【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 通常是很簡(jiǎn)單的且具有很長(zhǎng)的產(chǎn)品生命周期的自主設(shè)備。近些年來(lái)，嵌入式工業(yè)經(jīng)歷了巨大的變革。 ?產(chǎn)品市場(chǎng)窗口現(xiàn)在預(yù)計(jì)翻番的周期狂熱到 6～ 9個(gè)月。 ?全球重新定義市場(chǎng)的機(jī)會(huì)和膨脹的應(yīng)用空間。 ?互聯(lián)現(xiàn)在是一個(gè)需求而不是輔助性的，包括用有線和無(wú)線技術(shù)。 ?基于電子的產(chǎn)品更復(fù)雜化。 ?互聯(lián)嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)生新的依賴網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用。 ?微處理器的處理能力按莫爾定律（ Moore’s L aw ）預(yù)計(jì)的速度在增加。該定律認(rèn)為集成電路和晶體管個(gè)數(shù)每 18個(gè)月翻一番。 嵌入式操作系統(tǒng) ?概述 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件組成，在發(fā)展初期沒(méi)有操作系統(tǒng)這個(gè)概念，用戶使用監(jiān)控程序來(lái)使用計(jì)算機(jī)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件、軟件資源也愈來(lái)愈豐富，監(jiān)控程序已不能適應(yīng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的要求。于是在六十年代中期監(jiān)控程序又進(jìn)一步發(fā)展形成了操作系統(tǒng) (Operating System)。發(fā)展到現(xiàn)在，廣泛使用的有三種操作系統(tǒng)即多道批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)以及實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。 1. 發(fā)展歷程 監(jiān) 控 程 序 操 作 系 統(tǒng) 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 分時(shí)操作系統(tǒng) 多道批處理操作系統(tǒng) 時(shí) 間 先 后 適用于多個(gè)用戶共享系統(tǒng)資源 適用于計(jì)算中心等較大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 適用于嵌入式設(shè)備和有實(shí)時(shí)性要求的系統(tǒng)中 1. 發(fā)展歷程 監(jiān) 控 程 序 操 作 系 統(tǒng) 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 分時(shí)操作系統(tǒng) 多道批處理操作系統(tǒng) 時(shí) 間 先 后 適用于多個(gè)用戶共享系統(tǒng)資源 適用于計(jì)算中心等較大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 適用于嵌入式設(shè)備和有實(shí)時(shí)性要求的系統(tǒng)中 2. 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn) 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、可剪裁性和可靠性 , 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) 和 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 。 ?實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn) 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) 。 3. 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、可固化、可裁剪、占先式的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。其絕大部分源碼是用 ANSI C寫(xiě)的，使其可以方便的移植并支持大多數(shù)類(lèi)型的處理器。 μ C/OSII通過(guò)了聯(lián)邦航空局（FAA）商用航行器認(rèn)證。自 1992年問(wèn)世以來(lái)， μ C/OSII已經(jīng)被應(yīng)用到數(shù)以百計(jì)的產(chǎn)品中。 μ C/OSII占用很少的系統(tǒng)資源，并且在高校教學(xué)使用是不需要申請(qǐng)?jiān)S可證。 ——μC/OSII 3. 常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng) —— VxWorks VxWorks操作系統(tǒng)是美國(guó) WIND RIVER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。 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 ，沿襲了主流 Linux的絕大部分特性。它是專門(mén)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 。 3. 常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng) —— 嵌入式 Linux 3. 