(完整版)通用PC系统与嵌入式系统的区别.doc
通用 PC系统与嵌入式系统的区别.txt精神失常的疯子不可怕，可怕的是精神正常的疯子！
一什么是嵌入式系统
嵌入式系统一般指非 pc 系统，有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材。它是以应用
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、功耗等综合性严格
要求的专用计算机系统。简单地说，嵌入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、响应速度快等特点，特别适合于要
求实时和多任务的体系。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，它是可独立工作的“器件”。
嵌入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。
嵌入式系统的硬件部分，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
操作系统的执行时间减少到最低限度；(2) 具有功能很强的存储区保护功能，这是由于嵌入
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入式微处理器；(4) 嵌入式微处理器的功耗必须很低，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入式系统更是如此，功耗只能为mw 甚至μ w 级。
据不完全统计，目前全世界嵌入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:
(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、电磁兼容性以及可靠性方面的要求较通用的标准
微处理器高。但是，嵌入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
际嵌入式应用要求，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，这样可以大幅度减小系统的体积和功耗。和工业控制计算机相比，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的单板
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。嵌入式微控制器一般
以某种微处理器内核为核心，根据某些典型的应用，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。为适应不同的应用需求，对功能的设置和外设的配置进
行必要的修改和裁减定制，使得一个系列的单片机具有多种衍生产品，每种衍生产品的处理
器内核都相同，不同的是存储器和外设的配置及功能的设置。这样可以使单片机最大限度地和应用需求相匹配，从而减少整个系统的功耗和成本。和嵌入式微处理器相比，微控制器的
单片化使应用系统的体积大大减小，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的品种和数量上是所有种类嵌入式处理器中最多的，而且上述诸多优
点决定了微控制器是嵌入式系统应用的主流。微控制器的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
性的通用系列包括 8051、 p51xa 、mcs-251、mcs-96/196/296 、c166/167 、68300 等。而比较有代表性的半通用系列，如支持usb 接口的 mcu 8xc930/931 、 c540、 c541 ；支持 i2c 、 can 总线、 lcd 等的众多专用mcu 和兼容系列。目前mcu约占嵌入式系统市场份额的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，这些算法的复杂度可能是o(nm) 的，甚至是 np 的，一般结构的处理器无法实时的完成这些运算。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 的 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 的 mcs-296 和 infineon (siemens) 的 tricore 。另外，在有关智能方面的应用中，也需要嵌入式dps 处理器，例如各种带有智
能逻辑的消费类产品，生物信息识别终端，带有加解密算法的键盘， 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处理器的优势所在。嵌入式dsp处理器比较有代表性的产
品是 ti的tms320系列和motorola的dsp56000系列。tms320系列处理器包括用于控制的
c2000 系列、移动通信的c5000 系列，以及性能更高的c6000 和 c8000 系列。 dsp56000 目前
已经发展成为dsp56000 、dsp56100 、dsp56200 和 dsp56300 等几个不同系列的处理器。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、低功耗技术制造的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 的推广和vlsi设计的普及化，以及半导体工艺的迅速发展，可以在一块硅片上实现
一个更为复杂的系统，这就产生了soc 技术。各种通用处理器内核将作为soc 设计公司的标
准库，和其他许多嵌入式系统外设一样，成为 vlsi 设计中一种标准的器件，用标准的 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) 的 tricore 、motorola 的 m- core ，以及某些 arm 系列器件，如 echelon 和 motorola 联合研制的 neuron 芯片等；专用 soc 一般专用于某个或某类系统中，如 philips
的smart xa，它将 xa 单片机内核和支持超过 2048 位复杂 rsa 算法的 ccu 单元制作在一块硅片上，
形成一个可加载 java 或 c 语言的专用 soc ，可用于互联网安全方面。
三嵌入式操作系统
嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件，它是嵌入式系统( 包括硬、软件系统 ) 极为重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、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的
基本特点，如能够有效管理越来越复杂的系统资源；能够把硬件虚拟化，使得开发人员从繁
忙的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、硬件的相关依赖性、软件固态
化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。
1.嵌入式操作系统的种类
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、通信等领域的实时操作系统，
如 windriver公司的vxworks、isi的psos、qnx系统软件公司的qnx、 ati的nucleus等；另一类是面向消费电子产品的非实时操作系统，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
