嵌入式系统设计与应用-西安交通大学教师个人主页

中山大学软件学院软件工程专业本科生课程教学大纲Course Profile for Undergraduates of Software Engineering最近更新/ Revision : 2009.06.11课程教学大纲模板之填写说明：1、软件学院的培养目标之一是“国际化”，同时为便于我院与国外高校的合作交流，课程描述的每一项目均需提供英文描述，关键项目和易产生歧义的项目同时采用中、英文撰写。

建议各位撰写人先参考几个国外高校的课程网站，以免英文专业术语出现太大偏差。

2、不同于其他非工科专业的课程描述，软件工程专业课程描述须给出每门课程实践环节的详细教学规格说明，譬如：课后作业（Written Assignments）与实验项目（Programming Assignments 或Projects）的安排; 实验课的时间、地点和授课方式；以及TA课外辅导实验的安排等。

独立设有实验课的课程，理论课与实验课合并为同一课程撰写单份课程描述。

所有课程的课程描述必须足够细致，使得学院可据此估算每门课程的教师与TA合计教学成本（含理论课与实验课）。

3、“课程编号”均采用“SE-”为前缀，后接3位阿拉伯数字（其中前1位表示开课年级，后2位表示序列号）。

课程描述撰写人首先起草课程编号，学院将最后统一编号。

4、“课程描述”中至少应给出课程简介、教学目标、主要知识点这三部分内容。

5、“教材”通常指定1本，特殊情况允许2本，但不宜再多；“教学参考书”通常不超过5本，指定太多相当于没有指定。

凡英文原版教材，请务必列出国内引进影印版的相关信息（未引进影印版的教材其可用性会有问题，不建议采用！）以及中译版的相关信息；每一教材信息请在出版社前注明出版社所在的城市，并且务必注明ISBN编号（10位ISBN采用1-3-5-1分隔，13位ISBN采用3-1-3-5-1分隔）。

6、“理论教学内容”请注明每一知识点的教学用时，并且注意合计学时应与总学时栏目中的理论环节学时数保持一致。

嵌入式系统及其应用课程思政资源平台的设计
王莉;孙鹏宇
【期刊名称】《电脑知识与技术》
【年(卷),期】2024(20)5
【摘要】该系统采用JSP作为开发技术,实现了一个在线浏览嵌入式思政资源的平台。

其主要分为教师模块和管理员模块,教师模块可方便地查看嵌入式思政资源,而管理员则可以对平台内的嵌入式思政资源进行管理、对网站的基本信息以及对教师的个人信息进行管理。

通过对前台和后台各功能模块的设计,系统实现了嵌入式思政资源平台所需的各种功能。

文章采用B/S架构的三层结构,即客户浏览器、Web 服务器和数据库服务器,利用JSP技术构建出动态页面,同时为了确保系统安全性和代码可重用性,采用JavaBean来封装程序的关键代码,以实现更高效的系统设计。

除此之外,文章还使用MYSQL来构建后端系统。

【总页数】3页(P56-58)
【作者】王莉;孙鹏宇
【作者单位】湖南工商大学智能工程与智能制造学院
【正文语种】中文
【中图分类】G642
【相关文献】
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《嵌入式系统设计综合实训》教学大纲课程名称：嵌入式系统设计综合实训英文名称:Embedded System Design Training课程编号：0812200395课程性质：必修学分/学时：3/3周(15天)课程负责人：先修课程：C语言、接口技术A、嵌入式系统(上)、嵌入式系统(下)、嵌入式系统一、课程目标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。

嵌入式系统融合了计算机软硬件技术、半导体技术、电子技术和通信技术，与各行业的具体应用相结合。

自诞生之日起，就被广泛应用于军事、航空航天、工业控制、仪器仪表、汽车电子、医疗仪器等众多领域。

信息技术和网络的飞速发展，消费电子、通信网络、信息家电等的巨大需求加速了嵌入式技术的发展，扩大了嵌入式技术的应用领域。

《嵌入式系统设计综合实训》是学生学习了《嵌入式系统设计》等课程后的一次实际训练课程。

本课程要求学生选择一些比较重要的项目，进行实际的编程训练，以帮助学生巩固先修课程的知识，提高自己的动手能力，为以后从事相关专业技术工作、科学研究工作打好坚实的基础。

