【正文】 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 消費(fèi)電子 電子商務(wù) 網(wǎng)絡(luò) 工業(yè)控制 嵌入式系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用舉例 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用舉例 PDA 可視電話 機(jī)器人 SONY機(jī)器狗 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 ? 功能更加復(fù)雜化 ? 更加微型化 （ 普遍化 ） ? 更加智能化 ? 網(wǎng)絡(luò)化 二、 嵌入式微處理器 （ ARM） 主要內(nèi)容 ? 嵌入式微處理器簡介 ? ARM微處理器體系結(jié)構(gòu) ? S3C44B0X芯片簡介 （一）嵌入式微處理器簡介 嵌入式系統(tǒng)的核心是嵌入式微處理器。 2）具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能。 3）可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)，以能最迅速地開展出滿足應(yīng)用的最高性能的嵌入式微處理器。如需要功耗只有 mW 甚至 μW級(jí)。 等類似指令，可以保存將來的返回地址值，從而實(shí)現(xiàn)在 4GB 連續(xù)的線性地址空間的子程序調(diào)用 ?ARM指令集中的跳轉(zhuǎn)指令可以完成從當(dāng)前指令向前或向后的 32MB 的地址空間的跳轉(zhuǎn) 跳轉(zhuǎn)指令 2 包括以下四類指令： ?B {條件 } 目標(biāo)地址 ?BL {條件 } 目標(biāo)地址 跳轉(zhuǎn)之前，會(huì)在寄存器 R14 中保存 PC 的當(dāng)前內(nèi)容，因此，可以通過將 R14 的內(nèi)容重新加載到 PC 中，來返回到跳轉(zhuǎn)指令之后的那個(gè)指令處執(zhí)行。 乘法指令與乘加指令 2 一共有 6條： ? MUL{條件 }{S} 目的寄存器，操作數(shù) 1，操作數(shù) 2 ? MLA{條件 }{S} 目的寄存器，操作數(shù) 1，操作數(shù) 2，操作數(shù) 3 ? SMULL{條件 }{S} 目的寄存器 Low，目的寄存器低 High，操作數(shù) 1，操作數(shù) 2 ? SMLAL{條件 }{S} 目的寄存器 Low，目的寄存器低 High，操作數(shù) 1，操作數(shù) 2 ? UMULL{條件 }{S} 目的寄存器 Low，目的寄存器低 High，操作數(shù) 1，操作數(shù) 2 ? UMLAL{條件 }{S} 目的寄存器 Low，目的寄存器低 High，操作數(shù) 1，操作數(shù) 2 程序狀態(tài)寄存器訪問指令 一共兩條指令： ? MRS{條件 } 通用寄存器，程序狀態(tài)寄存器（ CPSR 或 SPSR） ? MSR{條件 } 程序狀態(tài)寄存器（ CPSR 或SPSR） _域 ，操作數(shù) 加載 /存儲(chǔ)指令 1 ? ARM 微處理器支持加載 /存儲(chǔ)指令用于在寄存器和存儲(chǔ)器之間傳送數(shù)據(jù) ? 加載指令用于將存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)傳送到寄存器，存儲(chǔ)指令則完成相反的操作 加載 /存儲(chǔ)指令 2 常用的加載與存儲(chǔ)指令有以下 6條： ? LDR{條件 } 目的寄存器， 存儲(chǔ)器地址 ? LDR{條件 }B 目的寄存器， 存儲(chǔ)器地址 ? LDR{條件 }H 目的寄存器， 存儲(chǔ)器地址 ? STR{條件 } 源寄存器， 存儲(chǔ)器地址 ? STR{條件 }B 源寄存器， 存儲(chǔ)器地址 ? STR{條件 }H 源寄存器， 存儲(chǔ)器地址 批量數(shù)據(jù)加載 /存儲(chǔ)指令 1 ? ARM 微處理器所支持批量數(shù)據(jù)加載 /存儲(chǔ)指令可以一次在一片連續(xù)的存儲(chǔ)器單元和多個(gè)寄存器之間傳送數(shù)據(jù) ? 批量加載指令用于將一片連續(xù)的存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)傳送到多個(gè)寄存器，批量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)指令則完成相反的操作 批量數(shù)據(jù)加載 /存儲(chǔ)指令 2 ? 常用的有兩條指令： ? LDM {條件 }{類型 } 基址寄存器 {！ }，寄存器列表{∧ } ? STM {條件 }{類型 } 基址寄存器 {！ }，寄存器列表{∧ }。聲明代碼區(qū) SWI_WriteC EQU amp。11 ；程序結(jié)束 ENTRY ；代碼入口 START ADR r1,TEXT ； r1“Hello World” LOOP LDRB r0,[r1],1 。0a,amp。 ? EOS是相對(duì)于一般操作系統(tǒng)而言的，它除具備了一般操作系統(tǒng)最基本的功能，如任務(wù)調(diào)度、同步機(jī)制、中斷處理、文件處理等外，還有以下特點(diǎn)： 嵌入式操作系統(tǒng)定義 嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn) 1 ? 可裝卸性 : 開放性、可伸縮性的體系結(jié)構(gòu)。 ? 統(tǒng)一的接口 :提供各種設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口。 ? 提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能：支持 TCP/IP、 USB協(xié)議及其它協(xié)議，提供與外界信息交互的強(qiáng)大手段。 ? 