嵌入式操作系统与嵌入式处理器
嵌入式系统教案(李震)
嵌入式系统教案(李震) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN嵌入式系统教案(李震)嵌入式系统教案教材：《ARM9嵌入式系统设计—基于S3C2410与Linux（第二版）》，徐英慧，马忠梅，王磊，王琳编著，北京航空航天大学出版社课时分配：理论课32学时，实验课8学时，共40学时第1章嵌入式系统基础一、教学目的：介绍嵌入式系统的基本概念，包括嵌入式系统的概念、特点及应用，由本章了解嵌入式系统的基础知识，掌握嵌入式的发展方向。
学时分配：2学时二、教学重点：实时操作系统的多任务内核，实时操作系统的任务管理机制三、教学难点：理解和掌握嵌入式系统中任务间采用的共享数据结构和消息机制等两种通信方式，嵌入式系统的优先级继承，抢占式调度和非抢占式调度间的区别。
四、教学方法：课题讲授及嵌入式系统在精细农业中的应用实例演示五、教学过程设计：（2学时）一、嵌入式系统概念（一）嵌入式系统的定义（二）嵌入式系统的组成（三）嵌入式系统的特点（四）嵌入式系统的应用（五）实时系统二、嵌入式处理器（一）嵌入式处理器分类（二）微控制器的定义及特点（三）嵌入式微处理器的定义及特点，介绍主流的微处理器，包括ARM、MIPS、MC68K、PowerPC、X86微处理器等。
（四）DSP处理器的定义及特点（五）片上系统的定义及特点（六）典型的嵌入式处理器三、嵌入式操作系统（一）操作系统的概念和分类（二）实时操作系统（三）常见的嵌入式操作系统四、实时操作系统的内核（一）任务管理（二）任务间的通信和同步（三）存储器管理（四）定时器和中断管理五、嵌入式技术发展现状及趋势六、思考题1、什么是嵌入式系统它由哪几部分组成（作业）2、嵌入式系统有何特点？（作业）3、嵌入式处理器分为哪几类？4、ARM英文原意是什么它是一个怎样的公司其处理器有何特点5、什么事实时系统实时系统有何特点如何划分6、实时操作系统常用的任务调度算法有哪几种？第2章嵌入式系统开发过程一、教学目的：介绍嵌入式软件的开发过程和调试手段，使学生了解嵌入式软件与普通计算机软件在开发和调试上的区别。
嵌入式系统中的操作系统选择
嵌入式系统中的操作系统选择在现代的嵌入式系统设计中，选择一个合适的操作系统对于系统的稳定性、性能和适应性都起着至关重要的作用。
基于不同的应用需求，嵌入式系统开发人员可以选择不同的操作系统，在设计阶段就将系统的功能需求和性能需求分别考虑进去，以便完成一个高质量和可靠可控的嵌入式系统。
一般来说，嵌入式系统可以分为实时嵌入式系统和非实时嵌入式系统两类。
实时嵌入式系统对于响应时间、延迟时间和中断处理速度等都有高要求，因此需要选择一种采用实时调度算法的操作系统来满足需求。
而非实时嵌入式系统往往需要处理网络通信、数据管理和多媒体等，需要选择一种非实时操作系统来满足需求。
以下将介绍常用的嵌入式操作系统及其特点。
1. 常见的实时操作系统（1）FreeRTOSFreeRTOS是一种基于内核抢占的实时操作系统，通常用于小型嵌入式系统。
它提供了小巧、可移植、高效的内核，并包含了许多功能实现的细节，使得它成为程序员和工程师的首选。
它适用于单一应用程序和多任务应用程序，并且可以方便地配置和扩展。
（2）VxWorksVxWorks是一种实时多任务操作系统，广泛应用于航天、军事、网络、机器人和医疗等领域。
它支持多种处理器架构、网络协议、文件系统和通信协议，并且具有高度可靠性和可扩展性。
它还支持多种开发环境和调试工具，使得开发和测试嵌入式系统变得非常方便。
（3）μC/OSμC/OS是一种小型实时操作系统，适用于单片机和其他小型处理器。
它提供了可定制的底层接口和一组高效的内核，可支持多任务、多线程、多进程和中断处理。
它具有小巧、高效、可移植和可扩展等特点，被广泛应用于汽车控制、仪器仪表、家电应用等领域。
2. 常见的非实时操作系统（1）LinuxLinux是一种开源的普通操作系统，它的内核是非实时的，可以应用于各种嵌入式系统。
它拥有强大的网络功能、通用文件系统和各种可用的驱动程序、应用程序等。
由于它是开源的，因此在开发过程中可以得到广泛的技术支持和文档资料，具有良好的可扩展性和稳定性。
嵌入式系统基础-复习提纲
嵌入式系统基础复习题第1章嵌入式系统概论1、什么是嵌入式系统？嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。
2、嵌入式系统的3个基本特点？嵌入性、专用性、计算机3、什么是嵌入式处理器，嵌入式处理器可以分为几大类？嵌入式处理器是为了完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。
分为嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统（SOC）。
4、什么是嵌入式操作系统和？有何特点？列出常见的几种嵌入式操作系统及特点。
