【浙大 | 嵌入式系统】第八节

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• 基于 uC/OS-Ⅱ扩展的软件体系结构
• 基于ARM的BSP实现
• uCOS-Ⅱ在ARM7上的移植
• 基于uC/OS-Ⅱ的软件设计——文件系统
• 基于uC/OS-Ⅱ的软件设计——图形用户接口
• 基于uC/OS-Ⅱ的软件设计——应用程序

基于 uC/OS-Ⅱ扩展的软件体系结构

根据嵌入式系统的要求裁剪操作系统，然后编写应用程序，最后把应用程序加载到操作系统运行。

操作系统的底层支持：

• 系统外围设备的硬件部分：系统外围设备的硬件部分包括：LCD、USB 通讯模块、键盘、海量 Flash 存储器、系统的时钟和日历。外围设备的硬件部分是保证系统实现指定任务的最底层的部件。
• 驱动程序模块：连接底层的硬件和上层的API函数的纽带，有了驱动程序模块，就可以把操作系统的API函数和底层的硬件分离开。

用户应用程序：

• 用户的应用程序建立在系统的主任务基础上；
• 用户应用程序主要通过调用系统的API函数对系统进行操作，完成用户们要求；
• 在用户的应用程序中也可以创建用户自己的任务；
• 任务之间的协调主要依赖于系统的消息队列；

基于ARM的BSP实现

uC/OS-Ⅱ的底层接口：
板级支持包——BSP

• 介于底层硬件和操作系统之间的软件层次；
• 它完成系统上电后最初的硬件和软件初始化，并对底层硬件进行分装，使得操作系统不再面对具体的硬件操作；

BSP的特点：

• 硬件相关性：BSP必须为操作系统提供操作和控制具体硬件的方法；
• 操作系统相关性：操作系统具有特定的硬件接口形式；

BSP 的功能：

1. 嵌入式系统初始化。片级初始化（处理器的初始化）、板级初始化（除微处理器之外的其它硬件设备的初始化）、系统级初始化（操作系统初始化、BSP将控制权转交给操作系统、操作系统进行余下的初始化（加载和初始化与硬件无关的设备驱动程序、建立系统内存区、加载并初始化其它软件模块））。
2. 硬件相关的设备驱动程序。

uCOS-Ⅱ在ARM7上的移植

所谓操作系统移植，是将嵌入式实时操作系统作硬件相关的修改，并安装到此嵌入式硬件平台上运行。

基于uC/OS-Ⅱ的软件设计——文件系统
处理文件的操作系统的部分称为文件系统，是操作系统统一管理信息资源的一种软件，管理文件的存储、检索、更新，提供安全可靠的共享和保护手段。

文件系统的功能：文件的构造、命名、存取、采用、保护和实现等。

文件系统的存储介质：磁盘、flash

FAT(File Allcation Table):文件分配表

FAT文件系统结构：

• 保留区
  • 第一个扇区为 BPS（BIOS parameter block）
  • 存放文件系统识别的相关参数
• FAT区
  • 以簇为单位，存放构成文件簇的链表。指出簇的位置。
  • 有两个，互为备份；
• 目录区
  • 存放文件系统的根目录
  • 一个目录点32Bytes
• 文件区
  • 存放起时簇的信息
  • 子目录也作为文件管理

基于uC/OS-Ⅱ的软件设计——图形用户接口

基于uC/OS-Ⅱ的软件设计——应用程序

应用程序结构：

• 任务定义
• OS 任务
• 事件定义