嵌入式系统及应用Chaer嵌入式系统导论

嵌入式系统及应用课程目的理论与实践相结合以嵌入式系统基础及嵌入式软件的核心嵌入式实时操作系统为重点，以应用为目的，全面介绍嵌入式系统使大家既能对嵌入式系统及开发有一个全景的把握，又能深入理解嵌入式实时操作系统。配套多种嵌入式平台的µC/OS-II实验，提供丰富的实验和手册课程特点利用PC机就可以自己动手搭建嵌入式系统的开发平台，熟悉应用开发，更方便地学习和理解嵌入式系统的基础知识：从纯软件到硬/软件结合从“纸”上谈兵（编程序）到“板”上谈兵从“懂”怎么做到“会”做从讲/听到讲/听/做嵌入式软件工程中心计算机应用博士点主要方向之一自“八五”以来长期从事嵌入式系统软件的研究、开发、产业化及人才培养承担多项国家级嵌入式软件相关的项目，包括863软件重大专项、国防预研、发改委软件产业化专项、电子发展基金等获得省部级科技进步奖三项培养硕士以上人员近百人嵌入式软件工程中心充分整合科技成果和产业化积淀，构筑嵌入式软件基础研究、应用基础研究和产业化创新平台面向智能手机、数字娱乐终端、航空航天等领域研发达到国际领先水平的嵌入式软件相关技术推动我国嵌入式软件技术和产业的发展成为嵌入式软件专业人才培训和实习基地成为国内最大的、在国际上具有影响力的嵌入式软件研究工程中心。课程的主要内容嵌入式系统基础，约12节课嵌入式系统导论（什么是嵌入式系统？嵌入式系统分类、发展历程、特点、应用领域、发展趋势）,约3节课嵌入式硬件系统基础（基本组成，嵌入式微处理器：ARM、MIPS、X86、SH等，总线、存储系统、输入/输出与典型接口等，W90P710/SH7709S），约7节课嵌入式软件系统基础（分类、特点、体系结构、运行流程、操作系统、开发工具）,约2节课课程的主要内容嵌入式实时内核，约14节课任务管理与调度（任务、任务管理、调度算法）,约6节课同步、互斥与通信（信号量、信箱、队列、事件、异步信号）,约4节课中断和时间管理（中断分类、处理过程、中断管理机制、硬件时钟设备、与OS的管理关系、时间管理机制）,约2节课内存管理和I/O管理（特点和管理机制）,约2节课课程的主要内容嵌入式系统软件的开发,约4节课嵌入式系统开发模式嵌入式软件开发工具软件分析设计方法复习：2节课实验：16节课实验系统的内容目标平台开发工具嵌入式操作系统实验项目PC虚拟机W90P710_Eval_boardSH7709SStartKit开发板LambdaTOOL集成开发环境HEWµC/OS-II（源代码）实验系统的内容配套8个实验项目，具体是：开发环境建立实验：1个/平台实时内核实验：7个任务的基本管理优先级反转优先级继承信号量：哲学家就餐问题的实现

消息队列

时钟中断

µC/OS-II的内存分配

教材及参考资料嵌入式实时操作系统及应用开发，罗蕾主编，北京航空航天大学出版社.JeanJ.Labrosse.嵌入式实时操作系统uC/OS-II(第2版).北京航空航天大学出版社.及uC/OS-IIebook嵌入式计算系统设计原理（美）WayneWolfComputersasComponents：PrinciplesofEmbeddedComputingSystemDesignJeanJ.Labrosse.嵌入式实时操作系统uC/OS-II(第2版).北京航空航天大学出版社.C.M.Krishna,KangG.Shin.REAL-TIMESYSTEMS.TsinghuaUniversityPress,McGraw-Hill.ASurveyofReal-timeOperatingSystems.WHATMAKESAGOODRTOS.参考资料Real-timeEmbeddedSoftwareSystemsOSEK/VDX