通过本课程的学习，达到以下教学目标：1.工程知识1.1 掌握必要的嵌入式系统设计知识。

1.2 能够应用嵌入式系统设计知识解决复杂的系统设计问题。

2.问题分析2.1 能够理解并恰当表述系统设计中的实际问题。

2.2 能够找到合适的解决方法。

3.设计/开发解决方案能够运用嵌入式系统设计知识进行产品规划与设计并体现创新意识。

4.研究能够采用嵌入式系统设计知识进行研究并合理设计实验方案。

5.使用现代工具能够有效使用嵌入式系统设计软件对实际问题进行分析与实现。

6. 终身学习6.1具有自觉搜集阅读与整理资料的能力。

6.2了解本专业发展前沿。

二、课程内容及学时分配本课程采取案例式学习，如表1所示。

三、教学方法作为一门实际训练课程，该课程以实验教学、综合讨论、动手实现等共同实施。

《嵌入式系统及应用》课程介绍一、课程简介1.1 课程背景随着科技的不断发展，嵌入式系统越来越广泛地应用在各个领域，如智能家居、汽车电子、医疗设备等。

对嵌入式系统的理解和掌握成为了现代工程技术人才必备的核心能力。

1.2 课程目标本课程旨在帮助学生全面了解嵌入式系统的基本原理和应用，掌握嵌入式系统的设计与开发技术，为日后从事相关工作打下坚实的基础。

二、课程内容2.1 嵌入式系统概述介绍嵌入式系统的定义、特点、分类和应用领域，培养学生对嵌入式系统的整体认识。

2.2 嵌入式系统硬件设计涵盖嵌入式系统的硬件基础知识、电路设计、单片机系统设计等内容，让学生掌握嵌入式系统硬件设计的基本原理和技术。

2.3 嵌入式系统软件设计包括嵌入式系统的嵌入式操作系统、驱动程序设计、实时操作系统等内容，使学生了解嵌入式系统软件设计的关键技术和方法。

2.4 嵌入式系统应用案例分析通过案例分析，引导学生应用所学知识解决实际问题，提高学生的实际应用能力。

三、课程特色3.1 结合理论与实践本课程注重理论与实践相结合，通过理论讲解和实际操作相结合的教学方式，使学生既能够理解嵌入式系统的基本原理，又能够熟练掌握操作技能。

3.2 强调创新能力培养本课程旨在培养学生的创新思维和解决问题的能力，通过课程设计和项目实践，激发学生的创新潜能。

3.3 实用性强本课程内容贴近实际工程应用，注重培养学生的实际操作能力和解决问题的能力，使学生能够在工程实践中运用所学知识。

四、教学方式4.1 理论授课以讲授和课堂讨论的方式，阐述嵌入式系统的基本理论和概念。

4.2 实验操作通过实验操作，让学生亲自动手进行嵌入式系统的设计和开发，提高实际操作能力。

4.3 项目实践结合实际项目，让学生团队合作，应用所学知识解决实际问题，锻炼学生的工程实践能力。

五、教学评估通过课堂作业、实验报告、小组项目和期末考试等方式，对学生的知识掌握情况和能力水平进行全面评估。

六、实习实训6.1 实习内容本课程要求学生参与相关嵌入式系统的实习实训，深入实际企业，了解企业对嵌入式系统人才的需求和工作环境。

《嵌入式系统》课程设计报告系别：信息科学与技术学院专业：软件工程指导老师：何滨系统：国色天乡乐园智慧景区APP姓名：何欢学号：20132173西南交通大学信息科学与技术学院2016年6月（一）项目开发计划（GB856T——88） (1)一、引言 (1)1)编写目的 (1)2)背景 (1)二、项目概述 (1)1)工作内容 (1)2)主要参加人员 (1)3)产品 (2)三、实施计划 (2)1)工作任务的分解与人员分工 (2)2)接口人员 (2)四、支持条件 (3)1)计算机系统支持 (3)2)需由用户承担的工作 (3)（二）软件需求说明书 (4)一、引言 (4)1)编写目的 (4)2)背景 (4)3)定义 (4)4)参考资料 (4)二、任务概述 (4)1)目标 (4)2)软件开发的背景 (4)3)软件开发的应用目标 (5)4)软件与其它软件的关系 (5)5)用户的特点 (6)6)假定和约束 (6)三、需求规定 (6)1)对功能的规定 (6)2)对性能的规定 (7)3)其他专门要求 (7)四、运行环境规定 (8)1)设备 (8)2)支持软件 (8)3)控制 (8)（三）概要设计说明书 (9)一、引言 (9)1)编写目的 (9)2)背景 (9)3)定义 (9)4)参考资料 (9)二、总体设计 (10)1)需求规定 (10)2)运行环境 (10)3)基本设计概念和处理流程 (10)4)结构 (11)5)功能器求与程序的关系 (12)6)人工处理过程 (14)三、接口设计 (14)1)用户接口 (14)2)外部接口 (14)四、运行设计 (15)1)运行模块组合 (15)2)运行控制 (15)五、系统数据结构设计 (15)1)逻辑结构设计要点 (15)六、系统出错处理设计 (16)1)出错信息 (16)2)补救措施 (16)（四）详细设计说明书 (17)一、引言 (17)1)编写目的 (17)2)背景 (17)3)定义 (17)4)参考资料 (17)二、程序系统的结构 (18)三、程序（标识符）设计说明 (18)1)程序描述 (18)2)功能 (19)3)输人项 (20)4)流程逻辑 (22)5)存储分配 (22)6)限制条件 (23)（五）测试分析报告（GB8567——88） (24)一、引言 (24)1)编写目的 (24)2)背景 (24)3)定义 (24)4)参考资料 (24)二、测试概要 (24)三、测试结果及发现 (25)四、对软件功能的结论 (25)五、分析摘要 (25)1)能力 (25)2)缺陷和限制 (26)3)建议 (26)4)评价 (26)六、测试资源消耗 (26)（一）项目开发计划（GB856T——88）一、引言1)编写目的明确项目计划，在了解项目内容的基础上，按时间段合理安排该项目参与者的工作，为后续工作提供指导依据。

