开始运行。

97 (Switch back to LP Task)
Interrupt occurs Vector to ISR ISR make High Priority Task Ready ISR Completes (Switch to HP Task) ISR ISR High Priority Task (HPT) Low Priority Task (LPT) HP Task Completes (Switch back to LP Task) Preemptive

98 任务3运行结束 优先级 高 任务3 任务2运行结束 抢占 任务2 任务2 抢占 低 任务1 任务1 时间 任务2就绪 任务3就绪 在可抢占调度方式下的任务运行情况 任务1被具有更高优先级的任务2所抢占，然后任务2又被任务3抢占。当任务3完成运行后，任务2继续执行。当任务2完成运行后，任务1才又得以继续执行。

99 三、嵌入式操作系统 基本概念 抢占式和非抢占调度
抢占式调度算法要更复杂些，且需要更多的资源，并可能在使用不当的情况下会造成低优先级任务出现长时间得不到执行的情况。 非抢占式调度算法常用于那些任务需要按照预先确定的顺序进行执行，且只有当任务主动放弃CPU资源后，其他任务才能得到执行的情况。

100 三、嵌入式操作系统 基本概念 ——任务优先级
任务的优先级是表示任务被调度的优先程度。每个任务都具有优先级。任务越重要，赋予的优先级应越高，越容易被调度而进入运行态。

101 三、嵌入式操作系统 基本概念 ——中断 中断是一种硬件机制，用于通知CPU有个异步事件发生了。中断一旦被识别，CPU保存部分（或全部）上下文即部分或全部寄存器的值，跳转到专门的子程序，称为中断服务子程序（ISR）。中断服务子程序做事件处理，处理完成后，程序回到： 1. 在前后台系统中，程序回到后台程序； 2. 对非抢占式内核而言，程序回到被中断了的任务； 3. 对抢占式内核而言，让进入就绪态的优先级最高的任务开始运行。

102 三、嵌入式操作系统 基本概念 ——中断 前后台系统 ISR 非抢占式操作系统 任务A 任务B 任务C ISR 抢占式操作系统 任务A 任务B

103 三、嵌入式操作系统 基本概念 中断处理 如果对一个中断的处理还没有完成，又发生了另外一个中断，则称系统中发生了多个中断。
非嵌套的中断处理方式：在处理一个中断的时候，禁止再发生中断。 嵌套的中断处理方式：定义中断优先级，允许高优先级的中断打断低优先级中断的处理过程。

104 程序 中断服务程序A 中断服务程序B 中断的非嵌套顺序处理

105 程序 中断服务程序A 高优先级中断服务程序B 中断的嵌套处理

106 三、嵌入式操作系统 基本概念 ——资源与临界资源
程序运行时可使用的软、硬件环境统称为资源。主要包括CPU的可利用时间、系统可提供的中断源、内存空间与数据、通用外部设备等等。 没有指派给具体任务的资源属于系统所有，是共享资源。

107 三、嵌入式操作系统 基本概念 ——资源与临界资源
如果系统中出现2个以上任务可能同时访问的共享资源，则称为临界资源。系统中的公共数据区、打印机等都是临界资源。 系统内任务应采取互斥的方式访问共享资源。在实时多任务系统中，当异步任务被激活时，容易出现资源的临界状态。实时多任务操作系统中应保证任何时刻临界资源内只有一个任务在访问。资源临界问题解决不好，执行任务交不出资源的控制权，将引起系统死锁。

108 三、嵌入式操作系统 基本概念 ——同步与异步 实时系统中常用同步或异步来说明事件发生的时序或任务执行的顺序关系。
由于事件1停止而引起事件2发生，或者必须有事件2发生，事件3才可能发生，如此类推，这一系列与时间相关的事件称为同步事件。由同步事件驱动的任务称为同步任务。使任务同步的目的是使相关任务在执行顺序上协调，不至于发生时间相关的差错，以保证任务互斥地访问系统的内存、外设等共享资源。

109 三、嵌入式操作系统 基本概念 ——同步与异步
异步事件是指随机发生的事件。异步事件发生的因素很复杂，往往与工业现场有关，难以预测其发生的时间，因此异步事件又称随机事件。由异步事件驱动的任务称为异步任务。中断任务都是异步任务，优先级高于同步任务。

