ARM嵌入式系统开发:软件设计与优化

ARM嵌入式系统开发:软件设计与优化
ARM嵌入式系统开发:软件设计与优化

作者简介

Andrew N.Sloss于1992年获得Herefordshire大学(英国)计算机科学学士学位,英国计算机协会认证注册工程师(C.Eng,MBCS)。他已在计算机行业工作了16年,从1987年开始参与有关ARM处理器的研发,在ARM处理器上开发了众多领域的应用项目,积累了丰富的经验。他为Emerald出版集团(英国)设计了首个能够在ARM2和ARM3处理器上运行的针对中文和埃及象形文字的编辑系统。他在ARM公司工作了6个多,目前是ARM在美国加州Los Gatos的技术销售工程师,负责为开发新产品的公司提供建议和支持。

编辑推荐

从事ARM嵌入式系统软件开发的每一位工程师的桌上都应摆着这本书。对于初学者来说,它是一本详尽、透彻的使用指南;对于ARM专家来说,它则是一本有益的参考书。从审阅本书的第一稿以来,我就一直在使用这本书,我愿向任何希望从基于ARM的产品获得最大收益的人推荐这本书。

在过去的10年间,ARM体系统结构已经成为世界上最流行的体系结构之一,从蜂窝电话到汽车制动系统,在这些产品中使用了超过20亿片基于ARM的处理器。许多半导体厂商和产品设计公司组成了全球范围的ARM开发者团体,包括软件开发者、系统设计师和硬件设计师。就ARM系统和软件开发来说,到目前为止,还没有其它任何一本书籍能够真正满足其需求,本书将填补这一空白。

本书涵盖了ARM和Thumb指令集、Intel的XScale处理器,概括了ARM体系结构的不同版本之间的差异,示范了如何实现DSP算法,解释了异常和中断处理,描述了围绕ARM内核的cache技术,以及最有效的存储器管理技术。最后一章介绍了ARMv6体系结构的特征和ARM未来的发展,以及对指令集所做的最新改进,这些改进增强了ARM体系结构的DSP和多媒体处理能务。

本收特色

本书从系统和软件我角度来描述了ARM内核,这是与其它书的显著差别。

作者结合了丰富的ARM软件工程经验和ARM开发者的需要的广泛、透彻的知识。

书中提供了许多实用的运行代码范例,并作了详尽的解释,可以从出版商的网站下载

:https://www.360docs.net/doc/387154996.html,/companions/1558608745。

包含了一个简单的嵌入式操作系统。

本书简介

本书从软件设计的角度,全面、系统地介绍了ARM处理器的基本体系结构和软件设计与优化方法。内容包括:ARM处理器基础;ARM/Thumb指令集;C语言与汇编语言程序的设计与优化;基本运算、操作的优化;基于ARM的DSP;异常与中断处理;固件与嵌入式OS;cache与存储器管理

;ARMv6体系结构的特点等。全书内容完整,针对各种不同的ARM内核系统结构都有详尽论述,并有大量的例子和源代码。附录给出了完整的ARMv4/v5/Thumb指令的功能、编码、周期定时以及汇编参考。

本书适于从事ARM嵌入式系统教学与研发,或想把其它嵌入式平台的软件移植到ARM平台上去的专业技术人员使用,要求对ARM处理器有一定的了解,并有C语言和汇编语言基础。若在编译原理、操作系统、数字信号处理、计算机体系结构等方面有一定的基础,则效果会更好。本书也可作为嵌入式系统专业方向的本科生和研究生相关课程的教材或教学参考书。