早期的嵌入式系统中没有操作系统的概念，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、硬件资源的分配、管理以及任务的调度，是一个系统管理调度程序。这就是通常所说的前后台系统。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，通过一定的调度算法来完成相应的操作。对于实时性
要求特别严格的操作通常由中断来完成，仅在中断服务程序中标记事件的发生，不再做任何工作就退出中断，经过后台程序的调度，转由前台程序完成事件的处理，这样就不会造成在
中断服务程序中处理费时的事件而影响后续和其他中断。
实际上，前后台系统的实时性比预计的要差。这是因为前后台系统认为所有的任务具有相同
的优先级别，即是平等的，而且任务的执行又是通过fifo队列排队，因而对那些实时性要
求高的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的结构，一旦在这个
循环体中正在处理的任务崩溃，使得整个任务队列中的其他任务得不到机会被处理，从而造
成整个系统的崩溃。由于这类系统结构简单，几乎不需要ram/rom 的额外开销，因而在简单
的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的时间内执行其功能并对外部的异步事件做出响应的计算机系统。其
操作的正确性不仅依赖于逻辑设计的正确程度，而且与这些操作进行的时间有关。“在确定的时间内”是该定义的核心。也就是说，实时系统是对响应时间有严格要求的。
实时系统对逻辑和时序的要求非常严格，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的，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，而且要求在规定的时间内完成事件的处理。通常，大多数实时系统是两者的结合。实时应用软
件的设计一般比非实时应用软件的设计困难。实时系统的技术关键是如何保证系统的实时性。
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的操作系统。其首要任务是
调度一切可利用的资源完成实时控制任务，其次才着眼于提高计算机系统的使用效率，重要特点是要满足对时间的限制和要求。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的任务调度 ) 、任务间同步和通信( 信号量和邮箱等 ) 、存储器优化管理 ( 含 rom 的管理 ) 、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，中断被屏蔽的时间很短，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。对于基于优先级的系统而言，可抢占型实
时操作系统是指内核可以抢占正在运行任务的cpu 使用权并将使用权交给进入就绪态的优
先级更高的任务，是内核抢了 cpu 让别的任务运行。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 的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的任务，使之进入就绪态；而这个进入就绪态的任务还不能运行，一直要等到当前运行的任务主动交出cpu 的控制权。使用这种实时操作系统的实时性比不使用实时操作系统的系统性能好，其实时性取决于最长任务
的执行时间。不可抢占型实时操作系统的缺点也恰恰是这一点，如果最长任务的执行时间不
能确定，系统的实时性就不能确定。
可抢占型实时操作系统的实时性好，优先级高的任务只要具备了运行的条件，或者说进入了
就绪态，就可以立即运行。也就是说，除了优先级最高的任务，其他任务在运行过程中都可
能随时被比它优先级高的任务中断，让后者运行。通过这种方式的任务调度保证了系统的实
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.嵌入式操作系统的发展
嵌入式操作系统伴随着嵌入式系统的发展经历了 4 个比较明显的阶段。
第一阶段是无操作系统的嵌入算法阶段，是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统，同
时具有与监测、伺服、指示设备相配合的功能。这种系统大部分应用于一些专业性极强的工
业控制系统中，一般没有操作系统的支持，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。这一阶段系统的主要特点是：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的、需要大容量存储介质的现代化工业
控制和新兴的信息家电等领域的需求。
第二阶段是以嵌入式cpu 为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。这一阶段系统的主
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
具有一定的兼容性和扩展性；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。
第三阶段是通用的嵌入式实时操作系统阶段，是以嵌入式操作系统为核心的嵌入式系统。这
一阶段系统的主要特点是：嵌入式操作系统能运行于各种不同类型的微处理器上，兼容性好；操作系统内核精小、效率高，并且具有高度的模块化和扩展性；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；具有大量的应用程序接口(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 为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的阶段。目前大多数嵌入式系统还孤立于internet 之外，但随着 internet 的发展以及 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 的结合将代表着嵌入式技术的
真正未来。
3.使用实时操作系统的必要性
嵌入式实时操作系统在目前的嵌入式应用中用得越来越广泛，尤其在功能复杂、系统庞大的
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的可靠性。在控制系统中，出于安全方面的考虑，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的可靠性和
抗干扰性，而且也应在软件设计方面提高系统的抗干扰性，尽可能地减少安全漏洞和不可靠的隐患。长期以来的前后台系统软件设计在遇到强干扰时，使得运行的程序产生异常、出错、跑飞，甚至死循环，造成了系统的崩溃。而实时操作系统管理的系统，这种干扰可能只是引起若干进程中的一个被破坏，可以通过系统运行的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的措施，如把有问题的任务清除掉。
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，开发一个复杂的应
用程序，通常可以按照软件工程中的解耦原则将整个程序分解为多个任务模块。每个任务模块
