一式 系统和嵌入式操作系统
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 张湘肖建 本Ｉ盘＝作者张湘先生，丽南交通大学电气学 讲师，博士研究生，肖建先生，教援、博士生 导师 ２００２年３月ｌ３日收到 什么是嵌入式系统 嵌人式系统一般指非ＰＣ系统 有 计算机功能但又不称之为计算机的设备 或器材。它是 应用为中心，软硬件可 裁减的，适应应用系统对功能、可靠性， 成本、体积、功耗等综台性严格要求的 专用计算机系统 简单地说．嵌人式系 统集系统的应用软件与硬件于一体，类 似于ＰＣ中ＢＩＯＳ的工作方式，具有软件 代码小 高度自动化、响应速度陵等特 点、特别适台于要求实时和多任务的体 系。嵌人式系统主要由嵌人式处理器， 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”。 嵌人式系统几乎包括了生活中的所 有电器设备、如掌上ＰＤＡ、移动计算设 备、电视机顶盒、手机上同、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： 嵌入式系统的硬件部分 包括处理 器，微处理器、存储器及外设器件和１／０ 端口、图形控制器等。嵌人式系统有别 于一般的计算机处理系统，它不具备 像硬盘那样大容量的存储介质．而大多 使用ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ或闪存（Ｆｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙ）作为存储介质。软件部分包括 ｌＡ Ｖｏｌ ６ Ｎｏ ５ ５·２００２ 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 的运作和行为；而操作系统控制着应用 程序编程与硬件的交互作用。 二嵌入式处理器 嵌入式系统的核心是嵌人式微处理 器。嵌人式徽处理器一般具备４个特点： （１）对实时和多任务有很强的支持能力， 能完成多任务并且有较短的中断响应时 间，从而使内部的代码和实时操作系统 的执行时问减少到最低限度；（２）具有功 能很强的存储区保护功能，这是由于嵌 人式系统的软件结构已模块化．而为了 避免在软件模块之间出现错误的交叉作 用 需要设计强大的存储区保护功能， 同时也有利于软件诊断；（３）可扩展的处 理器结构，以能迅速地扩展出满足应用 的高性能的嵌人式徽处理器 （４）嵌入式 微处理器的功耗必颓很低，尤其是用于 便携式的无线及移动的计算和通信设备 中靠电池供电的嵌人式系统更是如此， 功耗只能为ｍＷ甚至 ｗ级。 据不完全统计 目前全世界嵌人式 处理器的品种总量已经超过１０００种，流 行的体系结构有３０多个系列 其中８０５１ 体系占多半，生产这种单片机的半导体 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 来越多的公司有自己的处理器设计部门。 嵌入式处理器的寻址空间一般从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． ｒ１）嵌人式徽处理器（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｍｉｃ— ｒｏＰｒｏｅｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ．ＥＭＰＵ） 嵌入式微处理器采用“增强型’通用 微处理器＝由于嵌人式系统通常应用于 环境比较恶劣的环境中．因而嵌入式微 处理器在工作温度、电磁兼容性 及可 靠性方面的要求较通用的标准微处理器 高。但是、嵌人式微处理器在功能方面 与标准的微处理器基本上是一样的。根 据实际嵌人式应用要求，将嵌入式微处 理器装配在专门设计的主板上 只保留 和嵌入式应用有关的主板功能．这样可 大幅度碱小系统的体积和功耗。和工 业控翩计算机相比 嵌入式微处理器组 成的系统具有体积小、重量轻、成本低、 可靠性高的优点，但在其电路板上必须 包括ＲＯＭ、ＲＡＭ、总线接口、各种外设 等器件、从而降低了系统的可靠性 技 术保密性也较差＝由嵌人式微处理器及 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的单板机系 统：嵌人式处理器目前主要有Ａｍ１８６／ ８８、３８６ＥＸ、ＳＣ一４００ Ｐｏｗｅｒ ＰＣ ６８０００、 Ｉ
关于嵌入式系统的探讨
摘要：随着数字信息技术的高速发展，嵌入式系统的应用已经广泛渗透到了各行各业，给人们的生活工作带来了极大的方便。本文从嵌入式系统的特点，分类，技术应用以及应用领域等方面进行了阐述。
关键词：嵌入式系统；arm技术；应用领域
中图分类号：tp393
1嵌入式系统简介
嵌入式系统可以抽象出一个典型的组成模型，其可划分为硬件层、软件层及功能层。
1.1嵌入式系统定义
嵌入式系统最通用的定义是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机[1]。
根据ieee9（国际电气和电子工程师协会）的定义，嵌入式系统也可定义为控制监视或辅助设备机器和车间运行装置。