目录

第1章 基于ARM的嵌入式系统

1.1 RISC设计思想

1.2 ARM设计思想

1.3 嵌入式系统的硬件

1.3.1 ARM总线技术

1.3.2 AMBA总线协议

1.3.3 存储器

1.3.4 外设

1.4 嵌入式系统的软件

1.4.1 初始化(启动)代码

1.4.2 操作系统

1.4.3 应用程序

1.5 总结

第2章 ARM处理器基础

2.1 寄存器

2.2 当前程序状态寄存器

2.2.1 处理器模式

2.2.2 分组寄存器

2.2.3 状态和指令集

2.2.4 中断屏蔽

2.2.5 条件标志

2.2.6 条件执行

2.3 流水线

2.4 异常、中断及向量表

2.5 内核扩展

2.5.1 cache和紧耦合存储器

2.5.2 存储管理

2.5.3 协处理器

2.6 体系结构的不同版本

2.6.1 命名规则

2.6.2 体系结构的发展

2.7 ARM处理器系列

2.7.1 ARM7系列

2.7.2 ARM9系列

2.7.3 ARM10系列

2.7.4 ARM11系列

2.7.5 专用处理器

2.8 总结

第3章 ARM指令集

3.1 数据处理指令

3.1.1 MOVE指令

3.1.2 桶形移位器

3.1.3 算术指令

3.1.4 算术指令使用桶形移位器

3.1.5 逻辑指令

3.1.6 比较指令

3.1.7 乘法指令

3.2 分支指令

3.3 load store指令

3.3.1 单寄存器传送指令

3.3.2 单寄存器load store指令的寻址方式 3.3.3 多寄存器传送指令

3.3.4 交换指令

3.4 软件中断指令

3.5 程序状态寄存器指令

3.5.1 协处理器指令

3.5.2 协处理器15(CP15)指令语法

3.6 常量的装载

3.7 ARMv5E扩展

3.7.1 零计数指令

3.7.2 饱和算术指令

3.7.3 ARMv5E乘法指令

3.8 条件执行

3.9 总结

第4章 Thumb指令集

4.1 Thumb寄存器的使用

4.2 ARM-Thumb交互

4.3 其它分支指令

4.4 数据处理指令

4.5 单寄存器load-store指令

4.6 多寄存器load-store指令

4.7 堆栈指令

4.8 软件中断指令

4.9 总结

第5章 高效的C编程

5.1 C编译器及其优化概述

5.2 基本的C数据类型

5.2.1 局部变量类型

5.2.2 函数参数类型

5.2.3 有符号数与无符号数

5.3 C循环结构

5.3.1 固定次数的循环

5.3.2 不定次数的循环

5.3.3 循环展开

5.4 寄存器分配

5.5 函数调用

5.6 指针别名

5.7 结构体安排

5.8 位域

5.9 边界不对齐数据和字节排列方式(大/小端) 5.10 除法

5.10.1 带余数的无符号重复除法

5.10.2 把除转换为乘

5.10.3 除数是常数的无符号除法

5.10.4 除数是常数的有符号除法

5.11 浮点运算

5.12 内联函数和内嵌汇编

5.13 移植问题

5.14 总结

第6章 ARM汇编与优化

6.1 编写汇编代码

6.2 性能分析和周期计数

6.3 指令调整

6.4 寄存器分配

6.4.1 分配变量给寄存器

6.4.2 使用超过14个的局部变量

6.4.3 最大限度地使用寄存器

6.5 条件执行

6.6 循环结构

6.6.1 减计数循环

6.6.2 展开计数循环

6.6.3 多层嵌套循环

6.6.4 其它计数循环

6.7 位操作

6.7.1 固定宽度的位域打包和解包

6.7.2 可变宽度编码的位流打包

6.7.3 可变宽度编码的位流解包

6.8 高效的switch

6.8.1 在范围0≤x

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(完整word版)嵌入式系统设计与应用

嵌入式系统设计与应用 本文由kenneth67贡献 ppt文档可能在W AP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。 课程名称:课程名称:嵌入式系统设计与应用 总学时:其中讲课36学时,上机实践环节12 36学时12学时总学时:其中讲课36学时,上机实践环节12学时教材:嵌入式系统设计教程》教材:《嵌入式系统设计教程》电子工业出版社马洪连参考书:参考书:1、《嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 2、《ARM体系结构与编程》清华大学出版社杜春雷编著ARM体系结构与编程体系结构与编程》嵌入式系统设计与实例开发—ARM ARM与C/OS3、《嵌入式系统设计与实例开发ARM与μC/OS-Ⅱ》清华大学出版社王田苗、魏洪兴编著清华大学出版社王田苗、ARM嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构》4、《ARM嵌入式微处理器体系结构》北航出版社、马忠梅等著. 北航出版社、马忠梅等著. 张石.ARM嵌入式系统教程嵌入式系统教程》5、张石.《ARM嵌入式系统教程》.机械工业出版2008年社.2008年9月 1 课程内容 绪论:绪论: 1)学习嵌入式系统的意义2)高校人才嵌入式培养情况嵌入式系统设计(实验课)3)嵌入式系统设计(实验课)内容安排 第1章嵌入式系统概况 1.1 嵌入式系统的定义1.2 嵌入式系统的应用领域及发展趋势1.3 嵌入式系统组成简介 第2章嵌入式系统的基本知识 2.1 2.2 2.3 嵌入式系统的硬件基础嵌入式系统的软件基础ARM微处理器的指令系统和程序设计ARM微处理器的指令系统和程序设计 2 第3章 3.1 3.2 3.3 基于ARM架构的嵌入式微处理器基于ARM架构的嵌入式微处理器ARM 概述嵌入式微处理器的组成常用的三种ARM ARM微处理器介绍常用的三种ARM 微处理器介绍 第4章 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 嵌入式系统设计 概述嵌入式系统的硬件设计嵌入式系统接口设计嵌入式系统人机交互设备接口嵌入式系统的总线接口和网络接口设计嵌入式系统中常用的无线通信技术 3 第5章嵌入式系统开发环境与相关开发技术 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6.1 6.2 6.3 6.4 概述嵌入式系统的开发工具嵌入式系统调试技术嵌入式系统开发经验嵌入式系统的Bootloader Bootloader技术嵌入式系统的Bootloader技术μC/OS-II操作系统概述C/OS-II操作系统概述ADS开发环境ARM ADS开发环境C/OS-II操作系统在ARM系统中的移植操作系统在ARM μC/OS-II操作系统在ARM系统

嵌入式系统软硬件架构和开发流程

嵌入式系统软硬件架构和开发流程 摘要:嵌入式系统是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分。通常,嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。本文嵌入式 系统软硬件架构和开发流程进行探讨。 关键词:嵌入式;软硬件架构;开发 1.嵌入式系统定义 嵌入式系统是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分。通常,嵌 入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上,所有 带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统, 有些嵌入式系统还包含操作系统,有些嵌入式系统是由单个程序实现整个控制逻 辑(裸跑)。嵌入式系统是软件和硬件的综合体,软硬件可裁剪,适应应用系统 对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。 2.嵌入式系统的构成 2.1 硬件层 硬件层中包含嵌入式微处理器、存储器(SDRAM、ROM、Flash等)、通用设 备接口和I/O接口(A/D、D/A、I/O等)。在一片嵌入式处理器基础上添加电源 电路、时钟电路和存储器电路,就构成了一个嵌入式核心控制模块。其中操作系 统和应用程序都可以固化在ROM中。 微处理器的体系结构可以采用冯·诺依曼体系或哈佛体系结构;指令系统可以 选用精简指令系统和复杂指令系统。RISC计算机在通道中只包含最有用的指令, 确保数据通道快速执行每一条指令,从而提高了执行效率并使CPU硬件结构设计 变得更为简单。全世界嵌入式微处理器已经超过1000多种,体系结构有30多个 系列,其中主流的体系有ARM、MIPS、PowerPC、X86等。 嵌入式系统需要存储器来存放和执行代码。嵌入式系统的存储器包含Cache、主存和辅助存储器等。Cache是一种容量小、速度快的存储器阵列它位于主存和 嵌入式微处理器内核之间,存放的是一段时间微处理器使用最多的程序代码和数据。在需要进行数据读取操作时,微处理器尽可能的从Cache中读取数据,而不 是从主存中读取,这样就大大改善了系统的性能,提高了微处理器和主存之间的 数据传输速率。Cache的主要目标就是:减小存储器(如主存和辅助存储器)给 微处理器内核造成的存储器访问瓶颈,使处理速度更快,实时性更强。 在嵌入式系统中Cache全部集成在嵌入式微处理器内,可分为数据Cache、 指令Cache或混合Cache,Cache的大小依不同处理器而定。一般中高档的嵌入式微处理器才会把Cache集成进去。 主存是嵌入式微处理器能直接访问的寄存器,用来存放系统和用户的程序及 数据。它可以位于微处理器的内部或外部,其容量为256KB~1GB,根据具体的应 用而定,一般片内存储器容量小,速度快,片外存储器容量大。 辅助存储器用来存放大数据量的程序代码或信息,它的容量大、但读取速度 与主存相比就慢的很多,用来长期保存用户的信息。 嵌入式系统中常用的通用设备接口有A/D、D/A,I/O接口,RS-232接口、Ethernet、USB、音频接口、VGA视频输出接口、现场总线、串行外围设备接口和 红外线接等。 2.2中间层 硬件层与软件层之间为中间层,也称为硬件抽象层或板级支持包,它将系统

