嵌入式系统导论

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嵌入式系统概述

嵌入式系统(Embedded System):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。

嵌入式系统的组成:4个——嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、用户的应用程序。

嵌入式系统特点

版本一:

  • 高度集成
    • 硬件高度集成:最小系统
    • 软件高度集成:bios、应用程序等集成在一起
  • 可裁剪
    • 硬件可裁剪:可根据需求选择合适处理器,高端可用SOPC
    • 软件可裁剪:bios (博德罗格?)移植,驱动裁剪,操作系统裁剪

版本二:

  • 嵌入式系统极其关注成本。
  • 嵌入式系统对实时性有较强要求
  • 嵌入式系统跟一般采用嵌入式操作系统(Embedded Operation System,EOS),或实时操作系统(Real Time Operation System, RTOS)
  • 嵌入式系统软件故障造成的后果较通用计算机更为严重。
  • 嵌入式系统多为低功耗系统
  • 嵌入式系统经常在极端恶劣的环境下工作
  • 嵌入式系统的系统资源与通用计算机相比是非常少的
  • 嵌入式系统通常在ROM中存放所有程序的目标代码
  • 嵌入式系统可采用多种类型的处理器和处理器体系结构
  • 嵌入式系统需要专用开发工具和方法进行设计
  • 嵌入式系统具有软件的固件化特性

版本三:

  • 功耗限制,低功耗设计
  • 低成本
  • 系统内核小
  • 专用性强
  • 不可垄断性
  • 产品相对稳定性
  • 实时性:任务处理所花费时间的可预测性
  • 实时系统:正确性依赖与运行结果的逻辑正确性和运行结果产生的时间正确性

EOS特征、特点及实时系统

EOS特征

  • 小巧
  • 实时性
  • 可裁剪
  • 代码固化(EOS和应用软件被固化再ROM中)
  • 文件管理
  • 弱交互性(反正无人值守)
  • 强稳定性

实时系统:采用各种算法和策略,始终保持系统行为的可预测性(不仅逻辑上正确,时间也必须及时)

非实时系统:逻辑正确即可,主要关心系统的平均响应时间(吞吐量)

嵌入式系统组成的特点:

  • 硬件:以微处理器为核心(集成存储器和外围I/O设备)
  • 软件:初始化代码及驱动(Bootloader)程序、嵌入式操作系统RTOS和应用程序有机的结合在一起

EOS特点:

  • 可装卸性
  • 强实时性
  • 统一的接口
  • 操作方便、简单、友好得图形界面
  • 提供强大的网络功能,支持TCP/IP协议及其他协议
  • 强稳定性,弱交互性
  • 固话代码
  • 更好的硬件适应性,也就是良好的移植性

EOS的发展趋势

软件:

  • 开发平台完备化
  • UI支持完备化
  • 支持多核处理器
  • 支持各种无线通信方式

硬件:

  • 面向应用领域的、高度集成的、以32位嵌入式微处理器为核心的SoC将成为应用主流
  • 稳定性、体积、散热、功耗进一步优化

存储器、软件及测试工具

嵌入式存储器:嵌入式存储器不同于片外存储器,它是集成在片内的,与系统中各个逻辑、混合信号等共同组成单一芯片的基本组成部分。包括嵌入式静态存储器、动态存储器、各种非易失性存储器

  • 易失性存储器:速度快功耗低简单的SRAM、DRAM
  • 非易失性存储器:主要用于存储器掉电时不丢失固定数据和程序,OTP、ROM、EEPROM

嵌入式系统的软件

嵌入式的系统软件分为两大部分,嵌入式操作系统、应用软件BSP

软件层次结构如图

应用软件
应用编程接口
嵌入式操作系统
BSP
底层硬件

操作系统向上层的应用软件提供API,BSP负责与底层硬件交互,向操作系统屏蔽硬件的差异

  • 应用软件:为了完成某些特定任务而开发的软件
  • 嵌入式操作系统
  • BSP:介于主板硬件和操作系统驱动层程序之间的一层,一般认为它属于操作系统的一部分,主要是实现操作系统的支持,为上层的驱动程序提供访问硬件设备寄存器的函数包,是指能与硬件主板更好地运行。