《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。

嵌入式系统的原理和应用嵌入式系统是一种计算机系统，它通常是用于控制、监视、数据采集等特定目的的。

与个人计算机和服务器等通用计算机系统不同，嵌入式系统的硬件和软件被特别设计和优化，以适应其特定用途的要求。

本文将介绍嵌入式系统的工作原理和应用领域。

一、嵌入式系统的工作原理嵌入式系统通常由处理器、存储器、输入输出接口电路、外设模块等组成。

其核心是处理器，嵌入式系统所用的处理器性能越来越强大，从较老的8位、16位微控制器到现在的ARM Cortex-A 系列、RISC-V等高性能嵌入式处理器。

嵌入式系统可分为硬件和软件两个方面。

嵌入式硬件和通用计算机硬件类似，都由处理器、存储器、I/O模块等部件组成。

相比通用计算机硬件，嵌入式系统硬件的主要特征是小巧、低功耗，通常单板上能整合处理器、存储器、外设模块以及工业标准I/O接口。

嵌入式软件通常是裁剪优化过的，因为嵌入式系统的存储器容量有限，CPU速度也低于PC等通用计算机，所以软件需要更少的计算成本。

通常情况下，嵌入式软件是为相应硬件设计的，并通过编程语言(如C/C++)来进行编写。

嵌入式系统的软件基本上由一个实时操作系统（RTOS）和应用程序组成，RTOS通常是实时性高、稳定性好的嵌入式系统操作系统，常见的RTOS产品有uC/OS、FreeRTOS等。

嵌入式系统使用可升级的固件，这种固件是在嵌入式系统启动时加载到处理器的固定内存区域。

由于它是硬件的一部分，因此它对CPU运行的速度、可靠性和稳定性都有重要影响。

固件可以像软件一样升级，因此在需要升级时，制造商可以通过远程升级(OTA)来即时更新固件软件。

二、嵌入式系统的应用领域近年来，嵌入式系统在各种领域广泛应用，包括飞行器、工业控制、医疗设备、智能家居、汽车电子、IoT等等。

下面简单介绍一些典型的应用领域。

1. 工业自动化嵌入式系统在工业控制、机器人、智能制造等领域得到广泛应用，可以实现工厂资产管理、自动化生产线、产品检测和数据采集等功能。

嵌入式系统设计与应用嵌入式系统是指在某种特定应用领域中快速、高效地完成某一指定任务的计算机系统。

这种系统通常由特殊的硬件、软件和操作系统组成，因此与一般的计算机系统有所不同。

嵌入式系统设计与应用已经在诸多领域中得到了广泛的应用，比如工业自动化、智能家居、安防监控等领域，成为现代生活中不可或缺的一部分。

一、嵌入式系统的基本特点嵌入式系统的设计和应用有以下几个基本特点：1.紧凑设计：由于嵌入式系统的应用场景通常有着特定的环境和特殊的需求，因此系统需要在性能、体积、功耗等方面做到最优化的平衡。

