【正文】 操作系統(tǒng) 實時 操作系統(tǒng) 硬實時 操作系統(tǒng) 軟實時 操作系統(tǒng) 嵌入式操作系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)簡介 ? 硬實時軟實時 ? “ 軟 ” 意味著如果沒有滿足指定的時間約束并不會導(dǎo)致災(zāi)難性的后果，而對于硬實時系統(tǒng)來說卻是災(zāi)難性的 ? 從實踐上說，軟實時和硬實時之間的區(qū)別通常（隱含的和錯誤的）與系統(tǒng)的時間精度有關(guān)：由于這個原因，典型的，軟實時任務(wù)的調(diào)度精度必須大于千分之一秒，而硬實時任務(wù)為微秒級。 嵌入式應(yīng)用程序運行于操作系統(tǒng)之上，利用操作系統(tǒng)提供的機制完成特定功能的嵌入式應(yīng)用，不同的系統(tǒng)需要設(shè)計不同的嵌入式應(yīng)用程序。cLinux ? Android ? Windows CE ? VxWorks ? Symbian OS ? Palm OS ? QNX ? OSE ? ?C/OSII ? OSE ? Nucleus PLUS ? Linux是 開放源碼和免費使用 的，遍布全球的眾多 Linux愛好者又是 Linux開發(fā)的強大技術(shù)后盾。 ? Linux不僅支持 x86 CPU，還可以支持其他數(shù)十種 CPU芯片。 ? 針對掌上設(shè)備、無線設(shè)備的動態(tài)應(yīng)用程序和服務(wù)提供了一種功能豐富的操作系統(tǒng)平臺，屬于軟實時操作系統(tǒng)， ? 由于其 Windows背景，界面比較統(tǒng)一認(rèn)可。 ? VxWorks所具有的顯著特點是： － 可靠性、實時性和可裁減性。 ? 應(yīng)用面覆蓋了諸多領(lǐng)域，如照相機、醫(yī)療器械、音響設(shè)備、發(fā)動機控制、高速公路電話系統(tǒng)、自動提款機等 ? 1998年 ?C/OSII，目前的版本 ?C/OS II ? 2021年，得到美國航空管理局（ FAA）的認(rèn)證，可以用于飛行器中 ? 是一個 源碼公開、可移植、可裁減、占用資源少、搶先式的實時多任務(wù)操作系統(tǒng) 。該平臺由操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和應(yīng)用軟件組成，首個為移動終端打造的 真正開放 和 完整 的移動軟件。 嵌入式系統(tǒng)概述 ? 嵌入式系統(tǒng)的概念 ? 嵌入式系統(tǒng)的特點，分類及應(yīng)用領(lǐng)域 ? 嵌入式操作系統(tǒng) ? 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計方法 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計方法 1. 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計準(zhǔn)則 2. 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計流程 3. 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)方法 4. 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)模式 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計準(zhǔn)則 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計不同于桌面系統(tǒng) ,它非常受制于功能和具體的應(yīng)用環(huán)境。 2．嵌入式系統(tǒng)有哪些特點 ? 3．嵌入式系統(tǒng)是如何分類的 ? 4．嵌入式系統(tǒng)的組成。 嵌入式系統(tǒng)的概念 ? 國內(nèi)普遍被認(rèn)同的定義： ? 嵌入式系統(tǒng)是 以應(yīng)用 為中心 ， 以計算機技術(shù) 為基礎(chǔ) ， 軟 、硬件可裁剪 ， 適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能 、 可靠性 、 成本 、 體積 、功耗等嚴(yán)格要求的 專用計算機系統(tǒng) 。 ? 每年大約有 1萬個新的嵌入式系統(tǒng)投入產(chǎn)生，而且越來越多的系統(tǒng)需要復(fù)雜的嵌入式操作系統(tǒng)。 。 如：手持設(shè)備市場。 ? 三要素：嵌入、專用、計算機 ? 嵌入性：嵌入到對象體系中，有對象環(huán)境要求 ? 專用性：軟、硬件按對象要求裁減 ? 計算機：實現(xiàn)對象的智能化功能 嵌入式系統(tǒng)的概念 二、從芯片和產(chǎn)品市場來看嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用 ? 據(jù)統(tǒng)計，每年只有 2%左右的計算機芯片是用在臺式 PC或膝上電腦上的。 