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 嵌入式操作系统 —嵌入式系统概述 李春杰 主要内容 一、嵌入式系统概念 二、嵌入式系统应用 三、嵌入式系统特点 四、嵌入式系统组成 五、嵌入式系统硬件 六、嵌入式系统软件 七、嵌入式系统开发 一、嵌入式系统概念 嵌入式系统是 “以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统” 一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。 一、嵌入式系统概念 可以从以下几个方面来理解嵌入式系统的定义： 嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，它必须与具体应用相结合才会具有生命力、才更具有优势。即嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。 明确需求、最好有（医疗、交通等）行业背景 它是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。所以，介入嵌入式系统行业，必须有一个正确的定位。 一、嵌入式系统概念 个人认为比较好的定义 “以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求，满足特定应用的专用计算机系统。” 嵌入式系统必须根据应用需求可对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。所以，如果能建立相对通用的软硬件基础，然后在其上开发出适应各种需要的系统，是一个比较好的发展模式。 是从软件角度对操作系统而言的 一、嵌入式系统概念 嵌入式系统定义要素 专用计算机系统(非PC智能电子设备) 以应用为中心 以计算机技术为基础 软件硬件可裁剪 适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等的严格要求 知识集成应用系统（CSEA） 技术密集 资金密集 高度分散 不可垄断 面向应用 不断创新 分类 按表现形式分：（硬件范畴） 芯片级嵌入（含程序或算法的处理器） 模块级嵌入（系统中的某个核心模块） 系统级嵌入 按实时性要求分：（软件范畴） 非实时系统（PDA） 软实时系统（电子消费类产品） 硬实时系统（数控、航空航天等工业和军工系统） 二、嵌入式系统应用 嵌入式系统无处不在 三、嵌入式系统特点 嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有以下特点： 1、嵌入式系统通常是面向特定应用的。 2、嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余。（资源受限） 3、为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存贮于磁盘等载体中。 4、嵌入式系统本身不具备自举开发能力，即设计完成以后用户通常不能对其中的程序功能进行修改，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。 四、嵌入式系统组成 一般而言，嵌入式系统的构架可以分成四个部分： 处理器、存储器、输入／输出(I/O)、软件 嵌入式系统的软件: 操作系统和应用软件 多数嵌入式设备的应用软件和操作系统都紧密结合，这也是嵌入式系统和Windows 系统的最大区别 。 嵌入式系统组成-硬件 嵌入式系统组成-软件 五、嵌入式系统硬件 从硬件方面来讲，各式各样的嵌入式处理器是嵌入式系统硬件中的最核心的部分。 1、嵌入式微控制器（ Microcontroller Unit，MCU） 2、嵌入式微处理器（ Microprocessor Unit，MPU） 3、嵌入式DSP（ Digital Signal Processor ）处理器 4、嵌入式片上系统（ System on Chip，SoC） 嵌入式处理器的选择 够用原则 少量处理和少数的I/O功能，一般选用8位单片机，如数码手表、空调、冰箱等。 有网络和嵌入操作系统需求，一般选用32位处理器 有信号处理和数学计算需求，一般选用DSP。 成本原则 价格、供货渠道 嵌入式处理器的选择 参数原则 封装 温度 片内存储器 速度 功耗 电源管理 特殊总线接口（SPI、CAN、LCD等） 成熟度 成功案例 开发板、开发包、设计方案 技术支持 团队知识结构 六、嵌入式系统软件 简单的嵌入式应用（不带操作系统） 若嵌入式系统的功能需求比较简单，如电动玩具、空调、冰箱等，则嵌入式系统软件只需完成较简单的功能，就不需要嵌入式操作系统的支持。 如：基于8051的应用 儿童玩具、汽车系统等等 复杂的嵌入式应用（带操作系统） 若功能比较复杂，需要网络功能、存储器管理、进程/线程管理等，则通过嵌入式操作系统的帮助，可以加快嵌入式系统软件的开发进度和可靠性。 简单的嵌入式应用 简单的嵌入式应用不需要使用操作系统 当系统上电后，main函数将被调用，首先初始化，然后进入