嵌入式系统课程设计

《嵌入式系统设计与应用》课程设计 题目嵌入式系统的实践教学探讨 1.嵌入式系统设计与应用课程的内容概述 1.1 内容概述 本课程适用于计算机类专业,是一门重要的专业课程。它的任务是掌握嵌入式系统的基本概念;掌握嵌入式处理器 ARM 体系结构,包括ARM总体结构、存储器组织、系统控制模块和I/O外围控制模块;掌握ARM指令集和Thumb指令集;掌握ARM汇编语言和C语言编程方法;了解基于ARM 的开发调试方法。它的目的是了解和掌握嵌入式处理器的原理及其应用方法。 1)介绍嵌入式系统开发的基础知识,从嵌入式计算机的历史由来、嵌入式系统的定义、嵌入式系统的基本特点、嵌入式系统的分类及应 用、嵌入式系统软硬件各部分组成、嵌入式系统的开发流程、嵌入 式技术的发展趋势等方面进行了介绍,涉及到嵌入式系统开发的基 本内容,使学生系统地建立起的嵌入式系统整体概念。 2)对ARM技术进行全面论述,使学生对ARM技术有个全面的了解和掌握,建立起以ARM技术为基础的嵌入式系统应用和以ARM核为基础 的嵌入式芯片设计的技术基础。 3)ARM指令系统特点,ARM 指令系统,Thumb 指令系统,ARM 宏汇编,ARM 汇编语言程序设计,嵌入式 C 语言程序设计。 1.2实践教学探讨 在IEEE 计算机协会2004年6月发布的Computing Curricula Computer Engineering Report, Ironman Draf t 报告中把嵌入式系统课程列为计算机工程学科的领域之一,把软硬件协同设计列为高层次的选修课程。美国科罗拉多州立大学“嵌入式系统认证”课程目录包括实时嵌入式系统导论、嵌入式系统设计和嵌入式系统工程训练课程。美国华盛顿大学嵌入式系统课程名称是嵌入式系统

浅析C语言嵌入式系统编程软件设计架构

浅析C语言嵌入式系统编程软件设计架构 发表时间:2018-09-04T11:58:13.513Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第10期作者:田壮[导读] 一个方向是自顶向下,从抽象到具体,从最顶层的程序或者逻辑整体描述规范出发向下到具体的操作模块。 美的洗涤电器制造有限公司 528311 摘要:C语言是嵌入式软件开发使用最多的语言,主要是由于C语言兼具高低级语言的特性,简洁高效、灵活方便,支持对硬件的直接操作,但其灵活性也往往会带来复杂的代码管理和维护问题。基于此,本文就从C语言嵌入式系统编程软件设计展开分析。 关键词:C语言;嵌入式系统;编程软件设计 1、系统设计思路 1.1自顶向下与自底向上 一个方向是自顶向下,从抽象到具体,从最顶层的程序或者逻辑整体描述规范出发向下到具体的操作模块,这是目前嵌入式系统应用层开发常用的方法。在嵌入式系统设计过程中,可以将两种方法结合使用,针对硬件的操作采用自底向上,尽可能抽象出所有的元操作,应对不同上层应用的重用要求;在逻辑应用上,则采用自顶向下,对应用逻辑表达进行抽象规范,尽量使得模块划分便于开发实现、重用和维护。 1.2最优模块化 ①紧凑性,封装良好的模块决不互相暴露内部信息,也不去调用其他模块的操作实现,而是通过函数接口来相互通信; ②正交性,任何模块的功能点应当是唯一的、无歧义的,在系统中以确定无疑的方式存在。在纯正交的模块设计中,每一个操作行动只限于该项功能,系统的每一属性只有一条途径改变,不影响其他功能,这有助于将复杂的设计紧凑化。 2、嵌入式系统开发的分层架构 2.1分层原则 ①层次划分兼顾功能颗粒度和重用可能性,每层解决不同的问题,下层要能够为上层应用提供支撑,比如环境温度监测功能,可以从概念上划分为数据采集层、处理层、显示层等,层层递进实现; ②层与层之间的相关性尽量小,确保某一层的软件设计出现问题,只会影响到该层次的上下结构,不会影响到软件系统的整体; ③每层内部按照任务分解、功能优化、重用程度进行模块划分,尽量实现软件功能的高内聚、低耦合。理论上,功能分解得越简单,实现起来越容易,重复使用频次就会越高,但目标过度细化会使设计管理、功能调度的复杂度迅速上升,所以一般划分到概念上能够独立完成一项功能、与其他功能相关性合适的程度。 2.2分层设计方法 首先,采取自顶向下的方法对嵌入式系统应用需求进行梳理,抽象出不同的逻辑功能要求,明确概念层次,再转化成软件层次。 其次,采取自底向上的方法对涉及到的硬件功能进行抽象,应尽可能细化出应用开发需要的硬件操作原语。对于嵌入式系统而言,大量的开发工作是通过软件驱动底层硬件实现相应的专用功能,对硬件功能的封装既有利于降低当前系统开发的复杂度,又便于实现硬件的无关性,提高程序代码的复用性。 再次,采用自顶向下和自底向上相结合的方法,逐层检验相邻层次间的信息交互和调用关系,确保每一个上层的调用都能得到满足。 最后,对每一层的功能进行合并整合,优化功能模块设计,努力实现最优模块化。在实际系统开发中,最优模块化的过程也是对现有程序代码重用的优化选择过程。 2.3分层技术的应用 常见的功能模块划分是围绕中心处理器/控制器来设计系统逻辑架构,采用面向过程的设计思路,区分为输入/输出、应用调度、设备驱动、网络通信等功能模块。这样的划分方式能够充分利用系统的处理能力,进行精细化的存储空间管理,但也带来应用逻辑交叉重复、与硬件依赖关系强等缺点,很难进行功能拓展,代码重用性也较差。 ①应用管理层。主要实现界面交互、业务逻辑调度等功能。 ②算法协议层。主要实现模型算法、协议解析、文件管理、数据库管理等功能,如位置转换计算、罗盘指针方位计算等。 ③功能拓展层。主要实现器件的无关性,提供各种器件的通用性处理、接口访问等功能,如LCD的线、圆、矩形处理,传感器数据转换等功能。 ④硬件驱动层。主要实现硬件的无关性,提供硬件的操作原语功能,如LCD的定位、写点、写字节、传感器数据采集等功能。上述分层设计方案,将同类或相似技术实现的功能进行聚合,减少业务应用、模型算法和硬件操作之间的耦合性,避免功能在分析设计中的交叉混淆,整个应用程序的结构变得更加清晰和灵活,使得一个成熟的模型算法能够支持多个应用逻辑,一个成熟的软件功能模块能够适应不同的硬件环境,提高了软件功能模块的开发效率和可重用性。 3、基于C语言的系统软件设计 3.1代码管理 ①文件目录管理。按照分层原则组织文件目录,主程序文件、全局变量头文件放在根目录,其他文件按照应用管理层、算法协议层、功能拓展层、硬件驱动层分别存放在AppFunc、ModelFunc、HardExt、HardOpt文件夹,所有文件命名遵循统一的规范。如果有第三方的通用函数库,可以建立ComFunc文件夹来存放。这样在开发过程中,可以充分利用分层模型的优势,各层功能的开发人员可以在不同的文件夹内进行并行工作,实现工程化管理。 ②功能模块管理。为了实现模块化设计的高内聚性,应少用或不用全局变量,尽量通过函数参数来传递数据。同一类的业务应用功能、同一硬件的操作功能尽量放在同一文件内实现。上层功能模块的开发可以调用下层功能模块,下层功能模块尽量避免交叉调用或越级调用。

