河南理工大學(xué)嵌入式系統(tǒng)重點(diǎn)總結(jié)

1、第一章1. 嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，大致經(jīng)歷了以下四個(gè)階段：無操作系統(tǒng)階段，如單 片機(jī)；簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)階段，如Power PC實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)階段，如DSP面向In ternet 階段。2. 為了有效組織和管理各種不同的設(shè)備， 可以采用分層的思想，把I/O系統(tǒng)從上 到下分為四層，分別為 API、設(shè)備管理、驅(qū)動(dòng)邏輯和硬件抽象。3. 嵌入式系統(tǒng)的硬件包括有：嵌入式處理器；存儲(chǔ)器;I/O系統(tǒng)和外設(shè)。 軟件包括： 操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、驅(qū)動(dòng)層軟件。4. 嵌入式處理器的特點(diǎn)：核心是嵌入式處理器，具備以下4個(gè)特點(diǎn)：（1）對(duì)實(shí)時(shí)多任務(wù)有很強(qiáng)的支持能力，從而使內(nèi)部的代碼和實(shí)時(shí)內(nèi)核的執(zhí)行時(shí) 間減少到最低限度。（2）具有功

2、能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能。這是由于嵌入式系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)已模塊化，而為了避免在軟件模塊之間出現(xiàn)錯(cuò)誤的交叉作用，需要設(shè)計(jì)強(qiáng)大的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能，同時(shí)也有利于軟件診斷。（3）可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)，以能最迅速地開發(fā)出滿足應(yīng)用的最高性能的嵌入式 微處理器。（4）嵌入式微處理器必須功耗很低，尤其是用于便攜式的無線及移動(dòng)的計(jì)算和通信設(shè)備中，靠電池供電的嵌入式系統(tǒng)更是如此，如需要功耗只有mW或W級(jí)。5.DSP芯片的特點(diǎn)：采用哈佛結(jié)構(gòu)：采用數(shù)據(jù)總線與程序總線分離方式。 采用流水線技術(shù) 配有專用的硬件乘法-累加器：可在一個(gè)周期內(nèi)完成一次乘法和一次累加操作。具有特殊的DSP指令：循環(huán)尋址、位碼倒置?？焖俚闹噶钪芷谥С侄嗵?/p>

3、理器結(jié)構(gòu)。省電管理和低功耗6. 嵌入式操作系統(tǒng)的分類方法：按其應(yīng)用對(duì)象不同，有如下4類：（1）基于 Windows兼容，可包括有 WindowsCE嵌入式Linux等；（2）工業(yè)和通信類，包括有 VxWorks Psos、QNX等;（3）單片機(jī)類，包括有 uC/OS CMX iRMX（4） 面向 In tel net 類包括有 Plam、Visor、Hopen PPSIM7. 依據(jù)嵌入式系統(tǒng)操作系統(tǒng)的類型劃分：主要有實(shí)時(shí)系統(tǒng)、分時(shí)系統(tǒng)（非實(shí)時(shí)系統(tǒng)）和順序執(zhí)行系統(tǒng)。其中實(shí)時(shí)系統(tǒng)又分為硬（強(qiáng)）實(shí)時(shí)和軟（弱）實(shí)時(shí)系統(tǒng)。8. 按實(shí)時(shí)性劃分：（1）具有強(qiáng)（硬）實(shí)時(shí)特點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)（2）具有弱（軟）

