第6章嵌入式软件开发基础-(3.5学时)
《嵌入式开发》课件
分类：嵌入式网 络通信技术可以 分为有线网络通 信和无线网络通 信两大类。
有线网络通信： 包括以太网、 USB、串行通信 等，可以实现嵌 入式系统与外部 网络的高速、稳 定、可靠的数据 传输。
无线网络通信： 包括Wi-Fi、蓝 牙、ZigBee等， 可以实现嵌入式 系统与外部网络 的低功耗、远距 离、灵活的数据 传输。
优化方法：对操作 系统进行裁剪和优 化，提高系统性能
移植与优化工具： 使用嵌入式操作系 统移植工具，如 Yo c t o 、 Buildroot等
移植与优化效果： 提高系统稳定性、 降低功耗、提高性 能，满足实际应用 需求。
06
嵌入式网络通信技术
嵌入式网络通信技术的概述与分类
概述：嵌入式网 络通信技术是嵌 入式系统与网络 通信技术相结合 的产物，可以实 现嵌入式系统与 外部网络的互联 互通。
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嵌入式软件开发基础
嵌入式软件开发流程
需求分析：明确系统需求，确定功能、 性能、接口等要求
系统设计：进行ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ件和软件设计，包括 芯片选型、电路设计、软件架构设计等
编码实现：编写源代码，进行单元测试 和集成测试
测试验证：进行系统测试和性能测试， 确保系统稳定可靠
发布部署：将系统部署到目标设备上， 进行现场调试和优化
嵌入式系统的应用领域
工业控制：如自动化生产线、机器人等
医疗设备：如医疗仪器、医疗机器人等
智能家居：如智能家电、智能安防等
汽车电子：如车载导航、汽车电子控制单 元等
消费电子：如智能手机、平板电脑等 航空航天：如卫星、航天器等
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嵌入式硬件平台
ARM处理器架构
ARM处理器架构是一种广泛应用于嵌入式系统的处理器架构 ARM处理器架构的特点是低功耗、高性能、低成本 ARM处理器架构的应用领域包括智能手机、平板电脑、物联网设备等 ARM处理器架构的发展趋势是向高性能、低功耗、高集成度方向发展
嵌入式系统C语言编程基础PPT课件
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小测验？
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Quiz 1
• 所有嵌入式系统的主流程最后都进入一个 死循环，怎样用C语言实现一个死循环？
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Quiz 2
• while(){….}和do{….}while()有什么区别？
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Quiz 3
• 用变量a给出下列定义：
a) 一个整型数 b) 一个指向整型数的指针 c) 一个有10个整型数的的数组 d) 一个有10个指针的数组，该指针是指向一个整型
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Quiz 10
• 请评论下面一段程序代码： void test() { char string[10]; char *str = “0123456789”; strcpy(string,str); }
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Quiz 11
• 请评论下面一段程序代码： void GetMemory(char *p){ p = (char *)malloc(0x20); } void Test(void){ char *str = NULL; GetMemory(str); strcpy(str,”Hello World!”); printf(str); }
数的
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Quiz 4
• 关键字static的作用是什么？
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Quiz 5
• 关键字const的作用是什么？
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Quiz 6
• 定义一个标准宏MIN ，这个宏输入两个参 数并返回较小的一个。
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Quiz 7
• 嵌入式系统中经常要对变量或寄存器进行 位操作。给定一个int型变量a，写两段代码， 第一个将a的bit 3置为1，第二个将a的bit 3 置为0。以上两个操作中，要保持其它位不 变。
嵌入式课件之——第6章_Linux操作系统基础
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Linux操作系统基础 第6章 Linux操作系统基础
主要内容
1 Linux操作系统概述 操作系统概述 内核的结构 2 Linux内核的结构
3
Linux设备管理 设备管理
4
Linux的使用 的使用
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Linux设备管理 6.3 Linux设备管理
Linux操作系统基础 第6章 Linux操作系统基础
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Linux操作系统基础 第6章 Linux操作系统基础
主要内容
1 Linux操作系统概述 操作系统概述 内核的结构 2 Linux内核的结构
3
Linux设备管理 设备管理
4
Linux的使用 的使用
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Linux内核的结构 6.2 Linux内核的结构
Linux操作系统基础 第6章 Linux操作系统基础
操作系统内核的结构模式可分为两种: 操作系统内核的结构模式可分为两种: 整体式的单内核模式 单内核也叫集中式操作系统. 单内核也叫集中式操作系统.以提高系统执行效率为设 计理念, 缺点是系统升级比较困难. 计理念, 缺点是系统升级比较困难. 层次式的微内核模式 微内核是指把操作系统结构中的内存管理,设备管理, 微内核是指把操作系统结构中的内存管理,设备管理,文 件系统等高级服务功能尽可能地从内核中分离出来, 件系统等高级服务功能尽可能地从内核中分离出来,变成 几个独立的非内核模块, 几个独立的非内核模块,而在内核中只保留少量最基本的 功能,使内核变得简洁可靠. 功能,使内核变得简洁可靠. Linux采用的是单内核模式, Linux内核主要由五个 采用的是单内核模式, 采用的是单内核模式 内核主要由五个 子系统组成:进程调度,内存管理,虚拟文件系统, 子系统组成:进程调度,内存管理,虚拟文件系统,网 络接口,进程间通信. 络接口,进程间通信.