软件的测试技术与工具:

1.内存分析工具:用来处理再动态内存分配中存在的缺陷。

2.性能分析工具:EOS程序性能很重要,性能工具不仅能指出哪些例程花费时间,与调试工具联合使用可以引导开发人员查看需要优化的特定函数,还能引导开发人员发现再系统调用中存在的错误和程序结构上的缺陷

3.GUI测试工具:节省功能测试和回归测试的时间

4.覆盖分析工具:用来分析追踪哪些代码被使用过

嵌入式系统的发展阶段:1.SCM阶段;2.MCU阶段;3.SoC阶段;4.以Internet为标志的嵌入式系统。

发展趋势:1.高可靠性、高稳定性;2.运算速度快、开发周期短;3.强大的扩展功能和网络传输功能。

嵌入式系统的设计方法

本章节主要解决嵌入式系统中软硬件设计及工作的问题。

嵌入式开发的一般开发流程:早期由于计算机技术的限制,根据需求分析先设计硬件,硬件设计完成后,再在以构建平台上进行相应的软件开发 ,这种先硬件后软件的设计方法,主要用于单片机系统嵌入式处理器系统的开发。

  • 单片机系统:主要用于实现相对简单的控制,系统核心部件集成在一块芯片——单片机上,再在外围加入一些接口电路,软件部分不需要嵌入式操作系统的支持,只需要采用汇编语言编写针对特定应用的程序。

  • 嵌入式处理器系统:可以看作针对特定应用的PC机,包含CPU、内存和吩咐的外部接口。开发流程:1.选择嵌入式处理器和硬件平台;2.软件部分一般包含操作系统,用来屏蔽底层硬件的复杂信息,管理整个系统的资源。

    开发方式;1.利用宿主机(PC)开发软件;2.同过交叉编译环境生成目标代码和可执行文件,再通过串口/USB/以太网等方式下载到目标机上;3.利用交叉调试器再监控程序或实时内核/OS的支持下进行实时分析和调度;4.将运行正确的程序下载固化到目标机上,完成。

嵌入式处理器的选型(待补充)

​ 要满足够用、适用、成本、功耗、软件开发工具、是否内置调试工具、是否提供评估板

操作系统的选择:

​ 非实时EOS:Microsoft-WinCE

​ 实时EOS:WindRiverSystem-Vxworks

​ 免费EOS:μC/OS、μClinux

操作系统的选择主要参考以下几个方面:

  • 操作系统的移植
  • 操作系统过的内存要求(Vxworks需较大内存)
  • 操作系统的实时性(WindowsCE只能提供软实时)
  • 支持的开发工具
  • 可裁剪性(Vxworks具有较强的裁剪性)
  • 开发人员是否熟悉此操作系统及其提供的API
  • 操作系统是否提供硬件的驱动程序

EOS的软硬件系统设计

​ 目前Soc时当前嵌入式系统的主要实现形式之一,面向SoC的软硬件协同设计是最流行的一种嵌入式系统设计方法。

传统的EOS开发方法 VS 软硬件协同设计

传统嵌入式系统的设计方法及缺点:

1需求分析 总体设计 2软硬分开设计 3集成验证 4结束

缺点:不统一、不协同、不易发现问题、周期长、盲目性、不能综合优化。

软硬件协同设计的基本过程,它们与传统设计方法异同(作业):

流程:1系统描述 2软硬件划分(成本函数) 3协同综合 4协同仿真与验证

比较:

​ 1采用并行设计和协同设计的思想,提高设计效率和缩短了开发周期

​ 2统一的工具描述,可合理划分系统软硬件,分配系统功能,在性能、成本、功耗等方面进行权衡折衷,获得更优化设计

​ 3支持多领域专家协同开发。

SoC设计方法学

  • 软硬件协同设计
    软硬件的优缺点:
    • 硬件的优缺点
      • 优点:速度快、功耗低;分担原先处理器的部分功能,降低处理器的复杂程度;相应软件设计时间较少
      • 缺点:成本较高;研发周期较长;辅助设计工具的成本非常高
    • 软件的优缺点:
      • 优点:成本较低;软件设计的相关辅助工具较便宜;容易调试
      • 缺点:性能较差、功耗高;对处理器速度、存储容量提出很高要求;通常需要RTOS的支持