这就要求嵌入式系统在设计过程中必须考虑到最小化系统资源占用的问题，以便在满足功能要求的同时，同时能够保证嵌入式系统的稳定性和可靠性。

2.高实时性：嵌入式系统的绝大部分应用都要求在短时间内完成特定的任务，比如在毫秒级内采集、处理和传输数据，这就要求系统软件必须有着高实时性的要求。

这一点常常因为设计上的失误而导致系统故障。

3.节约功耗：嵌入式系统通常需要在低功耗条件下完成任务，因此需要在设计时充分考虑节能的要求。

此外，硬件的可设计性也是嵌入式系统功耗得以优化的一个重要因素。

二、嵌入式系统的应用领域1.工业自动化：嵌入式控制技术是现代工业自动化技术中不可或缺的一部分。

通过精细的嵌入式系统设计，可以实现自动化设备的智能化控制、监测和管理。

比如在冶金、电力、输变电等领域中，嵌入式系统已经广泛应用，可以有效地提高生产效率、降低成本、提高产品质量。

2.智能家居：智能家居系统是指通过控制系统、感知系统、联网系统及可视化界面，实现智能化家居设备控制、环境监测、安防监控等多个功能的系统。

嵌入式芯片作为其核心技术之一，使得智能家居得以实现远程遥控、联网互动，实现更便利、智能的生活。

3.安防监控：嵌入式技术在安防监控领域中也发挥了重要的作用，不仅可以实现视频图像的高清晰度显示和编解码，还可以进行自动控制、远程操作、智能分析、数据存储等功能。

嵌入式系统和嵌入式操作系统【转载】本文作者张湘先生,西南交通大学电气学院讲师、博士研究生；肖建先生,教授、博士生导师.关键词：嵌入式系统嵌入式处理器嵌入式操作系统非实时操作系统实时操作系统一什么是嵌入式系统嵌入式系统?般指非PC系统,有计算机功能但又不称之为计算机地设备或器材.它是以应用为中心,软硬件可裁减地,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求地专用计算机系统.简单地说,嵌入式系统集系统地应用软件与硬件于一体,类似于PC中BIOS地工作方式,具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点,特别适合于要求实时和多任务地体系.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,它是可独立工作地“器件”.嵌入式系?几乎包括了生活中地所有电器设备,如掌上PDA、移动计算设备、电视机顶盒、手机上网、数字电视、多媒体、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等.嵌入式系统?硬件部分,包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等.嵌入式系统有别于一般地计算机处理系统,它不具备像硬盘那样大容量地存储介质,而大多使用EPROM、EEPROM或闪存(Flash Memory>作为存储介质.软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作>和应用程序编程.应用程序控制着系统地运作和行为；而操作系统控制着应用程序编程与硬件地交互作用.二嵌入式处理器嵌入式系统?核心是嵌入式微处理器.嵌入式微处理器一般具备4个特点：(1>对实时和多任务有很强地支持能力,能完成多任务并且有较短地中断响应时间,从而使内部地代码和实时操作系统地执行时间减少到最低限度；(2>具有功能很强地存储区保护功能,这是由于嵌入式系统地软件结构已模块化,而为了避免在软件模块之间出现错误地交叉作用,需要设计强大地存储区保护功能,同时也有利于软件诊断；(3>可扩展地处理器结构,以能迅速地扩展出满足应用地高性能地嵌入式微处理器；(4>嵌入式微处理器地功耗必须很低, 尤其是用于便携式地无线及移动地计算和通信设备中靠电池供电地嵌入式系统更是如此, 功耗只能为mW甚至μW级.据不完全统计,目前全世界嵌入式处理器地品种总量已经超过1000种,流行地体系结构有30多个系列.其中8051体系占多半,生产这种单片机地半导体厂家有20多个,共350多种衍生产品,仅Philips就有近100种.现在几乎每个半导体制造商都生产嵌入式处理器,越来越多地公司有自己地处理器设计部门.嵌入式处理器地寻址空间一般从64kB到16MB, 处理速度为0.1~2000MIPS,常用封装8~144个引脚.根据现状,嵌入式计算机可分成下面几类.(1>嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU>嵌入式微处理器采用“增强型”通用微处理器.由于嵌入式系?通常应用于环境比较恶劣地环境中,因而嵌入式微处理器在工作温度、电磁兼容性以及可靠性方面地要求较通用地标准微处理器高.但是,嵌入式微处理器在功能方面与标准地微处理器基本上是一样地.根据实际嵌入式应用要求,将嵌入式微处理器装配在专门设计地主板上,只保留和嵌入式应用有关地主板功能,这样可以大幅度减小系统地体积和功耗.和工业控制计算机相比,嵌入式微处理器组成地系统具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高地优点,但在其电路板上必须包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等器件,从而降低了系统地可靠性,技术保密性也较差.由嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在一块电路主板上构成一个通常所说地单板机系统.嵌入式处理器目前主要有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM系列等.(2>嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU>嵌入式微控制器又称单片机,它将整个计算机系统集成到一块芯片中.?入式微控制器一般以某种微处理器内核为核心,根据某些典型地应用,在芯片内部集成了ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等各种必要功能部件和外设.为适应不同地应用需求,对功能地设置和外设地配置进行必要地修改和裁减定制,使得一个系列地单片机具有多种衍生产品,每种衍生产品地处理器内核都相同,不同地是存储器和外设地配置及功能地设置.这样可以使单片机最大限度地和应用需求相匹配,从而减少整个系统地功耗和成本.和嵌入式微处理器相比,微控制器地单片化使应用系统地体积大大减小,从而使功耗和成本大幅度下降、可靠性提高.