OperatingSystem.Version2.2.2.July5th,2004.ChartingPast,Present,FutureResearchinUbiquitousComputing.PriorityInheritanceProtocols:AnApproachtoReal-TimeSynchronizationCLDCSpecification1.1课程成绩课程成绩＝平时成绩＋实验成绩＋期末考试成绩平时成绩20分，其中作业两次每次5分，中期课堂测验10分实验成绩25分，平时5分，上机考试20分期末考试：闭卷考试55分，第十一周左右第一章

嵌入式系统导论主要内容嵌入式系统概述嵌入式系统的应用领域嵌入式系统的发展趋势第一耐节稳嵌绩入式魄系统留概述无处袍不在小的嵌阔入式佩系统嵌入精式系各统的屈定义嵌入龙式系浑统的既发展访历程嵌入雨式系伤统的活特点嵌入欣式系扬统的存分类计算糊机发亭展的播三大石阶段第一个阶段拢：始权于五疯十年剖代的记由IB请M,旁B族ur吨ro栗ug禾hs糊,栽Ho途ne纳yw猴el贵l等公桥司率盘先研杆制的棚大型梳机。第二跑阶段：始于霜七十逗年代纪的个仍人计校算机柴。第三疼阶段：计算扎机正里迈入埋下一渔个充嘴满机抄遇的惧阶段—“后PC时代”或享“无处卡不在饿的计皆算机”阶统段。计算扎的发究展过地程分时系统批处理系统单用户系统大型机分布式计算小型机基于网络的个人计算微型机协同计算基于开放系统的客户/服务器普适计算普适计算终端资源擦使用亿的灵腔活性计算萍的自昏由性无处典不在竭的计公算机施乐功公司Pa歼lo俱A芝lt妻o研究朵中心除主任Ma汤rk两W馒ei皱se筛r认为拉：“从饼长远更来看知，PC机和卡计算邻机工艘作站蛾将衰冒落，场因为供计算搂机变霸得无样处不段在：断例如孙在墙侍里、暮在手游腕上咬、在遵手写桂电脑然中(象手贯写纸季一样)等等油，随侄用随烧取、饲伸手胳可及概”。无处短不在踪蝶的计些算机全世乌界的剩计算织机科民学家雹正在扭形成搂一种薄共识:计算拍机不冶会成鬼为科院幻电面影中患的那水种贪霜婪的捆怪物,而是什将变熊得小烘巧玲览珑,无处灾不在.他们黎藏身改在任两何地宴方,又消犬失在螺所有歼地方,功能怒强大,确有信无影芦无踪.人们查将这疫种思男想命留名为:“无所芦不在蓬的计隐算机亿”。嵌入传式系塞统无是处不特在彼此表互连即使搏远在修火星面对6万年瞒才有型一次兰的机唐会，水科学绢家们逗积极拖行动化起来——民—从6月开聋始，目先后刃有欧泡洲的取“火泊星快副车”歼、美利国“担勇气在号”母和“件机遇距号”毕等三爽颗火阻星探鞭测器诵飞往酒火星纽奉，而纯日本乒一颗连本已伞在太袄空“藏迷失衰方向着”的历火星形探测秃器也缠在关恰键时新刻及暗时“还醒”鸽来，葵开始掏了久掠违的朽火星支之旅属。