嵌入式系統(tǒng)引論ppt課件(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用于嵌入式設(shè)備和有實(shí)時(shí)性要求的系統(tǒng)中 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是我們介紹的重點(diǎn) 2022 華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系 26 ? 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn) IEEE 的實(shí)時(shí) UNIX分委會(huì)認(rèn)為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)具備以下的幾點(diǎn) : ? 異步的事件響應(yīng) ? 切換時(shí)間和中斷延遲時(shí)間確定 ? 優(yōu)先級(jí)中斷和調(diào)度 ? 搶占式調(diào)度 ? 內(nèi)存鎖定 ? 連續(xù)文件 ? 同步 2022 華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系 27 總的來(lái)說(shuō)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是事件驅(qū)動(dòng)的，能對(duì)來(lái)自外界的作用和信號(hào)在限定的時(shí)間范圍內(nèi)作出響應(yīng)。它強(qiáng)調(diào)的是 實(shí)時(shí)性、可靠性 和 靈活性 , 與實(shí)時(shí)應(yīng)用軟件相結(jié)合成為有機(jī)的整體起著核心作用 , 由它來(lái)管理和協(xié)調(diào)各項(xiàng)工作 ,為應(yīng)用軟件提供良好的運(yùn)行軟件環(huán)境及開(kāi)發(fā)環(huán)境。 從實(shí)時(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)來(lái)看實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可以分為兩種： 一般實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 。 2022 華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系 28 一般實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 應(yīng)用于實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)的上位機(jī)和實(shí)時(shí)查詢系統(tǒng)等實(shí)時(shí)性較弱的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，并且提供了開(kāi)發(fā)、調(diào)試、運(yùn)用一致的環(huán)境。 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 應(yīng)用于實(shí)時(shí)性要求高的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，而且應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)過(guò)程是通過(guò)交叉開(kāi)發(fā)來(lái)完成的，即開(kāi)發(fā)環(huán)境與運(yùn)行環(huán)境是不一致。嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)具有規(guī)模小 (一般在幾 K～幾十 K 內(nèi) )、可固化使用、實(shí)時(shí)性強(qiáng) (在毫秒或微秒數(shù)量級(jí)上 )的特點(diǎn) 。 2022 華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系 29 ? 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) ：在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)環(huán)境下開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)應(yīng)用 程序使程序的設(shè)計(jì)和擴(kuò)展變得容易，不需要 大的改動(dòng)就可以增加新的功能。通過(guò)將應(yīng)用 程序分割成若干獨(dú)立的任務(wù)模塊，使應(yīng)用程 序的設(shè)計(jì)過(guò)程大為簡(jiǎn)化；而且對(duì)實(shí)時(shí)性要求 苛刻的事件都得到了快速、可靠的處理。通 過(guò)有效的系統(tǒng)服務(wù)，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)使 得系統(tǒng)資源得到更好的利用。 缺點(diǎn) ：但是，使用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)還需要額外 的 ROM/RAM開(kāi)銷， 2～ 5%的 CPU額外負(fù)荷，以及 內(nèi)核的費(fèi)用。 2022 華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系 30 uClinux是一個(gè)完全符合 GNU/GPL公約的操作系統(tǒng)，完全開(kāi)放代碼。 uClinux從 Linux 內(nèi)核派生而來(lái)，沿襲了主流 Linux的絕大部分特性。它是專門針對(duì)沒(méi)有 MMU的 CPU，并且為嵌入式系統(tǒng)做了許多小型化的工作。適用于沒(méi)有虛擬內(nèi)存或內(nèi)存管理單元 (MMU)的處理器，例如ARM7TDMI。它通常用于具有很少內(nèi)存或 Flash的嵌入式系統(tǒng)。它保留了 Linux的大部分優(yōu)點(diǎn)： 穩(wěn)定 、 良好的移植性 、 優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能 、 完備的對(duì)各種文件系統(tǒng)的支持 、 以及標(biāo)準(zhǔn)豐富的 API等 。 ? 