5、试比较说明JA TG工具和ISP工具的异同点？6、从硬件系统来看，嵌入式系统由哪几部分组成？画出简图。
第2章ARM7体系结构1、什么是RISC指令系统？什么是CISC指令系统？RISC是精简指令集计算机的缩写。
CISC是复杂指令集计算机的缩写。
2、ARM与ARM公司有什么区别？举出2个以上的ARM公司当前应用比较多的ARM处理器核？ARM7系列、ARM9系列、ARM10系列、ARM11系列、intel的Xscale系列和MPCore系列。
3、ARM7TDMI中的T、D、S、I分别表示什么含义？T：支持高密度16位的Thumb指令集D：支持片上调试S：ARM7TDMI 的可综合（synthesizable）版本（软核）I：支持EmbededICE观察硬件M：支持64位乘法4、ARM7TDMI处理器采用什么样的体系结构，其可寻址地址空间多大？ARM处理器使用冯.诺依曼结构使用单个平面的232个8位字节地址空间。
地址空间可以看作是包含230个32位字，或231个16位半字。
5、ARM7TDMI与ARM9处理器采用几级流水线处理，使用何种存储器编址方式？ARM7TDMI处理器采用三级流水线。
ARM处理器将存储器看做是一个从0开始的线性递增的字节集合。
6、ARM处理器有几种模式和ARM处理器状态有什么区别？各种工作模式下分别有什么特点?R M处理器模式指用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、未定义模式和系统模式。
嵌入式概述
1.Nor flash称为或非型闪存，或者Nor闪存。
Nor flash存储器的每个记忆单元使用一个晶体管。
每个晶体管有一个字线和位线与之相连。
当读数据时，选中的字线上的栅极为高电平，因此位线上的电平逻辑取决于晶体管的逻辑，如果为1则导通，输出为1；为0则截止，输出为0；其逻辑功能类似于nor门。
Nand flash：称为与非型闪存，或者NAND闪存。
读数据时被选中的字线加高电平，未选中的字线上的存储单元都是导通的，被选中的存1则输出1，位线为高电平；存0则输出0，位线为低电平。
逻辑功能类似于与非门。
Sdram;同步动态随机访问存储器，它是在标准dram中加入同步控制逻辑，利用一个系统的时钟同步所有的地址数据和控制信号，使sdram的时钟频率与cpu前端总线时钟频率相同。
从而实现存储器读写速度与cpu速度保持一致。
Cisc：是指复杂指令集计算机，是指采用一整套计算机指令进行操作的计算机。
Risc：是指精简指令集计算机，降低绝大多数机器指令的复杂程度，尽可能做到在一个时钟周期完成一条指令的执行。
流水线技术：在计算机指令执行技术中，各个阶段相互独立，因此cpu内部的指令译码执行逻辑电路可以设计成分级的处理部件，实行流水线处理。
2 嵌入式系统的定义国内流行的较为完整和规范的定义：嵌入式系统是以应用为中心，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、功耗严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统也是一个计算机系统，但与通用计算机系统相比，它具有以下一些特点：1、与应用密切相关，执行特定功能：任何一个嵌入式系统都和特定应用相关，用途固定。
2、具有实时约束：嵌入式系统都是实时系统，都有时限要求。
若违反实时约束则可能使系统瘫痪或不可用。
3、嵌入式操作系统一般为多任务实时操作系统。
由于嵌入式系统处理的外部事件通常有多个，而且具有分布和并发的特点，因此要求嵌入式操作系统必须是多任务实时操作系统。
第11章 嵌入式实时操作系统的应用
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第11章 嵌入式实时操作系统的应用
11.1 嵌入式系统与嵌入式操作系统 11.2 用于8051内核单片机的常见嵌入式操作系统 用于8051内核单片机的常见嵌入式操作系统 11.3 嵌入式实时操作系统uC/OS-II简介及特点 嵌入式实时操作系统uC/OS-II简介及特点 11.4 uC/OS-II内核 uC/OS-II内核 11.5 uC/OS-II在STC12C5A60S2中的移植及注意事项 uC/OS-II在STC12C5A60S2中的移植及注意事项
增强型8051单片机实用开发技术
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11.1 嵌入式系统与嵌入式操作系统
嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、 嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式 操作系统及应用软件系统等组成，它是可独立工作的“器件” 操作系统及应用软件系统等组成，它是可独立工作的“器件”。 可见，嵌入式系统是软件和硬件的综合体， 可见，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，而嵌入式操作系统 仅仅是嵌入式系统软件的一部分。一般来讲， 仅仅是嵌入式系统软件的一部分。一般来讲，嵌入式系统是指 具有操作系统的嵌入式系统。 具有操作系统的嵌入式系统。
增强型8051单片机实用开发技术
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（6）强稳定性，弱交互性。 ）强稳定性，弱交互性。 （7）固化代码。在嵌入式系统中，EOS和应用软件被固化在嵌入式系 ）固化代码。在嵌入式系统中， 和应用软件被固化在嵌入式系 统计算机的ROM中。 统计算机的 中 （8）更好的硬件适应性，也就是良好的移植性。 ）更好的硬件适应性，也就是良好的移植性。 常用的嵌入式操作系统有： 常用的嵌入式操作系统有：Palm OS、Linux、uCLinux、eCOS、 、 、 、 、 Windows CE、VxWorks、RTX51、uC/OS-II、SmallRTOS-51、 、 、 、 、 、 FreeRTOS等。 等 3．嵌入式操作系统的分类 ． （1）非实时操作系统 ） （2）实时操作系统 ） 实时系统有两种类型：软实时系统和硬实时系统。 实时系统有两种类型：软实时系统和硬实时系统。 实时操作系统可分为可抢占型和不可抢占型两类。 实时操作系统可分为可抢占型和不可抢占型两类。
第1章 嵌入式系统基础(新)1
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嵌入式系统及其应用
2、嵌入式操作系统
• 嵌入式操作系统具有通用操作系统的 一般功能，如向上提供对用户的接口 （如图形界面、库函数API等），向下 提供与硬件设备交互的接口（如硬件 驱动程序等），管理复杂的系统资源， 同时，它还在系统实时性、硬件依赖 性、软件固化性以及应用专用性等方 面，具有更加鲜明的特点。
嵌入式系统及其应用
无线便携式考场信息管理终端 重庆大学电气工程学院
嵌入式系统及其应用
基于ECX平台的变电站值班机器人 重庆大学电气工程学院
嵌入式系统及其应用
嵌入式系统的存在形式
嵌入式系统的存在形式通常有两种： 一种，是作为一个大系统中功能和结构相 对独立但又和其它部分密不可分的形式而 存在。
靠性高、体积小、成本低、功耗小的专用 计算机系统。
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嵌入式系统及其应用
随着信息技术的发展，嵌入式系统在很多 的产业得到了非常广泛的应用并有力的推动 了这些产业的发展。例如在各种消费电子产 品、车载电子产品、办公自动化产品、智能 家电产品、工业自动化产品以及国防、航天 等众多领域中都可以找到嵌入式系统的应用 实例。
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嵌入式系统及其应用
2、基于单片机的 锅炉控制系统的解决方案
• 现在有一些生产企业使用基于单片机的锅 炉控制系统，这种系统由8位MCU、控制执 行机构、LED数码管、发光二极管、按键 等组成，完成以下功能：实时准确检测锅 炉的运行参数；综合分析及时发出控制指 令；诊断故障与报警管理;历史记录运行参 数；计算运行参数，保证锅炉的安全、稳 定运行。
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嵌入式系统及其应用
• 图1.7 服务器软件结构
嵌入式的有关知识
嵌入式的有关知识1.什么是嵌入式？嵌入式的定义与特点？(1) 嵌入式系统的定义按照历史性、本质性、普遍性要求，嵌入式系统应定义为：“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。
“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。
对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。
(2) 嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点与定义不同，它是由定义中的三个基本要素衍生出来的。
不同的嵌入式系统其特点会有所差异。
与“嵌入性”的相关特点：由于是嵌入到对象系统中，必须满足对象系统的环境要求，如物理环境（小型）、电气/气氛环境（可靠）、成本（价廉）等要求。
与“专用性”的相关特点：软、硬件的裁剪性；满足对象要求的最小软、硬件配置等。
与“计算机系统”的相关特点：嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。
与上两个特点相呼应，这样的计算机必须配置有与对象系统相适应的接口电路。
