第一讲嵌入式系统概论二课件(12982KB).pptVIP

工程机械智能监控器 系统框图 工程机械智能监控器体系结构 嵌入式工程机械智能监控器 监控中心端控制软件 嵌入式操作系统的几个基本概念 操作系统的分类 （1）顺序执行系统：系统内只含有一个程序，独占CPU的运行时间，按语句顺序执行该程序，直至执行完毕，另一程序才能启动运行。如DOS操作系统。 （2）分时操作系统：系统内同时可以有多个程序运行，把CPU的时间分按顺序分成若干片，每个时间片内执行不同的程序。如UNIX （3）实时操作系统：系统内有多个程序运行，每个程序有不同的优先级，只有最高优先级的任务才能占有CPU的控制权。 1.强实时系统，其系统响应时间在毫秒或微秒级（数控机床）； 2.一航实时系统，其系统响应时间在毫秒－几秒的数量级上，其实时性的要求比强实时系统要差一些（电子菜谱的查询）。 3.弱实时系统，其系统响应时间约为数十秒或更长（工程机械）。 按实时性分类 前后台系统 ISR ISR 后台 前台 ISR 时间 多任务(MultiTask) CPU寄存器 任务 控制 块1 任务 控制 块2 任务 控制 块n 休眠、就绪、运行、挂起、被中断 任务 1 任务 2 任务 n …… CPU 寄存器 非占先式(Non-Preemptive) 低优先级任务 ISR 高优先级任务 （1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） 中断服务程序使 高优先级任务就绪 低优先级任务释放 CPU使用权 TIME 占先式(Preemptive) 低优先级任务 ISR 高优先级任务 （1） （2） （3） （4） （5） （6） 中断服务程序使 高优先级任务就绪 高优先级任务得到 CPU使用权 TIME 二、嵌入式机器人控制技术 智能化 集成化 人性化 个人机器人、服务机器人、娱乐机器人、微机器人是新的发展方向 机器人技术的发展趋势 硬件：从8位MCU——16MCU——32MPU 软件：从循环控制——RTOS+应用程序 机器人控制技术技术发展趋势： 早期RTOS PC 嵌入式系统 开放 小型 集成 智能 基于PDA的多机器人协作控制 基于Win CE的移动机器人平台 基于Win CE的机器人装配平台 基于VXworks的火星探路者 AmigoBot机器人平台 Hitachi H8S Microcontroller? 3 RJ-11 RS-232 serial ports 1 MB FLASH Embedded AmigOS Audio amplifier speaker 1 charger (specify 110 or 220V) 嵌入式5DOF机器人 基于RTLinux的HOAP-1 高 48 cm重: 6 kg灵活性：20 DOF 操作系统: RT-Linux接口形式: USB 1.0 (12Mbps) 响应周期: 1ms能源： DC24V x 6.2A (150W) 制造：富士通 基于ARM和μCOS-Ⅱ的嵌入式机电控制系统 ARM微处理器的特点 处理速度快 ARM是RISC结构的处理器。而且ARM内部集成了多级流水线，比如：ARM7T中使用3级流水线；ARM9中使用5级流水线技术，大大的增加了处理速度； 超低功耗 各种档次的ARM的功耗都是同档次其他嵌入式处理器中较低的。处理器的散热问题不用考虑；低电压，微电流供电，这些都无疑为成为便携式设备的最理想的选择 应用前景广泛 因为ARM公司不是生产处理器的，它专门为IC制造商提供各种处理器的解决方案。所以，上述在各种处理器中，ARM的使用最广，同时应用前景广阔，开发资源丰富，有利于缩短产品的研发同期。 价格低廉 在各种嵌入式处理中，ARM的价格适中，而且使用量大，比较容易够买。 μCOS-Ⅱ μC/OS简单易学，提供了嵌入式系统的基本功能，其核心代码短小精悍，如果针对硬件进行优化，还可以获得更高的执行效率。 可移植性好（Portable) 可裁剪（Scalable) 占先式（Preemptive) 多任务（Mulittasking) 执行时间可确定性 嵌入式实时内核?C/OS ?C/OS与Linux一样，是一款公开源代码的免费实时内核； ?C/OS已在各个领域得到了广泛的应用 ?C/OS的特点： ——具有RTOS的具有的基本性能； ——代码尺寸小，结构简明； ——易学、易移植； 问题的引出 机器人系统的复杂性和智能性对机器人控制器提出了新的要求，传统的8位及16位MCU已无法满足，更复杂的工作需要有多任务管理（RTOS）的支持。 采用嵌入式控制系统已成为技术发展