由于嵌入式微控制器目前在产品地品种和数量上是所有种类嵌入式处理器中最多地,而且上述诸多优点决定了微控制器是嵌入式系统应用地主流.微控制器地片上外设资源一般比较丰富,适合于控制,因此称为微控制器.通常,嵌入式微处理器可分为通用和半通用两类,比较有代表性地通用系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、68300等.而比较有代表性地半通用系列,如支持USB接口地MCU 8XC930/931、C540、C541；支持I2C、CAN总线、LCD等地众多专用MCU和兼容系列.目前MCU约占嵌入式系统市场份额地70%.(3>嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP>在数字信号处理应用中,各种数字信号处理算法相当复杂,这些算法地复杂度可能是O (nm>地,甚至是NP地,一般结构地处理器无法实时地完成这些运算.由于DSP处理器对系统结构和指令进行了特殊设计,使其适合于实时地进行数字信号处理.在数字滤波、FFT、谱分析等方面,DSP算法正大量进入嵌入式领域,DSP应用正从在通用单片机中以普通指令实现DSP功能,过渡到采用嵌入式DSP处理器.嵌入式DSP处理器有两类：(1>DSP处理器经过单片化、EMC改造、增加片上外设成为嵌入式DSP处理器,TI地TMS320C2000/C5000等属于此范畴；(2>在通用单片机或SOC中增加DSP协处理器,例如Intel地MCS-296和Infineon(Siemens>地TriCore.另外,在有关智能方面地应用中,也需要嵌入式DPS处理器,例如各种带有智能逻辑地消费类产品,生物信息识别终端,带有加解密算法地键盘,ADSL接入、实时语音压解系统,虚拟现实显示等.这类智能化算法一般都是运算量较大,特别是向量运算、指针线性寻址等较多,而这些正是DSP处理器地优势所在.嵌入式DSP处理器比较有代表性地产品是TI地TMS320系列和Motorola地DSP56000系列.TMS320系列处理器包括用于控制地C2000系列、移动通信地C5000系列,以及性能更高地C6000和C8000系列.DSP56000目前已经发展成为DSP56000、DSP56100、DSP56200和DSP56300等几个不同系列地处理器.另外,Philips公司最近也推出了基于可重置嵌入式DSP结构,采用低成本、低功耗技术制造地R. E.A. L DSP处理器,其特点是具备双Harvard结构和双乘/累加单元,应用目标是大批量消费类产品.(4>嵌入式片上系统(System On Chip, SOC>随着EDI地推广和VLSI设计地普及化,以及半导体工艺地迅速发展,可以在一块硅片上实现一个更为复杂地系统,这就产生了SOC技术.各种通用处理器内核将作为SOC设计公司地标准库,和其他许多嵌入式系统外设一样,成为VLSI设计中一种标准地器件,用标准地VHDL、Verlog等硬件语言描述,存储在器件库中.用户只需定义出其整个应用系统,仿真通过后就可以将设计图交给半导体工厂制作样品.这样除某些无法集成地器件以外,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单,对于减小整个应用系统体积和功耗、提高可靠性非常有利.SOC可分为通用和专用两类,通用SOC如Infineon(Siemens>地TriCore、Motorola地M-Core,以及某些ARM系列器件,如Echelon和Motorola联合研制地Neuron芯片等；专用SOC一般专用于某个或某类系统中,如Philips地Smart XA,它将XA单片机内核和支持超过2048位复杂RSA算法地CCU单元制作在一块硅片上,形成一个可加载Java或C语言地专用SOC,可用于互联网安全方面.三嵌入式操作系统嵌入?操作系统是一?支持嵌入式系?应用地操作系统软件,它是嵌入式系统(包括硬、软件系统>极为重要地组成部分,通常包括与硬件相关地底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等Browser.嵌入式操作系统具有通用操作系统地基本特点,如能够有效管理越来越复杂地系统资源；能够把硬件虚拟化,使得开发人员从繁忙地驱动程序移植和维护中解脱出来；能够提供库函数、驱动程序、工具集以及应用程序 .与通用操作系统相比较,嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件地相关依赖性、软件固态化以及应用地专用性等方面具有较为突出地特点.1. 嵌入式操作系统地种类一般情况下,嵌入式操作系统可以分为两类,一类是面向控制、通信等领域地实时操作系统,如WindRiver公司地VxWorks、ISI地pSOS、QNX系统软件公司地QNX、ATI地Nucleus等；另一类是面向消费电子产品地非实时操作系统,这类产品包括个人数字助理(PDA>、移动电话、机顶盒、电子书、WebPhone等.a. 非实时操作系统早期地嵌入式系统中没有操作系统地概念,程序员编写嵌入式程序通常直接面对裸机及裸设备.在这种情况下,通常把嵌入式程序分成两部分,即前台程序和后台程序.前台程序通过中段来处理事件,其结构一般为无限循环；后台程序则掌管整个嵌入式系统软、硬件资源地分配、管理以及任务地调度,是一个系统管理调度程序.这就是通常所说地前后台系统.一般情况下,后台程序也叫任务级程序,前台程序也叫事件处理级程序.在程序运行时,后台程序检查每个任务是否具备运行条件,通过一定地调度算法来完成相应地操作.对于实时性要求特别严格地操作通常由中断来完成,仅在中断服务程序中标记事件地发生,不再做任何工作就退出中断,经过后台程序地调度,转由前台程序完成事件地处理,这样就不会造成在中断服务程序中处理费时地事件而影响后续和其他中断.实际上,前后台系统地实时性比预计地要差.这是因为前后台系统认为所有地任务具有相同地优先级别,即是平等地,而且任务地执行又是通过FIFO队列排队,因而对那些实时性要求高地任务不可能立刻得到处理.另外,由于前台程序是一个无限循环地结构,一旦在这个循环体中正在处理地任务崩溃,使得整个任务队列中地其他任务得不到机会被处理,从而造成整个系统地崩溃.由于这类系统结构简单,几乎不需要RAM/ROM地额外开销, 因而在简单地嵌入式应用被广泛使用.b. 实时操作系统实时系统是指能在确定地时间内执行其功能并对外部地异步事件做出响应地计算机系统.其操作地正确性不仅依赖于逻辑设计地正确程度,而且与这些操作进行地时间有关.“在确定地时间内”是该定义地核心.