嵌入式系统及应用——第7章 嵌入式软件设计方法
- 格式:ppt
- 大小:2.02 MB
- 文档页数:83
嵌入式软件开发的方法和实践嵌入式软件是指运行在嵌入式系统中的软件,嵌入式系统是指功能单一、资源受限、可视性较差的计算机系统,嵌入式软件的开发相对传统软件开发具有自身的特点。
嵌入式软件开发通常涉及到硬件和软件的深度结合,需要对硬件有深入的了解。
除此之外,嵌入式软件开发还需要对实时性、可靠性、功耗等方面进行考虑。
以下是嵌入式软件开发的方法和实践:1. 了解嵌入式硬件和通信协议在进行嵌入式软件开发时,需要对嵌入式硬件有一定的了解。
嵌入式硬件有很多种类,例如单片机、ARM芯片等。
因此,开发人员需要了解不同类型的嵌入式硬件的特点和使用。
此外,开发人员还需要了解嵌入式系统的通信协议,例如UART、SPI、I2C协议等。
2. 使用正确的开发工具嵌入式软件开发需要使用一些开发工具,例如编译器、调试器、仿真器等。
使用正确的开发工具可以提高开发效率和软件质量。
选择合适的编译器、调试器和仿真器可以帮助开发人员更好地代码调试和集成。
3. 遵循软件设计原则软件设计原则是指设计软件时应该遵循的原则,例如单一功能原则、开闭原则、里氏替换原则等。
遵循软件设计原则可以使得软件具有可维护性和可扩展性,并且使得软件更加可靠和安全。
4. 重视代码规范代码规范是指在编写代码时应该遵守的规则。
这些规则可以使代码更加规范、清晰、易于维护,并且可以减少出错的风险。
例如,使用统一的命名规范、避免使用魔法数、避免使用全局变量等。
5. 进行代码复用和模块化设计代码复用是指在开发软件时利用已经开发完成的代码或软件模块。
利用代码复用可以提高软件开发效率,并且可以减少出错的风险。
模块化设计是指将软件分成多个模块,每个模块可以独立运行,可以提高软件可维护性和可扩展性。
6. 注意实时性和可靠性嵌入式软件常常需要满足实时性和可靠性的要求。
实时性要求必须在规定的时间内完成某个操作,否则将会影响系统正常运行。
为此,开发人员需要在开发过程中考虑嵌入式软件的实时性,并使用合适的算法和数据结构进行优化。
嵌入式系统的软件设计与实现嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,通常是作为其他设备或系统的一部分运行。
这些系统硬件资源有限,体积小、价格低廉,能够完成一些特定的任务,如自动控制、数据采集、智能家居等。
嵌入式系统的软件设计与实现就显得非常重要,下面来详细谈一下。
一、嵌入式系统的软件特点1. 稳定性要求高:嵌入式系统通常采用实时操作系统,以保证其对外部事件及时响应。
因此,嵌入式系统的软件需要保证稳定性和可靠性。
2. 资源受限:由于嵌入式系统硬件成本低,因此往往存在CPU速度慢、内存容量小、存储空间有限等问题。
这就使得嵌入式系统的软件设计必须考虑系统资源使用上限。
3. 外设接口多样:嵌入式系统各类外部设备的接口协议通常是固定的,不同厂家和型号会有所差异。
因此在软件设计中,需要考虑统一的接口协议以及良好的系统兼容性。
二、嵌入式系统软件设计流程1. 需求分析:首先明确系统的功能需求以及相应的技术要求,比如系统实时性、资源消耗等方面。
2. 模块分析:基于需求分析,将系统划分为若干个模块,每个模块具有特定的功能。
模块之间遵循相对独立的接口进行通信,使得系统的设计更加模块化和可维护。
3. 接口设计:每个模块会涉及到与外部设备接口的协议设计,需要考虑外部设备的不同接口特性,设计出通用的接口协议。