器件的选择

MCU/MPU

  • 以ARM和51系列为主
  • 丰富的软件系统支持
  • 丰富的控制处理和人机接口
  • 复杂的数据处理能力

DSP

  • 主要由Texas Instrument公司生产
  • 专用的乘加以及浮点运算单元,在海量的数据处理上有优势
  • 多用于信号的处理及采集上
  • FIR、FFT、MPEG4等

FPGA

  • 主要用于Altera、Xilinx公司的产品
  • 适用于复杂逻辑的实现
  • 凭借单芯片超大容量和高速并行数据运算能力,在信号处理上体现了自己的优势
  • 软件支持差

当前解决方案SOPC

SOPC,System-On-a-Programmable-Chip,可编程逻辑芯片上的片上系统

Altera的NiosII嵌入式处理器

Nios II采用SoPC Builder定制,DSP采用DSP Builder定制

Nios II处理器结构:一种软核(Soft-Core)处理器

软核:未被固化在硅片上,使用时需要借助EDA软件对其进行配置并下载到可编程芯片中的IP核

最大特点:可由用户按需求进行配置。

Nios II处理器系列支持三种内核:f快速、e经济、s标准

实例

硬件裁剪-处理器

• 单参数监护

​ – 血压(NIBP)、体温(TEMP)监控报警

​ • 单片机8051、Z80、PIC等

​ – 全息体温图:ARM7: S3C44B0X,StrongARM

​ – 心电ECG、血氧饱和度(SPO2)监控报警

​ • ARM7: S3C44B0X,StrongARM

​ – 心电图综合分析(图形显示)

​ • ARM9,MIPS

• 综合监护

​ – ARM9 ,MIPS

• 重症监护

​ – 集成方案: ARM7, ARM9, MIPS

​ – 综合方案: ARM9~ARM10, MIPS: XScale, 386EX

需求分析-OS

• 单参数监护系统

​ – 血压(NIBP)、体温(TEMP)监控报警

​ • 硬件提供参数通道,软件采样、计算、存储、数字显示;无OS

​ – 全息体温图(TEMP): 需uCLinux, Win CE

​ – 心电ECG、血氧饱和度(SPO2)监控报警

​ • 硬件提供参数通道,软件采样、计算、存储、数字显示;uC/OS

​ – 心电图综合分析(图形显示)

​ • 硬件提供参数通道,软件采样、计算、存储、数字显示; uCLinux, Win CE

• 综合监护系统

​ – 硬件提供参数通道,软件采样、计算、存储、数字显示;Linux, Win CE

• 重症监护系统

​ – 集成方案:硬件提供数据接口,软件扫描采样、转发、报警; uCLinux, uC/OS

​ – 综合方案:硬件提供数据接口,软件扫描采样、转发、报警、综 合显示; uCLinux, Win CE

硬件裁剪-I/O接口

• 单参数监护

​ – 血压(NIBP)、体温(TEMP)监控报警

​ • 计数器/定时器(PWM,ADC),PVC按键,LED(数字LCD),数字蜂鸣器

​ – 全息体温图(TEMP):加显示接口,点阵LCD(小型CRT)

​ – 心电ECG、血氧饱和度(SPO2)监控报警

​ • ADC接口(I2C), UART,Watchdog,PVC按键,GPS,LED(数字LCD),GPRS

​ – 心电图综合分析(图形显示)

​ • ADC接口(I2C), UART,Watchdog,PVC按键,点阵LCD(小型CRT)

• 综合监护

​ – ADC接口(I2C), UART,Watchdog,PVC按键,点阵LCD(小型CRT)

• 重症监护

​ – 集成方案: 100M Ethernet(或USB,CAN),各种监护仪器接口, PVC按键 ,LED(数字LCD),数字蜂鸣器

​ – 综合方案:ADC接口(I2C), UART,Watchdog,PVC按键,点阵LCD(小型 CRT)