110 三、嵌入式操作系统 基本概念 任务管理 实时内核的任务管理实现在应用程序中建立任务，删除任务，挂起任务，恢复任务，以及对任务的响应、切换和调度等功能。 任务管理 基于优先级的调度算法 非抢占式调度 抢占式调度 同一优先级的时间片轮转调度算法 单调速率调度算法 常用的任务调度算法

111 三、嵌入式操作系统 通信、同步和互斥机制 这些机制提供任务间、任务与中断处理程序间的通信、同步和互斥功能。
一般包括信号量、消息、事件、管道、异步信号和共享内存等功能。 与通用操作系统不同的是，嵌入式操作系统需要解决在这些机制的使用中出现的优先级反转问题。

112 三、嵌入式操作系统 任务间的通信 任务间的通信方式 直接通信。在通信过程中双方必须明确地知道（命名）彼此：
Send (P，message) – 发送一个消息到任务P Receive(Q，message) – 从任务Q接收一个消息 间接通信。通信双方不需要指出消息的来源或去向，而通过中间机制来通信。如： send(A，message) – 发送一个消息给邮箱A receive(A，message) – 从邮箱A接收一个消息

113 三、嵌入式操作系统 管理时间 提供高精度、应用可设置的系统时钟，该时钟是嵌入式系统的时基，可设置为十毫秒以下。
提供日历时间，负责与时间相关的任务管理工作如任务对资源有限等待的计时、时间片轮转调度等，提供软定时器的管理功能等。 通用操作系统的系统时钟的精度由操作系统确定，应用不可调，且一般是几十个毫秒。

114 三、嵌入式操作系统 内存管理 嵌入式操作系统的内存管理比较简单。
通常不采用虚拟存储管理，而采用静态内存分配和动态内存分配（固定大小内存分配和可变大小内存分配）相结合的管理方式。 有些内核利用MMU机制提供内存保护功能。 通用操作系统广泛使用了虚拟内存的技术，为用户提供一个功能强大的虚存管理机制。

115 使用嵌入式操作系统的优缺点 优点 缺点 使程序的设计和扩展变得容易，大大提高了开发效率。
充分发挥32位CPU多任务的潜力，实现多任务设计，能够充分利用硬件资源和实现资源共享。 实时性和健壮性能够得到更好的保证。 缺点 嵌入式操作系统增加ROM/RAM等额外开销，5～10％的CPU额外负荷。

116 四、嵌入式操作系统分类 按收费模式划分 按实时性划分 商用型 免费型 硬实时 软实时 无实时
Vxworks, Nucleux ，PlamOS, Symbian, WinCE, QNX, pSOS,VRTX,Lynx OS, Hopen, Delta OS 免费型 Linux, μCLinux,μC/OS-Ⅱ,eCos,uITRON 按实时性划分 硬实时 Vxworks 软实时 WinCE,RTLinux 无实时 Embedded Linux

117 （1）VxWorks VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），具有良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域牢牢占据着一席之地。 VxWorks所具有的显著特点是： － 可靠性、实时性和可裁减性。 － 它支持多种处理器，如x86、i960、Sun Sparc、Motorola MC68xxx、MIPS 、POWER PC等等。 大多数的VxWorks API是专有的，火星机器人。

118 （2）Windows Embedded Windows CE 3.0：一种针对小容量、移动式、智能化、32位、连接设备的模块化实时嵌入式操作系统。 针对掌上设备、无线设备的动态应用程序和服务提供了一种功能丰富的操作系统平台， WindowsCE嵌入但不够实时，属于软实时操作系统， 由于其Windows背景，界面比较统一认可。 操作系统的基本内核需要至少200K的ROM。

119 （3）μC/OS-II μC/OS-II是一个源码公开、可移植、可固化、可裁剪、占先式的实时多任务操作系统。其绝大部分源码是用ANSI C写的，使其可以方便的移植并支持大多数类型的处理器。μC/OS-II通过了联邦航空局（FAA）商用航行器认证。自1992年问世以来，μC/OS-II已经被应用到数以百计的产品中。μC/OS-II占用很少的系统资源，并且在高校教学使用是不需要申请许可证。