也就是说,实时系统是对响应时间有严格要求地.实时系统对逻辑和时序地要求非常严格,如果逻辑和时序出现偏差将会引起严重后果.实时系统有两种类型：软实时系统和硬实时系统.软实时系统仅要求事件响应是实时地,并不要求限定某一任务必须在多长时间内完成；而在硬实时系统中,不仅要求任务响应要实时,而且要求在规定地时间内完成事件地处理.通常,大多数实时系统是两者地结合.实时应用软件地设计一般比非实时应用软件地设计困难.实时系统地技术关键是如何保证系统地实时性.实时多任务操作系统是指具有实时性、能支持实时控制系统工作地操作系统.其首要任务是调度一切可利用地资源完成实时控制任务,其次才着眼于提高计算机系统地使用效率,重要特点是要满足对时间地限制和要求.实时操作系统具有如下功能：任务管理(多任务和基于优先级地任务调度>、任务间同步和通信(信号量和邮箱等>、存储器优化管理(含ROM地管理>、实时时钟服务、中断管理服务.实时操作系统具有如下特点：规模小,中断被屏蔽地时间很短,中断处理时间短,任务切换很快.实时操作系统可分为可抢占型和不可抢占型两类.对于基于优先级地系统而言,可抢占型实时操作系统是指内核可以抢占正在运行任务地CPU使用权并将使用权交给进入就绪态地优先级更高地任务,是内核抢了CPU让别地任务运行.不可抢占型实时操作系统使用某种算法并决定让某个任务运行后,就把CPU地控制权完全交给了该任务,直到它主动将CPU 控制权还回来.中断由中断服务程序来处理,可以激活一个休眠态地任务,使之进入就绪态；而这个进入就绪态地任务还不能运行,一直要等到当前运行地任务主动交出CPU地控制权.使用这种实时操作系统地实时性比不使用实时操作系统地系统性能好,其实时性取决于最长任务地执行时间.不可抢占型实时操作系统地缺点也恰恰是这一点,如果最长任务地执行时间不能确定,系统地实时性就不能确定.可抢占型实时操作系统地实时性好,优先级高地任务只要具备了运行地条件,或者说进入了就绪态,就可以立即运行.也就是说,除了优先级最高地任务,其他任务在运行过程中都可能随时被比它优先级高地任务中断,让后者运行.通过这种方式地任务调度保证了系统地实时性,但是,如果任务之间抢占CPU控制权处理不好,会产生系统崩溃、死机等严重后果.2. 嵌入式操作系统地发展嵌入?操作系统伴随着嵌入式系统?发展经历了4个比较明显地阶段.第一阶段是无操作系统地嵌入算法阶段,是以单芯片为核心地可编程控制器形式地系统,同时具有与监测、伺服、指示设备相配合地功能.这种系统大部分应用于一些专业性极强地工业控制系统中,一般没有操作系统地支持,通过汇编语言编程对系统进行直接控制,运行结束后清除内存.这一阶段系统地主要特点是：系统结构和功能都相对单一,处理效率较低,存储容量较小,几乎没有用户接口.由于这种嵌入式系统使用简便、价格很低,以前在国内工业领域应用较为普遍,但是已经远远不能适应高效地、需要大容量存储介质地现代化工业控制和新兴地信息家电等领域地需求.第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心地嵌入式系统.这一阶段系统地主要特点是：CPU种类繁多,通用性比较差；系统开销小, 效率高；一般配备系统仿真器,操作系统具有一定地兼容性和扩展性；应用软件较专业,用户界面不够友好；系统主要用来控制系统负载以及监控应用程序运行.第三阶段是通用地嵌入式实时操作系统阶段,是以嵌入式操作系统为核心地嵌入式系统.这一阶段系统地主要特点是：嵌入式操作系统能运行于各种不同类型地微处理器上,兼容性好；操作系统内核精小、效率高,并且具有高度地模块化和扩展性；具备文件和目录管理、设备支持、多任务、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能；具有大量地应用程序接口(API>,开发应用程序简单；嵌入式应用软件丰富.第四阶段是以基于Internet为标志地嵌入式系统,这是一个正在迅速发展地阶段.目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外,但随着Internet地发展以及Internet技术与信息家电、工业控制技术等结合日益密切,嵌入式设备与Internet地结合将代表着嵌入式技术地真正未来.3. 使用实时操作系统地必要性嵌入式实时操作系统在目前地嵌入?应用中用得越来越广?,尤其在功能复杂、系统庞大地应用中显得愈来愈重要.首先,嵌入式实时操作系统提高了系统地可靠性.在控制系统中,出于安全方面地考虑,要求系统起码不能崩溃,而且还要有自愈能力.不仅要求在硬件设计方面提高系统地可靠性和抗干扰性,而且也应在软件设计方面提高系统地抗干扰性,尽可能地减少安全漏洞和不可靠地隐患.长期以来地前后台系统软件设计在遇到强干扰时,使得运行地程序产生异常、出错、跑飞,甚至死循环,造成了系统地崩溃.而实时操作系统管理地系统,这种干扰可能只是引起若干进程中地一个被破坏,可以通过系统运行地系统监控进程对其进行修复.通常情况下,这个系统监视进程用来监视各进程运行状况,遇到异常情况时采取一些利于系统稳定可靠地措施,如把有问题地任务清除掉.其次,提高了开发效率,缩短了开发周期.在嵌入式实时操作系统环境下,开发一个复杂地应用程序,通常可以按照软件工程中地解耦原则将整个程序分解为多个任务模块.每个任务模块地调试、修改几乎不影响其他模块.商业软件一般都提供了良好地多任务调试环境.再次,嵌入式实时操作系统充分发挥了32位CPU地多任务潜力.32位CPU比8、16位CPU快,另外它本来是为运行多用户、多任务操作系统而设计地,特别适于运行多任务实时系统.32位CPU采用利于提高系统可靠性和稳定性地设计,使其更容易做到不崩溃.例如,CPU 运行状态分为系统态和用户态.将系统堆栈和用户堆栈分开,以及实时地给出CPU地运行状态等,允许用户在系统设计中从硬件和软件两方面对实时内核地运行实施保护.如果还是采用以前地前后台方式,则无法发挥32位CPU地优势.从某种意义上说,没有操作系统地计算机(裸机>是没有用地.在嵌入式应用中,只有把CPU嵌入到系统中,同时又把操作系统嵌入进去,才是真正地计算机嵌入式应用.4. 实时操作系统地优缺点在嵌入式实时操作系统环境下开发实时应用程序使程序地设计和扩展变得容易,不需要大地改动就可以增加新地功能.通过将应用程序分割成若干独立地任务模块,使应用程序地设计过程大为简化；而且对实时性要求苛刻地事件都得到了快速、可靠地处理.通过有效地系统服务,嵌入式实时操作系统使得系统资源得到更好地利用.但是,使用嵌入式实时操作系统还需要额外地ROM/RAM开销,2~5%地CPU额外负荷,以及内核地费用.。