硬件结构架构

• 需求分析

​ – 心电生命监护报警,GPS定位,GPRS报警

• 软硬件特性

​ – 硬件提供参数采样,软件计算、存储、数字显示;uCOS(Linux)

• 处理器:ARM7,S3C44BOX

• I/O接口与输入输出设备

​ –ADC接口,Watch Dog, PVC按键,GPS,GPRS,LCD

​ – 线性Flash(NOR),SDRAM,非线性Flash(NAND)

嵌入式硬件系统

最小硬件系统:嵌入式控制器、时钟系统、供电系统(电源)、复位及配置系统,

​ 可选:调试测试接口、存储器系统

嵌入式微处理器的特点:

  • 基础是通用微处理器
  • 体积更小、重量轻、成本低、可靠性高、功耗低、抗干扰能力强

体系结构:

  • 冯诺依曼Von Neumann结构:CPU与主存传送指令和数据
  • 哈佛结构Harvard:分数据存储器和程序存储器,分别传数据和指令。

单板计算机:电路板上包括ROM、RAM、总线、各种外设,可靠性差,保密性差

MPU:单片化,功耗和成本降低、可靠性提高。

嵌入式处理器

EOS:以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可配置,对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格约束的专用系统,用于实现对其他设备的控制、监视和管理等功能。一般由微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及应用程序等部分组成

嵌入式硬件可以分为:处理器核、外围电路和外设与扩展。

MPC采用Von Neumann架构或Harvard架构。MPC由CPU演化而来,主流包括ARM、MIPS、PowerPC、X86、68K

MCU:主流MCS51、P51XA、MCS-251

嵌入式处理器技术指标

1.功能:集成的存储器数量和I/O设备种类

2.字长:字长越长计算精度越高

3.处理速度

  • MFLOPS,每秒百万次浮点运算
  • 主频,时钟频率,单位MHz
  • CPI,每条指令周期数

4.工作温度:民用0-70、工业用-40-85、军用-55-125、航天用(更宽)

5.功耗:工作功耗和待机功耗

6.寻址能力

7.平均故障时间,MTBF

8.性价比

9.工艺

10.电磁兼容性指标

嵌入式处理器选择原则P35

选择哪一类处理单元:根据具体的设计应用选择:通过用CPU、MPU。MCU、DSP、PLC

选择哪家的产品

1.低成本

2.低功耗

3.恰当的处理能力

4.技术指标

5.调查市场上已有的CPU供应商

6.合适的EOS支持:

  • 支持的编程语言和处理器的类型
  • 可靠性和安全性
  • 性能
  • EOS以源代码、目标代码或库函数的方式提供
  • 信誉和技术支持
  • 集成解决方案
  • 与开发工具的兼容性
  • 授权方式

7.与原有产品兼容

8.编程语言的限制

9.上市时间

10.处理器供应商是否提供开发板

典型的嵌入式处理器

ARM

ARM内核的命名规则,如ARM7TDMI

T:支持16位压缩指令集Thumb

D:在片调试,处理器可响应调试暂停请求

M:内嵌硬件乘法器

I:嵌入ICE仿真器,支持上断点和调试点

到ARM 926EJ-S时期,上述后缀作为默认不再列出,有新后缀:

E:DSP指令支持

J:Java指令支持

S:可逻辑综合软内核

F:带向量浮点协运算器

ARM处理器结构

1.RISC体系结构,指令小于100条,基本寻址方式2-3种。

2.ARM和Thumb状态。Thumb在性能和代码大小之间提供了出色的折中。

​ ARM支持7中处理器模式:

  • User模式:有些受保护的资源不能访问
  • System模式:不受任何限制的访问任何资源
  • FIQ模式
  • IRQ模式
  • Supervisor模式
  • Abort模式
  • Undefined模式

除用户模式均为特权模式,除系统模式另外5种都是异常模式Exception。

3.寄存器。ARM有37个寄存器。P40

4.指令集

5.存储器格式

多核处理器

对称(同构)多核,SMP,Symmetric Multiprocessing:各CPU共享内存子系统及总线系统,简单说就是多个CPU同时工作,交替运行,从而提高工作效率。