120 （4）Palm OS Palm OS是著名的网络设备制造商3COM旗下的Palm Computing掌上电脑公司的产品。
3COM、CISCO竞争 Palm OS在PDA市场上占有很大的市场份额， Palm OS的市场份额占到将近90%，最近下降70％，目前主要与WIN CE进行激烈竞争。

121 （5）QNX 加拿大QNX公司的产品。 QNX是在X86体系上面开发出来的，这和别的RTOS不一样，别的好多RTOS都是从68K的CPU上面开发成熟，然后再移植到X86体系上面来的。 QNX是一个实时的、可扩充的操作系统，它部分遵循POSIX相关标准，由于QNX具有强大的图形界面功能，因此很适合作为机顶盒、手持设备（手掌电脑、手机）、GPS设备的实时操作系统使用。

122 （6）嵌入式Linux 嵌入式系统越来越追求数字化、网络化和智能化。因此原来在某些设备或领域中占主导地位的软件系统越来越难以为继，整个系统必须是开放的、提供标准的API，并且能够方便地与众多第三方的软硬件沟通。 Linux是开放源码的，不存在黑箱技术，遍布全球的众多Linux爱好者又是Linux开发的强大技术后盾。 Linux的内核小、功能强大、运行稳定、系统健壮、效率高，易于定制剪裁，在价格上极具竞争力。 Linux不仅支持x86 CPU，还可以支持其他数十种CPU芯片。

123 （6）嵌入式Linux及应用 嵌入式Linux(Embedded Linux)是指对Linux经过小型化裁剪后，能够固化在容量只有几百K字节或几兆字节的存储器芯片或单片机中，应用于特定嵌入式场合的专用Linux操作系统。嵌入式Linux的开发和研究是目前操作系统领域的一个热点。主要有RTLinux和CLinux Linux在嵌入式领域异军突起不过是近两年的事情，过去的一年中有13%的用户已经开始使用嵌入式Linux系统进行开发工作；有52%的用户决定在未来24个月内开始使用Linux作为嵌入式操作系统的开发原型。

124 五、嵌入式系统的几个重要特征 （1）系统内核小
由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。 比如ENEA公司的OSE分布式系统，内核只有5K，而Windows的内核则要大得多。

125 五、嵌入式系统的几个重要特征 （２）专用性强 嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植。
即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。 同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改，程序的编译下载要和系统相结合，这种修改和通用软件的“升级”是完全不同的概念。

126 五、嵌入式系统的几个重要特征 （３）系统精简
嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能设计及实现上过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。 （４）高实时性OS 这是嵌入式软件的基本要求，而且软件要求固态存储，以提高速度。软件代码要求高质量和高可靠性、实时性。

127 五、嵌入式系统的几个重要特征 （5）嵌入式软件开发走向标准化 嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行。
为了合理地调度多任务、利用系统资源、系统函数以及和专家库函数接口，用户必须自行选配RTOS（Real－Time Operating System）开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发时间，保障软件质量。

128 五、嵌入式系统的几个重要特征 （6）嵌入式系统需要开发工具和环境
由于其本身不具备自主开发能力，即使设计完成以后，用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。 这些工具和环境一般是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。 开发时往往有主机和目标机的概念，主机用于程序的开发，目标机作为最后的执行机，开发时需要交替结合进行。

129 主要内容 1 嵌入式系统简介 2 嵌入式处理器 3 嵌入式操作系统 4 嵌入式系统典型应用 5 嵌入式系统的发展趋势

130 嵌入式系统的应用领域 军事国防 消费电子 工业控制 嵌入式应用 网络 军事电子 信息家电 工控设备 智能玩具 智能仪表 通信设备 汽车电子
移动存贮 网络设备 电子商务 网络

131 Tektronix TDS7000 Digital Oscilloscopes
一些典型的嵌入式系统应用实例 Tektronix TDS7000 Digital Oscilloscopes goReader Internet eBook Samsung AnyWeb Internet Screen Phone Nixvue Digital Album Digital Photo Album eRemote Intelligent Home Controller