《嵌入式应用开发设计》课程教学大纲
《嵌入式应用开发设计》课程教学大纲课程名称：嵌入式应用开发设计英文名称：Design and Application Development of Embedded Systems课程编码：51610135学时/学分：46/2.5 ：课程性质：选修适用专业：计算机应用先修课程：计算机组成原理，计算机系统结构，操作系统原理，嵌入式操作系统，微型计算机原理及接口技术，单片机原理及应用。
一、课程的目的与任务本课程是一门涉及嵌入式计算机硬件、软件以及应用的综合性计算机课程。
本课程面向的学生主要是高年级本科生。
课程的目的是培养学生设计和实现嵌入式系统的能力。
本课程的任务是学习嵌入式计算机硬件软件构成，以及嵌入式系统的主流操作系统和软件开发技术。
本课程主要分为嵌入式体系结构、嵌入式操作系统、嵌入式软件开发。
嵌入式体系结构的教学主要围绕ARM体系结构进行，ARM体系结构在嵌入式领域占有相当大的比例，通过本课程的学习，使学生掌握ARM体系结构，ARM指令集、以及在ARM体系下的嵌入式编程。
二、教学内容及基本要求第一章嵌入式系统概述教学目的和要求：（1）主要介绍嵌入式系统的定义与基本概念，嵌入式系统的硬件/软件特点、嵌入式系统的类型及其发展过程；（2）嵌入式系统的基本设计过程与方法。
基本要求：介绍嵌入式系统的基本概念，硬件/软件特点，嵌入式系统的设计方发与过程。
教学难点和重点：嵌入式系统的特点；嵌入式系统硬件、软件的基本设计过程与方法。
教学方法和手段：课时安排：2学时第一节嵌入式系统简介1.1.1嵌入式系统的定义1.1.2发展历史1.1.3特点1.1.4实时性1.1.5市场1.1.6嵌入式系统组成第二节嵌入式处理器1.2.1嵌入式处理器分类1.2.2知识产权第三节嵌入式操作系统1.3.1嵌入式操作系统结构1.3.2嵌入式操作系统的有关基本概念1.3.3使用嵌入式操作系统的优缺点1.3.4嵌入式操作系统分类第四节嵌入式系统的典型应用1.4.1嵌入式系统的应用领域1.4.2嵌入式系统的应用实例第五节嵌入式系统的基本设计过程1.5.1嵌入式系统设计的主要步骤1.5.2需求分析与规格说明1.5.3体系结构设计1.5.4构件设计1.5.5系统调试与集成复习与作业要求：阅读教材的第一章，上网查阅对嵌入式系统的一般介绍。
《嵌入式Linux开发》课件
交叉编译工具链的安装
指导如何安装适用于目标板的交叉编译工具 链。
测试交叉编译环境
提供一种简单的方法来测试交叉编译环境是 否设置成功。
目标板与宿主机的连接方式
串口通信
介绍如何通过串口连接目标板和宿主机 ，以及串口通信的配置和常用命令。
USB连接
介绍如何通过USB连接目标板和宿主 机，以及USB通信的配置和常用命令
02
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嵌入式系统
是一种专用的计算机系统 ，主要用于控制、监视或 帮助操作机器与设备。
特点
具有实时性、硬件可裁剪 、软件可定制、低功耗、 高可靠性等特点。
应用
汽车电子、智能家居、医 疗设备、工业自动化等领 域。
Linux作为嵌入式操作系统的优势
开源
Linux是开源的，可以免费使用和定制，降 低了开发成本。
路由与交换
介绍路由器和交换机的原理及在网 络中的作用。
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IP地址
解释IP地址的分类、寻址方式以及子 网掩码的作用。
网络安全
简述常见的网络安全威胁和防范措 施。
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TCP/IP协议栈简介
TCP/IP协议栈结构
详细描述TCP/IP协议栈的层次结构，包括应 用层、传输层、网络层和链路层。
IP协议
解释IP协议的核心功能，如地址解析、路由 选择等。
调试工具
介绍常用的调试工具，如gdbserver和gdb等，并说明如何使用这些 工具进行远程调试。
调试过程
详细描述调试过程，包括启动调试会话、设置断点、单步执行代码等 操作。
调试技巧与注意事项
提供调试过程中的一些技巧和注意事项，以提高调试效率和准确性。
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嵌入式Linux系统开发基础
嵌入式软件开发技术手册(六)_网络
目录1.LLDP协议2.1.LLDP协议1.1 LLDP协议概述目前，网络设备的种类日益繁多且各自的配置错综复杂，为了使不同厂商的设备能够在网络中相互发现并交互各自的系统及配置信息，需要有一个标准的信息交流平台。
LLDP（Link Layer Discovery Protocol，链路层发现协议）就是在这样的背景下产生的。