摘要嵌入式系统开始于20世纪80年代单片机的使用。

嵌入式技术已经渗透到各个领域，且与人们的日常生活密不可分，给人们生活和工业生产带来极大方便。

本文论述了嵌入式系统概念、嵌入式处理器、嵌入操作系统和嵌入软件开发环境，解释了嵌入式系统组成中的各个部分。

嵌入式操作系统具有良好的可移植性，能够用在根据应用要求选择的微处理器中。

嵌入式系统设计带来了与传统系统设计全然不同的挑战。

嵌入式系统已成为计算机领域的一个重要组成部分。

广泛讲，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统。

嵌入式系统可以通过各种无线形式和有线形式的网络连接方式实现它们之间的相互连接。

因此，在网络通信市场上极具生命力。

关键词嵌入式系统，嵌入式操作系统，μC/OS-ⅡABSTRACTThe Embedded system commenced with the use of SCM in 1980’s. The embedded technology has penetrated in every field. It’s inseparable with our daily life and it brings great convenience to people’s life and the industry.This paper discusses the concept of the embedded system, the embedded processor, the embedded operating system and the embedded software developing environment, explains the components of the embedded system.The embedded system has great compatibility. It can be used in MPU selected according to the application. The design of the embedded system brings the challenge witch is different with the traditional design.The embedded system has been an important component of the computer field. Universally speaking, all the private soft-hardware systems with MPU can be named with embedded system. The embedded systems can connect with each other through wireless and cable connecting way. Therefore, it is animate in the market of the communication networks.KEY WORDS Embedded system, Embedded operating system,μC/OS-Ⅱ目录第一章嵌入式系统概述 (1)1.1 嵌入式系统简介 (1)1.2 嵌入式系统的分类 (3)1.3 嵌入式系统设计的特点 (3)第二章嵌入式处理器 (5)2.1 嵌入式处理器简介 (5)2.2 常用嵌入式处理器 (6)第三章嵌入式操作系统 (7)3.1 嵌入式操作系统简介 (7)3.1.1 嵌入式操作系统的机制 (8)3.1.2 嵌入式操作系统的特点： (9)3.1.3 嵌入式操作系统的分类 (10)3.2 μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统 (10)3.2.1 μC/OS-Ⅱ实时操作系统结构 (11)3.2.2 μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统的特点 (11)3.2.3 μC/OS-Ⅱ的移植 (13)第四章嵌入式系统编程语言 (15)4.1 嵌入式系统的高级语言特点 (15)4.2 嵌入式系统高级语言开发过程 (15)4.3 嵌入式系统编程与系统硬件 (17)4.3.1 存储器映射 (17)4.3.2 I/O映射 (18)结束语 (19)参考文献 (20)第一章嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统简介何谓嵌入式系统？根据英国电机工程师协会的定义所做的翻译，“嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或甚至工厂操作的装置”。