嵌入式系統(tǒng)的概念 ? 根據(jù) IEEE（國際電氣和電子工程師協(xié)會）的定義： ? 嵌入式系統(tǒng)是 “ 用于控制 、 監(jiān)視或者輔助操作機器和設(shè)備的裝置 ” （ 原文為 devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants） 。 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計要求 : ? 并發(fā)處理 ,及時響應(yīng) ? 接口方便 ,操作容易 ? 穩(wěn)定可靠 ,維護簡便 ? 功耗管理 ,降低成本 ? 功能實用 ,便于升級 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計流程 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計流程 嵌入式系統(tǒng)分層設(shè)計模型 嵌入式系統(tǒng)的軟硬件并行設(shè)計 嵌入式系統(tǒng)概述 ? 嵌入式系統(tǒng)的概念 ? 嵌入式系統(tǒng)的特點，分類及應(yīng)用領(lǐng)域 ? 嵌入式操作系統(tǒng) ? 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計方法 教學(xué)軟件平臺－ Linux ? 近 200種操作系統(tǒng)， WinCE、 Linux、 Vxworks、 QNX、Nucleus、 …… ? 適于學(xué)習(xí)的源代碼開放的操作系統(tǒng)： Linux、?C/OS ? Linux:層次結(jié)構(gòu)且內(nèi)核完全開放、網(wǎng)絡(luò)功能強大、完整開發(fā)工具、廣泛的硬件支持、遵循通用國際標(biāo)準(zhǔn)，便于程序的移植 ? ?C/OS：源代碼公開、實時內(nèi)核、易懂、易學(xué)、易用 教學(xué)硬件平臺 — ARM 2021嵌入式內(nèi)核總量 : 其他0 . 8 %M i c r o S P A R C3 . 1 %M I P S1 3 . 9 %P o w e r P C2 . 8 %A R M7 9 . 5 %498M 87M 19M *包括用于 32位、 64位 RISC結(jié)構(gòu)的片上系統(tǒng) Sm卡 FLASH SDRAM 電源 UART USB設(shè)備 USB主機 PS2 ETH W90P710 SD 鍵盤 晶振 JTAG 嵌入式系統(tǒng)簡介 ? 最小硬件系統(tǒng) Blood Pressure Monitor ( ECG Electrocardiogram 本章主要介紹了嵌入式系統(tǒng)的概念、嵌入式系統(tǒng)的特點及分類、嵌入式系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域、主流嵌入式微處理器、主流嵌入式實時操作系統(tǒng)，希望讀者能夠通過對本章的閱讀，對以上知識作到初步掌握，為學(xué)習(xí)以后章節(jié)知識打好基礎(chǔ)。 Android是一個對 第三方軟件完全開放 的平臺，開發(fā)者在為其開發(fā)程序時擁有更大的 自由度 ，突破了 iPhone等只能添加為數(shù)不多的固定軟件的枷鎖；同時與 Windows Mobile、 Symbian等廠商不同， Android操作系統(tǒng) 免費向開發(fā)人員 提供。高校教學(xué)可免費使用。 ? 以其 良好的可靠性和卓越的實時 性被廣泛地應(yīng)用在通信、軍事、航空航天等高精尖技術(shù)及實時性要求極高的領(lǐng)域中，如火星探測器（ 1997年 7月 4日登陸火星表面）。 ? 操作系統(tǒng)的基本內(nèi)核需要 至少 200K的 ROM。 嵌入式 Linux及應(yīng)用 基于 RTLinux的仿人機器人 高 48 cm 重 : 6 kg 靈活性： 20 DOF 操作系統(tǒng) : RTLinux 接口形式 : USB (12Mbps) 響應(yīng)周期 : 1ms 能源： DC24V x (150W) 制造：富士通 181。嵌入式 Linux的開發(fā)和研究是目前操作系統(tǒng)領(lǐng)域的一個熱點。一個嵌入式系統(tǒng)可簡單的沒有支撐軟件，甚至沒有操作系統(tǒng)，但卻不能沒有應(yīng)用軟件，否則它就不能成為一個系統(tǒng)。硬件抽象層通過特定的上層接口與操作系統(tǒng)進行交互，向操作系統(tǒng)提供底層的硬件信息，并根據(jù)操作系統(tǒng)的要求完成對硬件的直接操作 Hardware Abstraction Layer ： BSPamp。 ? 嵌入式系統(tǒng) ≠ 實時系統(tǒng) ? 有些嵌入式系統(tǒng)沒有實時性要求 實時操作系統(tǒng) ? 實時系統(tǒng)的定義： 能夠?qū)ν獠渴录龀黾皶r響應(yīng)的系統(tǒng)。 因此實時邏輯的正確性不僅依賴于計算結(jié)果的正確性 ,還取決于輸出結(jié)果的時間 . 嵌入式系統(tǒng)簡介 ? 實時性 ? 實時性的本質(zhì)是任務(wù)處理所花費