嵌入式软件开发流程图

嵌入式软件开发流程 一、嵌入式软件开发流程 1.1 嵌入式系统开发概述 由嵌入式系统本身的特性所影响,嵌入式系统开发与通用系统的开发有很大的区别。嵌入式系统的开发主要分为系统总体开发、嵌入式硬件开发和嵌入式软件开发3大部分,其总体流程图如图1.1所示。 图1.1 嵌入式系统开发流程图 在系统总体开发中,由于嵌入式系统与硬件依赖非常紧密,往往某些需求只能通过特定的硬件才能实现,因此需要进行处理器选型,以更好地满足产品的需求。另外,对于有些硬件和软件都可以实现的功能,就需要在成本和性能上做出抉择。往往通过硬件实现会增加产品的成本,但能大大提高产品的性能和可靠性。 再次,开发环境的选择对于嵌入式系统的开发也有很大的影响。这里的开发环境包括嵌入式操作系统的选择以及开发工具的选择等。比如,对开发成本和进度限制较大的产品可以选择嵌入式Linux,对实时性要求非常高的产品可以选择Vxworks等。

1.2 嵌入式软件开发概述 嵌入式软件开发总体流程为图4.15中“软件设计实现”部分所示,它同通用计算机软件开发一样,分为需求分析、软件概要设计、软件详细设计、软件实现和软件测试。其中嵌入式软件需求分析与硬件的需求分析合二为一,故没有分开画出。 由于在嵌入式软件开发的工具非常多,为了更好地帮助读者选择开发工具,下面首先对嵌入式软件开发过程中所使用的工具做一简单归纳。 嵌入式软件的开发工具根据不同的开发过程而划分,比如在需求分析阶段,可以选择IBM的Rational Rose等软件,而在程序开发阶段可以采用CodeWarrior(下面要介绍的ADS 的一个工具)等,在调试阶段所用的Multi-ICE等。同时,不同的嵌入式操作系统往往会有配套的开发工具,比如Vxworks有集成开发环境Tornado,WindowsCE的集成开发环境WindowsCE Platform等。此外,不同的处理器可能还有对应的开发工具,比如ARM的常用集成开发工具ADS、IAR和RealView等。在这里,大多数软件都有比较高的使用费用,但也可以大大加快产品的开发进度,用户可以根据需求自行选择。图4.16是嵌入式开发的不同阶段的常用软件。 图1.2 嵌入式开发不同阶段的常用软件 嵌入式系统的软件开发与通常软件开发的区别主要在于软件实现部分,其中又可以分为编译和调试两部分,下面分别对这两部分进行讲解。 1.交叉编译 嵌入式软件开发所采用的编译为交叉编译。所谓交叉编译就是在一个平台上生成可以在另一个平台上执行的代码。在第3章中已经提到,编译的最主要的工作就在将程序转化成运行该程序的CPU所能识别的机器代码,由于不同的体系结构有不同的指令系统。因此,不同的CPU需要有相应的编译器,而交叉编译就如同翻译一样,把相同的程序代码翻译成不同CPU的对应可执行二进制文件。要注意的是,编译器本身也是程序,也要在与之对应的某一个CPU平台上运行。嵌入式系统交叉编译环境如图4.17所示。

armcotex-a8嵌入式原理与系统设计习题答案

第1章 什么是嵌入式系统 嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软/硬件可剪裁、适用于对系统功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统的应用领域有哪些列举一些生活中的嵌入式系统实例。 嵌入式系统的应用领域有交通管理、工控设备、智能仪器、汽车电子、环境监测、电子商务、医疗仪器、移动计算、网络设备、通信设备、军事电子、机器人、智能玩具、信息家电等; ①网络设备: 交换机、路由器、Modem 等。 ②消费电子: 手机、MP3、PDA、可视电话、电视机顶盒、数字电视、数码照相机、数码摄像机、信息家电等。 ③办公设备: 打印机、传真机、扫描仪等。 ④汽车电子: ABS (防死锁制动系统)、供油喷射控制系统、车载 GPS 等。 ⑤工业控制: 各种自动控制设备 嵌入式系统的组成有哪些 嵌入式系统一般由硬件层,中间层,软件层三层组成。 嵌入式系统的特点有哪些 嵌入式系统有以下4个特点:系统内核小、专用性强、系统精简、实时性高。 简述嵌入式系统的发展。 嵌入式系统具有以下6个发展趋势:系统工程化、开源化、功能多样化、节能化、人性化、网络化。 常用的嵌入式处理器分为哪几类

常见的嵌入式处理器有一下四类:嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式 DSP 处理器、嵌入式片上系统。 嵌入式操作系统的特点有哪些 嵌入式操作系统有以下6个特点:系统内核小、专用性强、系统精简、高实时性、多任务的操作系统、需要专用开发工具和环境。 什么是实时操作系统 IEEE 实时 UNIX 分委会认为实时操作系统应具备哪些特点实时操作系统是指在限定的时间内能对过程调用产生正确的响应的操作系统。IEEE 的实时UNIX分委会认为实时操作系统应具备以下特点:异步的事件响应、切换时间和中断延迟时间确定、优先级中断和调度、抢占式调度、内存锁定、连续文件、同步。 常用的嵌入式操作系统有哪些它们各有什么特点