另外，在理解嵌入式系统定义时，不要与嵌入式设备相混淆。
嵌入式设备是指内部有嵌入式系统的产品、设备，例如，内含单片机的家用电器、仪器仪表、工控单元、机器人、手机、PDA 等。
2.什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，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。
它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四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。
3.什么是嵌入式操作系统？与其他操作系统相比，嵌入式有那些优势？嵌入式操作系统EOS（Embedded Op eratingSystem）是一种用途广泛的系统软件，过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。
EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度工作，控制协调并发活动；它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。
嵌人式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。
什么是嵌入式
什么是嵌入式嵌入式有两种理解，一种理解是“嵌入式技术”，它指的是执行专用功能的一种技术手段；另一种理解是“嵌入式系统”，它指的是一个由硬件和软件组成并且能够独立进行运作的器件。
而在这两者之上，则衍生出了各种应用嵌入式的行业。
1、嵌入式技术：嵌入式技术执行专用功能并被内部计算机控制的设备或者系统。
利用嵌入式技术的系统不能使用通用型计算机，而且运行的是固化的软件，用术语表示就是固件（firmware），终端用户很难或者不可能改变固件。
2、嵌入式系统：嵌入式系统的定义是“以应用为中心，以现代计算机技术为基础，能够根据用户需求(功能、可靠性、成本、体积、功耗、环境等)灵活裁剪软硬件模块的专用计算机系统。
”从应用对象上加以定义，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还能够涵盖机械等附属装置。
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。
实际上，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括操作系统，但大部分嵌入式系统均是由单独程序实现整体控制逻辑。
3、嵌入式开发大体分为四个方向：（1）嵌入式硬件开发：需要熟悉电路等知识，熟悉各种常用元器件，掌握模拟电路和数字电路设计的开发能力。
（2）嵌入式驱动开发：需要熟练掌握Linux操作系统、系统结构、计算机组成原理、数据结构相关知识。
熟悉嵌入式ARM开发，至少掌握Linux字符驱动程序开发。
（3）嵌入式系统开发：需要掌握Linux系统配置，精通处理器体系结构、编程环境、指令集、寻址方式、调试、汇编和混合编程等方面的内容；掌握Linux 文件系统制作，熟悉各种文件系统格式(YAFFS2、JAFFS2、RAMDISK 等)等。
（4）嵌入式软件开发：需要精通Linux操作系统的概念和安装方法等、掌握面向对象编程的基本思想，以及C++语言的基础内容;精通嵌入式Linux下的程序设计，精通嵌入式Linux开发环境，包括系统编程、文件I/O、多进程和多线程、网络编程、GUI图形界面编程、数据库;熟悉常用的图形库的编程，如QT、GTK、miniGUI、fltk、nano-x等。
第01章、嵌入式系统概述
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嵌入式系统的例子
手机: 应用最广的嵌入式系统 汽车:电子系统控制 机床：动作监视与控制 洗衣机:旋转控制，水流控制 数码照相机：读写数据卡 打印机：打印强度，颜色，翻页 飞机：参数控制 …
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1.1.2 嵌入式系统的组成
Vxworks
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Windows CE