非对称(异构)多核,AMP,Asymmetric Multiprocessing:由主从处理器组成,主处理器是系统的核心,能运行操作系统,从处理器用来处理用户定义的制定功能。(比较少,比较有前景)

嵌入式存储系统

层次结构:EMPU(cache(片内ROM和RAM))\片外(主存、辅存)

存储器的选择

  • 内部存储器的性价比最高但灵活性较低——尽量选择能满足要求的存储容量最小的MCU
  • 外部存储扩展
    • 基于并行总线增加存储器
    • 封装尺寸相同但容量更大的存储器
    • 新型串行总线EEPROM或闪存

存储方案原则:

  • 引导程序存储器——必须是非易失性存储器(最好是片内存储)
  • 配置存储器(FPGA和Soc常用)——必须是非易失性EPROM、EEPROM、Flash
  • 程序(OS和APP)存储器——不常改变的代码和数据尽量放在内部存储器;更新频繁的放在外部
  • 未来更多的使用Flash非易失性存储器——易失性存储器(DRAM)+电池=非易失性存储器

嵌入式外围设备和I/O

  • 基本输入/输出设备
  • I/O接口和总线:
    • 总线接口:IIC(100-400kbit/s),IIS,CAN(1Mbit/s), 以太网
    • 并行接口
    • 串行接口:RS-232、IEEEE1394(400Mbit/s)、USB
    • 无线接口:红外线、蓝牙、IEEE802.11(WALN)、GPRS
  • I/O接口的数据交换方式:DMA、查询、中断

嵌入式软件系统

  • 软(Soft)实时和硬(Hard)实时
    • 硬实时 – 过时的响应 →完全无用甚至产生致命后果。
    • 软实时 – 过时的响应 → 服务质量下降
  • 实时系统和高性能系统
    • 实时系统不一定是高性能,反之亦然
    • 高性能系统追求系统的总体效率,比如一秒能处理多 少个事务(Transaction)。
    • 实时系统追求系统的可预测性(处理一个事务差情 况下需要多少时间)

抢占式(Preemptive)多任务调度策略

  • 每个任务分配优先级
    • 高优先级任务强制将低优先级任务切换出CPU
    • 高优先级任务一直执行完毕,再执行低优先级任务
  • 抢占式RTOS优先级分配方法
    • 静态优先级分配——优先级事先由开发者确定好;RMS方法
    • 动态优先级分配——优先级由OS Kernel来分配;EDF方法

EOS分类

  • 按收费划分
    • 商用型 :Vxworks, Nucleux ,PlamOS, Symbian, WinCE, QNX, pSOS,VRTX,Lynx OS, Hopen, Delta OS
    • 免费型 :Linux, μCLinux, μC/OS-Ⅱ,eCos, Uitron
  • 按实时性划分
    • 硬实时(面向控制和通信等领域) VxWorks
    • 软实时(面向消费电子产品) • WinCE, RTLinux

VxWorks特点

  • 高可靠性
  • 高效硬实时
    • 微秒级的中断响应
    • 256个优先级的抢占式多任 务调度
      • 同级别任务可以选择轮转 式调度
    • 基于优先级继承方式解决优 先级反转问题
    • 快速、确定的进程上下文切 换时间
  • 系统footprint小,可灵 活剪裁
    • 最小内核8KB
    • 共400多个模块
  • 标准的开发接口
    • 部分支持ANSI C标准
    • 支持常见的各种IPC(进程 间通信)机制 •
  • 丰富的TCP/IP网络协议栈
  • 支持多处理器(SMP)
  • 提供丰富的调试工具