LLDP是在802.1ab中定义的二层协议，它提供了一种标准的链路层发现方式，可以将本端设备的的主要能力、管理地址、设备标识、接口标识等信息组织成不同的TLV（Type/Length/Value，类型/长度/值），并封装在LLDPDU （Link Layer Discovery Protocol Data Unit，链路层发现协议数据单元）中发布给与自己直连的邻居，邻居收到这些信息后将其以标准MIB（Management Information Base，管理信息库）的形式保存起来，以供网络管理系统查询及判断链路的通信状况。
LLDP不会配置也不会控制网络元素或流量，它只是报告第二层的配置。
1.2 LLDP基本概念1.2.1 LLDP报文格式封装有LLDPDU 的报文称为LLDP 报文，其封装格式有两种：Ethernet II 和SNAP （Subnetwork Access Protocol，子网访问协议）。
(1) Ethernet II格式封装的LLDP报文图 1如图1是以Ethernet II格式封装的LLDP报文，其中各字段的含义如下：●Destination MAC address：目的MAC地址，为固定的组播MAC地址0x0180-C200-000E。
●Source MAC address：源MAC地址，为端口MAC地址或设备桥MAC地址（如有端口地址则用端口MAC地址，否则用设备桥MAC地址）。
●Type：报文类型，为0x88CC。
●Data：数据，为LLDPDU。
嵌入式系统原理与应用课程教学大纲
《嵌入式系统原理与应用》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：230449课程名称：嵌入式系统原理与应用英文名称：Principle and Application of Embedded System课程类别：专业课学时：72（其中实验18学时）学分：3.5适用对象: 计算机科学与技术业考核方式：考试（平时成绩占总评成绩的30%，期末考试成绩占70%）先修课程：计算机组成原理、操作系统、编译原理二、课程简介嵌入式系统原理与应用是计算机科学技术专业的一门专业课，讲述嵌入式系统的基本理论、原理。
本课程是一门既与硬件关系紧密，又与嵌入式操作系统、嵌入式软件关系十分紧密课程。
它围绕目前流行的32位ARM处理器和源码开放的Linux操作系统，讲述嵌入式系统的概念，软、硬件组成，开发过程以及嵌入式应用程序开发设计方法。
本课程的知识将为学生今后从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础。
The principle of embedded system is an important course of computer science and technology, which introduce the principles and the theory of embedded system.T his curriculum is tied closely with not only hardware but also embedded operating system and embedded software. It introduce the conception of embedded system, components of software and hardware, developing progresses and designing methods of embedded programming which based on the 32bit arm processor and operating system of opened linux.The knowledge of this course would be solid foundation for the student who would be engaged in researching or developing about embedded system.三、课程性质与教学目的嵌入式系统原理与应用课程的性质：该课程是计算机科学与技术专业的专业课。
《嵌入式软件开发》课件
VxWorks是一种实时操作系统，广泛应用于航空航天、军事等领域。 它具有高度的可靠性和实时性，能够满足严苛的实时任务需求。
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Android
Android是一种基于Linux的开源操作系统，主要用于移动设备。由于
其开放性和丰富的应用生态，Android也被广泛应用于嵌入式领域，如
智能家居、物联网设备等。
数据加密、数据备份与恢复
数据安全与隐私保护问题是嵌入式软 件开发中不可忽视的问题之一。由于 嵌入式系统通常涉及到敏感数据和隐 私信息，如果程序中存在数据泄露或 数据损坏问题，会导致严重的信息安 全和隐私侵犯问题。