嵌入式系统设计师相关资料

嵌入式系统设计师 通过本考试的合格人员能根据项目管理和工程技术的实际要求,按照系统总体设计规格说明 书进行软、硬件设计,编写系统开发的规格说明书等相应的文档;组织和指导嵌入式系统开 发实施人员编写和调试程序,并对嵌入式系统硬件设备和程序进行优化和集成测试,开发出符合系统总体设计要求的高质量嵌入式系统;具有工程师的实际工作能力和业务水平。 报名时间:上半年一般在2-3月之间,下半年一般在7-9月之间 考试时间:上半年一般在5-6月,下半年一般在11月 报考条件:1、遵纪守法,恪守职业道德; 2、具有一定计算机技术应用能力。 不限学历和资历条件。 考试报名办法、时间及要求:采取网上报名、现场确认的报名办法。进行网上报名时报考人员必须登陆浙江软件考试网(网址:) ,按报名流程完整、准确输入本人的真实信息,输入 完成后下载打印《2006年下半年计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试报考登记表》 (以下简称“报名表”),在“报名表”上贴上本人同一底版的一寸免冠照片2张(其中一张用于“报名表”,一张备用),并在“报名表”的诚信声明处确认签字,由市(厅、局) 人事部门汇总后统一到省软件考试实施办公室办理现场确认手续,也可个人直接到各市报名 确认点或省软件考试实施办公室确认。 报考费用:现场确认时报考人员须交网上报名时下载的已经过本人签字确认的“报名表”并 交纳报名考务费。考试收费标准按浙价费〔2001〕189号和发改价格〔2003〕2148号规定,系统分析师和信息系统项目管理师级每人177元(含上缴国家27元),其他各级每人118 元(含上缴国家18元) 考试要求: (1)掌握计算机科学基础知识; (2)掌握嵌入式系统的硬件、软件知识; (3)掌握嵌入式系统分析的方法; (4)掌握嵌入式系统设计与开发的方法及步骤; (5)掌握嵌入式系统实施的方法; (6)掌握嵌入式系统运行维护知识; (7)了解信息化基础知识、计算机应用的基础知识; (8)了解信息技术标准、安全性,以及有关法律法规的基本知识; (9)了解嵌入式技术发展趋势; (10)正确阅读和理解计算机及嵌入式系统领域的英文资料。 考试范围: 考试科目1:嵌入式系统基础知识 1.计算机科学基础 1.1数制及转换 o二进制、八进制、十进制和十六进制等常用数制及其相互转换 1.2数据的表示 o数的机内表示(原码、反码、补码、移码,定点和浮点,精度和溢出) o字符、汉字、声音、图像的编码方式 o校验方法和校验码(奇偶验码、海明校验码、循环校验码) 1.3算术和逻辑运算

如何正确的设计嵌入式软件架构应该这么做

如何正确的设计嵌入式软件架构应该这么做 一 错误的示范 近公司新招了一个做嵌入式软件开发的同事,该同事是从上海的某一个上市公司出来的,因为我们这边人手不够,因此把他安排了去负责一个新产品的研发,前期让他负责加速度计、NB-IOT、舵机、外置Flash的功能测试,测试完成之后,准备让他做一个该产品的概要设计。然后他花了2个星期的时间,给我们写出来一个概要设计,说实话,我看到这个概要设计,我就觉得是刚毕业的大学生写的。版本一的架构设计 2.1系统体系结构系统分为两层:硬件驱动层、应用层。2.1.1硬件驱动层硬件驱动层包含板载硬件资源正常运行所需的所有驱动程序。1)MCU初始化2)I2C数据存取3)SPI数据读取4)加速度计初始化5)蓝牙模块启动6)BC95模块启动7)485通讯模块启动2.2.2应用层1)Mcu运行模式切换2)震动及倾斜3)数据解析4)开/关锁5)数据发送6)历史数据保存 看到版本一的架构设计之后,说实话,我还是第一次见到这样来写架构设计的,居然是以序号来写的,这个让别人读起来,特别的别扭。版本二的架构设计 看到版本二的架构设计之后,虽然颇感欣慰,但是想到达到我们所要求的,还要很大的一段距离,该架构设计,主要有以下几点问题:1.对架构的理解还不是很清晰,既然是做架构设计,那就应该从整体来看,而不是仅仅只是局限于一个模块,或者功能里面。2.还是每个层次的理解也还不是很清晰,比如讲MCU的初始化,归于硬件驱动层里面。MCU 的初始化,严格意义上来说,是属于流程的一部分了,而不是驱动。比如电脑的开启启动,把这个归于硬件的驱动里面,肯定是属于牛头不对马嘴的。3.还有就是各个模块的启动,也是不能属于硬件驱动层的,也都是业务流程的一部分了,都不应该属于驱动层的一部分。 4.还有就是总线数据的读写,虽然驱动的作用也就是读写,但是数据总线的读写不能写成硬件驱动。 5.应用层的系统参数初始化,也还是属于流程。 6.数据的解析和数据的发生,都是属于通信功能里面的,不应该单独独立出来,属于单个的应用。

嵌入式微处理器结构与应用课程设计报告

《嵌入式微处理器结构与应用》 课程设计报告 题目:电子菜单 一、课程设计的目的和主要内容: 目的:《嵌入式微处理器结构与应用》课程设计是软件工程本科专业的专业实践课程,结合在课程中学到的嵌入式系统的开发和调试方法,对学生在嵌入式系统设计和应用开发的基本技能方面进行综合的检验和实践。是学生在学习完《嵌入式微处理器结构与应用》课程之后的一个重要的实践环节。要求学生在教师的指导下,综合运用已学过的嵌入式微处理器相关的各种知识和技能,以小组协作的方式完成一项较为完整、并具有一定难度的课程设计任务。使学生总结本课程的主要知识点,提高学生的实际动手能力,为学生今后进一步学习和从事嵌入式系统相关的研究与开发打下坚实的基础。 内容:基于实时操作系统,学会复杂应用程序的基本开发方法,结合课程实验学到的知识,编写一个能综合应用液晶屏、触摸屏、键盘并结合简单文件系统API函数的界面应用。要求具备基本的三个界面:初始界面、点菜界面、结束界面,基本实现点菜的全过程。 二、基本的设计思路或程序流程图描述: 基于MVC勺设计模式,将程序分成三大独立的部分:模型(逻辑)部分、视图部分、控制部分。这三大部分的关系如下:

程序总流程图:

百度文库-让每个人平等地提升自我 初始化程序, 打开启动画面线程 关闭线程 点菜结束按钮 判断消息 类型 判断操 作类型 判断单 击内容 判断控 件类型 判断该菜单条目 的 状态,进行相应的逻 辑和视图更新 本人负责: 打开线程 界面控件 翻页按钮 加载菜单数据 显示启动动 画 键盘消息 显示点菜结束 画面和总价 程序 菜单条目 进行菜单的上下 滚动 关闭按钮 单击 拉动 重置逻辑数 据,显示最初 的点菜界面 关闭启动画面线程, 显示点菜画面 显示程序结束画 面 进行菜单的翻页 等待系统消息 触摸屏消息 、视图部分:

