嵌入式实习报告

电子工艺

实习报告

班级

学号

姓名

同组人

指导教师

2010年1月１３日

一、嵌入式的概述:

随着信息化技术的发展和数字化产品的普及，以计算机技术、芯片技术和软件技术为核心的嵌入式系统再度成为当前研究和应用的热点，通信、计算机、消费电子技术(3C）合一的趋势正在逐步形成,无所不在的网络和无所不在的计算（everythｉng connｅctiｎg, eveｒywhｅre cｏmputiｎg)正在将人类带入一个崭新的信息社会。

二、实习目的

学习和了解了嵌入式在生活中的重要作用和发展过程，熟练掌握AＲM硬件体系结构,熟悉linｕx下的嵌入式编程流程,积累自己的软件编写经验,能够参与并实现一个真实和完整的嵌入式项目,为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础

三、实习任务ﻫ第一阶段Lｉｎux操作和编程基础

主要介绍Linux的基本命令和基础编程知识，包括Lｉnux 的文件操作和目录操作命令，VI编辑器，ＧCC编译器,ＧＤB调试器和Ｍaｋｅ项目管理工具等知识。

第二阶段嵌入式C语言编程基础ﻩ

ﻩ主要介绍在嵌入式开发编程中C语言的重要概念和编程技巧中的重点难点,以复习串讲和实例分析的形式,重点介绍包括函数与程序结构,指针、数组和链表，库函数的使用等知识。

第三阶段Linux上C强化编程训练ﻩ

主要包括整数算法训练,递归和栈编程训练，位操作训练，指针训练，字符串训练和常用C库函数编程接口实践，强化学员对Linuｘ下基本编程开发的理解和编码调试的能力。

第四阶段Ｌiｎux环境高级编程及项目开发编程实践ﻩﻩ主要包括系统编程(信号／系统调用/管道/FIFO/消息队列/共享内存等)，文件I/O编程（文件描述符/文件读写接口／原子操作／阻塞与非阻塞IO等，多任务和多线程编程(进程标识/ 用户标识/forｋ与vforｋ/多线程概念/线程同步等）,网络编程（网络基本概念/套接口编程／网络字节次序/Clieｎｔ/Server 结构／ＵDP编程)；掌握Linux下Socket编程的开发流程,熟悉网络编程的调用接口函数和相关数据结构,使学员初步具备在Linux上进行系统编程开发的能力。同时综合之前所学内容和编程技术,以小组为单位进行一个团队合作项目的开发，考核内容包括文件I/Ｏ编程,多线程编程,网络编程和项目文档编写。

第五阶段嵌入式处理器体系结构及编程实践ﻩ

主要介绍ARＭ体系结构及其基本编程知识，包括指令分类，寻址方式、指令集、存储系统、异常中断处理、汇编语言以及C\C++和汇编语言的混合编程等知识。同时结合ARＭ嵌入式开发板硬件设计原理和基本硬件设计流程,分析各种外设的工作原理和驱动机制,并自己动手实践完成一个ARM开发板上的编程大作业。

第六阶段嵌入式Linux开发基础及高级应用

主要介绍嵌入式Linux开发应用程序的基本流程和知识，包括嵌入式Linux基本概念和开发流程、Ｂootｌoａｄer工作原理、内核裁减配置和交叉编译、根文件系统制作、网络编程以及图形界面和数据库开发等知识。同时独立完成一个基于嵌入式Ｌiｎｕx ＧUI的应用编程大作业。

第七阶段嵌入式Ｌｉnｕx驱动理论及驱动程序开发实践ﻩﻩ主要介绍嵌入式Linux上驱动程序开发规范,包括设备驱动程序概念、字符设备驱动程序、块设备与网络设备、网卡驱动以及常用嵌入式设备驱动开发等知识。同时独立实现两种嵌入式设备驱动程序的编写，包括驱动模块的调试和加载以及完整的项目开发文档的编写。

第八阶段嵌入式Lｉnux项目团队开发实践锻炼ﻩ

主要包括设计并实现一个真实和完整的嵌入式项目的开发流程，涉及到数据采集、网络通讯、图形用户界面显示以及嵌入式数据库存储系统等多种嵌入式Lｉnｕx编程技术。要求学员建立起团队开发和协同工作的企业项目开发模式的概念和流程,强化学员对编写项目概要设计文档和详细设计文档的理解,为就业前的职业技能和素质训练做好充分准备。

四、实习内容

1. 嵌入式的历史与现状

虽然嵌入式系统是近几年才开始真正风靡起来的,但事实上嵌入式这个概念却很早就已经存在了，从上个世纪７0年代单片机的出现到今天各种嵌入式微处理器、微控制器的广泛应用,嵌入式系统少说也有了近3０年的历史。纵观嵌入式系统的发展历程，大致经历了以下四个阶段：

•无操作系统阶段

嵌入式系统最初的应用是基于单片机的，大多以可编程控制器的形式出现,具有监测、伺服、设备指示等功能,通常应用于各类工业控制和飞机、导弹等武器装备中，一般没有操作系统的支持,只能通过汇编语言对系统进行直接控制，运行结束后再清除内存。这些装置虽然已经初步具备了嵌入式的应用特点，但仅仅只是使用8位的ＣPU芯片来执行一些单线程的程序，因此严格地说还谈不上"系统＂的概念。

这一阶段嵌入式系统的主要特点是：系统结构和功能相对单一，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、价格低廉,因而曾经在工业控制领域中得到了非常广泛的应用，但却无法满足现今对执行效率、存储容量都有较高要求的信息家电等场合的需要。

•简单操作系统阶段

20世纪８0年代,随着微电子工艺水平的提高,IC制造商开始把嵌入式应用中所需要的微处理器、I/Ｏ接口、串行接口以及RＡM、ROM等部件统统集成到一片ＶLSＩ中,制造出面向I／Ｏ设计的微控制器,并一举成为嵌入式系统领域中异军突起的新秀。与此同时，嵌入式系统的程序员也开始基于一些简单的"操作系统"开发嵌入式应用软件,大大缩短了开发周期、提高了开发效率。

这一阶段嵌入式系统的主要特点是：出现了大量高可靠、低功耗的嵌入式CPU（如Poweｒ PC等),各种简单的嵌入式操作系统开始出现并得到迅速发展。此时的嵌入式操作系统虽然还比较简单,但已经初步具有了一定的兼容性和扩展性,内核精巧且效率高,主要用来控制系统负载以及监控应用程序的运行。

•实时操作系统阶段

20世纪90年代,在分布控制、柔性制造、数字化通信和信息家电等巨大需求的牵引下,嵌入式系统进一步飞速发展，而面向实时信号处理算法的DSP产品则向着高速度、高精度、低功耗的方向发展。随着硬件实时性要求的提高，嵌入式系统的软件规模也不断扩大,逐渐形成了实时多任务操作系统（RTOＳ),并开始成为嵌入式系统的主流。