4. 架构设计:嵌入式系统的架构设计包括了整个系统的模块组成以及之间的相互关系,应该具备良好的可拓展性、可维护性、易于测试性等特点。
5. 编码实现:完成软件框架的构建后,进行代码的实现和调试。
6. 软件集成:将各个单元模块进行集成,完成整个系统的调试和测试。
三、嵌入式系统软件实现技术1. C语言:C语言是嵌入式系统的主流编程语言,可以针对特定硬件和操作系统进行优化,并且可以实现底层硬件访问的控制。
2. 汇编语言:对于一些底层驱动开发及特殊操作,使用汇编语言可以加快程序运行速度,减小ROM和RAM的占用空间。
3. Linux/Unix系统:在一些高端的嵌入式系统中,采用Linux/Unix操作系统可以获得强大的功能和丰富的工具集。
嵌入式实验电子教案文档第一章:嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义与特点介绍嵌入式系统的概念解释嵌入式系统的特点,如实时性、功耗低、资源有限等1.2 嵌入式系统的应用领域列举常见的嵌入式系统应用领域,如家电、医疗、工业控制等1.3 嵌入式系统的发展趋势讨论嵌入式系统的发展趋势,如物联网、智能制造等第二章:嵌入式硬件基础2.1 嵌入式处理器介绍嵌入式处理器的基本概念讲解常见嵌入式处理器架构与选型2.2 嵌入式硬件平台介绍嵌入式硬件平台的基本组成分析嵌入式硬件平台的设计与选型原则2.3 嵌入式外围设备讲解嵌入式外围设备的作用与选型,如存储器、传感器等第三章:嵌入式软件基础3.1 嵌入式操作系统介绍嵌入式操作系统的概念与作用讲解常见嵌入式操作系统,如Linux、uc/OS、FreeRTOS等3.2 嵌入式软件开发工具介绍嵌入式软件开发工具的概念与作用讲解常见嵌入式软件开发工具的使用方法,如编译器、调试器等3.3 嵌入式软件设计方法讲解嵌入式软件设计方法与流程分析嵌入式软件的模块化设计、实时性要求等第四章:嵌入式系统设计与实践4.1 嵌入式系统设计流程讲解嵌入式系统设计的整个流程,包括需求分析、硬件选型等4.2 嵌入式系统实践项目提供一个具体的嵌入式系统实践项目案例分析项目的需求、设计方案、实现过程等4.3 嵌入式系统设计的注意事项讨论嵌入式系统设计中需要注意的问题,如安全性、稳定性等第五章:嵌入式系统的应用案例分析5.1 智能家居嵌入式系统应用案例分析智能家居嵌入式系统的需求、架构、实现方法等5.2 工业控制嵌入式系统应用案例分析工业控制嵌入式系统的需求、架构、实现方法等5.3 无人驾驶嵌入式系统应用案例分析无人驾驶嵌入式系统的需求、架构、实现方法等第六章:嵌入式系统编程语言6.1 嵌入式系统编程基础介绍嵌入式系统编程的基本概念讲解嵌入式系统编程的常用语言,如C、C++、汇编等6.2 嵌入式系统编程技巧讲解嵌入式系统编程的技巧与最佳实践分析如何提高嵌入式系统编程的效率和质量6.3 嵌入式系统编程实例提供几个简单的嵌入式系统编程实例引导学生通过实例掌握嵌入式系统编程的方法和技巧第七章:嵌入式系统调试与优化7.1 嵌入式系统调试方法介绍嵌入式系统调试的基本方法讲解嵌入式系统调试工具的使用,如逻辑分析仪、示波器等7.2 嵌入式系统性能优化讲解嵌入式系统性能优化的方法与策略分析如何提高嵌入式系统的运行效率和响应速度7.3 嵌入式系统调试与优化实例提供几个嵌入式系统调试与优化的实例引导学生通过实例掌握嵌入式系统调试与优化的方法和技巧第八章:嵌入式系统安全与防护8.1 嵌入式系统安全概述介绍嵌入式系统安全的概念与重要性讲解嵌入式系统安全的基本要求与挑战8.2 