ARM教學(xué)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)概述

1、嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用及應(yīng)用年年10月月 l參考教材參考教材l1、英英Steve Furber 著著 .ARM SoC體系構(gòu)造體系構(gòu)造lARM System-on-Chip Architecture.北京航空航天北京航空航天大學(xué)出版社，大學(xué)出版社，2002年年 l2、杜春雷、杜春雷 編著編著.ARM體系構(gòu)造與編程體系構(gòu)造與編程.清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社，2003年年l3、吳明輝主編、吳明輝主編.基于基于ARM的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用.人民郵人民郵電出版社，電出版社，2004年年l4、著、著.嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC/OS(第第2版版).北京航空航天大

2、北京航空航天大學(xué)出版社，學(xué)出版社，2003年年l實(shí)驗(yàn)教材電子稿實(shí)驗(yàn)教材電子稿l1、陳賾主編、陳賾主編ARM嵌入式技術(shù)理論教程北京航空航嵌入式技術(shù)理論教程北京航空航天大學(xué)出版社，天大學(xué)出版社，2005年年嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用 1、電子技術(shù)根底模、數(shù)、電子技術(shù)根底模、數(shù)2、微機(jī)原理及接口技術(shù)、微機(jī)原理及接口技術(shù) (或單片機(jī)原理或單片機(jī)原理3、C程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí) 嵌入式系統(tǒng)的定義嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)概述 嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng) 硬件根底硬件根底 應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域 嵌入式技術(shù)的開展趨勢嵌入式技術(shù)的開展趨勢開展歷史開展歷史嵌入式系統(tǒng)本身是一個(gè)相對模糊的定義。一個(gè)手持

3、嵌入式系統(tǒng)本身是一個(gè)相對模糊的定義。一個(gè)手持的的MP3和一個(gè)和一個(gè)PC104的微型工業(yè)控制計(jì)算機(jī)都可以認(rèn)為的微型工業(yè)控制計(jì)算機(jī)都可以認(rèn)為是嵌入式系統(tǒng)。是嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)有了近嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)有了近30近近50年的開展歷史，它是硬件和軟件年的開展歷史，它是硬件和軟件交替開展的雙螺旋式開展。交替開展的雙螺旋式開展。第一款微處理器是第一款微處理器是Intel的的4004，它出如今，它出如今1971年，然后是年，然后是Intel公司的公司的8048，它出如今，它出如今1976年；年；Motorola同時(shí)推出了同時(shí)推出了68HC05；Zilog公司推出了公司推出了Z80系列，這些早期的單片機(jī)均含

4、有系列，這些早期的單片機(jī)均含有256字節(jié)的字節(jié)的RAM、4K的的ROM、4個(gè)個(gè)8位并口、位并口、1個(gè)全雙工串行口、兩個(gè)個(gè)全雙工串行口、兩個(gè)16位定位定 時(shí)時(shí) 器；器；在在80年代初，年代初，Intel又進(jìn)一步完善了又進(jìn)一步完善了8048，在它的根底上研制成功，在它的根底上研制成功了了8051。 嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)概述1、8051的幾次飛躍的幾次飛躍第第1次：次：philips公司為主力，將以公司為主力，將以“單片微型計(jì)單片微型計(jì)算機(jī)算機(jī)SCM形態(tài)的形態(tài)的MCS-51系列推進(jìn)到系列推進(jìn)到80c51的的“微微控制器控制器MCU時(shí)代。時(shí)代。第第2次：次：Atmel公司以其先進(jìn)的公司以其先進(jìn)的F

5、lash ROM 技技術(shù)推出術(shù)推出AT89C 系列單片機(jī)，形成引領(lǐng)單片機(jī)系列單片機(jī)，形成引領(lǐng)單片機(jī)Flash ROM 潮流。潮流。第第3次：次：Cygnal公司推出公司推出C8051F 系列單系列單片機(jī)，把片機(jī)，把80c51從從MCU推向推向SOC時(shí)代。時(shí)代。嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)概述2、AVR高速嵌入式單片機(jī)高速嵌入式單片機(jī)繼繼Atmel公司推出公司推出AT89C 系列之后，又系列之后，又推出全新配置的精簡指令集推出全新配置的精簡指令集(RISC) AVR(Advance RISC) AT90系列。系列。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 程序區(qū)程序區(qū)Flash 可屢次擦寫可屢次擦寫片內(nèi)有片內(nèi)有E2PROM可串

6、行下載可串行下載 最新最優(yōu)最全配置最新最優(yōu)最全配置 執(zhí)行速度高、指令效率高執(zhí)行速度高、指令效率高 低電壓、低功耗、高驅(qū)動(dòng)低電壓、低功耗、高驅(qū)動(dòng) 嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)概述3、C8051F系列單片機(jī)系列單片機(jī)Cygnal公司推出公司推出C8051F 系列單片機(jī)是完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)芯系列單片機(jī)是完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)芯片，具有與片，具有與8051指令完全兼容的指令完全兼容的CIP-51內(nèi)核。內(nèi)核。外設(shè)功能部件包括：外設(shè)功能部件包括：ADC 、可編程增益放大器、可編程增益放大器、DAC、電壓放大器、電壓基準(zhǔn)、溫度傳感器、電壓放大器、電壓基準(zhǔn)、溫度傳感器、SMBus/I2C、UART、SPI

7、、定時(shí)器、可編程計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器、內(nèi)部振蕩器、看門狗定時(shí)器、內(nèi)部振蕩器、看門狗、電源監(jiān)視器等。、電源監(jiān)視器等。4、有關(guān)、有關(guān)PC1041981年年Ready System開展了世界上第開展了世界上第1個(gè)商業(yè)嵌入式實(shí)時(shí)內(nèi)核個(gè)商業(yè)嵌入式實(shí)時(shí)內(nèi)核VTRX32,它它包含了許多傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的特征，包括任務(wù)管理、任務(wù)間通訊、同步與互相排斥、中斷支包含了許多傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的特征，包括任務(wù)管理、任務(wù)間通訊、同步與互相排斥、中斷支持、內(nèi)存管理等功能。持、內(nèi)存管理等功能。隨后，出現(xiàn)了如隨后，出現(xiàn)了如ISI (Integrated System Incorporation )的的PS/OS、IMG