的调试、修改几乎不影响其他模块。商业软件一般都提供了良好的多任务调试环境。
再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了32 位 cpu 的多任务潜力。 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的，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的设计，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 的运行状态等，允许用户在系统设计中从硬件和软件两方面对实时内核的运行实施保护。如果还是采用以前的前后台方式，则无法发挥32 位 cpu 的优势。
从某种意义上说，没有操作系统的计算机( 裸机 ) 是没有用的。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，才是真正的计算机嵌入式应用。
4.实时操作系统的优缺点
在嵌入式实时操作系统环境下开发实时应用程序使程序的设计和扩展变得容易，不需要大的
改动就可以增加新的功能。通过将应用程序分割成若干独立的任务模块，使应用程序的设计过程
大为简化；而且对实时性要求苛刻的事件都得到了快速、可靠的处理。通过有效的系统服务，嵌
入式实时操作系统使得系统资源得到更好的利用。
但是，使用嵌入式实时操作系统还需要额外的rom/ram 开销， 2~5%的cpu 额外负荷，以及内
核的费用。
嵌入式系统的现状与发展前景
嵌入式系统的现状及发展前景 嵌入式系统的现状及发展前景 当我们满怀憧憬与希望跨入二十一世纪大门的时候，计算机技术也开始进入一个被称为后PC技术的时代。在现在日益信息化的社会中，计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落。对于我们每个人，需要的已经不再仅仅是那种放在桌上处理文档，进行工作管理和生产控制的计算机"机器"；各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机，任何一个普通人可能拥有从大到小的各种使用嵌入式技术的电子产品，小到mp3，PDA等微型数字化产品，大到网络家电，智能家电，车载电子设备。而在工业和服务领域中，使用嵌入式技术的数字机床，智能工具，工业机器人，服务机器人也将逐渐改变传统的工业和服务方式。目前嵌入式系统技术已经成为了最热门的技术之一，吸引了大批的优秀人才投入其中。但是对于何为嵌入式系统，什么样的技术又可以称之为嵌入式技术，仍在讨论之中，有关嵌入式系统定义的问题，已经在很多论坛社区引发了多次争论。就这个问题我们可以分别从广义上和狭义上讲：广而化之，可以认为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。作为系统核心的微处理器又包括三类：微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、嵌入式微处理器(MPU)。所以有人简单的说："嵌入式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。"还有人认为嵌入式系统就是"以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、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"。应该说后者从功能应用特征上比较好的给出了嵌入式系统的定义，嵌入式的概念的分析根本上应该从应
用上加以切入。从狭义上讲，我们更加强调那些使用嵌入式微处理器构成独立系统，具有自己的操作系统并且具有某些特定功能的系统，这里的微处理器专指32位以上的微处理器。按照这种定义，典型的嵌入式系统有使用x86的小型嵌入式工控主板，在各种自动化设备，数字机械产品中有非常广阔的应用空间；另外一大类是使用Intel，Motorola等专用芯片构成的小系统，它不仅仅在新兴的消费电子和通讯仪表等方面获得了巨大的发展应用空间，而且甚至有趋势取代传统的工控机。现在大家更加清楚的看到：嵌入式技术的春天已经来了。所以也就难怪嵌入式系统成为当前最热门的技术之一。 1 嵌入式系统的含义及分类 嵌入式系统被定义为:以应用为中心、以计算机 技术为基础、软件硬件可裁剪、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。 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技 术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产 物,这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密 集、高度分散、不断创新的知识集成系统。 目前嵌入式系统除了部分为32 位处理器外,大 量存在的是8 位和16 位的嵌入式微控制器(MCU) , 嵌入式系统是计算机应用的另一种形态,正如前所 述它与通用计算机应用不同:嵌入式计算机是以嵌
嵌入式实时操作系统
嵌入式实时操作系统 嵌入式实时操作系统(Embedded Real-time Operation System，RTOS)。 1 嵌入式实时操作系统概念 当外界事件或数据产生时，能够接受并以足够快的速度予以处理，其处理的结果又能在规定的时间之内来控制生产过程或对处理系统作出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的嵌入式操作系统。 2 嵌入式实时操作系统特点 1）多任务； 2）有线程优先级 3）多种中断级别 3 嵌入式实时操作系统应用 在工业控制、军事设备、航空航天等领域对系统的响应时间有苛刻的要求，这就需要使用实时系统。 采用嵌入式实时操作系统(简称RTOS)能够支持多任务，使得程序开发更加容易，便于维护，同时能够提高系统的稳定性和可靠性。
4 实时操作系统的必要性： 首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。 其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。 实时操作系统的优缺点： 在嵌入式实时操作系统环境下开发实时应用程序使程序的设计和扩展变得容易，不需要大的改动就可以增加新的功能。通过将应用程序分割成若干独立的任务模块，使应用程序的设计过程大为简化；而且对实时性要求苛刻的事件都得到了快速、可靠的处理。通过有效的系统服务，嵌入式实时操作系统使得系统资源得到更好的利用。但是，使用嵌入式实时操作系统还需要额外的ROM/RAM 开销，2~5% 的CPU 额外负荷，以及内核的费用。 5 实时系统与非实时系统的根本区别 实时系统与非实时系统的根本区别在于：实时系统具有与外部环境及时交互作用的能力。也就是说实时系统从外部获取信息以及系统得出结论要在很短的限制时间内完成。 它具有嵌入式软件共有的可裁剪、低资源占用、低功耗等特点；实时任务之间可能还会有一些复杂的关联和同步关系，如执行顺序限制、共享资源的互斥访问要求等。 实时操作系统所遵循的最重要的设计原则是：采用各种算法和策略，始终保证系统行为的可预测性(predictability)。可预测性是指在系统运行的任何时刻，在任何情况下，实时操作系统的资源调配策略都能为争夺资源(包括CPU、内存、网络带宽等)的多个实时任务合理地分配资源，使每个实时任务的实时性要求都能得到满足。与通用操作系统不同，实时操作系统注重的不是系统的平均表现，而是要求每个实时任务在最坏情况下都要满足其实时性要求，也就是说，实时操作系统注重的是个体表现。