固化代碼：在嵌入式系統(tǒng)中，嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件被固化在嵌入式系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的 ROM中，輔助存儲(chǔ)器在嵌入式系統(tǒng)中很少使用。 嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn) 2 常用的嵌入式操作系統(tǒng)： － Linux（ uCLinux） － Windows CE － VxWorks － Palm OS － uC/OSII － RT Linux － QNX 嵌入式 Linux 的特點(diǎn)： ? 精簡的內(nèi)核，性能高、穩(wěn)定，良好的多任務(wù)支持； ? 適用于不同的 CPU：支持多種體系結(jié)構(gòu)，如 X8ARM、 MIPS、 ALPHA、 SPARC等。 ? 支持多種嵌入式應(yīng)用：提供嵌入式瀏覽器、郵件程序、MP3播放器、 MPEG播放器、記事本等多種應(yīng)用。 ? 支持大量的周邊硬件設(shè)備，驅(qū)動(dòng)豐富； ? 強(qiáng)大的技術(shù)支持，完整的文檔； ? 開放源碼，豐富的軟件資源：廣泛的軟件開發(fā)者的支持，價(jià)格低廉，結(jié)構(gòu)靈活，適用面廣。 ? 完整的 TCP/IP協(xié)議棧 ? 需要較多的系統(tǒng)資源，內(nèi)核 512KB ? 無技術(shù)支持，但國內(nèi)使用較多 Windows CE ? Windows CE是微軟開發(fā)的一個(gè)開放的、可升級(jí)的 32位嵌入式操作系統(tǒng)，是一個(gè)基于掌上型電腦類的電子設(shè)備的操作系統(tǒng)。 Windows CE的圖形用戶界面相當(dāng)出色。 ? Windows CE不僅繼承了傳統(tǒng)的 Windows圖形界面，并且在 Windows CE平臺(tái)上可以使用 Windows 95/98/2022上的編程工具（如 Visual Basic、 Visual C++等）、使用同樣的函數(shù)、使用同樣的界面風(fēng)格，使絕大多數(shù)的應(yīng)用軟件只需簡單的修改和移植就可以在 Windows CE平臺(tái)上繼續(xù)使用。 Palm OS是一套專門為掌上電腦開發(fā)的 OS。 ? Palm OS使掌上電腦與 PC機(jī)上的信息實(shí)現(xiàn)同步，把臺(tái)式機(jī)的功能擴(kuò)展到了掌上電腦。 ? Palm外圍硬件也十分豐富，有數(shù)碼相機(jī)、 GPS接收器、調(diào)制解調(diào)器、 GSM無線電話、數(shù)碼音頻播放設(shè)備、便攜鍵盤、語音記錄器、條碼掃描、無線尋呼接收器、探測儀。 RTOS選擇原則 ? 內(nèi)核要求的最小存儲(chǔ)器大小 ? RTOS性能（包括任務(wù)最長切換時(shí)間、中斷最長延遲時(shí)間、可調(diào)度的任務(wù)數(shù)和優(yōu)先級(jí)數(shù)等） ? 軟件組件和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是否齊全 ? 開發(fā)工具和調(diào)試工具是否易用 ? 標(biāo)準(zhǔn)兼容性，是否支持 POSIX標(biāo)準(zhǔn) ? RTOS發(fā)送形式，是源代碼還是二進(jìn)制代碼 ? 是否需要許可證以及能否提供及時(shí)的技術(shù)支持 EOS的體系結(jié)構(gòu)舉例（ uClinux） 嵌入式操作系統(tǒng)的配置（裁減） uClinux 以 uClinux為例，它是嵌入式 linux的一種， 其配置很簡單。編譯源文件 $gcc –o 。尋找依賴關(guān)系 ? 2. make clean 。編譯庫文件 ? 4. make user_only 。 生成 romfs文件系統(tǒng) ? 6. make image 。系統(tǒng)的需求一般分功能性需求和非功能性需求兩方面。 （ 2）體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：描述系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)所述的功能和非功能需求，包括對(duì)硬件、軟件和執(zhí)行裝置的功能劃分以及系統(tǒng)的軟件、硬件選型等。 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的一般步驟 2 （ 3） 硬件 /軟件協(xié)同設(shè)計(jì)：基于體系結(jié)構(gòu) ， 對(duì)系統(tǒng)的軟件 、 硬件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì) 。 應(yīng)該說 ， 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作大部分都集中在軟件設(shè)計(jì)上 ，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù) 、 軟件組件技術(shù) 、 模塊化設(shè)計(jì)是現(xiàn)代軟件工程經(jīng)常采用的方法 。 （ 5） 系統(tǒng)測試：對(duì)設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)進(jìn)行測試 ， 看其是否滿足規(guī)格說明書中給定的功能要求 。相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)流程參見下頁圖 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的一般步驟 4 next ▼ 基于 ARM的嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) —系統(tǒng)初始化過程 1 ? 基于 ARM微處理器的系統(tǒng)一般為復(fù)雜的片上系統(tǒng)（ SoC），這種復(fù)雜系統(tǒng)的多數(shù)硬件模塊都是可配置的，需要軟件設(shè)置為特定的工作狀態(tài)，因此在用戶的應(yīng)用程序之前，需要有一些專門的代