8、的的VxWorks、QNX公司的公司的QNX等，等，Palm OS，WinCE，嵌入式，嵌入式Linux、uC/OS、Nucleus，以及國內(nèi)的，以及國內(nèi)的Delta OS等嵌入式操作系統(tǒng)。等嵌入式操作系統(tǒng)。今天今天RTOS RealTime Operating System已經(jīng)在全球形成了已經(jīng)在全球形成了1個(gè)產(chǎn)業(yè)，個(gè)產(chǎn)業(yè)，根據(jù)美國根據(jù)美國EMF電子市場分析報(bào)告，電子市場分析報(bào)告，1999年全球年全球RTOS市場產(chǎn)值達(dá)億多美元，而市場產(chǎn)值達(dá)億多美元，而相關(guān)的整個(gè)嵌入式開發(fā)工具包括仿真器、邏輯分析儀、軟件編譯器和調(diào)試器那么相關(guān)的整個(gè)嵌入式開發(fā)工具包括仿真器、邏輯分析儀、軟件編譯器和調(diào)試器那么高達(dá)

9、高達(dá)9億多美元。億多美元。 一、嵌入式系統(tǒng)的定義一、嵌入式系統(tǒng)的定義 根據(jù)根據(jù)IEEE國際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)的定義：國際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)的定義：嵌入式系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)是“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置原文為設(shè)備的裝置原文為devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants?？梢钥闯龃硕x是從應(yīng)用上考慮的，嵌入式系統(tǒng)是軟件可以看出此定義是從應(yīng)用上考慮的，嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機(jī)電等附屬裝置。和硬件

10、的綜合體，還可以涵蓋機(jī)電等附屬裝置。 “以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為根底、軟件硬以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為根底、軟件硬件可裁剪、功能、可靠性、本錢、體積、功耗嚴(yán)格要件可裁剪、功能、可靠性、本錢、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 1系統(tǒng)內(nèi)核小系統(tǒng)內(nèi)核小由于嵌入式系統(tǒng)一般是應(yīng)用于小型電子裝置的，系由于嵌入式系統(tǒng)一般是應(yīng)用于小型電子裝置的，系統(tǒng)資源相對有限，所以內(nèi)核較之傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)要小得統(tǒng)資源相對有限，所以內(nèi)核較之傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)要小得多。多。嵌入式系統(tǒng)的個(gè)性化很強(qiáng)，其中的軟件系統(tǒng)和硬件嵌入式系統(tǒng)的個(gè)性化很強(qiáng)，其中的軟件系統(tǒng)和硬件的結(jié)合非常嚴(yán)密，一般要針對硬件進(jìn)展系統(tǒng)的移植

11、。的結(jié)合非常嚴(yán)密，一般要針對硬件進(jìn)展系統(tǒng)的移植。即使在同一品牌、同一系列的產(chǎn)品中也需要根據(jù)系即使在同一品牌、同一系列的產(chǎn)品中也需要根據(jù)系統(tǒng)硬件的變化和增減不斷進(jìn)展修改。統(tǒng)硬件的變化和增減不斷進(jìn)展修改。同時(shí)針對不同的任務(wù)，往往需要對系統(tǒng)進(jìn)展較大更改，同時(shí)針對不同的任務(wù)，往往需要對系統(tǒng)進(jìn)展較大更改，程序的編譯下載要和系統(tǒng)相結(jié)合，這種修改和通用軟件的程序的編譯下載要和系統(tǒng)相結(jié)合，這種修改和通用軟件的“晉晉級(jí)是完全不同的概念。級(jí)是完全不同的概念。專用性強(qiáng)專用性強(qiáng)嵌入式系統(tǒng)的幾個(gè)重要特征嵌入式系統(tǒng)的幾個(gè)重要特征系統(tǒng)精簡系統(tǒng)精簡嵌入式系統(tǒng)一般沒有系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的明顯嵌入式系統(tǒng)一般沒有系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件

12、的明顯區(qū)分，不要求其功能設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)上過于復(fù)雜，這樣一區(qū)分，不要求其功能設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)上過于復(fù)雜，這樣一方面利于控制系統(tǒng)本錢，同時(shí)也利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平安。方面利于控制系統(tǒng)本錢，同時(shí)也利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平安。高實(shí)時(shí)性高實(shí)時(shí)性O(shè)S這是嵌入式軟件的根本要求，而且軟件要求固態(tài)這是嵌入式軟件的根本要求，而且軟件要求固態(tài)存儲(chǔ)，以進(jìn)步速度。軟件代碼要求高質(zhì)量和高可靠性存儲(chǔ)，以進(jìn)步速度。軟件代碼要求高質(zhì)量和高可靠性、實(shí)時(shí)性。、實(shí)時(shí)性。 嵌入式系統(tǒng)的幾個(gè)重要特征嵌入式系統(tǒng)的幾個(gè)重要特征5嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要開發(fā)工具和環(huán)境由于其本身不具備自主開發(fā)才能，即使設(shè)計(jì)完成以后，用戶通常也是不能對其中的程序功能進(jìn)展修改，必須有一套開發(fā)工具和

13、環(huán)境才能進(jìn)展開發(fā)。這些工具和環(huán)境一般是基于通用計(jì)算機(jī)上的軟硬件設(shè)備以及各種邏輯分析儀、混合信號(hào)示波器等。開發(fā)時(shí)往往有主機(jī)和目的機(jī)的概念，主機(jī)用于程序的開發(fā)，目的機(jī)作為最后的執(zhí)行機(jī)，開發(fā)時(shí)需要交替結(jié)合進(jìn)展。 嵌入式系統(tǒng)的幾個(gè)重要特征嵌入式系統(tǒng)的幾個(gè)重要特征嵌入式系統(tǒng)一般是專用系統(tǒng)，而嵌入式系統(tǒng)一般是專用系統(tǒng)，而PCPC是通用計(jì)算平臺(tái)是通用計(jì)算平臺(tái)嵌入式系統(tǒng)的資源比嵌入式系統(tǒng)的資源比PCPC少得多少得多嵌入式系統(tǒng)軟件故障帶來的后果比嵌入式系統(tǒng)軟件故障帶來的后果比PCPC機(jī)大得多機(jī)大得多嵌入式系統(tǒng)一般采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)一般采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)大都有本錢、功耗的要求嵌入式系統(tǒng)大都有本錢、

