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嵌入式系统及应用Embedded System and Application 学 时: 32 适用学科: 控制理论与控制工程、检测技术与自动化装置、信号与信息处理、通讯与信息系统、 先修课程: 数字电路,微机原理与汇编语言程序设计,C语言程序设计,单片机原理与应用 教材及参考文献: [1] 周立功 等编著。 ARM嵌入式系统基础教程。 北京：北京航空航天大学 出版社 [2] 马忠梅等编著。 ARM嵌入式处理器结构与应用基础。北京：北京航空航天 大学出版社 [3] 王田苗主编。嵌入式系统设计与实例开发（第二版）。 北京：清华大学出 版社 [4] 桑楠主编。嵌入式系统设计原理及应用开发技术。北京：北京航空航天大 学出版社 [5] ARM公司。ARM Architecture Reference Manual。ARM公司，2000 1.1 嵌入式系统 概述 1.2 嵌入式处理器 结构分类 1.4 嵌入式操作系统 概述 使用实时操作系统的必要性 实时操作系统的优缺点 典型的嵌入式操作系统 优点：在嵌入式实时操作系统环境下开发实时应用程序使程序的设计和扩展变得容易，不需要大的改动就可以增加新的功能。通过将应用程序分割成若干独立的任务模块，使应用程序的设计过程大为简化；而且对实时性要求苛刻的事件都得到了快速、可靠的处理。通过有效的系统服务，嵌入式实时操作系统使得系统资源得到更好的利用。 缺点：但是，使用嵌入式实时操作系统还需要额外的ROM/RAM开销，2~5%的CPU额外负荷，以及内核的费用。 uClinux是从Linux?2.0/2.4内核派生而来，沿袭了主流Linux的绝大部分特性,完全开放代码。uClinux操作系统内核稳定、功能强大，可裁减和低成本的特性非常适合嵌入式应用。它是专门针对没有MMU的CPU，并且为嵌入式系统做了许多小型化的工作。适用于没有虚拟内存或内存管理单元(MMU)的处理器，例如ARM7TDMI。它通常用于具有很少内存或Flash的嵌入式系统。它保留了Linux的大部分优点：稳定、良好的移植性、优秀的网络功能、完备的对各种文件系统的支持、以及标准丰富的API等。 嵌入式Linux (uClinux) Windows CE是微软开发的一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作，它是精简的Windows 95。Windows CE的图形用户界面相当出色，Win CE具有模块化、结构化和基于Win32应用程序接口以及与处理器无关等特点。Win CE不仅继承了传统的Windows图形界面，并且在Win CE平台上可以使用Windows 95/98上的编程工具（如Visual Basic、Visual C++等）、使绝大多数的应用软件只需简单的修改和移植就可以在Windows CE平台上继续使用。它最大缺点是不够实时，属于软实时操作系统，而且其价格太高，使得整个产品的成本急剧上升。 Win CE VxWorks操作系统是美国 公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统（RTOS），是嵌入式开发环境的关键组成部分。良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等，甚至在1997年4月登陆火星表面的火星探测器上也使用到了VxWorks。 VxWorks μC/OS-II是一个源码公开、可移植、可固化、可裁剪、占先式的实时多任务操作系统。其绝大部分源码是用ANSI C写的，使其可以方便的移植并支持大多数类型的处理器。μC/OS-II通过了联邦航空局（FAA）商用航行器认证。自1992年问世以来，μC/OS-II已经被应用到数以百计的产品中。μC/OS-II占用很少的系统资源，并且在高校教学使用是不需要申请许可证。 μC/OS-II * 1 C H A P T E R 嵌入式系统概述 第1章 目录 1. 嵌入式系统 2. 嵌入式处理器 3. 嵌入式系统的软件开发 4. 嵌入式操作系统 经过几十年的发展，嵌入式系统已经在很大程度改变了人们的生活、工作和娱乐方式，而且这些改