嵌入式系统基础知识（zz）

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                嵌入式系统概述
嵌入式系统构架：处理器、存储器、I/O、软件。
特点：    系统内核小
              专用性强
              系统精简
              实时操作系统       要求固化存储，高质量、高可靠性
              多任务
              专门开发工具和开发环境

嵌入式系统包括    硬件＋软件

硬件：    核心部件是嵌入式处理器
              嵌入式处理器特点：    支持实时多任务系统
                                                 存储区保护
                                                 处理器结构可扩展
                                                 低功耗
              嵌入式处理器分4类：嵌入式MPU、嵌入式MCU、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统（SOC）
MCU      8位
DSP        用于信号处理，高编译效率＆指令执行速度           用于数字滤波、FFT、频谱分析
MPU       32位及以上的处理器，性能高   Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM/StringARM系列等
SOC       专用

软件――应用软件
              操作系统――分时操作系统
                                   实时操作系统――硬实时操作系统    实时调度算法
软实时操作系统    优先级调度算法，高素相应、大吞吐量
商业RTOS评价指标：中断响应时间
                                   临界情况执行时间

硬实时系统需要添加用于时间＆优先级管理的控制芯片
软时时系统需要在软件方面编程实现时限管理

嵌入式系统应用：       工业控制
交通管理       内嵌GPS（全球卫星定位导航系统）、GSM（全球移动通信系统）
信息家电      
家庭智能管理系统
POS网络及电子商务
环境监测
机器人
基本知识
嵌入式微处理器MPU
1、  ARM/StrongARM    特点：小体积、低功耗、低成本、高性能；16/32位双指令集、全球众多合作伙伴
5个系列产品ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10及SecurCore
ARM7是低功耗32位核――包括用于实时环境的ARM7TDMI、ARM7TDMI-S；适于开放平台的ARM720T及适于DSP运算的ARM7EJ
ARM7TDMI    32位嵌入式RISC处理器，性能：
        指令流水线
存储器访问    使用单一32位数据总线传送指令和数据；加载、存储、交换指令可以访问内存
存储器接口
嵌入式ICE－RT逻辑
       2、MIPS（Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages）
       3、  Power PC
       4、  x86
       5、  68K/Coldfire
嵌入式操作系统
       商用：    VxWorks
                     Windows Embedded      Windows CE 3.0
                                                        Windows NT Embedded 4.0
                                                        带有SAK的Windows 2000.
                     pSOS
                     Palm OS
                     OS-9
                     LynxOS
                     QNX
                     
       免费       嵌入式Linux
uC/OS     源码公开的实时嵌入式操作系统
              公开源代码
              可移植性
              可固化
              可裁剪scalable
              占先式preemptive
              多任务
              可确定性
              任务栈           栈空间校验函数
              系统服务
              中断管理
              稳定性与可靠性
嵌入式系统中的重要概念

嵌入式处理器              嵌入式系统核心
实时操作系统（RTOS）     实时指物理进程的真实时间，RTOS能从硬件方面支持实时控制系统工作，调度一切可利用资源完成实时任务，提高效率在其次，满足对时间限制＆要求，系统可确定性，能对运行时最好最坏情况做出精确估计。
                                   RTOS功能：
                                          任务管理（多任务＆基于优先级的任务调度）
                                          任务间同步＆通信
                                          存储器优化管理
                                          实时时钟服务
                                          中断管理服务
实时操作系统的重要概念：
       系统响应时间       发出处理要求到给出应答信号的时间
       任务切换时间
       中断延迟              收到中断信号作出响应并切换转入中断服务程序的时间
实时操作系统的工作状态：运行、就绪、挂起、休眠
分时操作系统              时间上的错误不会造成灾难性后果，强项为多任务的管理
多任务操作系统

实时系统的概念：
       多任务
内核       提供基本任务时任务切换，为每个任务分配CPU时间，负责任务通信，缺点每个内核要有自己的存储空间增加ROM＆RAM用量，每个任务要有自己栈空间，开销大，占用时间2－5％
调度（scheduler）dispatcher              多数内核基于优先级调度    占先式/非占先式内核
任务优先级           静态优先级/动态优先级

嵌入式系统总体结构

硬件层    处理器、存储器、通用设备接口、IO接口
              核心控制模块――MPU＋电源电路＋时钟电路＋存储器电路
中间层    硬件抽象层或板级支持包（BSP）特点：硬件相关、OS相关
              功能：    嵌入式系统初始化、硬件相关设备驱动
软件层    RTOS、文件系统、GUI、网络系统、通用组建模块组成
功能层    有基于RTOS开发的应用程序组成
               
               
               
               
               

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