14、功耗的要求嵌入式系統(tǒng)得到多種微處理體系的支持嵌入式系統(tǒng)得到多種微處理體系的支持嵌入式系統(tǒng)需要專用的開發(fā)工具嵌入式系統(tǒng)需要專用的開發(fā)工具M(jìn)PU微處理器微處理器電源電源模塊模塊時(shí)鐘時(shí)鐘復(fù)位復(fù)位FlashRAMROMUSBLCDKeyboard外圍電路外圍電路Other外設(shè)外設(shè)典型嵌入式系統(tǒng)根本組成軟件典型嵌入式系統(tǒng)根本組成軟件處理器處理器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器輸入輸入輸出輸出操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)應(yīng)用程序應(yīng)用程序軟件軟件構(gòu)造構(gòu)造硬件構(gòu)硬件構(gòu)造造嵌入式系統(tǒng)一般指非嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng)，它包括硬件和軟件兩部分系統(tǒng)，它包括硬件和軟件兩部分。 硬件包括處理器微處理器、存儲(chǔ)器及外設(shè)硬件包括處理器微處理器、存儲(chǔ)器及外設(shè)

15、器件和器件和IO端口、圖形控制器等。端口、圖形控制器等。 軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件OS要?jiǎng)?wù)實(shí)時(shí)和多要?jiǎng)?wù)實(shí)時(shí)和多任務(wù)操作和應(yīng)用程序編程。有時(shí)設(shè)計(jì)人員把這兩種軟件組任務(wù)操作和應(yīng)用程序編程。有時(shí)設(shè)計(jì)人員把這兩種軟件組合在一起。合在一起。 應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運(yùn)作和行為；而操作系統(tǒng)控應(yīng)用程序控制著系統(tǒng)的運(yùn)作和行為；而操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。1、對實(shí)時(shí)多任務(wù)有很強(qiáng)的支持才能，能完成多任務(wù)并且有較短的、對實(shí)時(shí)多任務(wù)有很強(qiáng)的支持才能，能完成多任務(wù)并且有較短的中斷響應(yīng)時(shí)間，從而使內(nèi)部的代碼和實(shí)時(shí)內(nèi)核心的執(zhí)行時(shí)間減少中斷響應(yīng)時(shí)間，從而

16、使內(nèi)部的代碼和實(shí)時(shí)內(nèi)核心的執(zhí)行時(shí)間減少到最低限度。到最低限度。 2、具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能。這是由于嵌入式系統(tǒng)的軟件構(gòu)、具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能。這是由于嵌入式系統(tǒng)的軟件構(gòu)造已模塊化，而為了防止在軟件模塊之間出現(xiàn)錯(cuò)誤的穿插作用，需要設(shè)造已模塊化，而為了防止在軟件模塊之間出現(xiàn)錯(cuò)誤的穿插作用，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。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)展的處理器構(gòu)造，以能最迅速地開展出滿足應(yīng)用的最高性能的、可擴(kuò)展的處理器構(gòu)造，以能最迅速地開展出滿足應(yīng)用的最高性能的嵌入式微處理器。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

17、攜式的無線及挪、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挪動(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，如需要功耗只有要功耗只有mW甚至甚至W級(jí)。級(jí)。 嵌入式微處理器一般就具備以下嵌入式微處理器一般就具備以下4 4個(gè)特點(diǎn)：個(gè)特點(diǎn)：嵌入式處理器嵌入式處理器可編程片上系統(tǒng)可編程片上系統(tǒng)SOPC嵌入式片上系統(tǒng)嵌入式片上系統(tǒng)SOC嵌入式微處理器嵌入式微處理器MPU嵌入式數(shù)字信號(hào)處理器嵌入式數(shù)字信號(hào)處理器DSP嵌入式微控制器嵌入式微控制器MCU嵌入式處理器嵌入式處理器 從單片機(jī)、從單片機(jī)、DSP到到FPGA，品種越來越多，速度越來

18、越快，性能越來越，品種越來越多，速度越來越快，性能越來越強(qiáng)，價(jià)格越來越低。強(qiáng)，價(jià)格越來越低。嵌入式微控制器嵌入式微控制器MicroController Unit,MCU 總線寬度一般為總線寬度一般為4位、位、8位或位或16位，處理速度有限，一般位，處理速度有限，一般在幾個(gè)在幾個(gè)MIPS，進(jìn)展一些復(fù)雜的應(yīng)用很困難，運(yùn)行操作系統(tǒng)就更難，進(jìn)展一些復(fù)雜的應(yīng)用很困難，運(yùn)行操作系統(tǒng)就更難。嵌入式微控制器的典型代表就是單片機(jī)。嵌入式微控制器的典型代表就是單片機(jī)。嵌入式嵌入式DSP處理器處理器(Digital Signal Processor,DSP) 處理器是專門用于信號(hào)處理方面的處理器，其在系統(tǒng)構(gòu)造處理器

19、是專門用于信號(hào)處理方面的處理器，其在系統(tǒng)構(gòu)造和指令算法方面進(jìn)展了特殊設(shè)計(jì)，在數(shù)字濾波、和指令算法方面進(jìn)展了特殊設(shè)計(jì)，在數(shù)字濾波、FFT、頻譜分析等、頻譜分析等各種儀器上各種儀器上DSP獲得了大規(guī)模的應(yīng)用。獲得了大規(guī)模的應(yīng)用。 DSP是運(yùn)算密集處理器，一般用在快速執(zhí)行算法，做控制比較困是運(yùn)算密集處理器，一般用在快速執(zhí)行算法，做控制比較困難。為了追求高執(zhí)行效率，不合適運(yùn)行操作系統(tǒng)，核心代碼使用匯編。難。為了追求高執(zhí)行效率，不合適運(yùn)行操作系統(tǒng)，核心代碼使用匯編。 嵌入式處理器嵌入式處理器嵌入式微處理器嵌入式微處理器MicroProcessor Unit,MPUMicroProcessor Unit,