4、實(shí)特點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)第三、四章1任務(wù) 指擁有CPU資源（寄存器、堆棧）的正在執(zhí)行的簡(jiǎn)單程序 *由任務(wù)函數(shù)、任務(wù)堆棧、任務(wù)控制塊組成。 類似于通用操作系統(tǒng)中的進(jìn)程和線程（Process 實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的大部分任務(wù)是周期的，編程上每個(gè)任務(wù)是一個(gè)典型的無限 循環(huán) 只有任務(wù)能夠申請(qǐng)CPU資源 任務(wù)的狀態(tài)：就緒、運(yùn)行、掛起、休眠、中斷。2.任務(wù)的狀態(tài)就緒任務(wù)獲得執(zhí)行優(yōu)先級(jí)后等待操作系統(tǒng)安排開始執(zhí)行(等待開始死循環(huán))運(yùn)行任務(wù)執(zhí)行過程中(資源已獲得，死循環(huán)中)掛起任務(wù)結(jié)束(跳出死循環(huán)，資源釋放)中斷 CPU提供相應(yīng)的中斷服務(wù)，原來正在運(yùn)行的任務(wù)暫不能運(yùn)行，就進(jìn)入 被中斷狀態(tài)。休眠任務(wù)駐留在內(nèi)存中，但并不被多任

5、務(wù)內(nèi)核所調(diào)度。*3.任務(wù)的特點(diǎn) 動(dòng)態(tài)性：任務(wù)有一定的生命期任務(wù)由“創(chuàng)建”而產(chǎn)生，由“撤消”而消亡，因擁有處理器而得到運(yùn)行。 并發(fā)性：多個(gè)任務(wù)同時(shí)運(yùn)行單處理器上的交替、多處理器上的同時(shí)性獨(dú)立性：任務(wù)是系統(tǒng)中獨(dú)立存在的實(shí)體只有任務(wù)有資格向系統(tǒng)申請(qǐng)資源并有權(quán)獲得系統(tǒng)提供的服務(wù)(任務(wù)是資 源分配基本單位)。*4.劃分規(guī)則：滿足實(shí)時(shí)性指標(biāo)、任務(wù)數(shù)目合理、簡(jiǎn)化軟件系統(tǒng)、降低資源需求5. 任務(wù)劃分小結(jié)10設(shè)備相關(guān)的任務(wù)劃分為獨(dú)立任務(wù)； 關(guān)鍵功能劃分為獨(dú)立任務(wù)； 緊迫功能劃分為高優(yōu)先級(jí)任務(wù)； 既關(guān)鍵又緊迫的任務(wù)，按緊迫任務(wù)劃分； 耗時(shí)的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，賦予低優(yōu)先級(jí)； 關(guān)系密切的任務(wù)組合； 觸發(fā)條件相同的任務(wù)組合

6、； 運(yùn)行周期相同的任務(wù)組合； 執(zhí)行順序固定的任務(wù)合租6. 建立任務(wù)，0STaskCreate()INT8U OSTaskCreate (void (*task)(void *pd), void *pdata, OS_STK *ptos, INT8U prio)OSTaskCreate(需要四個(gè)參數(shù)：task是任務(wù)代碼的指針，pdata是當(dāng)任務(wù)開始執(zhí)行時(shí)傳遞給任務(wù)的參數(shù)的指針， ptos是分配給任務(wù)的堆棧的棧頂指針， prio是分配給任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。7. 建立任務(wù)，OSTaskCreateExt()STaskCreate(的擴(kuò)展，多5個(gè)參數(shù)前四個(gè)參數(shù)(task,pdata,ptos和prio)與O

7、STaskCreate(的四個(gè)參數(shù)完全相同 INT8U OSTaskCreateExt (void (*task)(void *pd),voidpdata,*ptos, prio, id,*pbos,OS_STKINT8U INT16U OS STKINT32U stk_size, void *pext, INT16U opt)id參數(shù)為要建立的任務(wù)創(chuàng)建一個(gè)特殊的標(biāo)識(shí)符，未用，暫與prio 一致；pbos是指向任務(wù)的堆棧棧底的指針，用于堆棧的檢驗(yàn)；pext是指向用戶附加的數(shù)據(jù)域的指針，用來擴(kuò)展任務(wù)的OS_TCBopt用于設(shè)定OSTaskCreateExt(的選項(xiàng)，指定是否允許堆棧檢驗(yàn)，是否將堆