解决方案： 对敏感数据进行加密处理 ，使用数据备份与恢复机制，确保数 据的完整性和安全性。同时加强用户 隐私保护意识，避免敏感信息的泄露 和滥用。
时钟管理问题
时钟不准确、时钟同步
时钟管理问题也是嵌入式软件开发中常见的问题之一。由于嵌入式系统 的时钟资源有限，如果程序中存在时钟不准确或时钟同步问题，会导致
系统时间错误或数据采集错误。
解决方案： 使用高精度时钟源，优化时钟配置，实现时钟同步和校准， 确保系统时间的准确性。
多任务并发问题
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任务优先级、任务同步
外设接口
用于连接外部设备，扩展嵌入 式系统的功能。
嵌入式系统的软件架构
操作系统
负责资源管理和任务调度，提供系统服务。
驱动程序
用于管理硬件设备，实现与操作系统的通信 。
应用程序
实现特定功能的软件，直接与硬件交互。
嵌入式中间件
提供跨平台的通信和数据交换服务。
嵌入式软件开发工具与环境
IDE（集成开发环境）
《嵌入式软件开发》PPT课 件
嵌入式软件开发
嵌入式软件开发嵌入式软件开发是指针对嵌入式系统设计和开发的软件编程过程。
嵌入式系统可以理解为嵌入到其他设备或系统中的电子系统，其目的是用于控制、监测或实现特定功能。
嵌入式软件则是运行在嵌入式系统上的程序，用于控制硬件、实现特定功能和满足系统需求。
在嵌入式软件开发过程中，需要良好的系统理解、硬件知识以及软件编程技能。
下面将从系统需求分析、软件设计、编码与调试、测试和维护等方面，介绍嵌入式软件开发的关键步骤。
系统需求分析在进行嵌入式软件开发之前，首先需要对系统进行全面的需求分析。
这包括了对嵌入式系统的功能需求、性能要求、硬件限制、可靠性要求等等进行详细的了解。
通过需求分析，可以明确系统的功能和特性，为后续的软件设计和开发奠定基础。
软件设计软件设计是嵌入式软件开发的关键环节之一。
在软件设计过程中，需要结合系统需求和硬件特性，对软件进行模块化设计和架构设计。
其中，模块化设计指的是将软件拆分为多个功能独立的模块，以便于开发和测试；架构设计则是确定系统中各个模块之间的关系和交互方式，确保软件在整体上能够满足系统需求。
编码与调试在软件设计完成后，接下来是编码与调试阶段。
在编码过程中，需要根据软件设计的要求，使用相应的编程语言和开发工具进行开发。
编码完成后，需要进行调试，检查和修复软件中的错误和缺陷。
调试是一个耗时而重要的阶段，通过调试可以确保软件的功能能够正常运行，并保证软件的稳定性和可靠性。
测试测试是嵌入式软件开发过程中不可或缺的一环。
通过针对软件的功能性测试、性能测试、可靠性测试等等，对软件进行全面的验证和评估。
测试可以发现软件中的潜在问题和缺陷，并及时进行修复和改进。
在测试阶段，可以采用单元测试和系统测试等不同的方法，以确保软件在各个方面都能够达到预期的要求。
维护嵌入式软件开发的最后一个环节是维护。
维护是指在软件开发结束后，对软件进行长期的管理和维护工作。
这包括了软件版本管理、bug修复、功能更新和性能优化等等。
《VHDL语言程序设计》课程教学大纲
《VHDL语言程序设计》课程教学大纲课程简介课程简介:本课程为软件工程专业嵌入式专业方向的专业课，是开发基于FPGA/CPLD嵌入式系统的必备基础。
主要内容包括FPGA/CPLD目标器件的结构和工作原理、EDA技术和工作流程、VHDL基础知识、VHDL实用方法和设计深入、原理图输入法、LPM宏功能模块实用方法、状态机设计以及EDA优化设计。
目的是为后续课程的学习和嵌入式系统的设计作必须的基础准备。
课程大纲一、课程的性质与任务：本课程是软件工程专业的专业方向课程。
教学任务主要包括使学生了解EDA技术的工作流程，正确使用开发平台，掌握以VHDL为代表的硬件描述语言的基本知识、编程实用方法和工程设计方法，掌握原理图设计法、状态机设计法，能够正确使用IP Core和LPM等宏功能模块。
本课程是软件工程专业嵌入式专业方向的第一门专业方向课，是后续课程的必备基础，具有较重要的地位。
二、课程的目的与基本要求：本课程涉及到的学科基础知识面广，要求软硬件兼备，需要较好的学科基础。
通过本课程的学习，最终达到能够设计基于FPGA/CPLD的ASIC，并能进行EDA优化的目的。
三、面向专业：软件工程四、先修课程:《计算系统基础》五、本课程与其它课程的联系：本课程的先行课程是计算系统基础。
服务的主要后续课程包括基于FPGA的嵌入式软件开发、基于ARM的嵌入式软件开发等。
六、教学内容安排、要求、学时分配及作业：第一章概述（2学时）1.1 EDA技术及其发展（C）1.2 硬件描述语言硬件描述语言种类、自顶向下设计方法、EDA工程设计流程。
（A）1.3 面向FPGA/CPLD的开发流程设计输入、分析综合、布局布线、仿真、下载和硬件测试。
（A）1.4 IP Core 及EDA技术发展趋势。
（C）第二章 FPGA硬件特性与编程技术（8学时）2.1 PLD发展历程及其分类（c）2.2 低密度PLD工作原理PROM、PLA、PAL、GAL。