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嵌入式系统简介嵌入式系统的组成嵌入式系统开发流程.ppt

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嵌入式系统简介嵌入式系统的组成嵌入式系统开发流程.ppt

上传人:小落意心冢 2022/7/18 文件大小:1.93 MB

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嵌入式系统简介嵌入式系统的组成嵌入式系统开发流程.ppt

文档介绍

文档介绍:嵌入式系统简介嵌入式系统的组成嵌入式系统开发流程
广义上讲,凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可称为嵌入式系统。如各类单片机和DSP系统。这些系统在完成较为单一的专业功能时具有简洁高效的特点。但由于他们没有操作系统,管理系统硬件和更为复杂的系统。
各种通用处理器内核将作为SoC设计公司的标准库,成为 VLSI设计中一种标准的器件,用标准的VHDL等语言描述。
用户只需定义出整个应用系统,仿真通过后,就可以将设计图交给半导体工厂制作样品。
这样除个别无法集成的器件以外,整个嵌入式系统大部分均可集成到一块或几块芯片中去,应用系统电路板将变得很简洁,对于减小体积和功耗、提高可靠性非常有利。
嵌入式片上系统ESoC
嵌入式系统软件核心包括:
系统软件:嵌入式操作系统
支撑软件:嵌入式软件开发平台及工具
应用软件:嵌入式应用软件
嵌入式系统软件核心
1.软件要求固态化存储
为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中,而不是存贮在磁盘中。
2.软件代码高质量、高可靠性
尽管半导体技术的发展使处理器速度不断提高、片上存储器容量不断增加,但在大多数应用中,存储空间仍然是宝贵的,还存在实时性的要求。为此要求程序编写和编译工具的质量要高,以减少程序二进制代码长度、提高执行速度。
嵌入式系统软件的特征
3.操作系统软件具有高实时性
在多任务嵌入式系统中,对各项任务进行统筹兼顾、合理调度是保证系统功能的关键,单纯提高处理器的速度是无法完成这些要求的,也是没有效率的,这种任务调度只能由优化编写的系统软件来完成,因此操作系统软件的高实时性是基本要求。
4 嵌入式系统应用语言:
据统计,在嵌入式系统设计中,最受欢迎的前3种编程语言分别是C(%)、汇编(%)和C++ (%)。
嵌入式系统软件的特征
通用计算机具有完善的操作系统,应用程序的开发以及完成后的软件都在OS平台上面运行,但一般不是实时的。
嵌入式系统则不同,应用程序用汇编语言和C语言来开发,可以没有操作系统直接在芯片上运行;但是为了合理地调度多任务、利用系统资源,用户必须自行选配RTOS开发平台,这样才能保证程序执行的实时性、可靠性,并减少开发时间,保障软件质量。
嵌入式实时操作系统
一般来说,操作系统内核只提供基本的功能,如建立和管理进程、管理设备等。但是,一些桌面操作系统,如Windows等,将许多功能引入内核,操作系统的内核变得越来越大。内核变大使得占用的资源增多,剪裁起来很麻烦。
嵌入式操作系统采用微内核结构,内核只提供基本的功能,比如:任务的调度、任务之间的通信与同步、内存管理、时钟管理等。其它的应用组件,比如网络功能、文件系统等均工作在用户态,以系统进程或函数调用的方式工作。因而系统都是可裁减的,用户可以根据自己的需要选用相应的组件。
嵌入式实时操作系统特点 1.微内核结构
任务的调度有三种方式:可抢占式调度、不可抢占式调度和时间片轮转调度。
不可抢占式调度:一个任务一旦获得CPU就独占CPU运行,除非由于某种原因,它决定放弃CPU的使用权;
可抢占式调度:基于任务优先级,当前正在运行的任务可以随时让位给优先级更高的处于就绪态的其它任务;
时间片轮转调度:当两个或两个以上任务有同样的优先级,不同任务轮转地使用CPU,直到系统分配的CPU时间片用完。
目前,大多数嵌入式操作系统对不同优先级的任务采用基于优先级的抢占式调度法,对相同优先级的任务则采用时间片轮转调度法。
嵌入式实时操作系统特点 2.任务调度
多数嵌入式系统对时间的要求较高,称之为实时系统。
有两种类型的实时系统:硬实时系统和软实时系统。
软实时系统并不要求限定某一任务必须在一定的时间内完成,只要求各任务运行得越快越好;
硬实时系统对系统响应时间有严格要求,一旦系统响应时间不能满足,就可能会引起系统崩溃或致命的错误,一般在工业控制中应用较多。
嵌入式实时操作系统特点 3.硬实时和软实时
一些桌面操作系统使用了虚拟存储器的概念。采用段式管理、页式管理、或段页式管理。
但是,大多数嵌入式系统不使用虚存技术,对内存的访问是直接的,使用物理地址;而且,大多数嵌入式操作系统对内存空间没有保护,各个进程共享同一个运行空间。一个进程在执行前,系统必须为它分配足够的连续地址空间,然后全部载入主存储器。
由此可见,嵌入式系统的开发人员必须参与系统的内存管理,对软件中的一些内存操作必须格外小心。
嵌入式实时操作系统特点 4.内存管理
嵌入式操作系统内核可以在Flash上直接运行,也可以加载到内存中运行。
Flash的运行方式,