火星景与地痕球，赏这一挡对在例星空牙中遥霸遥相船望的型“兄券弟”菌，迎话来6万年炭来“换最亲握密的旦接触决”，奴在20搭03年8月27日这后一天哲，火利星距聚离地薪球最谋近达拉到55材75与66蔑22止(5千多骡万)公里虎。勇气号自19赛97年10月15日发恒射以真来，驰经历旁了7年35亿公沿里航股程的违卡西屠尼号舒太空馅船在20胆04年7月1日10时30分进飞入土峡星轨牧道，蔑开始盾进行播人类玻有史港以来皆对土隙星及榜其31颗已镰知卫雕星最捧详尽音的探溜测。土星方探测“哥奥伦比慢亚”眉号，疾整个击系统煎的起时飞重样量达20捧00吨，烫高56米。“小带鹰”于号标此准排乖水量劲为60售10具0吨，转满载蝇排水蓄量达81涉12伶3吨，里舰长32询3.识6米，仅舰宽39掏.6米，封吃水11可.4米，纷是世叠界上餐最大劣的常碑规动扶力航若空母肉舰。意舰员29羡30名，忘其中衫军官15哄5名；替航空疾人员24肺80名，磁其中荣军官32毕0名。选飞机傅：F-缎14乔D战斗制机20架，F/霞A-粘18战斗阅机36架，E-闭2C预警住机和EA笔-6绵B电子钞干扰罪机各4架，6架S-纽奉3B反潜饶机，6架直则升机厦，2架ES闷-3愉A。Sm患ar风t炊Du斗stht剑tp川:/趁/ro蚁bo咱ti暂cs岂.e友ec主s.禁be卫rk错el劳ey熄.e量du种/~陈pi框st捐er深/S受ma铃rt泪Du暮st/We镇ar副ab喘le懂C册om弃pu薄ti您ng嵌入殊式设乡丰备无距处不豪在，但桌战面系惠统还猾依然撤有用无处俊不在你的计近算机逼是计离算机艰与使歪用者川的比叶率达扩到和登超过10跳0:狗1的阶镜段无处颠不在抵的计榆算机徒包括通用买计算株机和嵌入婶式计应算机赖系统在10乔0:辜1比例捎中95趟%以上都是北嵌入兴式计袋算机薄系统退，并夺非通溜用计雕算机通用杜计算踢机－形看得惯见的极计算筒机如：PC机、蓬服务午器、煤大型坦计算刘机等梢。显示换器主鸣机鼠筋标键佳盘硬覆件诸如信主机亲、显孩示器筐、键软件应用约程序洒可按巡寿用户需要抓随时扭改变锁,通用伶计算碎机－淡看得愉见的仁计算攻机嵌入耀式系品统定激义看不窗见的浙计算她机，宫一般饲不能那被用牌户编痒程,它有晃一些厅专用据的I/奖O设备,对用鞋户的归接口衰是应富用专袄用的顷。An站e怜mb屿ed乏de巧d图sy千st兔em着i斑s茧a瓦co铃mp暂ut糟er兽s龟ys劈燕te廊m漆co朋nt袭ai坦ne病d肃wi但th势in乱s芒om泊e导la犯rg要er弊d纱ev请ic钢e掌or品p燃ro校du单ct努w妥it葬h鹊th未e顽in到te塔nt肠p祥ur挣po乏se票o寨f乐pr狮ov途id链in仍g寄mo近ni直to起ri具ng捆a接nd咬c招on秀tr趴ol选s寄er尚vi擦ce店s乌to幕t骆ha导t逮de福vi忠ce夹.“A求ny槽s纤or逮t份of济d透ev凉ic戚e铜wh岁ic滨h晨in倚cl秘ud搬es蹦a史p祝ro剖gr菊am曾ma加bl现e谷co片mp开ut名er箩b篇ut糖i掠ts靠el剧f互is弃n闷ot哨i笛nt症en财de贴d蹦to侵b效e腰a缝ge轰ne挑ra瓣l-戚pu悦rp痰os纹e唤co卷mp愧ut傻er拜.”通常揭将嵌棵入式恭计算珍机系株统简割称为促嵌入姐式系我统。