WinCE主要应用于PDA，以及智能电话（smart phone）等多媒 体网络产品。微软于2004年推出了代号为“Macallan”的新版 WinCE系列的操作系统。 Windows 的目的，是让不同语言所写的程序可以在不 同的硬件上执行，也就是所谓的.NET Compact Framework，在这 个Framework下的应用程序与硬件互相独立无关。而核心本身是 一个支持多线程以及多CPU的操作系统。在工作调度方面，为了 提高系统的实时性，主要设置了256级的工作优先级以及可嵌入 式中断处理。 如同在PC Desktop环境，Windows CE系列在通信和网络的能 力，以及多媒体方面极具优势。其提供的协议软件非常完整，甚 至还提供了有保密与验证的加密通信，如PCT/SSL。而在多媒体 方面，目前在PC上执行的Windows Media和DirectX都已经应用到 Windows CE 3.0以上的平台，其主要功能就是对图形、影音进行 编码译码，以及对多媒体信号进行处理。 17
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2．ARM微处理器的特点，采用RISC架构的ARM微处理器具有如下特点： 体积小、低功耗、低成本、高性能； 支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，兼容8位/16位器件； 大量使用寄存器，指令执行速度更快； 大多数数据操作都在寄存器中完成； 寻址方式灵活简单，执行效率高； 指令长度固定 3．ARM微处理器系列 ARM7系列 ARM9系列 ARM9E系列 ARM10E系列 SecurCore系列 Intel的StrongARM Intel的Xscale 其中，ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10E为4个通用处理器系列，每一个系 列提供一套相对独特的性能来满足不同应用领域的需求。如ARM7系列适用 于工业控制、网络设备、移动电话等应用；ARM9、ARM9E和ARM10E系列则 更适合无线设备、消费类电子产品的设计。SecurCore系列专门为安全要 13 求较高的应用而设计。
《嵌入式》课后习题答案
第一章1. 简述嵌入式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，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
2. 举例说明嵌入式系统的“嵌入性” 、“专用性” 、“计算机系统”的基本特征。
按照嵌入式系统的定义，嵌入式系统有3个基本特点，即“ 嵌入性”、“ 专用性”与“ 计算机”。
“嵌入性”由早期微型机时代的嵌入式计算机应用而来，专指计算机嵌入到对象体系中，实现对象体系的智能控制。
当嵌入式系统变成一个独立应用产品时，可将嵌入性理解为内部嵌有微处理器或计算机。
“计算机”是对象系统智能化控制的根本保证。
随着单片机向MCU SoC发展，片内计算机外围电路、接口电路、控制单元日益增多，“专用计算机系统”演变成为“内含微处理器”的现代电子系统。
与传统的电子系统相比较，现代电子系统由于内含微处理器，能实现对象系统的计算机智能化控制能力。
“专用性”是指在满足对象控制要求及环境要求下的软硬件裁剪性。
嵌入式系统的软、硬件配置必须依据嵌入对象的要求，设计成专用的嵌入式应用系统。
3. 简述嵌入式系统发展各阶段的特点。
（1）无操作系统阶段：使用简便、价格低廉；（2）简单操作系统阶段：初步具有了一定的兼容性和扩展性，内核精巧且效率高，大大缩短了开发周期，提高了开发效率。
（3）实时操作系统阶段：系统能够运行在各种不同类型的微处理器上，具备了文件和目录管理、设备管理、多任务、网络、图形用户界面Graphic User Interface ，GUI ）等功能，并提供了大量的应用程序接口Application Programming Interface ，API ），从而使应用软件的开发变得更加简单。
（4）面向Internet 阶段：进入21 世纪，Internet 技术与信息家电、工业控制技术等的结合日益紧密，嵌入式技术与Internet 技术的结合正在推动着嵌入式系统的飞速发展4. 简述嵌入式系统的发展趋势。
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嵌入式操作系统与嵌入式处理器1 嵌入式系统嵌入式系统(Embedded System，ES)是将先进的微电子技术、通讯技术和计算机技术与各个具体应用领域相结合的产物，是一个资金技术密集且高度集成创新的知识系统。
嵌入式系统是以应用为中心，计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等方面有严格要求的专用计算机系统。
因此，它具有“嵌入性”、“专有性”和“计算机系统”三个基本要素，其中“嵌入性”是它的特征，“专有性”是它的灵魂，“计算机系统”是它的本质。
根据IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers 电气电子工程师协会)从它的用途来定义，嵌入式系统是用来监视、控制或者辅助机器和设备运行的系统[2]。