嵌入式系统仿真测试平台的体系结构研究
!"##!年第$期 福建电脑注：本文得到广东省科技厅攻关项目资金资助%项目编号"##"&’(&)电子科技大学青年基金项目资助%项目编号*+#"#,#-。 &、 引言目前嵌入式系统开发已经成为了计算机工业最热门的领域之一，嵌入式系统应用渗透到信息家电、工业控制、通信与电子设备、人工智能设备等诸多领域。然而嵌入式系统的软件与目标硬件紧密相关，软件开发周期长，开发成本昂贵，软件质量无法保障.&/."/。特别是嵌入式软件的测试工作，在整个开发周期中通 常占用着大部分时间 （-#01,#0）。软件测试是一个非常重要而又艰苦的过程。软件测试工具用来全部或部分的代替人工进行软件的测试工作。它能极大的节省人力、物力和财力，缩短项目的开发周期。 国际上，许多软件公司致力于开发功能强大的软件测试工具。按获得测试信息的方式分为纯硬件、纯软件、软硬件相结合三种类型的测试工具。纯硬件测试工具如仿真器、逻辑分析仪、开发系统等。纯软件测试工具如234563786的2345938:，是一种软件逻辑分析仪。软硬件相结合的测试工具如以;<公司的=>?938:为代表的虚拟仪器和以@AB 公司的BC58DEFD 为代表的测试工具。这三类测试工具都有一个缺点：没有提供一个集成各种软硬件测试工具的框架，使各类测试工具能紧密协调工作。 为提高测试工作的效率，迫切需要功能强大的嵌入式系统测试工具。 仿真开发在嵌入式系统开发中正在发挥着越来越重要的作用。许多软件公司已经开发出成熟稳定的嵌入式仿真开发工具。但是在嵌入式仿真开发中，仍然缺乏一种嵌入式系统测试工具的集成框架。本文正是基于这个目标，从软件体系结构的角度，研究和设计了一种称为G EFDH G 的嵌入式系统仿真测试平台的集成框架。并基于其上实现了一个嵌入式仿真测试平台3I >EFDH 。 "、 嵌入式系统仿真测试平台的体系结构EFDH 对于大规模复杂软件系统，其总体结构设计远比算法和数据结构的选择更重要.J /.!/。基于这样的认识和背景，本文在对嵌入式测试和嵌入式仿真开发深入研究的基础上，研究和设计了EFDH 的体系结构。"K &EFDH 的结构模型 EFDH 的体系结构主要借鉴了当前流行的嵌入式交叉开发工具的目标服务器L 目标代理结构.’/，分为宿主机端和仿真目标机端两大部分。 EFDH 的结构模型见图&： 图&EFDH 结构模型 EFDH 结构模型的基本特征：&M EFDH 由宿主机端和目标机端两大部分构成，宿主机 端以测试服务器DF （D8NO F86786）为核心；目标机端以测试代理D@P D8NO @Q84O M 为核心。 "M 所有的测试工具不与目标机端交互， 而只与测试服务器DF 进行交互；测试服务器DF 同测试代理D@交互。这样只要更换相应的测试代理D@，即可与不同的仿真开发系统一起工作。 J M 测试服务器DF 与所有测试工具之间通过嵌入式仿真测试工具交换协议EFDDR （ES?85585F3STU>O3C4D8NO DCCU 8RI VW>4Q8X6COCVCU ） 规范接口进行交互。!M 测试服务器DF 和测试代理D@之间通过嵌入式仿真测试协议EFD P ES?85585F3STU>O3C4D8NO X6COCVCU M 规范接口进行交互。 ’M 测试工具以软插件的形式集成到EFDH 中%EFDDR 和EFD 规范定义的接口是公开的和可免费获得的，第三方测试工具非常容易的集成到EFDH 中来。 -M 测试工具多种多样，可以是软件代码测试工具，也可以是硬件诊断测试工具，都可以很容易的集成到EFDH 中来，从而达到各类测试工具的紧密协作。 $M EFDH 中各类测试工具紧密集成到一个图形用户接口中，大大提高了用户的工作效率。 ,M 测试代理D@以一个线程的形式存在于仿真运行环境中，与各类模拟器之间通过固定的接口交互，获取丰富的测试信息。 "K "测试服务器DF 模型 测试服务器DF 是EFDH 的核心结构部件，作为EFDH 的测试管理器，其结构模型如图"。 图"测试服务器DF 结构模型 DF 的主要功能：&M DF 提供相应的EFDDR 协议规范接口，接受来自测试工具的控制命令和状态查询，并提供相应的数据传输接口，向测试工具返回对应的测试结果。 "M DF 提供相应的EFD 协议规范接口，向采集代理发送控制命令信息和状态查询信息，并且根据EFD 协议规范提供的接口收取返回信息。 J M DF 提供测试高速缓冲管理、 测试存储器管理以及流测试协议，管理和控制整个宿主机端。"K J 测试代理D@模型 嵌入式系统仿真测试平台的体系结构研究 邵荣防，罗克露 P 电子科技大学计算机科学与工程学院，四川 成都-&##’!M 【摘要】仿真开发在嵌入式开发中正逐步成为热点，仿真测试工具在仿真开发过程中正发挥着日益重要的作用。本文首先简要分析了当前的嵌入式测试工具，然后给出一种嵌入式仿真测试平台的体系结构EFDH 。基于EFDH 体系结构，实现了一个面向信息家电的嵌入式仿真测试平台3>EFDH 。 【关键词】嵌入式系统仿真开发 仿真测试平台
嵌入式软件工程师应该知道的16个问题
嵌入式软件工程师应知道的0x10个基本问题(经典收藏版) C语言测试是招聘嵌入式系统程序员过程中必须而且有效的方法。这些年，我既参加也组织了许多这种测试，在这过程中我意识到这些测试能为面试者和被面试者提供许多有用信息，此外，撇开面试的压力不谈，这种测试也是相当有趣的。 从被面试者的角度来讲，你能了解许多关于出题者或监考者的情况。这个测试只是出题者为显示其对ANSI标准细节的知识而不是技术技巧而设计吗？这是个愚蠢的问题吗？如要你答出某个字符的ASCII值。这些问题着重考察你的系统调用和内存分配策略方面的能力吗？这标志着出题者也许花时间在微机上而不是在嵌入式系统上。如果上述任何问题的答案是"是"的话，那么我知道我得认真考虑我是否应该去做这份工作。 从面试者的角度来讲，一个测试也许能从多方面揭示应试者的素质：最基本的，你能了解应试者C语言的水平。不管怎么样，看一下这人如何回答他不会的问题也是满有趣。应试者是以好的直觉做出明智的选择，还是只是瞎蒙呢？当应试者在某个问题上卡住时是找借口呢，还是表现出对问题的真正的好奇心，把这看成学习的机会呢？我发现这些信息与他们的测试成绩一样有用。 有了这些想法，我决定出一些真正针对嵌入式系统的考题，希望这些令人头痛的考题能给正在找工作的人一点帮助。这些问题都是我这些年实际碰到的。其中有些题很难，但它们应该都能给你一点启迪。 这个测试适于不同水平的应试者，大多数初级水平的应试者的成绩会很差，经验丰富的程序员应该有很好的成绩。为了让你能自己决定某些问题的偏好，每个问题没有分配分数，如果选择这些考题为你所用，请自行按你的意思分配分数。 预处理器（Preprocessor） 1 . 用预处理指令#define 声明一个常数，用以表明1年中有多少秒（忽略闰年问题） #define SECONDS_PER_YEAR (60 * 60 * 24 * 365)UL 我在这想看到几件事情： 1) #define 语法的基本知识（例如：不能以分号结束，括号的使用，等等） 2)懂得预处理器将为你计算常数表达式的值，因此，直接写出你是如何计算一年中有多少秒而不是计算出实际的值，是更清晰而没有代价的。 3) 意识到这个表达式将使一个16位机的整型数溢出-因此要用到长整型符号L,告诉编译器这个常数是的长整型数。 4) 如果你在你的表达式中用到UL（表示无符号长整型），那么你有了一个好的起点。记住，第一印象很重要。 2 . 写一个"标准"宏MIN ，这个宏输入两个参数并返回较小的一个。 #define MIN(A,B) （（A）<= (B) ? (A) : (B)) 这个测试是为下面的目的而设的： 1) 标识#define在宏中应用的基本知识。这是很重要的。因为在嵌入(inline)操作符变为标准C的一部分之前，宏是方便产生嵌入代码的唯一方法，对于嵌入式系统来说，为了能达到要求的性能，嵌入代码经常是必须的方法。 2)三重条件操作符的知识。这个操作符存在C语言中的原因是它使得编译器能产生比if-then-else更优化的代码，了解这个用法是很重要的。