20、MPU MPU MPU嵌入式微處理器是由通用計(jì)算機(jī)中的嵌入式微處理器是由通用計(jì)算機(jī)中的CPUCPU演變而來的，其中演變而來的，其中ARM/StrongARMARM/StrongARM是專為手持設(shè)備開發(fā)的嵌入式處理器，屬于中檔的價(jià)位。是專為手持設(shè)備開發(fā)的嵌入式處理器，屬于中檔的價(jià)位。嵌入式片上系統(tǒng)嵌入式片上系統(tǒng)System on ChipSystem on Chip，SOCSOC 它是它是ICIC設(shè)計(jì)的開展趨勢。采用設(shè)計(jì)的開展趨勢。采用SOCSOC設(shè)計(jì)技術(shù)，可以大幅度地進(jìn)步系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，可以大幅度地進(jìn)步系統(tǒng)的可靠性，減少系統(tǒng)的面積和功耗，降低系統(tǒng)本錢，極大地進(jìn)步系統(tǒng)的性能價(jià)格可靠性，減少系統(tǒng)的

21、面積和功耗，降低系統(tǒng)本錢，極大地進(jìn)步系統(tǒng)的性能價(jià)格比。比。 SOC SOC芯片已經(jīng)成為進(jìn)步挪動(dòng)通信、網(wǎng)絡(luò)、信息家電、高速計(jì)算、芯片已經(jīng)成為進(jìn)步挪動(dòng)通信、網(wǎng)絡(luò)、信息家電、高速計(jì)算、多媒體應(yīng)用及軍用電子系統(tǒng)性能的核心器件。多媒體應(yīng)用及軍用電子系統(tǒng)性能的核心器件。嵌入式可編程片上系統(tǒng)嵌入式可編程片上系統(tǒng)System on ChipSystem on Chip，SOPCSOPC 它是一種特殊的嵌入式系統(tǒng)：它是一種特殊的嵌入式系統(tǒng)： 首先它是片上系統(tǒng)首先它是片上系統(tǒng)SOCSOC，即由單個(gè)芯片完成整個(gè)系統(tǒng)的主，即由單個(gè)芯片完成整個(gè)系統(tǒng)的主要邏輯功能；其次，它是可編程系統(tǒng)，具有靈敏的設(shè)計(jì)方式，可裁減、要邏輯

22、功能；其次，它是可編程系統(tǒng)，具有靈敏的設(shè)計(jì)方式，可裁減、可擴(kuò)大、可晉級(jí)，并具備軟硬件在系統(tǒng)可編程的功能?？蓴U(kuò)大、可晉級(jí)，并具備軟硬件在系統(tǒng)可編程的功能。嵌入式處理器嵌入式處理器 SOPC SOPC結(jié)合了結(jié)合了SOCSOC和和PLDPLD、FPGAFPGA各自的優(yōu)點(diǎn)，一般具備以下根本特征：各自的優(yōu)點(diǎn)，一般具備以下根本特征：至少包含一個(gè)嵌入式處理器內(nèi)核；至少包含一個(gè)嵌入式處理器內(nèi)核；具有小容量片內(nèi)高速具有小容量片內(nèi)高速RAMRAM資源；資源；足夠的片上可編程邏輯資源；足夠的片上可編程邏輯資源；處理器調(diào)試接口和處理器調(diào)試接口和FPGAFPGA；單芯片、低功編程接口；單芯片、低功編程接口；可能包含部分

23、可編程模擬電路耗、微封裝。可能包含部分可編程模擬電路耗、微封裝。嵌入式處理器嵌入式處理器馮馮諾依曼體系構(gòu)造和哈佛體系構(gòu)造諾依曼體系構(gòu)造和哈佛體系構(gòu)造CISC(Complex Instruction Set Computer)與與RISC(Reduced Instruction Set Computer)影響影響CPU性能的因素性能的因素存儲(chǔ)器系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)I/O接口接口二、硬件根底二、硬件根底馮馮諾依曼體系構(gòu)造模型諾依曼體系構(gòu)造模型指令存放器指令存放器控制器控制器數(shù)據(jù)通道數(shù)據(jù)通道輸入輸入輸出輸出中央處理器中央處理器存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器程序程序指令指令0指令指令1指令指令2指令指令3指令指令4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)

24、據(jù)數(shù)據(jù)0數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)21取指令取指令I(lǐng)nstruction Fetch)：TF2指令譯碼指令譯碼Instruction Decode：TD3執(zhí)行指令執(zhí)行指令I(lǐng)nstruction Execute：TE4存儲(chǔ)存儲(chǔ)Storage：TS每條指令的執(zhí)行周期：每條指令的執(zhí)行周期：T= TF+TD+TE+TS1數(shù)據(jù)與指令都存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)與指令都存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中2被大多數(shù)計(jì)算機(jī)所采用被大多數(shù)計(jì)算機(jī)所采用3ARM7馮諾依曼體系馮諾依曼體系哈佛體系構(gòu)造哈佛體系構(gòu)造指令存放器指令存放器控制器控制器數(shù)據(jù)通道數(shù)據(jù)通道輸入輸入輸出輸出中央處理器中央處理器程序存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器指令指令0指令指令1指令指令2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

25、器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)0數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)2地址地址指令指令地址地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開2提供了較大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器帶寬提供了較大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器帶寬3合適于數(shù)字信號(hào)處理合適于數(shù)字信號(hào)處理4大多數(shù)大多數(shù)DSP都是哈佛構(gòu)造都是哈佛構(gòu)造5ARM9是哈佛構(gòu)造是哈佛構(gòu)造CISCCISC和和RISCRISCCISCCISC：復(fù)雜指令集：復(fù)雜指令集Complex Instruction Set ComputerComplex Instruction Set Computer具有大量的指令和尋址方式具有大量的指令和尋址方式大多數(shù)程序只使用少量的指令就可以運(yùn)行大多數(shù)程序只使用少