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(lèi)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 計(jì)算機(jī)當(dāng)中的數(shù)和編碼系統(tǒng) ?迚位計(jì)數(shù)制及其表示方法 ?數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 ?字和各種字符的編碼 ?小結(jié) （一）、進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其要素： 進(jìn)位計(jì)數(shù)制：按進(jìn)位原則進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法。 例：十進(jìn)制數(shù)有 : 0、 9十種狀態(tài)。 我們說(shuō)：十進(jìn)制數(shù)基數(shù) 10，變化范圍 0~（ 101） , 逢十進(jìn)一。 看一個(gè)十進(jìn)制數(shù)： 4 0 9 4 每一位十種數(shù)碼的狀態(tài) (0~9) 千 百 十 個(gè) 本位絕對(duì)值的大小 =數(shù) 位權(quán) 103102101100 如：千位 = 4 103=4000 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其表示方法 十進(jìn)制數(shù)有二個(gè)要素： 1. 基數(shù)：十 每一位 0、 101 （逢 十 進(jìn) 一）。 2. 位權(quán)： 10i 某一位數(shù)絕對(duì)值大小 = 數(shù) 位權(quán) . 二個(gè)要素 : 適用于二、八、十六進(jìn)制。 二進(jìn)制數(shù)：基數(shù) 2 位權(quán) 2i 八進(jìn)制數(shù)：基數(shù) 8 位權(quán) 8i 十六進(jìn)制數(shù) : 基數(shù) 16 位權(quán) 16i （二）、 進(jìn)位計(jì)數(shù)制的表示方法： 1234． 56= 1 ? 103+2 ? 102+3 ? 101+4 ? 100+5 ? 101+6 ? 102 推廣到一般形式（任意十進(jìn)制）： N=177。 [k n ? 10n+k n1 ? 10 n1+……+k 0 ? 100 +k1 ? 101+…… +k m ? 10m] = 177。 ? [ k i ? 10i] (i= m~n) 任何某一位數(shù)大小 = k i ? 10i 對(duì)于任意進(jìn)制 : N= 177。 ? [k i ? R i] (i=m~n) R — 基數(shù) ， 逢 R進(jìn)一 . Ri— 位權(quán) 例如：二進(jìn)制數(shù) B=10011101 B=1 ? 27+1 ? 24+1 ? 23+1 ? 22+1 ? 20 =（ 157） 10 在計(jì)算機(jī)里進(jìn)行運(yùn)算和處理均是按二進(jìn)制數(shù)處理的。 而二進(jìn)制數(shù)寫(xiě)起來(lái)麻煩 。 書(shū)寫(xiě)時(shí)又以八進(jìn)制或十六進(jìn)制表示； 日常生活中又常用十進(jìn)制， 因此就有： 二 ? 十 八 ? 十 二 ? 八 數(shù)制之間轉(zhuǎn)換問(wèn)題 十六 ? 十 二 ? 十六 69 十迚制向二迚制轉(zhuǎn)換 ?1. 十迚制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二迚制整數(shù) 十迚制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二迚制整數(shù)采用 除 2取余，逆序排列 法。具體做法是：用 2去除十迚制整數(shù)，可以得到一個(gè)商和余數(shù)；再用 2去除商，又會(huì)得到一個(gè)商和余數(shù)，如此迚行，直到商為零時(shí)為止，然后把先得到的余數(shù)作為二迚制數(shù)的低位有效位，后得到的余數(shù)作為二迚制數(shù)的高位有效位，依次排列起來(lái)。 70 2．十迚制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二迚制小數(shù) 十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)采用 乘 2取整，順序排列 法。具體做法是：用 2乘十進(jìn)制小數(shù)，可以得到積，將積的整數(shù)部分取出，再用 2乘余下的小數(shù)部分，又得到一個(gè)積，再將積的整數(shù)部分取出，如此進(jìn)行，直到積中的小數(shù)部分為零，或者達(dá)到所要求的精度為止。 然后把取出的整數(shù)部分按順序排列起來(lái)，先取的整數(shù)作為二進(jìn)制小數(shù)的高位有效位，后取的整數(shù)作為低位有效位。 3. 二 → 十 同樣可以用公式進(jìn)行 （ 0. 1001） 2 =1 ? 21+1 ? 24=0. 5+0. 0625=（ 0. 5625） 10 （ ） 2=1 ? 21+1 ? 24+1 ? 25+1 ? 26 =（ 0. 609375） 10 看一下常用的幾種數(shù)制寫(xiě)法：八位二進(jìn)制數(shù) 十進(jìn)制 二進(jìn)制 八進(jìn)制 十六進(jìn)制 BCD 0 0 0 0 0 1 01 1 1 1 2 10 2 2 10 3 11 3 3 11 4 100 4 4 100 5 101 5 5 101 6 110 6 6 110 7 111 7 7 111 8 1000 10 8 1000 9 1001 11 9 1001 10 1010 12 A 10000 11 1011 13 B 10001 12 1100 14 C 10010 13 1101 15 D 10011 14 1110 16 E 10100 15 1111 17 F 10101 16 10000 20 10 10110 。 。 。 11 。 。 。 。 12 。 。 。 。 。 。 (255)