132 嵌入式系统的应用 家用方面：数字电视、信息家电、智能玩具、手持通讯、存储设备的核心。

133 嵌入式视频服务器

134 现代化家庭

135 嵌入式Internet应用

136 嵌入式系统在信息家电中的应用 信息家电（Information Appliance，IA）。一般可认为，那些低单价、操作简单、可通过因特网发送或获取信息，将逐步分割或替代PC的某些功能，并能与其它信息产品交换资料或讯息的产品可统称为信息家电。

137 信息家电的分类及特点 信息家电的分类 (1)网络电视（NetTV） (2)网上游戏机（Internet gaming device）
(3)智能掌上型设备(Internet smart handheld device) (4)网络电话（Internet screen Phone） (5)Consumer NC client等。 信息家电技术特点： (1) 处理器发展趋向低成本、高整合性与低耗能。 (2) 整合数字与模拟处理的技术。 (3) 较PC更强调通讯能力。 (4) 利用软件增加产品的差异性(高附加价值的关键)

138 信息家电——数字机顶盒

139 嵌入式应用——汽车电子 汽车电子产品（18个嵌入式控制模块）——CAN总线网络 VOLVO S80汽车的CAN总线网络

140 智能玩具与机器人

141 嵌入式技术在交通管理、环境监测中的应用 交通管理在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面，目前GPS设备已经从尖端产品进入了普通百姓的家庭，只需要几千元 水文资料实时监测，防洪体系及水土质量监测、堤坝安全，地震监测网，实时气象信息网，水源和空气污染监测。 加油站 停车场管理 ……

142 嵌入式技术应用——工业控制 工业方面：机床、冶金、电子、交通、航空航天等行业技术升级的重要基础

143 基于Win CE的移动机器人平台

144 基于RTLinux的仿人机器人 高 48 cm 重: 6 kg 灵活性：20 DOF
操作系统: RT-Linux 接口形式: USB 1.0 (12Mbps) 响应周期: 1ms 能源： DC24V x 6.2A (150W) 制造：富士通

145 基于VXworks的火星探路者

146 主要内容 1 嵌入式系统简介 2 嵌入式处理器 3 嵌入式操作系统 4 嵌入式系统典型应用 5 嵌入式系统的发展趋势

147 嵌入式系统技术发展趋势 软件设计比重日益突出 组件设计技术 SOC 硬件软件化

148 宏观方面发展趋势 — 经济性（POS开发失败，几十万、几万、5千、5百） 计算机要很便宜，让更多的人能买得起； — 小型化（笔记本、PDA）
人们携带方便； — 可靠性（汽车VCD，挑动问题） 能够在一般环境条件下或者是苛刻的环境条件下运行； — 高速度（飞机刹车系统） 能够迅速地完成数据计算或数据传输； — 智能性（知识推理、模糊查询、识别、感知运动） 使人们用起来更习惯，对人们更有使价值。

149 软件工程方法在嵌入式系统中的应用 嵌入式系统开发的工作重点正在向软件转移。
如：以机械控制系统为例，10年前机械、硬件和软件在机电系统中所占的比重分别是65%、20%和15%，而在EMS中则是30%、15%和55%。 嵌入式系统软件开发的特点： 实时性 模块化 组件化 可重用

150 基于组件的嵌入式系统软件开发方法 基于组件的嵌入式系统软件开发的优点 1、可以选用商业成熟的软件组件
2、可以重用以往经过测试的高可靠性软件模块 3、提高软件质量、缩短产品面市时间 4、降低成本、减少费用

151 硬件设计软件化 可编程芯片在嵌入式系统设计中的应用促进了硬件设计向软件设计发展： 对象：FPGA，CPLD，ASIC
工具：VHDL， veilog 编程：硬件工程师

152 作 业 1.简述嵌入式系统与其它系统的区别 2.查找相关资料总结嵌入式系统的发展趋势，相关技术的
3.网上查找当今比较流行的嵌入式微处理器和嵌入式操作系统，至少列出8种。

153 课外作业 安装linux虚拟机—先安装vmware软件，再运行映象文件，搭建开发平台。 复习Linux基本常用命令。