嵌入须式系浴统定截义IE庸EE蝇:瓜“D免ev亭ic受e感us蚕ed牢t简o验co魔nt库ro向l，mo妥ni赞to病r，or境a享ss筐is菜t下th原e跟op伴er闭at莲io暑n填of派e艘qu评ip至me盼nt，ma执ch接in患er逼y击or骆p备la雁nt粉s”卷.嵌入搬式系泪统是凝以应联用为桑中心石、以名计算驴机技念术为号基础枣、软再件硬油件可坐裁剪度、适依应应创用系蜓统对僚功能咳、可康靠性利、成知本、已体积困、功害耗严步格要惨求的遭专用壳计算邮机系潮统。嵌入斧式系脾统定功义嵌入胆式系宅统是将暖先进筒的计兼算机高技术到、半导摩体技术圆和电扒子技茅术与寺各个没行业捕的具艳体应暑用相鲁结合祥后的哥产物暂。包含苏有计骗算机招，但想又不锤是通胀用计笔算机你的计定算机仁应用孟系统值。通用葛计算礼机与恋嵌入发式系拒统对返比特征通用计算机嵌入式系统形式和类型看得见的计算机。按其体系结构、运算速度和结构规模等因素分为大、中、小型机和微机。看不见的计算机。形式多样，应用领域广泛，按应用来分。组成通用处理器、标准总线和外设。软件和硬件相对独立。面向应用的嵌入式微处理器，总线和外部接口多集成在处理器内部。软件与硬件是紧密集成在一起的。开发方式开发平台和运行平台都是通用计算机采用交叉开发方式，开发平台一般是通用计算机，运行平台是嵌入式系统。二次开发性应用程序可重新编制一般不能再编程嵌入描式系沸统的委组成嵌入代式系测统一啊般由弊嵌入瞎式硬脊件和杂软件遮组成硬件孟以微醋处理拿器为歇核心洞集成是存储燥器和弦系统隐专用菊的输额入/输出帆设备软件接包括艘：初雹始化艺代码单及驱直动、速嵌入坑式操缺作系卡统和熟应用闯程序淘等，嗓这些旋软件虚有机惊地结铸合在侄一起栽，形珠成系碎统特似定的傲一体恐化软夸件。嵌入臭式系喉统的死发展掠历程嵌入桨式系殿统的出现掀和兴虚起（19趟60纺-1糠97踩0）嵌入赚式系萄统开回始走掏向繁荣，软秒件和祥硬件付日臻完善（19数71岩-1尽98毙9）嵌入眨式系翼统应哥用走向阅纵深（19竿90年-现在锹）嵌入雪式系角统的辟出现鸭和兴晋起出现：20世纪60年代外以晶仍体管缝、磁觉芯存秤储为贤基础级的计让算机砌开始赚用于邮航空布等军披用领角域。第一滨台机听载专汁用数轻字计洽算机团是奥赤托内稿蒂克笨斯公束司为盘美国欢海军防舰载吴轰炸堆机“芹民团免团员循”号路研制英的多钱功能养数字网分析贼器(Ve壶rd浓an)。同时拦嵌入隙式计陆算机球开始毕应用轧于工机业控套制。19刊62年一勒个美乒国乙危烯厂誓实现蜓了工草业装月置中拘的第籍一个最直接条数字聚控制(D庄DC苹)。嵌入欢式系丢统的排出现狐和兴借起兴起：在19闯65～19而70年，碰当时比计算护机已泰开始砖采用居集成没电路乏，即艳第三档代计连算机艳。在宴军事妖、航馅空航闷天领备域、拜工业馒控制搅的需露求推难动下张。第一论次使猜用机江载数税字计循算机安控制持的是19关65年发右射的Ge吸mi鱼ni渗3号，来第一敌次通章过容珍错来屿提高道可靠晋性是19验68年的诱阿波晒罗4号、亩土星5号。19澡63年DE屯C公司龟推出PD敞P8并发挪展成PD螺P1脏1系列产，成雅为工分业生匆产集侦中控答制的仰主力舞军。在军间用领慌域中住，为犹了可交靠和废满足材体积赖、重栋量的侮严格些要求医，还垮需为闲各个狸武器存系统暗设计虫五花信八门五的专别用的酸嵌入蒙式计咽算机谱系统系。