嵌入式系统安全防护技术讲解嵌入式系统安全防护的技术与方法分析如何防止嵌入式系统受到恶意攻击和非法访问8.3 嵌入式系统安全防护实例提供几个嵌入式系统安全防护的实例引导学生通过实例了解和掌握嵌入式系统安全防护的方法和技巧第九章:嵌入式系统项目管理与团队协作9.1 嵌入式系统项目管理概述介绍嵌入式系统项目管理的概念与重要性讲解嵌入式系统项目管理的基本流程与方法9.2 嵌入式系统项目团队协作讲解嵌入式系统项目团队协作的重要性与方法分析如何提高嵌入式系统项目团队的工作效率和协作质量9.3 嵌入式系统项目管理实例提供几个嵌入式系统项目管理与团队协作的实例引导学生通过实例了解和掌握嵌入式系统项目管理和团队协作的方法和技巧第十章:嵌入式系统发展趋势与未来挑战10.1 嵌入式系统发展趋势分析嵌入式系统的发展趋势,如物联网、大数据、等讲解新兴技术对嵌入式系统发展的影响和挑战10.2 嵌入式系统未来挑战讨论嵌入式系统在未来发展中所面临的挑战引导学生思考如何应对这些挑战,推动嵌入式系统的创新与发展10.3 嵌入式系统发展方向的思考引导学生思考嵌入式系统的未来发展方向鼓励学生积极参与嵌入式系统的研究与创新,为嵌入式系统的发展贡献力量重点和难点解析重点环节1:嵌入式系统的基本概念与特点嵌入式系统是一类专用的计算机系统,它集成了硬件和软件,用于完成特定的任务。
嵌入式软件设计嵌入式软件设计是指为嵌入式系统设计开发软件程序的过程。
嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,它旨在执行特定任务,并通常涉及与物理世界的交互。
常见的嵌入式系统包括现代汽车、数字相机、智能手机、路由器、交通信号灯和医疗设备等。
这些设备需要高度优化、可靠且高效的软件,以便能够正确地执行其功能。
在开始嵌入式软件设计之前,首先要确定系统的架构和需求。
架构涉及处理器选择、内存容量、存储器、输入/输出接口和各种系统总线等。
需求涉及系统功能、性能、安全、可靠性和易用性等方面。
这些因素都将影响软件设计和开发的过程。
嵌入式软件通常是使用低级编程语言(如C或汇编语言)编写的。
低级语言允许程序员直接控制硬件的配置和操作。
这样可以最大程度地优化程序的性能和资源使用效率。
然而,低级编程语言也非常容易出错,因此需要进行精心的测试和调试工作。
在嵌入式软件设计的过程中,还需要考虑到多线程、中断处理、存储器管理和通信协议等方面。
多线程可以提高系统的并发性和响应能力,但也容易引入bug和死锁等问题。
中断处理可以确保在紧急情况下及时响应事件,但也可能会影响系统的稳定性。
存储器管理可以确保软件的内存使用高效,并确保不会发生内存泄漏和缓冲区溢出等问题。
通信协议可以确保与其他设备和系统之间的通信正确进行。
除了开发软件之外,还需要对软件进行测试和调试。
测试可以检测软件中的缺陷和错误,并帮助程序员调整代码以更好地满足预期的功能和性能要求。
调试可以帮助程序员快速定位问题并进行纠正。
最后,为了确保飞行安全和质量控制等方面的要求,嵌入式软件应符合国际标准和规范,例如RTCA-DO-178C(飞机软件开发的安全认证标准)和ISO 26262(汽车软件开发的安全认证标准)。
总之,嵌入式软件设计需要开发人员经过深思熟虑和严谨的方法来开发高效、高可靠性的软件程序。
这需要程序员具备一定的专业知识和技能,同时也需要完善的软件开发流程和测试方法。
只有这样,才能保证嵌入式系统的安全性和正常运行,同时也满足客户的需求和期望。