其实嵌入式系统就是微操作系统和功能软件的集成，在以微处理器为核心的微型计算机硬件体系中所形成的简易便捷，稳定可靠，经济实用的机电一体化产品。
2 嵌入式处理器嵌入式处理器(Embedded Processor，EP)与通用处理器最大的区别就在于嵌入式处理器大多工作在为不同用户群所设计的特定系统中，它常常将通用处理器中许多由板卡完成的功能集成到芯片内部，从而有利于实现嵌入式系统设计的微型化，同时又保证了较高的可靠性和处理效率。
到目前为止，全球嵌入式处理器的种类已经超过1000多种，其中以ARM、MIPS、Power PC、Motorola 68K、X86等体系结构最为常见，一般将嵌入式处理器分成以下四类：1)嵌入式微控制器 (Microcontroller Unit，MCU);2)嵌入式微处理器 (Embedded Microprocessor Unit，EMPU);3)嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor，EDSP);4)片上系统(System On Chip，SOC)。
一般在嵌入式系统设计中常用的嵌入式微处理器和体系结构主要有以下几种：1) ARMARM(Advanced RISC Machines)公司是全球著名的16/32位精简指令集计算机RISC(Reduced Instruction Set Computer)处理器设计供应商，通过提供高性能与低功耗的RISC处理器芯片设计技术给各个生产厂商来生产满足不同应用领域要求的芯片。
事实上，由于ARM处理器一方面支持16位的Thumb指令集和32位的ARM指令集，另一方面使用了大量的寄存器和灵活的寻址方式来提高系统执行的效率，所以ARM处理器技术已经成为数字通信、工业控制、多媒体家电等嵌入式应用领域的RISC标准。
ARM系列处理器种类很多，目前市场上应用最为广泛的是ARM9和ARM10系列处理芯片。
ARM9处理器由于拥有了五级流水线结构和自带MMU 功能，广泛应用于手持终端和无线通讯等领域。
ARM10处理器由于采用了更高的六级流水线结构和支持DSP指令以及支持64位的AMBA总线接口[5]，其性能较ARM9有了很大的提高，广泛应用于手持PDA以及车载电子等高端领域。
2) MIPSMIPS(Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages)简称无内部互锁流水级的微处理器，是美国MIPS技术公司推出的一种基于RISC架构的高性能高档次的处理器内核。
MIPS采用了先进的设计理念和清晰的系统结构，强调软硬件协同工作以提高处理器性能，同时简化了硬件设计，采用软件方法来避免流水线运行中的数据相关问题。
虽与ARM处理器相比，MIPS体系结构的处理器功耗要高些，但它具备了从32位低端产品到64位高端产品的完整解决方案，而且在知识产权的授权费用上MIPS要低于ARM，因此，MIPS内核逐渐被越来越多的消费类电子产品和工业控制产品的设计所采用。
3) Power PCPowerPC(Performance optimization with Enhanced RISC performance Computing)简称性能优化与增强的RISC性能计算，是由IBM、Motorola和Apple 公司联合开发的一款高性能32/64位RISC处理器，其主要特点是可伸缩性好，方便灵活和较高的性价比。
常见的基于Power PC架构的处理器有IBM公司的Power PC64S(深蓝内部的CPU)、Power PC750、Power PCG3以及Motorola公司的MC和MPC系列等。
目前，基于Power PC体系结构的处理器广泛应用于桌面PC系统、移动PC系统、嵌入式系统以及金融电信等行业。
4) Motorola 68KMotorola 68K采用复杂指令集计算机CISC(Complex Instruction Set Computer)架构[8]，是出现比较早的嵌入式处理器，在全球的各种嵌入式处理器应用领域中取得了巨大成功。
曾经Sun微计算机公司把这款处理器应用于早期的产品开发中。
5) X86X86系列处理器起源于Inter架构的8080，然后发展出286、386、486直到现在的奔腾处理器乃至双核处理器。
从嵌入式市场分布来看，486DX也是与ARM、68K、MIPS、SuperH齐名的五大嵌入式处理器之一。
目前市场上基于X86体系结构的PC104产品占有很大的市场份额。
3 嵌入式操作系统嵌入式操作系统(Embedded Operating System，EOS)是嵌入式系统的重要组成部分，它通常运行在嵌入式硬件平台之上，对整个系统的软硬件资源进行有效管理控制和协调调度的系统软件。
嵌入式操作系统可以分为两大类：嵌入式实时操作系统(Embedded Real-time Operating System，ERTOS)和嵌入式分时操作系统。