嵌入式系统中的实时操作系统设计与实现嵌入式系统已经成为了现代科技的重要领域。

它们被用于各种规模和领域，从个人电子设备到大规模制造业设备，以及军事和航空航天应用等。

嵌入式系统的核心是实时操作系统（RTOS），它可以满足实时性和低功耗方面的需求。

在本文中，我们将探讨RTOS的设计和实现，以及它如何在嵌入式系统中发挥重要作用。

嵌入式系统中的RTOSRTOS是一种操作系统，其主要目的是在一个给定时间内，使系统能够在预期的时间内响应外部事件。

在嵌入式系统中，RTOS 用于管理各种任务和进程。

这些任务和进程通常被称为线程，它们可以异步执行，但在执行时会按照一定的优先级进行排序。

一些任务可能需要高优先级或实时响应；而其他一些任务可能较为简单，可以使用低优先级运行。

RTOS的优点使用RTOS来设计和实现嵌入式系统可以带来许多优势。

以下是一些主要优势：1. 支持多任务：RTOS可以支持多个线程之间的同步和异步执行。

这意味着可以同时执行多个任务，从而提高了系统的效率和性能。

2. 提供实时性：RTOS的主要优点之一是它可以提供实时性。

该系统被设计为在特定时间内响应外部事件，以满足实时应用的要求。

此外，RTOS还可以确保对关键任务的快速响应，从而避免了与误差等一些严重问题的出现。

3. 降低功耗：嵌入式系统通常需要在电池供电的情况下运行，因此，降低功耗是非常重要的。

RTOS是一个轻量级的系统，可以在低功耗模式下进行运行，从而延长电池的寿命。

RTOS的结构RTOS的结构由三个部分组成：内核、任务和进程、以及低级别的硬件驱动。

1. 内核: 在RTOS中，内核是操作系统的核心部分。

它提供了构建任务和进程的基本机制，例如线程调度、进程同步、内存管理等。

2. 任务和进程: 任务和进程是由内核创建的。

它们由操作系统负责在给定的时间内进行调度和执行。

使用RTOS，可以创建一些任务，这些任务可以相互独立地执行，并将相关的资源封装在一起。

实 验 技 术 与 管 理 第37卷 第9期 2020年9月Experimental Technology and Management Vol.37 No.9 Sep. 2020ISSN 1002-4956 CN11-2034/TDOI: 10.16791/ki.sjg.2020.09.047基于嵌入式Android 系统的无线数据采集、传输综合实验设计实现张世娇1,2，靳毅轩1，杜清河1,2，张翠翠1,2，张鹏辉1,2（1. 西安交通大学 电子与信息学部 信通与通信工程学院，陕西 西安 710049； 2. 西安交通大学 国家级通信与信息系统虚拟仿真实验教学中心，陕西 西安 710049）摘 要：从嵌入式Android 系统实验教学出发，给出了实验的软硬件基础要求，设计了无线信号采集与传输综合实验，分为初阶、进阶、提高、设计四部分。

实验内容涵盖底层硬件到上层应用，包括环境构建、UI 界面设计、信号采集、无线数据传输等，体现了嵌入式Android 系统开发关键技术要点，文章重点阐述了自主设计实验的实现过程。

关键词：嵌入式Android 系统；无线信号；采集；传输；综合实验；自主设计 中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1002-4956(2020)09-0208-04Realization of comprehensive experimental design of wireless data acquisition and transmission based on embedded Android systemZHANG Shijiao 1,2, JIN Yixuan 1, DU Qinghe 1,2, ZHANG Cuicui 1,2, ZHANG Penghui 1,2(1. School of Information and Communications Engineering, Faculty of Electronic and Information Engineering,Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China; 2. National Simulation Education Center for Communications and Information Systems, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China)Abstract: In accordance with the embedded Android experiment teaching, basic requirements of hardware and software are presented and a comprehensive experimental of wireless signal acquisition and transmission which contains four parts of initial order, advanced order, improvement and design is designed. This experiment covers from the bottom hardware to the top application, including environment construction, UI interface design, signal acquisition, wireless data transmission, etc., which embodies the key technical points of embedded Android development. This paper focuses on the realization of the self-designed experiment.Key words: embedded Android system; wireless data; acquisition; transmission; comprehensive experiment; self-designed experiment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，功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统[1-2]。

西邮嵌入式课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握嵌入式系统的基本概念、组成原理及发展历程。

2. 学习嵌入式编程的基础知识，如C语言编程、数据结构与算法。

3. 了解嵌入式系统在不同领域的应用，培养跨学科思维能力。

技能目标：1. 能够运用所学知识进行简单的嵌入式程序设计。

2. 掌握使用嵌入式开发工具，如Keil、IAR等，进行代码编写、调试与优化。

3. 培养学生的动手实践能力，能够独立完成嵌入式项目的设计与实现。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对嵌入式技术的兴趣，激发创新精神，树立工程意识。

2. 培养学生良好的团队合作精神，提高沟通与协作能力。

3. 使学生认识到嵌入式技术在国家经济发展和国防建设中的重要作用，增强社会责任感和使命感。

本课程针对西邮嵌入式课程设计，结合学科特点、学生年级（假设为大学二年级）及教学要求，注重理论与实践相结合，培养学生具备扎实的嵌入式系统知识体系和实践能力。

课程目标具体、可衡量，旨在帮助学生和教师明确课程预期成果，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 嵌入式系统概述- 嵌入式系统的基本概念与组成- 嵌入式系统的发展历程与趋势- 嵌入式系统的应用领域2. 嵌入式编程基础- C语言编程：语法、数据类型、运算符、控制结构等- 常用数据结构与算法- 嵌入式编程规范与技巧3. 嵌入式系统设计与开发- 嵌入式硬件系统设计：微控制器选型、外围电路设计- 嵌入式软件系统设计：系统架构、模块划分、编程接口- 嵌入式系统调试与优化4. 嵌入式系统实践- 使用Keil、IAR等开发工具进行程序编写与调试- 嵌入式项目案例分析与实践- 嵌入式系统综合设计与实现教学内容根据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。

教学大纲明确教学内容安排和进度，与教材章节相对应。

教学内容涵盖嵌入式系统的基础理论、编程技能、设计与开发方法以及实践环节，旨在帮助学生全面掌握嵌入式技术，为实际应用打下坚实基础。

《嵌入式系统设计》课程教学大纲一、课程简介该课程主要以ARM公司的STM32F429微控制器为对象讲解嵌入式系统的设计方法和设计实例。

重点讲述嵌入式系统的基础知识、ARM cortex-M体系架构、STM32F429为微控制器内部构造及其常用的片上外设结构、应用实例、程序开发方法。

通过本课程的学习，使学生基本掌握嵌入式系统的构成，嵌入式系统软件、硬件系统的设计，进而为后续嵌入式系统的学习打好基础。

二、IntroductionThis course mainly takes stm32f429 microcontroller of arm company as the object to explain the design method and design example of embedded system. It focuses on the basic knowledge of embedded system, arm Cortex-M architecture, stm32f429 as the internal structure of microcontroller and its commonly used on-chip peripheral structure, application examples and program development methods. Through the study of this course, students can basically master the composition of embedded system, the design of embedded system software and hardware system, and then lay a good foundation for subsequent embedded system learning.三、课程的目的和任务1.目的和任务STM32F429是ST公司基于ARM公司Cortex-M系列内核设计的一款32位微控制器。