第一章嵌入式系统概论1.嵌入式系统的定义是什么?答:以应用为中心,以计算机技术为基础,硬件、软件可裁剪,功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
2.简述嵌入式系统的主要特点。
答:(1)功耗低、体积小、具有专用性(2)实时性强、系统内核小(3)创新性和高可靠性(4)高效率的设计(5)需要开发环境和调试工具3. 嵌入式系统一般可以应用到那些领域?答:嵌入式系统可以应用在工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、网络及电子商务、环境监测和机器人等方面。
4. 简述嵌入式系统的发展趋势答:(1)嵌入式应用的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持(2)连网成为必然趋势(3)精简系统内核、算法,设备实现小尺寸、微功耗和低成本(4)提供精巧的多媒体人机界面(5)嵌入式软件开发走向标准化5.嵌入式系统基本架构主要包括那几部分?答:嵌入式系统的组织架构是由嵌入式处理器、存储器等硬件、嵌入式系统软件和嵌入式应用软件组成。
嵌入式系统一般由硬件系统和软件系统两大部分组成,其中,硬件系统包括嵌入式处理器、存储器、I/O系统和配置必要的外围接口部件;软件系统包括操作系统和应用软件。
6.嵌入式操作系统按实时性分为几种类型,各自特点是什么?答:(1)具有强实时特点的嵌入式操作系统。
(2)具有弱实时特点的嵌入式操作系统。
(3)没有实时特点的嵌入式操作系统。
第二章嵌入式系统的基础知识1.嵌入式系统体系结构有哪两种基本形式?各自特点是什么?答:冯诺依曼体系和哈佛体系。
冯诺依曼体系结构的特点之一是系统内部的数据与指令都存储在同一存储器中,其二是典型指令的执行周期包含取指令TF,指令译码TD,执行指令TE,存储TS四部分,目前应用的低端嵌入式处理器。
哈佛体系结构的特点是程序存储器与数据存储器分开,提供了较大的数据存储器带宽,适用于数据信号处理及高速数据处理的计算机。
2.在嵌入式系统中采用了哪些先进技术?答:(1)流水线技术(2)超标量执行(3)总线和总线桥3.简述基于ARM架构的总线形式答:ARM架构总线具有支持32位数据传输和32位寻址的能力,通过先进微控制器总线架构AMBA支持将CPU、存储器和外围都制作在同一个系统板中。
网络天地摘 要:嵌入式系统可以实现控制、监视或管理设备的功能,因此在实际中有着广泛应用。
但嵌入式系统软件设计中如何满足功能要求、如何控制设计成本与时间,是设计中需要考虑的主要问题。
本文中笔者简述嵌入式系统设计的原理与设计,详细阐述其在设计中的具体应用。
关键词:嵌入式系统;软件设计;方法应用引言嵌入式系统是一种可以完全嵌入控制件内部的计算机系统,本身为满足特定应用功能设计的系统。
现阶段网络技术与计算机技术迅速普及,促进嵌入式系统的进一步完善,在很多行业中发挥着重要作用。
近些年互联网技术高速发展,直接将嵌入式系统推动到新的高度,对其功能提出更高的要求,造成设计与开发难度增大,有必要做好相关研究工作。
本文中笔者主要分析嵌入式系统软件设计方法及应用。
1 嵌入式系统特点分析嵌入式系统是一种应用在专业领域具备特殊要求的专业系统,与一般系统应用的多样化与适用性存在根本性区别。
1.1 嵌入式系统一般具有特定方向,有着实时性要求。
嵌入式CPU主要为特定用户群设计的专业系统,具有小体积、低成本及功耗低等特点,在芯片内部集中通用CPU板卡完成任务,在提高嵌入式系统功能的同时,向着小型化与专业化方向发展,在提高移动能力的基础上增加网络耦合能力。