8、棧清 零，任務(wù)是否要進(jìn)行浮點(diǎn)操作等等8刪除任務(wù)，OSTaskDel() 函數(shù)原型：INT8U OSTaskDel (INT8U prio)刪除自己：OSTaskDel (OS_PRIO_SELF)9. 任務(wù)函數(shù)分三類：?jiǎn)未螆?zhí)行類、周期執(zhí)行類、事件觸發(fā)類10. 單次執(zhí)行的任務(wù)創(chuàng)建后只執(zhí)行一次，執(zhí)行完畢后自行刪除。三部分組成：準(zhǔn)備工作、任務(wù)實(shí)體、刪除任務(wù)準(zhǔn)備工作是定義和初始化變量、硬件設(shè)備等，可以沒有，由實(shí)際情況決定 任務(wù)實(shí)體實(shí)現(xiàn)該任務(wù)的具體功能，包含對(duì)系統(tǒng)服務(wù)函數(shù)的調(diào)用。單次執(zhí)行的任務(wù)由“創(chuàng)建函數(shù)”啟動(dòng)，典型的有“啟動(dòng)任務(wù)” 。 11周期性執(zhí)行的任務(wù)三部分組成：準(zhǔn)備工作、任務(wù)實(shí)體代碼、系統(tǒng)延時(shí)

9、特殊之處：不能刪除自己，多了 “系統(tǒng)延時(shí)”系統(tǒng)延時(shí)的作用是將CPU和資源交給系統(tǒng)，自己掛起，延時(shí)結(jié)束，重新進(jìn)入就 緒狀態(tài)，等待再次運(yùn)行系統(tǒng)延時(shí)適用于周期性要求不高的任務(wù)12時(shí)間出發(fā)執(zhí)行的任務(wù)需要等待事件的發(fā)生，由時(shí)間出發(fā)執(zhí)行三部分組成：準(zhǔn)備工作、獲取事件函數(shù)、任務(wù)實(shí)體代碼 時(shí)間函數(shù)使用到系統(tǒng)提供的某種通信機(jī)制，如信號(hào)量或者郵箱13.任務(wù)的優(yōu)先級(jí)資源 每一個(gè)任務(wù)都有不同的優(yōu)先級(jí) uC/OS最多64個(gè)優(yōu)先級(jí)，0最高，63最低 優(yōu)先級(jí)占用系統(tǒng)資源，在編程時(shí)，合理設(shè)定優(yōu)先級(jí)數(shù)量*14任務(wù)優(yōu)先級(jí)安排原則中斷關(guān)聯(lián)性：與ISR相關(guān)的任務(wù)優(yōu)先級(jí)高 緊迫性：緊迫的任務(wù)優(yōu)先級(jí)盡可能高 關(guān)鍵性：關(guān)鍵的任務(wù)優(yōu)先級(jí)盡可能高 頻繁些：運(yùn)行頻繁的優(yōu)先級(jí)盡可能高 快捷性：耗時(shí)短的優(yōu)先級(jí)盡可能高 傳遞性：消息的上游任務(wù)優(yōu)先級(jí)高于下游任務(wù)15.任務(wù)參數(shù)表：向任務(wù)傳遞的參數(shù)，可以是變量、數(shù)組、結(jié)構(gòu)體或字符串 任務(wù)堆棧：用戶指定堆棧的大小，堆棧的操作由系統(tǒng)完成 任務(wù)控制塊：由系統(tǒng)根據(jù)優(yōu)先級(jí)設(shè)置第五章1中斷優(yōu)先級(jí)安排原則（對(duì)比任務(wù)優(yōu)先級(jí)安排原則） 緊迫性：中斷事件的時(shí)間越短，優(yōu)先級(jí)越高 關(guān)鍵性：中斷事件越關(guān)鍵，優(yōu)先級(jí)越高 頻繁些：中斷事件越