(完整word版)嵌入式系统设计与应用
嵌入式系统设计与应用 本文由kenneth67贡献 ppt文档可能在W AP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 课程名称：课程名称：嵌入式系统设计与应用 总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12 36学时12学时总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12学时教材：嵌入式系统设计教程》教材：《嵌入式系统设计教程》电子工业出版社马洪连参考书：参考书：1、《嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 2、《ARM体系结构与编程》清华大学出版社杜春雷编著ARM体系结构与编程体系结构与编程》嵌入式系统设计与实例开发—ARM ARM与C/OS3、《嵌入式系统设计与实例开发ARM与μC/OS-Ⅱ》清华大学出版社王田苗、魏洪兴编著清华大学出版社王田苗、ARM嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构》4、《ARM嵌入式微处理器体系结构》北航出版社、马忠梅等著. 北航出版社、马忠梅等著. 张石．ARM嵌入式系统教程嵌入式系统教程》5、张石．《ARM嵌入式系统教程》．机械工业出版2008年社．2008年9月 1 课程内容 绪论：绪论： 1）学习嵌入式系统的意义2）高校人才嵌入式培养情况嵌入式系统设计（实验课）3）嵌入式系统设计（实验课）内容安排 第1章嵌入式系统概况 1.1 嵌入式系统的定义1.2 嵌入式系统的应用领域及发展趋势1.3 嵌入式系统组成简介 第2章嵌入式系统的基本知识 2.1 2.2 2.3 嵌入式系统的硬件基础嵌入式系统的软件基础ARM微处理器的指令系统和程序设计ARM微处理器的指令系统和程序设计 2 第3章 3.1 3.2 3.3 基于ARM架构的嵌入式微处理器基于ARM架构的嵌入式微处理器ARM 概述嵌入式微处理器的组成常用的三种ARM ARM微处理器介绍常用的三种ARM 微处理器介绍 第4章 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 嵌入式系统设计 概述嵌入式系统的硬件设计嵌入式系统接口设计嵌入式系统人机交互设备接口嵌入式系统的总线接口和网络接口设计嵌入式系统中常用的无线通信技术 3 第5章嵌入式系统开发环境与相关开发技术 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6.1 6.2 6.3 6.4 概述嵌入式系统的开发工具嵌入式系统调试技术嵌入式系统开发经验嵌入式系统的Bootloader Bootloader技术嵌入式系统的Bootloader技术μC/OS-II操作系统概述C/OS-II操作系统概述ADS开发环境ARM ADS开发环境C/OS-II操作系统在ARM系统中的移植操作系统在ARM μC/OS-II操作系统在ARM系统
浅谈嵌入式系统的现状及发展前景
浅谈嵌入式系统的现状 及发展前景 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
课程考核论文 课程名称信息学导论 学生姓名曾文静 系、专业信息工程系电子科学与技术专业 2013年 6 月 15 日 浅谈嵌入式系统的现状及发展前景 摘要:从嵌入式系统的含义、特点、开发平台及其工业特征出发,深入阐述了嵌入式计算机技术的发展现状,展望了嵌入式系统产业在我国的广阔发展前景景。 1. 嵌入式系统的发展趋势及典型应用产品 在现在日益信息化的社会中，计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落。对于我们每个人，需要的已经不再仅仅是那种放在桌上处理文档，进行工作管理和生产控制的计算机"机器"；各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机，任何一个普通人可能拥有从大到小的各种使用嵌入式技术的电子产品，小到 mp3，PDA等微型数字化产品，大到网络家电，智能家电，车载电子设备。而在工业和服务领域中，使用嵌入式技术的数字机床，智能工具，工业机器人，服务机器人也将逐渐改变传统的工业和服务方式。 近几年，嵌入式系统产品日臻完善，并在全世界各行业得到广泛应用。嵌入式系统产品的研制和应用已经成为我国信息化带动工业化、工业化促进信息化发展的新的国民经济增长点。 随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式技术将全面展开，现在嵌入式已经成为通信和消费类产品的共同发展方向。总体来说，嵌入式系统分别在硬件和软件方面获得发展。嵌入式系统必将成为当今IT界的又一焦点，开发自主知识产权的嵌入式处理器和嵌入式操作系统，对于我们国家的民族IT产业来讲具有十分重要的战略意义。从国内IT市场来看，嵌入式系统及其产品在由家电产品和Internet衍生出来的新型市场中占有主导地位和独特份额。 在消费家电的智能化的今天，嵌入式更显重要。像我们平常见到的手机、PDA、电子字典、可视电话、VCD/DVD/MP3Player、数字相机（DC）、数字摄像机（DV）、U-Disk、机顶盒（SetTopBox）、高清电视（HDTV）、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等等，都是典型的嵌入式系统。据预测，随着Internet的迅速发展和廉价微处理器的出现，嵌入式系统将在日常生活里形成更大的应用领域。 例如，行车称重无线遥测调度系统:由贵溪冶炼厂和北京市自动化系统成套工程公司合作开发，用在贵溪冶炼车间。具体要求为系统前端由安装在行车上的行车工作站(3台)构成，行车工作站将行车称重信号转换成数字信号，并将采集的数字信号经处理后，通过无线电台传送给地面接收电台，接收电台将信号传输给地面工作站，地面工作站将接收到的信号进行归纳处理、监视，通过双绞线传送给闪速炉、阳极炉操作室显示，通过以太网传送给5台转炉操作并显示，传送给车间办公室终端，车间办公室进行最终的数据归纳、生成报表并打印。其中行车工作站主要采用PC/104数据采集卡和研华公司英寸饼干PC机PCM-4，该机主板上带有LoadbusIDE,VGA/LCD口，2个串口，1个并口和软驱接口，并附16M电子硬盘，体积小巧却达到了486级工业PC的配置水平。显示屏采用EL致发光屏(带触摸屏)，通过RS232接口与调制解调器及数据传输电台相连。行车工作站采用Windows32操作系统和组态王版软件，实现数据采集、输入行车运行状态、参数计算、显示功能，并在该软件基础上开发无线数据通讯 2.嵌入式系统介绍
单片机系统设计与仿真软件