《嵌入式系统》设计方案

移动打印终端终嵌入式系统设计方案 阅读目录 一项目概述 (2) 二系统总体架构 (2) 2.1.1 各功能部件作用 (3) 2.2.1 手持式扫描仪 (3) 2.2.2 嵌入式开发板 (4) 2.2.3 微型打印机的选型 (5) 2.2.4.远程服务器 (5) 三软/硬件设计 (5) 3.2 硬件设计 (7) 3.2.1 嵌入式开发板和扫描仪的连接 (7) 3.2.2嵌入式开发板和远程服务器的连接 (7) 3.2.3 嵌入式开发板和微型打印机的连接 (7) 四各驱动程序的设计(软件设计) (7) 4.1 打印机驱动的设计 (7) 4.1.1定义设备号和设备名 (7) 4.1.2 设备驱动初始化函数和清除函数 (8) 4.编译扫描仪制备驱动 (12) 5.加载设备 (12) 4.1.3 扫描仪驱动设计 (13) 4.1.4 网络通信模块及服务器的开发 (14) 4.1.5系统应用程序设计 (15) 五系统调试 (16)

一 项目概述 1.1 系统设计的必要性与PC 终端的比较 在信息社会中,打印终端应用非常广泛,比如超市的收银系统、图书管的借还书系统、移动营业厅的话费打印系统等场合,我们都可以看到打印终端的身影。传统打印终端通常都是由PC 加上一个微型打印机构成,这种架构的打印终端价格比较昂贵,体积庞大,移动笨拙,使用十分不方便。 随着嵌入式技术的发展,许多原来基于PC 的应用都纷纷转向基于嵌入式技术来实现。基于嵌入式技术的产品具有非常明显的优势,如价格便宜、功耗低、体积小及移动方便等。 具体到打印终端这个产品上来说,可以从下表看出基于PC 的打印终端和基于嵌入式的打印 1.2 系统的主要功能 本项目实例中拟开发的嵌入式移动打印终端是解决从数据输入、数据处理和数据输出的一体化系统,它提供下列几个功能 ● 数据录入功能:支持从扫描仪端录入数据; ● 通过网络到数据库查询; ● 数据打印功能 二 系统总体架构 嵌入式移动终端是一套完整的嵌入式应用系统,包括和硬件和软件两部分,这一节先说一下硬件方面的设计。 2.1 系统硬件组成的部件 ● 数据输入部件(手持扫描仪)—完成数据输入功能; ● 数据处理部件(嵌入式开发板和远程服务器)—完成数据处理任务 ● 数据输出部件(微型打印机)—完成数据打印功能; 各个部件之间的关系如图

软件设计说明书嵌入式软件范例

一、XXXXX-XXX 热压机自动控制系统软件的设计 LCD—液晶显示器,因其具有微功耗、平板化等一系列显著特点而广泛应用于仪器仪表、计算机显示终端、各类电子显示装置等各个方面。LCD的后工序生产工艺包括COG、COF、FOG、FOB,XXX-XXX 热压机正是为FOG段工艺而开发设计的。 XXXXX-XXX热压机自动控制动系统软件(以下简称XXX系统)是由PLC、气动元件和电动元件组成,其特点是通过传感器采集外部信号,输入到PLC内部进行计算处理,以控制外部执行元件,使之完成一系统的机构动作,达到生产所需的工艺要求。 ㈠ XXX 系统的性能和结构 XXX 系统主要由PLC、GOT(触摸屏)、伺服电机、气缸电磁阀、电磁继电器、光电传感器、磁性传感器、温度处理器、温度传感器以及各种按钮组成。 1、XXX 系统的主要性能和技术参数 ●主机电源:Vac-----220VAC/50HZ ●传感器电源:Vdd-----+24V ● PLC接口:40位输入、32位输出、1个RS232通信串口 ●工作温度:-10℃~+55℃ ●存储温度:-20℃~+60℃ 2、XXX 系统的内部地址 XXX 系统的内部地址及主要功能部件: ●输入继电器— X ●输出继电器— Y ●辅助继电器— M ●定时器— T ●计数器— C ●数据寄存器— D ●变址寄存器— Z 3、XXX 系统的外部引线功能定义 XXX 系统共有82根引脚,具体定义如下: ㈡指令描述 XXX 系统主要有如下指令: ㈢人机界面(GOT) 1、参数设置

人机界面(GOT)可用于参数设置和数据的显示(如图所示) 2、手动操作 人机界面亦可制作手动调试所需的各种按键,以替代繁琐的按钮(如图) 3、生产信息 人机界面还可用于显示生产时的各种数据以及PLC内部的信息,比如外部引脚的通断 信息、生产时产生的报警信息等(如下图) ㈣ XXX 系统的接口及编程 1、硬件接口 XXX系统与电脑的接口可以有两种方式:直接控制方式和间接控制方式。直接控制方式就是将PLC的RS232接口直接与电脑的RS232接口对接(如图1-1);间接控制方式就是将PLC的RS232接口与触摸屏的RS232接口对接,然后将电脑的RS232接口与触摸屏的RS422接口对接,然后对该外设进行间接操作而实现控制(如图1-2)。 2、程式流程方框图 A、系统回原点流程图 B

嵌入式软件系统设计方案案例

待定颜色 修改颜色 疑问颜色 采集器软件系统设计方案 版本历史

目录 1.引言 (5) 1.1 目的 (5) 1.2 背景和范围 (5) 1.3 定义 (5) 1.4 参考资料 (5) 2.系统结构 (5) 2.1 系统功能 (5) 2.2硬件系统框架 (6) 2.2 软件系统框架 (7) 3.上行规约解析模块设计说明 (9) 3.1描述 (9) 3.2功能 (9) 3.3设计思路(算法、流程) (9) 3.4接口 (10) 3.5资源分配、性能 (12) 3.6测试方法 (12) 4.读写参数模块设计说明 (12) 4.1描述 (12) 4.2功能 (12) 4.3设计思路(算法、流程) (13) 4.4接口 (13) 4.5资源分配、性能 (14) 4.6测试方法 (14) 5.周期抄表任务管理 (14) 5.1描述 (14) 5.2功能 (14) 5.3设计思路(算法、流程) (14) 5.4接口 (14) 5.5资源分配、性能 (14) 5.6测试方法 (15) 6.读历史电量数据模块设计说明 (15) 6.1描述 (15) 6.2功能 (15) 6.3设计思路(算法、流程) (15) 6.4接口 (15)