1.2 嵌入式系统是高科技产物,这一特点具有技术高、资金多、创新快等特点。
同时嵌入式系统与具体应用有效结合,其升级与产品同步进行,因此具有较长的生命周期,不会很快被市场淘汰。
1.3 设计嵌入式系统软硬件时必须高效率,在保证系统运行安全稳定与可靠的基础上,在同样硅片上实现性能最大化。
在降低应用成本时,选择更具有市场竞争力的处理器。
1.4 嵌入式系统本身不具备自举开发能力。
即使设计完成以后,用户通常也不能对其中的程序功能进行修改,必须有一套交叉开发工具和环境 才能进行开发。
2 嵌入式系统软件设计流程分析嵌入式系统软件射流流程类似于通用软件,但有着特殊的更加严格的性能要求。
比如设计中需要严格控制实时性能与可控性能,精度要求更高,笔者认为软件设计流程可以划分成五个环节。
嵌入式软件设计方案引言嵌入式软件设计在现代科技发展中扮演着重要的角色。
嵌入式系统是一类特殊的计算机系统,通常嵌入在其他设备中,用于控制和管理设备的功能。
嵌入式软件在各个行业都有广泛的应用,如汽车行业、通信行业、医疗设备等。
本文将讨论嵌入式软件设计的基本原则和步骤,并给出一个示例来说明具体的设计方案。
基本原则可靠性嵌入式软件的可靠性是设计的核心要素之一。
嵌入式系统通常是用于控制和管理关键设备和功能的,并且往往要在恶劣环境中运行,如高温、湿度、振动等。
因此,软件设计要考虑到系统的可靠性,尽量避免故障和错误。
效率嵌入式系统通常有资源限制,如内存、处理器速度等。
因此,嵌入式软件设计需要尽可能高效地利用系统资源,以提高系统的性能和响应速度。
可维护性嵌入式软件设计要考虑到系统的可维护性。
嵌入式系统的生命周期通常很长,需要在产品的整个生命周期内进行维护和升级。
因此,软件设计要具备良好的可维护性,方便进行代码调试、修改和扩展。
设计步骤系统需求分析在进行嵌入式软件设计之前,需要进行系统需求分析。
这包括对系统功能、资源要求、性能要求等方面进行全面的分析和规划。
通过系统需求分析,可以明确设计的目标和约束,为后续的设计工作提供指导。
架构设计架构设计是嵌入式软件设计的关键步骤之一。
在架构设计阶段,需要确定软件系统的组织结构、模块划分、通信接口等。
良好的架构设计可以提高系统的可维护性和可扩展性,同时也确保系统的性能和可靠性。
在进行模块设计时,需要将系统按功能划分成多个模块,并确定模块之间的接口和交互方式。
每个模块需要明确其功能和责任,以便在实施阶段进行模块开发和集成。
模块设计也要考虑到系统的资源限制和效率要求,以便进行资源优化和性能优化。
接口设计接口设计是嵌入式软件开发中的重要环节。
在接口设计时,需要定义各个模块之间的接口规范,包括数据格式、传输方式、通信协议等。
良好的接口设计可以确保模块之间的良好协作和数据交换。
编码实现在编码实现阶段,根据模块设计和接口设计的要求,进行具体的编码和开发工作。
嵌入式系统软件设计方法研究及应用一、本文概述随着科技的飞速发展和智能化趋势的加剧,嵌入式系统已广泛应用于各个行业,如智能家居、汽车电子、工业自动化等。
作为这些系统的核心,嵌入式软件的设计质量直接关系到整个系统的性能和稳定性。
因此,对嵌入式系统软件设计方法的研究和应用显得尤为重要。
本文旨在深入探讨嵌入式系统软件设计的方法论,并结合实际应用案例进行分析。
我们将概述嵌入式系统软件设计的基本概念和特点,阐述其与传统软件设计的异同。
接着,我们将重点介绍几种主流的嵌入式软件设计方法,如基于模型的设计、敏捷开发方法等,并分析它们的优势和适用场景。