26、量的指令就可以運(yùn)行8/28/2原那么：原那么：80%80%的程序只使用的程序只使用20%20%的指令的指令RISCRISC：精簡指令集：精簡指令集Reduced Instruction Set Computer)Reduced Instruction Set Computer)在通道中只包含最有用的指令在通道中只包含最有用的指令確保數(shù)據(jù)通道快速執(zhí)行每一條指令確保數(shù)據(jù)通道快速執(zhí)行每一條指令使使CPUCPU硬件構(gòu)造設(shè)計(jì)變得更為簡單硬件構(gòu)造設(shè)計(jì)變得更為簡單 IFIDREGALUMEM開場退出IFIDALUMEMREG微操作通道開場退出單通數(shù)據(jù)通道取指取指指令譯碼指令譯碼取指取指指令譯碼指令譯碼CIS

27、C：RISC：影響影響CPUCPU性能的因素：流水線、超標(biāo)量和緩存性能的因素：流水線、超標(biāo)量和緩存 流水線技術(shù)：流水線技術(shù)： 幾個(gè)指令可以并行執(zhí)行幾個(gè)指令可以并行執(zhí)行 進(jìn)步了進(jìn)步了CPU的運(yùn)行效率的運(yùn)行效率 內(nèi)部信息流要求通暢流動(dòng)內(nèi)部信息流要求通暢流動(dòng)譯碼取指執(zhí)行add譯碼取指執(zhí)行sub譯碼取指執(zhí)行cmp時(shí)間AddSubCmp超標(biāo)量執(zhí)行超標(biāo)量執(zhí)行超標(biāo)量執(zhí)行：超標(biāo)量超標(biāo)量執(zhí)行：超標(biāo)量CPU采用多條流水線構(gòu)造采用多條流水線構(gòu)造 執(zhí)行1預(yù)取指令Cache譯碼2譯碼1執(zhí)行2執(zhí)行1預(yù)取譯碼2譯碼1執(zhí)行2流水線1流水線2數(shù)據(jù)1、為什么采用高速緩存、為什么采用高速緩存 微處理器的時(shí)鐘頻率比內(nèi)存速度進(jìn)步快得多

28、，高速緩存可以進(jìn)步內(nèi)存的平微處理器的時(shí)鐘頻率比內(nèi)存速度進(jìn)步快得多，高速緩存可以進(jìn)步內(nèi)存的平均性能。均性能。2、高速緩存的工作原理、高速緩存的工作原理 高速緩存是一種小型、快速的存儲(chǔ)器，它保存部分主存內(nèi)容的拷高速緩存是一種小型、快速的存儲(chǔ)器，它保存部分主存內(nèi)容的拷貝。貝。 CPU高速緩存控制器CACHE主存數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)地址存儲(chǔ)器系統(tǒng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)RAM：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器：隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 SRAM：靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器：靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器 DRAM：動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器：動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器 1SRAM比比DRAM快快 2SRAM比比DRAM耗電多耗電多 3DRAM存儲(chǔ)密度比存儲(chǔ)密度比SRAM高得多高得多 4DRAM需要周期性刷

29、新需要周期性刷新ROM：只讀存儲(chǔ)器：只讀存儲(chǔ)器FLASH：閃存：閃存E2PROM :Electrically Erasable Programmable ROM EPROM:Erasable Programmable ROM 1SRAM 2DRAMCSR/WAddrDataCSR/WCASDataRASAddr輸入輸出接口輸入輸出接口1I/O2A/D、D/A3鍵盤鍵盤4LED、LCD5存儲(chǔ)器接口存儲(chǔ)器接口6設(shè)備接口設(shè)備接口l操作系統(tǒng)的分類操作系統(tǒng)的分類l嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)l多任務(wù)，任務(wù)優(yōu)先級(jí)，調(diào)度多任務(wù)，任務(wù)優(yōu)先級(jí)，調(diào)度l前臺(tái)與后臺(tái)前臺(tái)與后臺(tái)l非占先式與占先式、可重入型函數(shù)非

30、占先式與占先式、可重入型函數(shù)1多道批處理操作系統(tǒng)：適用于計(jì)算中心等較大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。多道批處理操作系統(tǒng)：適用于計(jì)算中心等較大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。2分時(shí)操作系統(tǒng)：適用于多個(gè)用戶共享系統(tǒng)資源。分時(shí)操作系統(tǒng)：適用于多個(gè)用戶共享系統(tǒng)資源。3實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：適用于嵌入式設(shè)備和有實(shí)時(shí)性要求的系統(tǒng)中。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：適用于嵌入式設(shè)備和有實(shí)時(shí)性要求的系統(tǒng)中。 具有具有強(qiáng)實(shí)時(shí)強(qiáng)實(shí)時(shí)特點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)特點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng) 具有具有弱實(shí)時(shí)弱實(shí)時(shí)特點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)特點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng) 沒有實(shí)時(shí)沒有實(shí)時(shí)特點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)特點(diǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)按實(shí)時(shí)性分類按實(shí)時(shí)性分類1、強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，其系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間在毫秒或微秒級(jí)數(shù)、強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，