6.5资源分配、性能 (15) 6.6测试方法 (15) 7.数据存储和电表信息存储管理 (15) 7.1描述 (15) 7.2功能 (16) 7.3设计思路(算法、流程) (16) 7.4接口 (20) 7.5资源分配、性能 (20) 7.6测试方法 (20) 8.数据交换模块设计说明 (21) 8.1描述 (21) 8.2功能 (21) 8.3设计思路(算法、流程) (21) 8.4接口 (21) 8.5资源分配、性能 (21) 8.6测试方法 (21) 9.广播校时任务模块设计说明 (21) 9.1描述 (21) 9.2功能 (22) 9.3设计思路(算法、流程) (22) 9.4接口 (22) 9.5资源分配、性能 (22) 9.6测试方法 (22) 10.更改RS485通讯速率设计说明 (23) 10.1描述 (23) 10.2功能 (23) 10.3设计思路(算法、流程) (23) 10.4接口 (23) 10.5资源分配、性能 (23) 10.6测试方法 (23) 11.抄表记录周期任务设计说明 (23) 11.1描述 (23) 11.2功能 (23) 11.3设计思路(算法、流程) (23) 11.4接口 (23) 11.5资源分配、性能 (24)

一个典型的嵌入式系统设计和实现

关键字:嵌入式系统设计 ARM FPGA多功能车辆总线Multifunction Vehicle Bus 在计算机、互联网和通信技术高速发展的同时,嵌入式系统开发技术也取得迅速发展,嵌入式技术应用范围的急剧扩大。本文介绍了一种基于ARM和FPGA,从软件到硬件完全自主开发多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus)MVB??B嵌入式系统的设计和实现。 系统设计和实现 通常来说,一个嵌入式系统的开发过程如下: 1.确定嵌入式系统的需求; 2.设计系统的体系结构:选择处理器和相关外部设备,操作系统,开发平 台以及软硬件的分割和总体系统集成; 3.详细的软硬件设计和RTL代码、软件代码开发; 4.软硬件的联调和集成; 5.系统的测试。 一、步骤1:确定系统的需求: 嵌入式系统的典型特征是面向用户、面向产品、面向应用的,市场应用是嵌入 式系统开发的导向和前提。一个嵌入式系统的设计取决于系统的需求。 1、MVB总线简介 列车通信网(Train Communication Network,简称TCN)是一个集整列列车内 部测控任务和信息处理任务于一体的列车数据通讯的IEC国际标准 (IEC-61375-1), 它包括两种总线类型绞线式列车总线(WTB)和多功能车厢总线(MVB)。 TCN在列车控制系统中的地位相当与CAN总线在汽车电子中的地位。多功能车辆总线MVB是用于在列车上设备之间传送和交换数据的标准通信介质。附加在总线上的设备可能在功能、大小、性能上互不相同,但是它们都和 MVB总线相连,通过MVB总线来交换信息,形成一个完整的通信网络。在MVB系统中,根据IEC-61375-1列车通信网标准, MVB总线有如下的一些特点: 拓扑结构:MVB总线的结构遵循OSI模式,吸取了ISO的标准。支持最多4095个设备,由一个中心总线管理器控制。简单的传感器和智能站共存于同一总线上。 数据类型:MVB总线支持三种数据类型:

嵌入式系统完整开发方案学习资料

嵌入式系统完整开发 方案

本文提纲 嵌入式系统完整解决方案 一、前言:简单介绍嵌入式技术的飞速发展以及作为嵌入式领域老牌劲旅的旋极 公司在这方面所提供的完整解决方案; 二、由美国ATI公司生产的Nucleus操作系统特点及其优势; 三、根据用户所选用的CPU的不同,编译器有多种不同的选择:Paradigm开发 工具、CAD-UL开发工具,ARM公司的SDT2.5X 和ADS1.X,GreenHill 编译器; 四、嵌入式开发中,代码的调试也是重要的一步,因此必须选择好的调试工具才 能生产出好的软件,通常的调试手段有三种:ICE、ICD和MONITOR,我们向大家推荐由德国Lauterbach公司生产的Trace32-ICE/ICD; 五、用户需要RTOS厂商提供原型工具,以便可以在主机上来仿真目标软件环 境; 六、最后举例说明基于ARM/MIPS的开发方案。

嵌入式系统完整开发方案 xx旋极信息技术有限公司 在嵌入式技术飞速发展的今天,嵌入式产品已经出现在社会的各个领域,包括航空、航天、军事、仪表、工业控制及家庭消费等。全球每年要消耗掉30亿颗嵌入式微处理器,嵌入式系统带来的工业年产值已经超过了1万亿美元。而在这些嵌入式应用中,大多采用了嵌入式实时多任务操作系统(RTOS)。 早期的嵌入式应用程序都是在没有操作系统支持的裸机上用汇编语言和C语言来开发,这也正是目前我国大多数嵌入式开发的工作模式。为了能够有效利用高档单片机的处理能力,现代的嵌入式产品开发大多选用RTOS作为软件的核心。这样,不仅能够把系统软件和应用软件分开处理,还可以极大地简化系统的开发过程,提高可靠性,并缩短产品上市的时间。可以说RTOS 使嵌入式软件的编写从“小生产方式”进入了“大生产方式”。 旋极公司作为国内嵌入式技术领域的老牌劲旅,从xx93年公司创建之初就致力于嵌入式技术的引进和开发。起初,只是作为国外厂商的代理,向用户提供相应的开发工具,现在,为了适应市场的要求,改变了以前的模式,从简单的提供开发工具发展到向用户提供完整的解决方案。这其中包括:操作系统(图形、网络、浏览器等)、仿真器、编译器、原型工具等产品和我们为用户提供的全方位的技术支持服务。 一、操作系统 在这里我们要向大家推荐的操作系统是Nucleus,它是美国ATI公司的产品,是为实时嵌入式应用而设计的一个抢先式多任务操作系统。其95%的代码由ANSI C语言写成,因此结构性和可移植性非常好。Nucleus操作系统的设计采用了面向对象的方法,整个软件由多个功能明确的组件构成,因此结构清晰,便于裁减和复用。 Nucleus操作系统还拥有丰富的外围模块(如下图所示),如TCP/IP网络协议栈(包括各种应用层的协议)、多种风格的图形系统(Windows和Mac风格)、基于RAM/Flash存储器的文件系统、以及一个功能可定制的Internet浏览器。

《嵌入式软件设计》答案

东北大学继续教育学院 嵌入式软件设计试卷(作业考核线上) B 卷学习中心:福建南平奥鹏学习中心院校学号:C03599011730067姓名王华仁 (共 5 页) 一、选择题(10小题,每题2分,共20分),请将答案填入下表。 1. 以下哪个不是嵌入式系统设计的主要目标? A. 低成本 B.低功耗 C. 实时要求高 D. 超高性能 2. 下面关于哈佛结构描述正确的是: A. 存储空间与IO空间分离 B. 程序存储空间与数据存储空间分离 C. 存储空间与IO空间合并 D. 程序存储空间与数据存储空间合并 3. 从层次结构来看,嵌入式系统包括: A. 硬件层 B. 板级支持包 C. 实时操作系统和应用软件 D. 以上都是 4. 下面哪一种工作模式不属于ARM异常模式? A. 快速中断模式 B. 管理模式 C. 系统模式 D. 数据访问中止模式 5. 处理器从存储器读数据的指令(加载指令)的助记符是: A. SWP B. SWPB C. LDR D. STR 6. 指令“ADD R2, R1, #10”的寻址方式为: A. 立即寻址 B. 寄存器间接寻址 C. 多寄存器寻址 D. 堆栈寻址