（此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！） PROTEUS —单片机系统设计与仿真软件 一、Proteus 6.7 Professional 界面简介 安装完Proteus后，运行ISIS 6.7 Professional，会出现以下窗口界面: 为了方便介绍，分别对窗口内各部分进行中文说明（见上图）。下面简单 介绍各部分的功能： 1.原理图编辑窗口（The Editing Window ）:顾名思义，它是用来绘制原理图的。蓝色方框内为可编辑区，元件要放到它里面。注意，这个窗口是没有滚动条的，你可用预览窗口来改变原理图的可视范围。 2.预览窗口（The Overview Window ）:它可显示两个内容，一个是：当你 在元件列表中选择一个元件时，它会显示该元件的预览图；另一个是，当你的鼠标焦点落在原理图编辑窗口时（即放置元件到原理图编辑窗口后或在原理图编辑窗口
中点击鼠标后），它会显示整张原理图的缩略图，并会显示一个绿色的方框，绿色 的方框里面的内容就是当前原理图窗口中显示的内容，因此，你可用鼠标在它上面点击来改变绿色的方框的位置，从而改变原理图的可视范围。 3．模型选择工具栏( Mode Selector Toolbar )：主要模型( Main Modes )： 1*选择元件(components)(默认选择的) 2* 放置连接点 3* 放置标签(用总线时会用到) 4* 放置文本 5* 用于绘制总线 6* 用于放置子电路 7* 用于即时编辑元件参数 (先单击该图标再单击要修改的元件) 配件( Gadgets)： 1*终端接口( terminals):有VCC、地、输出、输入等接口 2* 器件引脚：用于绘制各种引脚 3* 仿真图表( gra ph ) ：用于各种分析，如Noise Analysis 4* 录音机 5* 信号发生器( generators) 6* 电压探针：使用仿真图表时要用到 7* 电流探针：使用仿真图表时要用到 8* 虚拟仪表：有示波器等 2D 图形( 2D Graphics)： 1* 画各种直线 2* 画各种方框 3* 画各种圆 4* 画各种圆弧 5* 画各种多边形 6* 画各种文本 7* 画符号 8* 画原点等 4．元件列表( The Object Selector )：用于挑选元件( components)、终端接口 ( terminals)、信号发生器 (generators)、仿真图表(graph)等。举例，当你选择"元件 (components)”，单击"P”按钮会打开挑选元件对话框，选择了一个元件后(单击了“ OK ”后)，该元件会在元件列表中显示，以后要用到该元件时，只需在元件列表中选择即可。 5．方向工具栏( Orientation Toolbar )：旋转：旋转角度只能是90 的整数倍。 翻转：完成水平翻转和垂直翻转。使用方法：先右键单击元件，再点击（左击）相应的旋
嵌入式系统开发基础——基于ARM9微处理器C语言程序设计各章习题
第一章习题 1。嵌入某种微处理器或单片机的测试和控制系统称为嵌入式控制系统（Embedded Control System）。 在应用上大致分为两个层次，以MCS-51为代表的8位单片机和以ARM技术为基础的32位精减指令系统单片机 2。目标机上安装某种嵌入式操作系统和不安装嵌入式操作系统, 以MCS-51为代表的8位单片机不安装嵌入式操作系统。 3。32位、16位和8位 5。32位、16位 6。在大端格式中，字数据的高字节存储在低字节单元中，而字数据的低字节则存放在高地址单元中。 在小端存储格式中，低地址单元存放的是字数据的低字节，高地址单元中，存放的是数据的高字节。 第二章习题 （略） 第三章习题 1。 （1）寄存器大约有17类，每个的定义都是寄存器名字前面加一个小写”r” （2）在56个中断源中，有32个中断源提供中断控制器，其中，外部中断EINT4~EINT7通过“或”的形式提供一个中断源送至中断控制器，EINT8~EINT23也通过“或”的形式提供一个中断源送至中断控制器。 第四章习题 1，56个中断源，有32个中断源提供中断控制器 2，两种中断模式，即FIQ模式（快速模式）和IRQ模式（通用模式）。通过中断模式控制寄存器设置。 3，常用的有5个，它们是中断模式控制寄存器，控制中断模式；中断屏蔽寄存器，控制中断允许和禁止；中断源挂起寄存器，反映哪个中断源向CPU申请了中断；中断挂起寄存器，反映CPU正在响应的中断是哪个中断源申请的；中断优先级寄存器，它和中断仲裁器配合，决定中断优先级。
4，中断源挂起寄存器，反映哪个中断源向CPU申请了中断；中断挂起寄存器，反映CPU正在响应的中断是哪个中断源申请的。中断源向CPU申请了中断如果该中断源没被屏蔽并且没有和它同级或高级的中断源申请中断，才能被响应。系统中可以有多个中断源向CPU申请中断，但同一时刻CPU只能响应一个最高级的中断源中断请求。中断源挂起寄存器和中断挂起寄存器反映了中断系统不同时段的状态。 5，进入中断服务程序先清中断源挂起寄存器和中断挂起寄存器；中断结束，将该中断源屏蔽。 6，将该中断源屏蔽取消；将该中断源屏蔽。 第五章习题 1，S3C2410芯片上共有117个多功能的输人/输出引脚，它们是。 ?1个23位的输出端口(端口A)； 。1个11位的输入/输出端口(端口B); 。1个16位输入/输出端口(端口C)； ?1个16位输入/输出端口(端口D)； ?1个16位输入/输出端口(端口E)； ?1个8位输人/输出端口(端口F)； ?1个16位输入/输出端口(端口G)； 。1个11位的输入/输出端口(端口H)。 2，S3C2410 I/O口的控制寄存器、数据寄存器、上拉电阻允许寄存器的作用？ 端口控制寄存器定义了每个引脚的功能；与I/O口进行数据操作，不管是输入还是输出,都是通过该口的数据寄存器进行的，如果该端口定义为输出端口，那么可以向GPnDA T的相应位写数据。如果该端口定义为输人端端口，那么可以从GPnDAT的相应位读出数据。 端口上拉寄存器控制每个端口组上拉电阻的使能/禁止。如果上拉寄存器某一位为0，则相应的端口上拉电阻被使能，该位做基本输入/输出使用，即第1功能；如果上拉寄存器某一位是1，则相应的端口上拉电阻被禁止，该位做第2功能使用。 5， rGPBCON=rGPBCON& 0xFFFFFC∣1; //蜂鸣器配置，PB1口接蜂鸣器，输出delay(1000); rGPBDAT & = 0xFFFFFE; //蜂鸣器响，低电平有效 rGPBDAT∣=1; // 蜂鸣器停 第六章习题 3，S3C2410 UART波特率如何确定？
ARM嵌入式系统开发与应用课后题答案与习题
课后题答案:第一章 1.写出下列英文缩写的英文原文及中文含义。 RAM随机存储器 DRAM动态随机存储器 ROM只读存储器 PROM可编程只读存储器 EPROM可插除可编程只读存储器 CANCAN总线 RTOS实时操作系统 SOPC片上可编程系统 ICE硬件调试器 FI快速终端请求 EEPROM电可插除可编程只读存储器 API应用程序接 DMA直接内存存取 RISC精简指令集计算机 SPI串行万维指令 MMU存储管理单元 UART异步接受发送装置 ARM先进RISC存储器 SWI软件终端指令 2、什么是嵌入式系统？ P3 嵌入式系统是用于检测、控制、辅助、操作机械设备的装置。以应用为中心，一计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。 3、是比较嵌入式系统与通用PC的区别。P3 （1）嵌入式系统是专用的计算机系统，而PC是通用的计算机系统。 （2）技术要求不同，通用PC追求高速、海量的数据运算；嵌入式要求对象体系的智能化控制。（3）发展方向不同，PC追求总线速度的不断提升，存储容量不断扩大；嵌入式追求特定对象系统的智能性，嵌入式，专用性。 4、嵌入式体统有哪些部分组成？简单说明各部分的功能与作用 （1）硬件层是整个核心控制模块（由嵌入式微处理器、存储系统、通信模块、人机接口、其他I/O 接口以及电源组成），嵌入式系统的硬件层以嵌入式微处理器为核心，在嵌入式微处理器基础上增加电源电路、时钟电路、和存储器电路（RAM和ROM等），这就构成了一个嵌入式核心控制模块，操作系统和应用程序都可以固化在ROM中。 （2）中间层把系统软件与底层硬件部分隔离，使得系统的底层设备驱动程序与硬件无关。一般包括硬件抽象层（Hardware Abstract Layer，HAL）和板级支持包（Board Support Package，BSP）。（3）软件层由实时操作系统（Real Time Operating System，RTOS）、文件系统、图形用户接口（Graphical User Interfaces，GUI）、网络组件组成。 （4）功能层是面向被控对象和用户的，当需要用户操作是往往需要提供一个友好的人机界面。 5、什么是可编程片上系统？在技术上它有哪些特点？ 用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上，称作可编程片上系统SOPC，特点如下：实现复杂系统功能的VLSI；采用超深亚微米工艺技术；使用一个以上的嵌入式处理器/DSP;外部可对芯片进行编程；主要采用第三方IP进行设计；足够的片上可编程逻辑资源；具有处理器调试接口和FPGA编程接口；可能包含部分可编程模拟电路；单芯片，低功耗，微封装；微处理器/dsp以ip核的形式方便的嵌入在FPGA中。 6、什么是嵌入式外围设备？简要说明嵌入式外围设备是如何分类的。 嵌入式外围设备，是指在一个嵌入式系统硬件构成中，除了核心控制部件-----嵌入式微处理器/DSP 以外的各种存储器，输入/输出接口、人机接口的显示器/键盘、串行通信接口等。根据外围设备的功能可分为以下五类：存储器类型；通信接口；输入/输出设备；设备扩展接口；电源及辅助设备。 7、.简述嵌入式系统软件的组成和功能？ 组成：应用层，OS层，BSP层 11、什么是软硬件协同设计？他最大的特点是什么？嵌入式系统开发为什么可以采用这种方法进行。嵌入式是系统设计时使用一组物理硬件和软件来完成所需功能的过程。系统是指任何由硬件，软件或者两者的结合来构成的功能设备。由于嵌入式系统是一个专用系统，所以在嵌入式产品的设计过程中，软件设计和硬件设计是紧密结合的、相互协调的；特点是：在设计时从系统功能的是先考虑，把实现时的软硬件同时考虑进去，硬件设计包括芯片级“功能定制”设计。这样既可最大限度的利用有效资源，缩短开发周期，又能取得更好的设计效果。 第二章 1、CISC与RISC分别指什么？说明他们各自有什么特点，应用领域和发展趋势如何？ 复杂指令集CPU内部为将较复杂的指令译码，也就是指令较长，分成几个微指令去执行，正是如此开发程序比较容易（指令多的缘故），但是由于指令复杂，执行工作效率较差，处理数据速度较慢，PC 中 Pentium的结构都为CISC CPU。 RISC是精简指令集CPU，指令位数较短，内部还有快速处理指令的电路，使得指令的译码与数据的处理较快，所以执行效率比CISC高，不过，必须经过编译程序的处理，才能发挥它的效率，我所知道的IBM的 Power PC为RISC CPU的结构，CISCO 的CPU也是RISC的结构。 RISC与CISC的主要特征对比 比较内容 CISC RISC 指令系统复杂，庞大简单，精简 指令数目一般大于200 一般小于100 指令格式一般大于4 一般小于4 寻址方式一般大于4 一般小于4 指令字长不固定等长 可访存指令不加限制只有LOAD/STORE指令 各种指令使用频率相差很大相差不大
单片机系统设计与仿真软件
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) PROTEUS —单片机系统设计与仿真软件 一、Proteus 6.7 Professional 界面简介 安装完Proteus 后，运行ISIS 6.7 Professional，会出现以下窗口界面： 为了方便介绍，分别对窗口内各部分进行中文说明（见上图）。下面简单 介绍各部分的功能： 1．原理图编辑窗口（The Editing Window）：顾名思义，它是用来绘制原理 图的。蓝色方框内为可编辑区，元件要放到它里面。注意，这个窗口是没有滚动条的，你可用预览窗口来改变原理图的可视范围。 2．预览窗口（The Overview Window）：它可显示两个内容，一个是：当你 在元件列表中选择一个元件时，它会显示该元件的预览图；另一个是，当你的鼠标焦点落在原理图编辑窗口时（即放置元件到原理图编辑窗口后或在原理图编辑窗口中点击鼠标后），它会显示整张原理图的缩略图，并会显示一个绿色的方框，绿色
的方框里面的内容就是当前原理图窗口中显示的内容，因此，你可用鼠标在它上面点击来改变绿色的方框的位置，从而改变原理图的可视范围。 3．模型选择工具栏（Mode Selector Toolbar）： 主要模型（Main Modes）： 1* 选择元件（components）（默认选择的） 2* 放置连接点 3* 放置标签（用总线时会用到） 4* 放置文本 5* 用于绘制总线 6* 用于放置子电路 7* 用于即时编辑元件参数（先单击该图标再单击要修改的元件） 配件（Gadgets）： 1* 终端接口（terminals）：有VCC、地、输出、输入等接口 2* 器件引脚：用于绘制各种引脚 3* 仿真图表（graph）：用于各种分析，如Noise Analysis 4* 录音机 5* 信号发生器（generators） 6* 电压探针：使用仿真图表时要用到 7* 电流探针：使用仿真图表时要用到 8* 虚拟仪表：有示波器等 2D图形（2D Graphics）： 1* 画各种直线 2* 画各种方框 3* 画各种圆 4* 画各种圆弧 5* 画各种多边形 6* 画各种文本 7* 画符号 8* 画原点等 4．元件列表（The Object Selector）： 用于挑选元件（components）、终端接口（terminals）、信号发生器（generators）、仿真图表（graph）等。举例，当你选择“元件（components）”，单击“P”按钮会打开挑选元件对话框，选择了一个元 件后（单击了“OK”后），该元件会在元件列表中显示，以后要用到该 元件时，只需在元件列表中选择即可。 5．方向工具栏（Orientation Toolbar）：
嵌入式系统发展与应用
嵌入式系统发展与应用 引言 不论是日常生活中经常使用的家庭自动化产品、家用电器、手提电话、自动柜员机（ATM），还是各行各业的办公设备、现代化医疗设备、航空电子、计算机网络设备、用于工业自动化和监测的可编程逻辑控制器（PLC），甚至是娱乐设备的固定游戏机和便携式游戏机等都属于嵌入式系统。嵌入式系统始于微型机时代的嵌入式应用，通过将微型机嵌入到一个对象体系中，实现对象系统的智能化控制。随着科技的不断发展，在单片机时代，嵌入式系统以器件形态迅速进入到传统电子技术领域中，以电子技术应用工程师为主体，实现传统电子系统的智能化。而后，随着后PC时代的到来，网络、通信技术得以发展；同时，嵌入式系统软、硬件技术有了很大的提升，形成了基于嵌入式系统软、硬件平台，以网络、通信为主的非嵌入式底层应用的计算机应用模式。 1嵌入式系统的概念与发展 1.1 嵌入式系统的概念 嵌入式系统是以应用为中心、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。嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等4个部分组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。 1.2 嵌入式系统发展 纵观嵌入式系统的发展历程，大致经历了以下四个阶段： （1）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。 （2）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 ／0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。 （3）实时操作系统阶段 20世纪9O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。 这一阶段嵌入式系统的主要特点是：操作系统的实时性得到了很大改善，已经能够运行在各种不同类型的微处理器上，具有高度的模块化和扩展性。此时的嵌入式操作系统已经具备了