实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在确定的时间内对事件进行处理，并控制所有任务协调一致运行的操作系统。
实时操作系统对响应时间有着严格的要求，绝对不能错过该时限要求，否则就会引起严重的错误。
而分时操作系统则按照相等的时间片(time slicing)轮流调度进程执行，在执行的时间上并没有实时操作系统要求的那么严格，错过任务执行的最后截止期限或执行时序上的偏差，并不会造成系统的崩溃，带来灾难性的后果。
通常按照对截止期限(Deadline)要求的不同，嵌入式实时操作系统又可以分为硬实时系统(Hard Real-time OS)和软实时系统(Soft Real-time OS)。
硬实时系统是指对系统响应时间有着严格的要求，在任务的截止期限内必须及时响应，绝对不能错过任务处理的截止期限，否则就会引起系统崩溃或者导致灾难性后果。
软实时系统是指系统任务一般能够在截止期限到达前得到处理，但是如果系统响应时间错过处理的截止期限，它并不会导致系统崩溃或出现致命的'错误。
1998年，Bernat和Burns两位科学家又提出弱硬实时(Weakly Hard Real-time)的概念[9]，即实时任务可以错过截止期限，但任务错过的截止期限必须可预知且被限制在一定的时间范围内。
从定义上看，弱硬实时能够科学地定义软实时任务的实时特性及实时要求，是对软实时系统的细化和发展。
两者相似之处都允许系统中的实时任务错过截止期限，而不同之处在于弱硬实时系统在软实时系统的基础上加了一些对截止期限的限制，规定了任务错过的截止期限数必须可预知且被限定在一定的范围之内。
弱硬实时系统的优点就在于能够对软实时系统中实时任务“软”的程度进行定性，同时虽然弱硬实时系统对任务在单个周期中的特性要求是“软”的，但从任务窗口的角度来看，弱硬实时系统对任务的要求又是“硬”的，即任务错过的截止期限必须可预知且被严格限制。
目前国内外常见的嵌入式操作系统主要有以下几种：1) Windows CEWindows CE是美国Microsoft公司专门为各种移动和便携式消费类电子产品等嵌入式应用系统设计的一款32位高性能微内核结构的多任务多用户的操作系统。
它具有一个简洁高效的基于完整优先权的可抢占式操作系统内核[10]，支持强大的通信和图形实现功能，能够适应广泛的系统需求。
Windows CE不需要任何特定的硬件结构，实际的硬件结构完全由用户根据需要自由设计。
现在Microsoft 公司又推出了针对移动通信产品应用的Windows Mobile操作系统，占据了很大的市场份额。
2) VxWorksVxWorks是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种具有工业领导地位的高性能实时操作系统[21]。
VxWorks采用一种微内核结构(最小体积<8KB)，包括了进程管理、存储管理、设备管理、文件系统管理、网络协议及系统应用等几个部分，为用户提供高效的实时多任务管理与调度的能力、微秒级的中断处理能力、系统资源之间灵活的通信机制，并且具有优先级排队和循环调度的能力。
VxWorks支持多种体系结构的处理器，如X86、i960、Sun Sparc、Motorola、MC68xxx、ARM、Power PC等，和广泛的工业标准，如POSIX1003.b实时扩展。
此外，VxWorks还支持多种物理介质标准和完整的TCP/IP网络协议，支持多处理器并行工作，具有快速多任务切换、抢占式任务调度、任务间通信方式多样化的特点，并且完全符合ANSIC的标准，是目前应用最为广泛、市场占有率最高的实时系统之一。
3) μC/OS-IIμC/OS-II是一款专门为计算机嵌入式应用而设计的基于静态优先级的抢占式调度的多任务实时操作系统，是一种免费且开源的操作系统。
μC/OS-II系统采用MicroWindow图形系统。
由于μC/OS-II不支持文件系统，不支持驱动程序和应用程序的模块加载，因此在进行系统开发时，内核和驱动程序以及应用程序都是集中编译的。
经过十多年的应用和修改，已经被移植到多种处理器平台上。
μC/OS-II由于内核小巧，占用空间小，执行效率高，实时性能优良和具有较强的可扩展性，广泛应用于航空航天等领域。
4) QNXQNX是加拿大QNX Software System公司于1980年开发的一款可扩展的分布式微内核嵌入式实时操作系统。
它部分遵循POSIX标准，如POSIX.1(程序接口)和POSIX.2(Shell和工具)以及POSIX.1b(实时扩展)。
用户可以把应用程序与内核直接编译在一起，生成一个单一的多线程映像。
QNX提供POSIX.1b标准进程调度：32个进程优先级、基于优先级的抢占式进程调度，其进程在独立的地址空间运行。
此外，QNX内核非常小巧(QNX4.x大约为12Kb)而且运行速度极快，但是QNX不能很好支持GUI系统，目前市场占有量不是很大。