31、其系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間在毫秒或微秒級(jí)數(shù)控機(jī)床?？貦C(jī)床。2、一般實(shí)時(shí)系統(tǒng)，其系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間在毫秒幾、一般實(shí)時(shí)系統(tǒng)，其系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間在毫秒幾秒的數(shù)量級(jí)上，其實(shí)時(shí)性的要求比強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)要差一秒的數(shù)量級(jí)上，其實(shí)時(shí)性的要求比強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)要差一些電子菜譜的查詢。些電子菜譜的查詢。3、弱實(shí)時(shí)系統(tǒng)，其系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間約為數(shù)十秒或更、弱實(shí)時(shí)系統(tǒng)，其系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間約為數(shù)十秒或更長工程機(jī)械。長工程機(jī)械。按實(shí)時(shí)性分類按實(shí)時(shí)性分類ISRISR后臺(tái)后臺(tái) 前臺(tái)前臺(tái)ISR時(shí)間時(shí)間多任務(wù)多任務(wù)CPU寄存器寄存器任務(wù)任務(wù)控制控制塊塊1任務(wù)任務(wù)控制控制塊塊2任務(wù)任務(wù)控制控制塊塊n休眠、就緒、運(yùn)行、掛起、被中斷休眠、就緒、運(yùn)行、掛起、被中斷任務(wù)任務(wù)1任務(wù)

32、任務(wù)2任務(wù)任務(wù)nCPU寄存器寄存器一個(gè)任務(wù)，也稱作一個(gè)線程，是一個(gè)簡單的運(yùn)行程序。每一個(gè)任務(wù)，也稱作一個(gè)線程，是一個(gè)簡單的運(yùn)行程序。每個(gè)任務(wù)都是整個(gè)應(yīng)用的某一部分，每個(gè)任務(wù)被賦予一定的優(yōu)先個(gè)任務(wù)都是整個(gè)應(yīng)用的某一部分，每個(gè)任務(wù)被賦予一定的優(yōu)先級(jí)，級(jí)， 有它自己的一套有它自己的一套CPU存放器和自己的?？臻g。存放器和自己的?？臻g。多任務(wù)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)實(shí)際上是靠多任務(wù)運(yùn)行的實(shí)現(xiàn)實(shí)際上是靠CPU中央處理單元在許中央處理單元在許多任務(wù)之間轉(zhuǎn)換、調(diào)度。多任務(wù)之間轉(zhuǎn)換、調(diào)度。 CPU只有一個(gè)，輪番效勞于一系列任務(wù)中的某一個(gè)。多只有一個(gè)，輪番效勞于一系列任務(wù)中的某一個(gè)。多任務(wù)運(yùn)行使任務(wù)運(yùn)行使CPU的利用率得到最

33、大的發(fā)揮，并使應(yīng)用程序模塊的利用率得到最大的發(fā)揮，并使應(yīng)用程序模塊化?；Ｔ趯?shí)際應(yīng)用中，多任務(wù)的最大特點(diǎn)是，開發(fā)人員可以將很復(fù)雜的在實(shí)際應(yīng)用中，多任務(wù)的最大特點(diǎn)是，開發(fā)人員可以將很復(fù)雜的應(yīng)用程序?qū)哟位?yīng)用程序?qū)哟位?嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)是面向詳細(xì)應(yīng)用，對外來事件在限定時(shí)間內(nèi)能做出反響的系統(tǒng)。限實(shí)時(shí)系統(tǒng)是面向詳細(xì)應(yīng)用，對外來事件在限定時(shí)間內(nèi)能做出反響的系統(tǒng)。限定時(shí)間的范圍很廣可以從微秒級(jí)如信號(hào)處理到分級(jí)如聯(lián)機(jī)查詢系統(tǒng)。定時(shí)間的范圍很廣可以從微秒級(jí)如信號(hào)處理到分級(jí)如聯(lián)機(jī)查詢系統(tǒng)。在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中主要有三個(gè)指標(biāo)來衡量系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，即響應(yīng)時(shí)間在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中主要有三個(gè)指標(biāo)來衡量系統(tǒng)

34、的實(shí)時(shí)性，即響應(yīng)時(shí)間Response Time、生存時(shí)間、生存時(shí)間Survival Time、吞吐量、吞吐量Throughput。響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間Response Time：是計(jì)算機(jī)識(shí)別一個(gè)外部事件到作出：是計(jì)算機(jī)識(shí)別一個(gè)外部事件到作出響應(yīng)的時(shí)間，在控制應(yīng)用中它是最重要的指標(biāo)，假如事件不能及時(shí)的處理，系響應(yīng)的時(shí)間，在控制應(yīng)用中它是最重要的指標(biāo)，假如事件不能及時(shí)的處理，系統(tǒng)可能就會(huì)崩潰。統(tǒng)可能就會(huì)崩潰。生存時(shí)間生存時(shí)間Survival Time：是數(shù)據(jù)有效等待時(shí)間，在這段時(shí)間里數(shù)：是數(shù)據(jù)有效等待時(shí)間，在這段時(shí)間里數(shù)據(jù)是有效的。據(jù)是有效的。吞吐量吞吐量Throughput：是在一給定時(shí)間內(nèi)秒，系統(tǒng)

35、可以處理的事件：是在一給定時(shí)間內(nèi)秒，系統(tǒng)可以處理的事件總數(shù)。例如通訊控制器用每秒鐘處理的字符數(shù)來表示吞吐量，吞吐量是平均響應(yīng)時(shí)間總數(shù)。例如通訊控制器用每秒鐘處理的字符數(shù)來表示吞吐量，吞吐量是平均響應(yīng)時(shí)間的倒數(shù)。的倒數(shù)。實(shí)時(shí)系統(tǒng)的評價(jià)指標(biāo)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的評價(jià)指標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)核系統(tǒng)內(nèi)核 多任務(wù)系統(tǒng)中，內(nèi)核負(fù)責(zé)管理各個(gè)任務(wù)，或者說為每個(gè)任務(wù)分配多任務(wù)系統(tǒng)中，內(nèi)核負(fù)責(zé)管理各個(gè)任務(wù)，或者說為每個(gè)任務(wù)分配CPU時(shí)間，并且負(fù)責(zé)任務(wù)之間的通信。時(shí)間，并且負(fù)責(zé)任務(wù)之間的通信。 內(nèi)核提供的根本效勞是任務(wù)切換。內(nèi)核本身也增加了應(yīng)用程序的內(nèi)核提供的根本效勞是任務(wù)切換。內(nèi)核本身也增加了應(yīng)用程序的額外負(fù)荷，代碼空間增加額外負(fù)荷，代碼