嵌入鸣式系父统开诉始走雪向繁趣荣嵌入超式系域统大酿发展强是在哄微处骄理器亭问世墙之后19轻73年至19阴77年间浮各厂孕家推廉出了陷许多8位的详微处粗理器陷，包秩括In掠te悉l鸟80剖80爹/8捎08它5，Mo化to扎ro肝la的68通00扛/6狗80处2，Zi晕lo恩g的Z8称0和Ro踢ck替we童ll的65贵02。微处棕理器御不单揭用来创组成脸微型吩计算仪机，世而且挽用来练制造柱仪器族仪表吩、医付疗设域备、念机器然人、丝式家用规电器鱼等嵌尝入式臂系统蛛。仅80奶85厉/Z母80微处湿理器厦的销仗售就嗓超过7亿片,其中伤大部发分是辞用于女嵌入怕式工拉业控辫制应芦用。嵌入蛙式系榜统开捡始走烛向繁餐荣微处爽理器咱的广房诚泛应浮用形凭成了挑一个裙广阔粗的嵌息入式易应用烦市场软，计绢算机吵厂家惕除了租要继泪续以怕整机耽方式细向用溪户提能供工候业控撤制计难算机网系统兄外，某开始庸大量企地以圆插件稻方式毕向用粗户提熄供OE戏M产品的，再朋由用绳户根脆据自进己的煎需要撑构成摔专用蜻的工暮业控弟制微雕型计谦算机毫，嵌梅入到功自己喉的系脸统设掀备中动。为了禾灵活身兼容赌，形包成了邀标准被化、免模块坐化的泉单板楼机系馋列。踏流行昆的单今板计权算机糖有In句te帆l公司桨的iS鼓BC系列个、Zi邻lo佛g公司并的MC畏B等。由于理兼容提的要知求，四这就抽导致咬了工握业控绣制微失机系遥统总常线的洪诞生件。嵌入听式系过统开壳始走痛向繁蹦荣19竟76年In挠te害l推出Mu摆lt朗ib膝us，19异83年扩好展为假带宽棒达40傅MB客/S的Mu形lt煤ib亲usⅡ。19留78年Pr零ol器og设计粪简单寨的ST膝D总线选广泛誓用于蚂小型想嵌入套式系亲统。19旧81年Mo克to晌ro总la推出驳的VM驱E_嫂Bu里s则与Mu好lt羞ib角usⅡ瓜分蚂高端盾市场门。目前寺在工拐业控充制领建域，谦嵌入解式PC、PC仅10肃4、CP悠CI（Co宪mp消ac愁t幅PC凭I）总线弟已广袋泛应宵用到饮工业闸控制消领域精。嵌入国式系冰统开元始走撇向繁劣荣单片汤机、DS烟P出现随着收微电辞子工朴艺水钩平的委提高,集成气电路惊设计滩制造船商开惧始把刷嵌入掠式应狠用所不需要辩的微蒸处理同器、I/狂O接口糖、A/她D、D/谁A转换夹、串谎行接励口以流及RA禾M、RO盏M通通沃集成恒到一息个VL疑SI中,制造衰出面向I/流O设计病的微熊控制古器，或就是乡丰我们虾俗称理的单甚片机。专门金用于条高速惹实时棒信号址处理卡的数顽字信烦号处呢理器DS顶P。嵌入开式系叹统开币始走区向繁音荣软件骑技术雁的进嗽步使布嵌入筹式系亦统日扣臻完萝善在微殃处理乏器出镇现的桌初期裙，为饼了保山障嵌修入式凡软件虏的时蝇间、处空间亡效率乒，软缓件只郑能用歪汇编饶语言再编写忆。由于话微电距子技性术的情进步贝，对阵软件辩的时顺空效瓶率的睡要求老不再马那么豪苛刻乳了，得嵌入将式计门算机近的软倡件开鹿始使偶用PL草/M、C等高速级语泻言。对于团复杂伪的嵌斩入式藏系统她来说贼除了顿需要饱高级永语言者开发为工具赤外，疮还需来要嵌厨入式站实时傲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