本文还将探讨嵌入式系统软件设计过程中的关键技术,如实时性、低功耗、可靠性等。
我们将分析这些技术在实际应用中的挑战和解决方案,为嵌入式软件开发者提供有益的参考。
我们将通过几个具体的应用案例,展示嵌入式系统软件设计方法在实际项目中的应用效果。
这些案例将涵盖智能家居、汽车电子、工业自动化等领域,以展示嵌入式软件设计的多样性和创新性。
通过本文的研究和讨论,我们期望能够为嵌入式系统软件设计领域的发展做出一定的贡献,并为相关从业人员提供实用的参考和指导。
二、嵌入式系统软件设计基础三、嵌入式系统软件设计方法四、嵌入式系统软件设计优化技术五、嵌入式系统软件设计案例分析六、嵌入式系统软件发展趋势与挑战随着科技的飞速发展,嵌入式系统软件作为连接物理世界与数字世界的桥梁,其重要性日益凸显。
嵌入式系统软件的发展趋势与挑战,也随之成为业界关注的焦点。
发展趋势方面,嵌入式系统软件正朝着更高性能、更低功耗、更强安全性的方向发展。
随着芯片技术的不断进步,嵌入式系统的处理能力得到了大幅提升,这使得更复杂、更大型的软件可以在嵌入式系统上运行。
随着物联网、移动计算等技术的普及,嵌入式系统的功耗问题日益突出,因此,低功耗设计成为嵌入式系统软件的重要发展方向。
随着网络安全问题的日益严重,嵌入式系统的安全性也受到了前所未有的关注,安全性设计已成为嵌入式系统软件不可或缺的一部分。
贵州理工学院
教案
2017 ~2018 学年第 2 学期
学院(部、中心)电信工程学院
课程名称嵌入式系统基础
专业、年级、班级网络151,152,153,154
主讲教师李云冀
教案编写说明
教案又称课时授课计划,是任课教师的教学实施方案。
任课教师应根据专业的培养方案,紧扣教学大纲,认真分析教学内容,切合学生实际,提前编写设计好每门课程每个章、节或主题的全部教学活动。
教案编写说明如下:
1、编号:按施教的顺序标明序号(每堂课一个序号)。
2、教学时数:指完成一个授课题目所用教学时间。
理论课通常以学时数为单位(一般2学时),而实践课则以学时数,天数或周数为单位。
3、教学课型表示所授课程的类型,请在理论课、实验课、习题课、实践课及其它栏内选择打“√”。
4、题目:标明章、节或主题。
5、教学目的要求。
6、教学重点、难点。
5、教学方式和手段。
6、教学过程(含复习旧课、引入新课、组织教学、启发思维等)。
将授课的内容按逻辑层次,有序设计编排。
本部分不同专业的授课可有自己的特色。
7、讨论、思考题和作业。
8、参考资料:列出参考书籍、有关资料。
9、日期的填写系指本堂课授课的时间。
授课教案应根据专业技术领域发展、教学要求变化、学生实际水平,以及教师以往教学的课后小结、批注等进行补充、修改或重写,以保持教学内容的先进性和适用性。
请妥善保存各阶段的教案,并配合好学院的教学检查和归档等工作。
贵州理工学院教案
编。
嵌入式软件设计方案嵌入式软件设计方案是指在嵌入式系统中进行软件设计和开发的方案。
嵌入式系统是指通过程序控制实现特定功能的系统,通常用于控制、监测和通信等领域。
嵌入式软件设计方案需要考虑硬件平台、系统功能和应用需求等因素,以确保软件的稳定性、可靠性和性能。
一、硬件平台选择在进行嵌入式软件设计时,首先需要选择合适的硬件平台。
硬件平台的选择应根据系统的功能需求、性能要求和成本预算等因素进行综合考虑。
常见的硬件平台有ARM、MIPS、PowerPC等。
对于特定的应用需求,还可以选择专用的硬件平台,如DSP芯片、FPGA等。