QNX嵌入式操作系统

  • 加拿大的QNX公司推出,已被Research In Motion并购
  • 特点:
    • 商用的类Unix实时操作系统,X86平台好的 RTOS
    • 非常小巧:4.x只有12k,运行速度极快
    • 典型微内核RTOS,核心仅提供4种服务
      • 进程调度,进程间通信,底层网络通信,中断处理
      • 内核独立运行在一个被保护的地址空间
  • QNX的结构特点
    • QNX将应用程序和传统的操作 系统功能隔离开,每个部分都 有自己专有的地址空间
    • 一个组成部分不能未经许可监 测或破坏其他组成部分
    • 应用程序的交互仅通过内核管 理机制来进行,保证安全性和 可控性
  • QNS微内核优点
    • 驱动程序、网络协议、文件系统等一般OS模块与内 核相互独立,任何一般OS模块的故障都不会导致内 核崩溃
    • 驱动程序、网络协议、文件系统和应用程序都处于 程序空间,调用相同的内核API,开发和调试与应 用程序没有分别
    • 功能模块可以根据需要动态加载和卸载,不需要重 新编译内核;
    • 可以编写监视模块监控高可靠性模块,必要时可重 新启动或加载模块而无需重启整个系统

Nucleus Plus

  • 95%的代码用ANSI C编写, 便于移植到各种CPU
  • 支持CPU类型最丰富的实时多任务操作系统。
  • 以函数库的形式链接到目标应用程序中
  • 内核在CISC中20kB,在RISC中40kB, 1.5kB的数据结 构空间
  • 提供完全源代码,无产品版税 • 开发应用非常方便:无BSP开发,移植性强
  • 基于Microsoft Developers Studio的嵌入式集成开发环境
  • 内核采用软件组件的方法
    • 每个组件具有单一明确的目的(C和汇编语言组成) ,提供清晰的外部接口,不允许从外部对组件内 的全局访问。
    • 各个组件非常易于替换和复用 • 任务控制、内存管理、任务间通信、中断管理等16个 组件
  • 主要应用:网络设备,例如:路由器、机顶盒等。

μC/OS-II

  • 独特的收费模式
    • 非商业、教育使用免费
    • 商业使用,按产品或者产品线来收License费, 而无需按每个卖出的产品再交Royalty
  • 移植性强 – 绝大多数源代码是ANSI C写的,只有和处理器硬件相关的 那部分是汇编语言写的,这样非常便于移植。
  • 实时性 – 内核具有可抢占式的实时多任务调度功能,全部函数调用与 服务的执行时间都是可知的(或者说可确定的)。
  • 开源+短小精悍 – μC/OS-II仅仅是一个小的操作系统内核,仅包含简单的调度 系统、内存管理和任务间通信机制。而嵌入式系统提供的常 见功能,如文件系统、TCP/IP网络、图形界面都是通过额 外的组件来提供
  • μC/OS-II体积小 – 具有可裁剪性,减少系统所需存储空间。
  • 与应用程序无严格界限
  • 支持时间片轮转法(支持无限数量的任务)
  • 支持32位CPU,同时支持8/16位CPU
  • 完备的内置性能测量功能
    • 能测量每一个任务的执行时间 , 每个任务的堆栈使用情况 ,任务的执行次数,CPU的使用情况, ISR 到任务的切 换时间 , 任务到任务的切换时间,列表中的对象的峰值数 ,关中断、锁调度器平均时间等。
  • 直接发送信号或消息到任务(不需要信号量)
  • 任务可以同时等待多个内核对象

嵌入式Linux

  • 嵌入式Linux的由来 – 将通用Linux内核进行裁剪、定制修改后,应用 到某些特定嵌入式领域里的Linux操作系统
  • 优点
    • 内核代码完全开放并免费。
    • 大量可用的第三方开源软件和开发工具
    • 符合IEEE POSIX标准,许多桌面应用程序可方便地移植到嵌入式Linux中
    • 功能更强大
      • 支持各种Internet网络协议
      • 支持ext2、fat、yaffs、romfs等多种文件系统
    • 广泛的硬件支持
      • RISC or CISC,32位 or 64位,无MMU的处理器
  • 缺点
    • 对资源要求较高,一般要几个MB的ROM,十 几MB的RAM
    • 缺乏一站式的文档和傻瓜式的开发工具,对开发 者要求较高
    • 本身不是RTOS • 可以通过RT Linux方式解决

