文档介绍：嵌入式系统——基础知识操作系统os控制和管理计算机软硬件资源,合理组织计算机工作流程,方便用户使用计算机的系统软件。可将OS看成是应用程序与硕件间的接口或虚拟机。OS功能:进程管理、存储管理、文件管理、设备管理、网络和通信管理等。嵌入式操作系统EOS运行在嵌入式帔件平台上,对整个系统及其所操作的部件装置等资源进行统一协调、指挥和控制的系统软件。EOS特点:微型化、可裁剪性、实时性、高可靠性、易移植性重点关注:高实时性、硬件相关依赖性、软件固化、应用专用性、网络功能。实时操作系统TROS能使计算机及时响应外部事件请求,并能及时控制所有实时设备与实时任务协调运行,且能在规定时间内完成事件处理的0SoRTOS基本要求:1、逻辑功能正确:RTOS的计算必须产生正确的结果;2、时间正确:RTOS的计算必须在预定的周期内完成。RTOS应满足条件:1、多任务系统;2、任务的切换时间应与系统小的任务书无关;3、中断延时的时间可预知并尽可能短。无论在什么情况下,OS完成任务所需的时间应该是在程序设计时就可预知的。嵌入式实时操作系统ERTOS用于嵌入式系统,对系统资源和多个任务进行管理,且具有高可靠性、良好可裁剪性等优良性能的,为应用程序提供运行平台和实时服务的微型系统软件。ERTOS最重要的三项服务:1、多任务管理2、内存管理3、外围资源管理嵌入式微处理器(特点)1、对实时多任务OS有很强的支持能力;2、具有功能很强的存储区域保护功能;3、处理器结构可扩展;4、低功耗;微处理器主要发展方向:小体积、高性能、低功耗微处理器分类:MCU、MPU、DSP、SOC嵌入式系统发展方向1、嵌入式开发是一项系统工程,嵌入式系统厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身,还需要提供强大的硬件开发工具与软件支持包;2、网络化、信息化的要求随着因特网技术的成熟、宽带的提高而FI益提高,使得以往单一功能的设备功能不再单一,结构更加复杂;3、网络互连成为必然趋势(IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth等网络接口);4、精简系统内核、算法、降低功耗和软硬件成本;5、提供友好的多媒体人机界面。嵌入式系统特点机软硬件于一体,可独立工作的计算机系统。1、专用性强; 2、可裁剪性; 3、实时性与可靠性;4、功耗低; 5、系统内核小;6、系统精简;7、实时多任务OS;8、专门开发工具与环境;嵌入式系统的核心往往是一个只有几KB到几十KB的微内核。通常把嵌入式系统概念的重心放在“系统”上,指能够运行OS的软硬件总体。嵌入式系统构成,硬件:微处理器、外围接口和存储器;屮间层:BSP/HAL;软件:RTOS及其上运行的应用软件。嵌入式系统框架可分为4部分:处理器、存储器、I/O、软件。嵌入式CPU将通用CPU中许多由板卡完成的任务集成到芯片内部。多数嵌入式设备的应用软件和OS紧密结合。嵌入式软件体系结构1、无OS情形(1) 循环轮转方式:把系统功能分成若干不同的任务,然后把它们包含在一个无限的循环语句中,按照顺序逐一执行,Z后再循环。缺点:过于简单,无法处理异步事件,缺乏并发处理能力。(2) 前后台系统:在循环轮转的基础上,增加了屮断处理功能;foreground(前台程序:事件处理级程序):中断服务程序ISR,处理异步事件;background(后台程序:任务级程序):系统管理调度程序,无限循环,负责嵌入式系统软硬件资源的分配、管理及任务调度。2、有OS情形(1) 提高了系统可靠性;(2) 提高了系统开发效率,降低了开发成本,缩短了开发周期;(3) 有利于系统的扩展和移植;对不同的嵌入式操作系统,所包含的组件可能各不相同。一般來说,所有的OS都会有一个内核Kernel,内核指OS中的一个组件,包含了OS的主耍功能,即OS的各种特性及其相互间的依赖关系。(任务管理、存储管理、文件管理、设备管理、网络管理)嵌入式操作系统分类1、按“系统类型”分类:商用系统、专业系统、开源系统;2、按“响应时间”分类:RTOS、非RTOS;3、按“软件结构”分类:单体结构、分层结构、微内核结构;差别体现在两方面:(1)内核的设计,即内核中包含了哪些功能组件;(2)系统中集成了哪些其他的系统软件。(1) 单体结构(eg:linux):在单体结构的OS屮,屮间件和设备驱动程序通常集成在系统内核中,整个系统通常只有一个可执行文件,包含了所有的功能组件。整个OS由一组功能模块构成,这些功能模块间可以相互调用。优点:性能较好,系统各模块间可以相互调用,通信开销小;缺点:OS体积庞大,高度集成,在系统裁剪、修改和调试等方面较为困难。(2) 分层结构:在分层结构小,一个OS被划分为若干个层次,齐层间的调用关系是单向的。分层结构的OS也只有一个大的可执行文件,包含设备驱动