二、系统功能设计根据系统需求和应用场景,确定系统的功能设计。
系统功能设计包括系统模块划分、接口定义和功能实现等方面。
系统的模块划分应合理分配各个功能模块的职责和任务,并明确模块之间的接口和通信方式。
接口定义需要考虑接口的实现方式、传输速率、数据格式等因素。
功能实现需要根据系统需求编写相应的程序代码。
三、软件架构设计软件架构设计是嵌入式软件设计的重要环节。
软件架构设计需要考虑系统的性能、稳定性、可靠性和可扩展性等因素。
常见的软件架构设计模式有单片机架构、分层架构和模块化架构等。
选择合适的软件架构有助于提高软件的可维护性和代码的复用性。
四、算法优化与编程实现对于一些性能要求较高或者资源受限的嵌入式系统,需要进行算法优化和编程实现。
算法优化可以通过优化算法的实现方式、数据结构和算法的计算复杂度等方面来提高系统的性能。
编程实现需要采用高效的编程技巧和编程语言,如汇编语言、C语言等。
五、软件测试与调试完成软件的设计和开发后,需要进行软件的测试和调试。
软件测试包括功能测试、性能测试、稳定性测试和兼容性测试等。
测试过程中需要模拟真实环境进行测试,并进行错误修复和性能优化等工作。
调试过程中可以利用调试工具和调试器对软件进行单步调试和内存查看等操作。
六、软件维护与更新完成嵌入式软件的设计和开发后,还需要进行软件的维护和更新。
嵌入式系统设计与应用[共5篇]第一篇:嵌入式系统设计与应用第一章:嵌入式系统定义:以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,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。
(一切非PC计算机系统)嵌入式系统特点:“专用”计算机系统,运行环境差异很大,比通用PC系统资源少,功耗低,体积小,集成度高,成本低,具有完整的系统测试和可靠性评估体系,具有较长的生命周期,需要专用开发工具和方法进行设计,包含专用调试电路,多学科知识集成系统。
嵌入式系统应用范围:汽车,工业控制,通信设备,消费电子,商业终端,航空航天,军事需求。
嵌入式系统的基本开发流程:系统定义与需求分析阶段,方案设计阶段,详细设计阶段,软、硬件集成测试阶段,系统功能性测试及可靠性测试阶段。
系统定义与需求分析阶段:对系统需求进行分析,制定系统的设计依据。
方案设计阶段:确定系统初步设计方案并形成设计描述文档。
详细设计阶段:完善初步方案,对方案实施详细设计。
软硬件集成测试阶段:对系统软硬件进行综合测试,验证系统设计功能。
系统功能性能测试及可靠性测试测试:对系统功能,性能,可靠性进行综合测评。
对于使用操作系统的嵌入式系统来说,嵌入式系统软件结构一般包含4个层面:板级支持包层,实时操作系统(RTOS)层,应用程序接口(API)层,应用程序层。
有些资料将应用程序接口API归属于OS层,按3层划分的应用程序控制系统的运作和行为;操作系统与硬件无关,不同的嵌入式操作系统其组成结构也不尽相同嵌入式操作系统种类繁多,大体分为两种:商用型和免费型商用型:VxWorks,Windows CE,pSoS,Palm OS,OS-9,LynxOS,QNX和LYNX 免费型:Linux和uC/OS—II uC/OS—II具有执行效率高,占用空间小,可移植性及扩展性强,实施性能优良,稳定性和可靠性良好等特点。
其内核采用微内核结构,将基本功能(如进程管理,存储管理,中断处理)放在内核中,留给用户一个标准API 函数,并根据各个任务的优先级分配CPU时间。