嵌入式控制系统平时作业
1、什么是嵌入式系统？ 答：嵌入式系统（Embedded system），是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”，根据英国电气工程师协会（U.K. Institution of Electrical Engineer）的定义，嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。嵌入式系统通常进行大量生产，所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。 2、举例说明嵌入式的应用。 答： 工业控制 基于嵌入式芯片的工业自动化设备将获得长足的发展，目前已经有大量的8、16、32 位嵌入式微控制器在应用中，网络化是提高生产效率和产品质量、减少人力资源主要途径，如工业过程控制、数字机床、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工系统。就传统的工业控制产品而言，低端型采用的往往是8位单片机。但是随着技术的发展，32位、64位的处理器逐渐成为工业控制设备的核心，在未来几年内必将获得长足的发展。 交通管理 在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面，嵌入式系统技术已经获得了广泛的应用，内嵌GPS模块，GSM模块的移动定位终端已经在各种运输行业获得了成功的使用。目前GPS设备已经从尖端产品进入了普通百姓的家庭，只需要几千元，就可以随时随地找到你的位置。
信息家电 这将称为嵌入式系统最大的应用领域，冰箱、空调等的网络化、智能化将引领人们的生活步入一个崭新的空间。即使你不在家里，也可以通过电话线、网络进行远程控制。在这些设备中，嵌入式系统将大有用武之地。 家庭智能管理 水、电、煤气表的远程自动抄表，安全防火、防盗系统，其中嵌有的专用控制芯片将代替传统的人工检查，并实现更高，更准确和更安全的性能。目前在服务领域，如远程点菜器等已经体现了嵌入式系统的优势。 POS网络 公共交通无接触智能卡(Contactless Smartcard, CSC)发行系统，公共电话卡发行系统，自动售货机，各种智能ATM终端将全面走入人们的生活，到时手持一卡就可以行遍天下。 环境工程 水文资料实时监测，防洪体系及水土质量监测、堤坝安全，地震监测网，实时气象信息网，水源和空气污染监测。在很多环境恶劣，地况复杂的地区，嵌入式系统将实现无人监测。 3、嵌入式操作系统的作用是什么？ 答：嵌入式操作系统的主要好处就是屏蔽了底层硬件的差别，给上层应用提供统一的接口，并管理进程调度和资源（如CPU时间、内存）分配等。就跟windows操作系统一样，不管你是用华硕的电脑还是戴尔的电脑，只要装了windows操作系统，你都可以用office、词霸之类的软件。人机界面（MMI）是上层应用show出来的。 简单的嵌入式应用不需要嵌入式操作系统的支持，如单片机，直接用汇编程序就能实现特定的功能。要跑的应用多了，就需要操作系统来进行管理。
!嵌入式系统开发资料(入门必备)
获取更多权威电子书请登录https://www.wendangku.net/doc/3f2495942.html, ARM嵌入式系统开发综述ARM开发工程师入门宝典
获取更多权威电子书请登录https://www.wendangku.net/doc/3f2495942.html, 前言 嵌入式系统通常是以具体应用为中心，以处理器为核心且面向实际应用的软硬件系统，其硬件是整个嵌入式系统运行的基础和平台，提供了软件运行所需的物理平台和通信接口；而嵌入式系统的软件一般包括操作系统和应用软件，它们是整个系统的控制核心，提供人机交互的信息等。所以，嵌入式系统的开发通常包括硬件和软件两部分的开发，硬件部分主要包括选择合适的MCU或者SOC 器件、存储器类型、通讯接口及I/O、电源及其他的辅助设备等；软件部分主要涉及OS porting和应用程序的开发等，与此同时，软件中断调试和实时调试、代码的优化、可移植性/可重用以及软件固化等也是嵌入式软件开发的关键。 嵌入式系统开发的每一个环节都可以独立地展开进行详细的阐述，而本文的出发点主要是为嵌入式开发的初学者者提供一个流程参考。因为对于初学者在面对一个嵌入式开发项目的时候，往往面临着诸多困难，如选择什么样的开发平台？什么样的器件类型？在进行编译时怎样实现代码优化？开发工具该如何选择和使用？在进行程序调试时应该注意那些问题以及选择什么样的嵌入式OS 等等。希望通过本文，能帮助初学者了解有关ARM嵌入式系统开发流程。
获取更多权威电子书请登录https://www.wendangku.net/doc/3f2495942.html, 目录 前言 (2) 1 嵌入式开发平台 (4) 1.1 ARM的开发平台： (4) 1.2 器件选型 (7) 2 工具选择 (11) 3 编译和连接 (13) 3.1 RVCT的优化级别与优化方向 (16) 3.2 Multifile compilation (21) 3.3调试 (22) 4 操作系统 (23) 4.1 哪里可以得到os 软件包 (Open Source and Linux Kernel) (25) 4.2 安装镜像 (26) 4.3 交叉编译 (26) 总结 (27)
嵌入式系统实验报告
郑州航空工业管理学院 嵌入式系统实验报告 （修订版） 20 – 20第学期 赵成，张克新 院系： 姓名： 专业： 学号： 电子通信工程系 2014年3月制
实验一ARM体系结构与编程方法 一、实验目的 了解ARM9 S3C2410A嵌入式微处理器芯片的体系结构，熟悉ARM微处理器的工作模式、指令状态、寄存器组及异常中断的概念，掌握ARM指令系统，能在ADS1.2 IDE中进行ARM汇编语言程序设计。 二、实验内容 1．ADS1.2 IDE的安装、环境配置及工程项目的建立； 2．ARM汇编语言程序设计（参考附录A）： （1）两个寄存器值相加； （2）LDR、STR指令操作； （3）使用多寄存器传送指令进行数据复制； （4）使用查表法实现程序跳转； （5）使用BX指令切换处理器状态； （6）微处理器工作模式切换； 三、预备知识 了解ARM嵌入式微处理器芯片的体系结构及指令体系；熟悉汇编语言及可编程微处理器的程序设计方法。 四、实验设备 1. 硬件环境配置 计算机：Intel(R) Pentium(R) 及以上； 内存：1GB及以上； 实验设备：UP-NETARM2410-S嵌入式开发平台，J-Link V8仿真器； 2. 软件环境配置 操作系统：Microsoft Windows XP Professional Service Pack 2； 集成开发环境：ARM Developer Suite (ADS) 1.2。 五、实验分析 1．安装的ADS1.2 IDE中包括和两个软件组件。在ADS1.2中建立类型的工程，工程目标配置为；接着，还需要对工程进行、及链接器设置；最后，配置仿真环境为仿真方式。 2．写出ARM汇编语言的最简程序结构，然后在代码段中实现两个寄存器值的加法运算，给出运算部分相应指令的注释。 ; 文件名：