36、空間增加ROM用量，內(nèi)核本身的數(shù)據(jù)構(gòu)造增加了用量，內(nèi)核本身的數(shù)據(jù)構(gòu)造增加了RAM的用量。內(nèi)核本身對的用量。內(nèi)核本身對CPU的占用時(shí)間一般在的占用時(shí)間一般在2到到5個(gè)百分點(diǎn)之間個(gè)百分點(diǎn)之間。 這是操作系統(tǒng)的主要職責(zé)之一，它決定該輪這是操作系統(tǒng)的主要職責(zé)之一，它決定該輪到哪個(gè)任務(wù)運(yùn)行了。到哪個(gè)任務(wù)運(yùn)行了。往往調(diào)度是基于優(yōu)先級(jí)的，根據(jù)其重要不同被賦往往調(diào)度是基于優(yōu)先級(jí)的，根據(jù)其重要不同被賦予任務(wù)不同的優(yōu)先級(jí)。予任務(wù)不同的優(yōu)先級(jí)。 CPU總是讓處在就緒態(tài)的優(yōu)先總是讓處在就緒態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)先運(yùn)行。級(jí)最高的任務(wù)先運(yùn)行。何時(shí)讓高優(yōu)先級(jí)任務(wù)掌握何時(shí)讓高優(yōu)先級(jí)任務(wù)掌握CPU的使用權(quán)，有兩種的使用權(quán)，有兩種

37、不同的情況，這要看用的是什么類型的內(nèi)核，不同的情況，這要看用的是什么類型的內(nèi)核，是非占是非占先式的還是占先式先式的還是占先式的內(nèi)核。的內(nèi)核。 調(diào)度dispatcher 每個(gè)任務(wù)都有其優(yōu)先級(jí)每個(gè)任務(wù)都有其優(yōu)先級(jí)priority，靜態(tài)優(yōu)，靜態(tài)優(yōu)先級(jí)和動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)。先級(jí)和動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)。應(yīng)用程序執(zhí)行過程中諸任務(wù)優(yōu)先級(jí)不變，那么稱應(yīng)用程序執(zhí)行過程中諸任務(wù)優(yōu)先級(jí)不變，那么稱之為靜態(tài)優(yōu)先級(jí)。在靜態(tài)優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)中，諸任務(wù)以之為靜態(tài)優(yōu)先級(jí)。在靜態(tài)優(yōu)先級(jí)系統(tǒng)中，諸任務(wù)以及它們的時(shí)間約束在程序編譯時(shí)是的。及它們的時(shí)間約束在程序編譯時(shí)是的。應(yīng)用程序執(zhí)行過程中，假如任務(wù)的優(yōu)先級(jí)是可變的應(yīng)用程序執(zhí)行過程中，假如任務(wù)的優(yōu)先級(jí)是可

38、變的，那么稱之為動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)，那么稱之為動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí).非占先式非占先式non-preemptive非占先式調(diào)度法也稱作合作型多任務(wù)非占先式調(diào)度法也稱作合作型多任務(wù)cooperative multitasking，各個(gè)任務(wù)彼此合作共享一個(gè)各個(gè)任務(wù)彼此合作共享一個(gè)CPU。中斷效勞可以使一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)由掛起狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)。但中斷效中斷效勞可以使一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)由掛起狀態(tài)變?yōu)榫途w狀態(tài)。但中斷效勞以后控制權(quán)還是回到原來被中斷了的那個(gè)任務(wù)，直到該任務(wù)主動(dòng)放棄勞以后控制權(quán)還是回到原來被中斷了的那個(gè)任務(wù)，直到該任務(wù)主動(dòng)放棄CPU的使用權(quán)時(shí)，那個(gè)高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)才能獲得的使用權(quán)時(shí)，那個(gè)高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)才能獲得C

39、PU的使用權(quán)。的使用權(quán)。非占先式內(nèi)核的一個(gè)特點(diǎn)是幾乎不需要使用信號(hào)量保護(hù)共享數(shù)據(jù)。運(yùn)非占先式內(nèi)核的一個(gè)特點(diǎn)是幾乎不需要使用信號(hào)量保護(hù)共享數(shù)據(jù)。運(yùn)行著的任務(wù)占有行著的任務(wù)占有CPU，而不必?fù)?dān)憂被別的任務(wù)搶占。，而不必?fù)?dān)憂被別的任務(wù)搶占。非占先式內(nèi)核的最大缺陷在于其響應(yīng)高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)慢，任務(wù)已經(jīng)非占先式內(nèi)核的最大缺陷在于其響應(yīng)高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)慢，任務(wù)已經(jīng)進(jìn)入就緒態(tài)，但還不能運(yùn)行，也許要等很長時(shí)間，直到當(dāng)前運(yùn)行著進(jìn)入就緒態(tài)，但還不能運(yùn)行，也許要等很長時(shí)間，直到當(dāng)前運(yùn)行著的任務(wù)釋放的任務(wù)釋放CPU。內(nèi)核的任務(wù)級(jí)響應(yīng)時(shí)間是不確定的，不知道什么。內(nèi)核的任務(wù)級(jí)響應(yīng)時(shí)間是不確定的，不知道什么時(shí)候最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)

40、才能拿到時(shí)候最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)才能拿到CPU的控制權(quán)，完全取決于應(yīng)用程的控制權(quán)，完全取決于應(yīng)用程序什么時(shí)候釋放序什么時(shí)候釋放CPU。非占先式非占先式(Non-Preemptive)(Non-Preemptive)低優(yōu)先級(jí)任務(wù)低優(yōu)先級(jí)任務(wù)ISR高優(yōu)先級(jí)任務(wù)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）中斷服務(wù)程序使中斷服務(wù)程序使高優(yōu)先級(jí)任務(wù)就緒高優(yōu)先級(jí)任務(wù)就緒低優(yōu)先級(jí)任務(wù)釋放低優(yōu)先級(jí)任務(wù)釋放CPU使用權(quán)使用權(quán)TIME占先式占先式preemptive當(dāng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間很重要時(shí)，要使用占當(dāng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間很重要時(shí)，要使用占先式先式preemptive內(nèi)核。最高優(yōu)先級(jí)內(nèi)核。最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)一旦就緒，總能