7. 单系统需要小量的高速缓存,最合适的存储器是: A. SRAM B. DRAM C. EEPROM D. Flash 8. AHB和VPB外设区域都是2MB,可各自分配最多()个外设。 A. 16 B. 32 C. 64 D. 128 9. 使用HOST-TARGET联合开发嵌入式系统,()不是必须的。 A. 目标系统 B. 宿主机 C. 银河麒麟操作系统 D. 交叉编译器 10. 操作系统结构不包括() A. 数据库 B. 引导系统 C. 内核 D. 根文件系统 二、判断题(10小题,每题1分,共10分),请将答案填入下表。 1. (√)嵌入式处理器的结构有哈佛结构和冯诺依曼结构之分。 2. (×)处于就绪状态的任务只能切换到运行状态。 3. (√)将模拟信号转换成数字信号的电路是DA转换器。 4. (√)在操作系统的设备管理中引入缓存,其主要目的是改善CPU和I/O设备间速度不匹 配的情况。 5. (√)ARM指令集具有高效、快速的特点,它是Thumb指令集的子集。 6. (×)Nand Flash比Nor Flash成本高,可靠性差。 7. (×)虚拟内存的主要用途是扩充存储容量。 8. (√)C语言程序可以嵌套加入汇编语言程序模块。 9. (√)操作系统中的存储管理室对内存中用户区进行管理。 10.(√)操作系统结构包括引导系统、内核和根文件系统

嵌入式软件架构篇

模块划分 模块划分的"划"是规划的意思,意指怎样合理的将一个很大的软件划分为一系列功能独立的部分合作完成系统的需求。C语言作为一种结构化的程序设计语言,在模块的划分上主要依据功能(依功能进行划分在面向对象设计中成为一个错误,牛顿定律遇到了相对论),C语言模块化程序设计需理解如下概念: (1)模块即是一个.c文件和一个.h文件的结合,头文件(.h)中是对于该模块接口的声明; (2)某模块提供给其它模块调用的外部函数及数据需在.h中文件中冠以extern关键字声明; (3)模块内的函数和全局变量需在.c文件开头冠以static关键字声明; (4)永远不要在.h文件中定义变量!定义变量和声明变量的区别在于定义会产生内存分配的操作,是汇编阶段的概念;而声明则只是告诉包含该声明的模块在连接阶段从其它模块寻找外部函数和变量。如: 以上程序的结果是在模块1、2、3中都定义了整型变量a,a在不同的模块中对应不同的地址单元,这个世界上从来不需要这样的程序。正确的做法是: 这样如果模块1、2、3操作a的话,对应的是同一片内存单元。 一个嵌入式系统通常包括两类模块: (1)硬件驱动模块,一种特定硬件对应一个模块; (2)软件功能模块,其模块的划分应满足低偶合、高内聚的要求。 多任务还是单任务 所谓"单任务系统"是指该系统不能支持多任务并发操作,宏观串行地执行一个任务。而多任务系统则可以宏观并行(微观上可能串行)地"同时"执行多个任务。 多任务的并发执行通常依赖于一个多任务操作系统(OS),多任务OS的核心是系统调度器,它使用任务控制块(TCB)来管理任

务调度功能。TCB包括任务的当前状态、优先级、要等待的事件或资源、任务程序码的起始地址、初始堆栈指针等信息。调度器在任务被激活时,要用到这些信息。此外,TCB还被用来存放任务的"上下文"(context)。任务的上下文就是当一个执行中的任务被停止时,所要保存的所有信息。通常,上下文就是计算机当前的状态,也即各个寄存器的内容。当发生任务切换时,当前运行的任务的上下文被存入TCB,并将要被执行的任务的上下文从它的TCB中取出,放入各个寄存器中。 嵌入式多任务OS的典型例子有Vxworks、ucLinux等。嵌入式OS并非遥不可及的神坛之物,我们可以用不到1000行代码实现一个针对80186处理器的功能最简单的OS内核,作者正准备进行此项工作,希望能将心得贡献给大家。 究竟选择多任务还是单任务方式,依赖于软件的体系是否庞大。例如,绝大多数手机程序都是多任务的,但也有一些小灵通的协议栈是单任务的,没有操作系统,它们的主程序轮流调用各个软件模块的处理程序,模拟多任务环境。 单任务程序典型架构 (1)从CPU复位时的指定地址开始执行; (2)跳转至汇编代码startup处执行; (3)跳转至用户主程序main执行,在main中完成: a.初试化各硬件设备; b.初始化各软件模块; c.进入死循环(无限循环),调用各模块的处理函数 用户主程序和各模块的处理函数都以C语言完成。用户主程序最后都进入了一个死循环,其首选方案是: 有的程序员这样写: 这个语法没有确切表达代码的含义,我们从for(;;)看不出什么,只有弄明白for(;;)在C语言中意味着无条件循环才明白其意。 下面是几个"著名"的死循环: (1)操作系统是死循环; (2)WIN32程序是死循环; (3)嵌入式系统软件是死循环; (4)多线程程序的线程处理函数是死循环。 你可能会辩驳,大声说:"凡事都不是绝对的,2、3、4都可以不是死循环"。Yes,you are right,但是你得不到鲜花和掌声。实际上,这是一个没有太大意义的牛角尖,因为这个世界从来不需要一个处理完几个消息就喊着要OS杀死它的WIN32程序,不需要一个刚开始RUN就自行了断的嵌入式系统,不需要莫名其妙启动一个做一点事就干掉自己的线程。有时候,过于严谨制造的不是便利而是麻烦。君不见,五层的TCP/IP协议栈超越严谨的ISO/OSI七层协议栈大行其道成为事实上的标准? 经常有网友讨论: 等类似问题。面对这些问题,我们只能发出由衷的感慨:世界上还有很多有意义的事情等着我们去消化摄入的食物。 实际上,嵌入式系统要运行到世界末日。 中断服务程序 中断是嵌入式系统中重要的组成部分,但是在标准C中不包含中断。许多编译开发商在标准C上增加了对中断的支持,提供新的关

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