常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng) —— 嵌入式 Linux 2022 華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系 31 ? 常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng) Windows CE是微軟開(kāi)發(fā)的一個(gè)開(kāi)放的、可升級(jí)的 32位嵌入式操作系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類的電子設(shè)備操作，它是精簡(jiǎn)的 Windows 95。Windows CE的圖形用戶界面相當(dāng)出色。 Win CE具有模塊化、結(jié)構(gòu)化和基于 Win32應(yīng)用程序接口以及與處理器無(wú)關(guān)等特點(diǎn)。 Win CE不僅繼承了傳統(tǒng)的 Windows圖形界面，并且在 Win CE平臺(tái)上可以使用 Windows 95/98上的編程工具（如Visual Basic、 Visual C++等）、 使絕大多數(shù)的應(yīng)用軟件只需簡(jiǎn)單的修改和移植就可以在Windows CE平臺(tái)上繼續(xù)使用 。 —— Win CE 2022 華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系 32 ? 常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng) —— VxWorks VxWorks操作系統(tǒng)是美國(guó) 公司于 1983年設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（ RTOS），是嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境的關(guān)鍵組成部分。良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核以及友好的用戶開(kāi)發(fā)環(huán)境，在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)領(lǐng)域占據(jù)一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的實(shí)時(shí)性被廣泛地應(yīng)用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術(shù)及實(shí)時(shí)性要求極高的領(lǐng)域中，如衛(wèi)星通訊、軍事演習(xí)、彈道制導(dǎo)、飛機(jī)導(dǎo)航等，甚至在 1997年 4月登陸火星表面的火星探測(cè)器上也使用到了 VxWorks。 2022 華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系 33 ? 常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng) OSE主要是由 ENEA Data AB 下屬的 ENEA OSE Systems AB負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)和技術(shù)服務(wù)的，一直以來(lái)都充當(dāng)著實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)以及分布式和容錯(cuò)性應(yīng)用的先鋒，并保持良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。 OSE的客戶深入到電信，數(shù)據(jù)，工控，航空等領(lǐng)域，尤其在電信方面，該公司已經(jīng)有了十余年的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，同諸如愛(ài)立信，諾基亞，西門子等知名公司確定了良好的關(guān)系。 —— OSE 2022 華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系 34 ? 常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng) Nucleus PLUS是為實(shí)時(shí)嵌入式應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一個(gè)搶先式多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核，其 95％的代碼是用 ANSIC寫(xiě)成的，因此非常便于移植并能夠支持大多數(shù)類型的處理器。 Nucleus PLUS采用了軟件組件的方法。每個(gè)組件具有單一而明確的目的，通常由幾個(gè) C及匯編語(yǔ)言模塊構(gòu)成，提供清晰的外部接口，對(duì)組件的引用就是通過(guò)這些接口完成的。由于采用了軟件組件的方法，使 Nucleus PLUS 的各個(gè)組件非常易于替換和復(fù)用。 —— Nucleus 2022 華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系 35 ? 常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng) eCos是 RedHat公司開(kāi)發(fā)的源代碼開(kāi)放的嵌入式 RTOS產(chǎn)品，是一個(gè)可配置、可移植的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的運(yùn)行環(huán)境為 RedHat的GNUPro和 GNU開(kāi)發(fā)環(huán)境。 eCOS的所有部分都開(kāi)放源代碼，可以按照需要自由修改和添加。 eCOS的關(guān)鍵技術(shù)是操作系統(tǒng)可配置性，允許用戶組和自己的實(shí)時(shí)組件和函數(shù)以及實(shí)現(xiàn)方式，特別允許 eCOS的開(kāi)發(fā)則定制自己的面向應(yīng)用的操作系統(tǒng)，使 eCos能有更廣泛的應(yīng)用范圍。 —— eCos 2022 華東師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系 36 ? 常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng) μ C/OSII是一個(gè)源碼公開(kāi)、可移植、可固