嵌入式软件开发和运行的几个技术

  • EOS裁剪:目的: 减少操作系统所占的存储空间

任务划分的一些原则

  • 原则1: 尽量将对同一个外设的访问放在一个任务中 –
    • 对每个独立的硬件(例如串行通信端口)进行操作的驱动程序 段放在一个任务中。
  • 原则2:避免长任务 –
    • 优先级低:执行中被频繁打断;现场保护占用资源 –
    • 优先级高:长时间占用CPU,其它任务得不到执行 – 方法:任务分割;选择硬件指令执行
  • 原则3:任务之间尽量不相关
    • 通过信号量、邮箱联系

嵌入式操作系统的发展历史

1无操作系统的嵌入算法阶段 2简单监控的实时操作系统阶段 3通用的嵌入式实时操作系统阶段

嵌入式操作系统的特点

1小巧 2实时性 3可装卸 4固化代码 5弱交互性 6强稳定性 7统一的接口

嵌入式实时操作系统的发展趋势是什么?

1正向实时超微内核开放发展 2开放环境正向开放的、集成化的方向发展。

在进行嵌入式操作系统选择时,主要考虑哪些因素?

1市场进入时间 2可移植性 3可利用资源 4系统定制能力 5成本 6中文内核支持。

uCLinux系统采用哪种小型化方法?

1内核加载方式方面 2文件系统方面 3应用程序方面

常用名词

缩写 英文 中文 备注
ES Embedded System 嵌入式系统
MPU Micro Processing Unit 微处理器
MCU Micro Controller Unit 微处理器
EOS Embedded Operation System 嵌入式操作系统
RTOS Real Time Operation System 实时操作系统
WDT Watch Dog Timer 看门狗定时器
DSP Digital Signal Professor 数字信号处理器
Soc System on Chip 片上系统
ROM Read Only Memory 只读存储器
EPROM Eraserble Programmable ROM 可擦写可编程
SRAM Static Random Access Memory 静态随机存取存储器
DRAM Dynamic Random Access Memory 动态随机存取存储器
BSP Board Surport Package 板载支持包
API Application Programming Interface 应用编程接口
IDE Integrated Development Environment 集成开发环境
ICE In-Circuit Emulator 在线仿真器
ICD In-Circuit Debugger 在线调试器
OCD On-Chip Debugger 片上调试器
CSC Contactless Smartcard 公共交通无接触智能卡
IoT Internet of Things 物联网
CISC Complex Instruction Set Computer 复杂指令集系统
RISC Reduced Instruction Set computer 精简指令集系统
SCM Single Chip Microcomputer 单片微型计算机
JTAG Joint Test Action Group 联合测试工作组
USB Universal Serial Bus 通用串行总线
UART Universal Asynchronous Receiver/Transmitter 通用异步收发传输器
SDK Software Development Kit 软件开发工具包
DMA Direct Memory Access 直接内存存取
UML Unified Modeling Language 统一建模语言
CPI Cycles Per Instruction 指令平均周期数
MTBF Mean Time Between Failures 平均故障间隔时间
FPGA Field Programmable Gate Array 现场可编程门阵列
CPLD Complex PLD 复杂PLD
ASIC Application Specific Integrated Circuit 专用集成电路
LED Light-Emitting-Diode 发光二极管
LCD Liquid Crystal Display 液晶显示屏
PCMCIA Personal Computer Memory Card International Association 组织
CF Compact Flash Card CF扩充设备
SD Secure Digital Card SD扩充设备
MS Memory Stick MS扩充卡
IC Integrated Circuit 集成电路
PLD Programmable Logic Device 可编程逻辑器件
I²C Inter-Integrated Circuit 内置集成电路 100-400kbit/s
I²S Intel-IC Sound 一种串行总线接口标准
CAN Controller Area Network 控制区域网 1Mbit/s串行
GPRS General Packet Radio Service 通用分组无线业务
CDMA Code Division Multiple Access 码分多址
IP Intellectual Property 知识产权
ARM Advanced RISC Machines RISC微处理器
FIQ Fast Interrupt Request 快速中断响应
LAB Logic Array Block 逻辑阵列块
CMP Chi Multi-Processor 多核处理器
SMP Symmetric Multiprocessing 对称多处理器
AMP Asymmetric Multiprocessing 非对称多处理器

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