嵌入式系统的定义很多，统一起来很难。对于其定义有疑问的部分研究人员将嵌入式系统定义为：“嵌入式系统是以嵌入式微处理器为内核，以微电子技术，计算机技术，电子技术、对象技术为基础，软硬件可根据对象需要所设置，并且嵌入到对象器件内，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智能化的控制系统。”[2] 1.2嵌入式系统的特点
嵌入式系统是面向专业应用领域的，从其应用角度分析，具有以下特点：
（1）硬件层，是所有软件的运行基础，嵌入式系统至少拥有一个高性能处理器为硬件平台。如arm处理器。
（2）软件层，其能扩充和充分发挥硬件层功能。嵌入式系统需有一个多任务操作系统的软件平台，来控制管理计算机硬件和软件资源以及合理的组织计算机工作流程。如liunx，uc/osⅱ等操作系统。
（3）嵌入式系统是先进的技术及资金密集、知识产业化不断创新的集成系统。其将先进的电子科学技术与各行各业的具体应用相结合。
（4）是面向用户、产品及特定应用的。
（5）具有较长的生命周期。与实际产品相结合，并与产品升级同步进行。
（6）对程序质量要求较高。一般都将系统中的软件固化在存储器中，大部分都具有较高的实时性。
（一）、
填空题
1、
嵌入式系统的三要素是嵌入、专用、计算机。
2、
从嵌入式系统设计的角度来看，嵌入式软件结构可以分为循环轮询系统、前后台系统、单处理器多任务系统以及多处理器多任务系统等几大类。
3、
嵌入式软件的体系结构通常包括：驱动层、操作系统层、中间件层和应用层。
4、
嵌入式系统中的任务管理主要包括：创建任务、删除任务、改变任务状态和查询任务状态等功能。
5、
在嵌入式系统中，如果被多个任务同时操作，某些资源可能会变得不确定，这些资源包括：共享事件结构、共享文件、共享硬件设备。
6、
在对一个设备进行操作之前要完成下面三步：安装设备驱动、初始化设备、打开一个设备并得到文件描述符。
（二）、
选择题
1、
影响嵌入式系统软件可靠性的主要因素有：ABCEFG
A、软件规模
B、
软件内部结构
C、
软件运行环境 D、电磁兼容性设计
E、
软件开发方法
F、
软件测试
G、实时性
2、
嵌入式硬件系统的主要组成包括：AＢＣＤ
A、嵌入式微处理器
B、
总线
C、
存储器
D、输入/输出接口设备
3、
嵌入式操作系统的内核主要包括ＡＢＣＤＥＧ
A、任务管理
B、
内存管理
C、
中断管理
D、通信、同步与互斥机制
E、
时间管理 F、
驱动管理
G、I/O管理
4、
嵌入式操作系统的时间性能指标主要有：ＡＢＣＤＥＦ
A、中断延迟时间
B、
中断响应时间
C、
中断恢复时间
D、上下文切换时间
E、
任务响应时间
F、
系统调用的执行时间
5、
嵌入式系统在内存管理方面要考虑的主要因素有：ACD
A、快速而确定的内存管理
B、
使用虚拟存储技术
C、
使用内存保护技术
D、经常对内存分区，使用确定大小的内存块
6、
在嵌入式系统中，应用程序需要通过内存来存储以下内容：BDE A、程序代码
B、
指令代码
C、
操作系统内核
D、静态分配的数据
E、
用来存储数据的堆、栈或动态分配的数据
（三）、
伊犁师范学院电信学院
嵌入式系统
大
作
业
题目：基于ARM的温度采集系统
班级：电信学院计科08-1班
学号：08080605209
姓名：布阿吉热.艾买尔
日期：2013-4-30一、产品设计介绍大四这一年学期学校安排了嵌入式系统及应用开发这一门心得课程，在老师的认真上课
下，帮助下我们学到了好多新的知识，我们用了自己学的有关嵌入式系统的知识与参考别人
的论文和网上的有些资料，并且老师的指导下成功的完成了这个大作业。我的大作业的题目
是基于ARM的温度采集系统，用自己的简单语言来介绍一下本产品的设计，本产品设计是基
于嵌入式技术作为主处理器的温度采集系统，利用S3C44B0xARM微处理器作为主控CPU，
辅以单独的数据采集模块采集数据，实现了智能化的温度数据采集、传输、处理与显示等功
能，并讨论了如何提高系统的速度、可靠性和可扩展性。并解决了传统的数据采集系统由于
存在响应慢、精度低、可靠性差、效率低、操作繁琐等弊端，能够完全适应现代化工业的高
速发展。做这个这个大作业的过程中遇到了好多问题在老师的指导下及自己的努力下解决了
这些问题。最后我希望把这个产品应用到这个社会，为社会的快速发展付出自己的一份力量。二、设计内容
2.1设计目的
每个人做一个事情，做一个产品都有一个目的，目标。我设计这个产品的主要目的主要
是用自己学的的知识做出来一个有用的东西,虽然我做的这个产品的比较简单但他也有自己
的好处用处，我的设计目标包括这些内容：注重培养综合运用所学知识、独立分析和解决
实际问题的能力，培养创新意识和创新能力，并获得科学研究的基础训练。了解所选择的
ARM芯片各个引脚功能，工作方式，计数/定时，I/O口，中断等的相关原理，并巩固学习嵌
入式的相关内容知识。通过软硬件设计实现利用ARM芯片对周围环境温度信号的采集及显
示。2.2设计意义
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，且软硬件可裁剪，适应应用
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。它一般由以