41、得到的任務(wù)一旦就緒，總能得到CPU的控制的控制權(quán)。權(quán)。當(dāng)一個(gè)運(yùn)行著的任務(wù)使一個(gè)比它優(yōu)先級(jí)當(dāng)一個(gè)運(yùn)行著的任務(wù)使一個(gè)比它優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)進(jìn)入了就緒態(tài)，當(dāng)前任務(wù)的高的任務(wù)進(jìn)入了就緒態(tài)，當(dāng)前任務(wù)的CPU使用權(quán)就被剝奪了，或者說被掛起了，那個(gè)使用權(quán)就被剝奪了，或者說被掛起了，那個(gè)高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)立即得到了高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)立即得到了CPU的控制權(quán)的控制權(quán)。使用占先式內(nèi)核時(shí)，應(yīng)用程序不應(yīng)直接使使用占先式內(nèi)核時(shí)，應(yīng)用程序不應(yīng)直接使用不可重入型函數(shù)。假如調(diào)入可重入型函數(shù)用不可重入型函數(shù)。假如調(diào)入可重入型函數(shù)時(shí)，低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)時(shí)，低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)CPU的使用權(quán)被高優(yōu)先的使用權(quán)被高優(yōu)先級(jí)任務(wù)剝奪，不可重入型函數(shù)中的數(shù)據(jù)有可

42、級(jí)任務(wù)剝奪，不可重入型函數(shù)中的數(shù)據(jù)有可能被破壞。能被破壞。占先式占先式(Preemptive)(Preemptive)占先式占先式(Preemptive)(Preemptive)低優(yōu)先級(jí)任務(wù)低優(yōu)先級(jí)任務(wù)ISR高優(yōu)先級(jí)任務(wù)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)（1）（2）（3）（4）（5）（6）中斷服務(wù)程序使中斷服務(wù)程序使高優(yōu)先級(jí)任務(wù)就緒高優(yōu)先級(jí)任務(wù)就緒高優(yōu)先級(jí)任務(wù)得到高優(yōu)先級(jí)任務(wù)得到CPU使用權(quán)使用權(quán)TIMEl社會(huì)經(jīng)濟(jì)的開展產(chǎn)生了一些新的需求，同時(shí)促進(jìn)了嵌入式社會(huì)經(jīng)濟(jì)的開展產(chǎn)生了一些新的需求，同時(shí)促進(jìn)了嵌入式技術(shù)的廣泛應(yīng)用。技術(shù)的廣泛應(yīng)用。l中國正在成為世界制造大國，在消費(fèi)電子、工業(yè)應(yīng)用、軍中國正在成為世界制造大國，在

43、消費(fèi)電子、工業(yè)應(yīng)用、軍事國防、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等領(lǐng)域都有嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用。事國防、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等領(lǐng)域都有嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用。l嵌入式技術(shù)開展又在不斷刺激新的技術(shù)產(chǎn)生嵌入式技術(shù)開展又在不斷刺激新的技術(shù)產(chǎn)生 信息家電、醫(yī)療電信息家電、醫(yī)療電子病歷、微小型智能武器。子病歷、微小型智能武器。消費(fèi)電子消費(fèi)電子嵌入式應(yīng)用嵌入式應(yīng)用信息家電信息家電智能玩具智能玩具軍事電子軍事電子通信設(shè)備通信設(shè)備移動(dòng)存貯移動(dòng)存貯工控設(shè)備工控設(shè)備智能儀表智能儀表汽車電子汽車電子網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工業(yè)工業(yè)軍事國防軍事國防電子商務(wù)電子商務(wù)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)l過去在工業(yè)過程控制、數(shù)字機(jī)床、電力系統(tǒng)、電網(wǎng)平安過去在工業(yè)過程控制、數(shù)字機(jī)床、電力系統(tǒng)、電網(wǎng)平安、電

44、網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測、石油化工系統(tǒng)等方面，大部分低端型、電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測、石油化工系統(tǒng)等方面，大部分低端型設(shè)備主要采用是位單片機(jī)。設(shè)備主要采用是位單片機(jī)。 q隨著技術(shù)開展，目前許多設(shè)備除了進(jìn)展實(shí)時(shí)控制，還須將設(shè)備狀態(tài)，傳感器的信息等在顯示屏上實(shí)時(shí)顯示。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 只有按鈕、開關(guān)的電器顯然已經(jīng)不能滿足人們的只有按鈕、開關(guān)的電器顯然已經(jīng)不能滿足人們的日常需求。日常需求。 具有用戶界面，能遠(yuǎn)程控制，智能管理的電器具有用戶界面，能遠(yuǎn)程控制，智能管理的電器是將來的開展趨勢，如冰箱、空調(diào)等的網(wǎng)絡(luò)化、是將來的開展趨勢，如冰箱、空調(diào)等的網(wǎng)絡(luò)化、智能化等。智能化等。 信息家電將成為嵌入式系統(tǒng)最大

45、的應(yīng)用領(lǐng)域。信息家電將成為嵌入式系統(tǒng)最大的應(yīng)用領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域l交通管理在車輛導(dǎo)航、流量控制、信息監(jiān)測與汽車效勞方交通管理在車輛導(dǎo)航、流量控制、信息監(jiān)測與汽車效勞方面，目前面，目前GPS設(shè)備已經(jīng)從尖端產(chǎn)品進(jìn)入了普通百姓的家庭設(shè)備已經(jīng)從尖端產(chǎn)品進(jìn)入了普通百姓的家庭。q水文資料實(shí)時(shí)監(jiān)測，防洪體系及水土質(zhì)量監(jiān)測、堤壩水文資料實(shí)時(shí)監(jiān)測，防洪體系及水土質(zhì)量監(jiān)測、堤壩平安，地震監(jiān)測網(wǎng)，實(shí)時(shí)氣象信息網(wǎng)，水源和空氣污平安，地震監(jiān)測網(wǎng)，實(shí)時(shí)氣象信息網(wǎng)，水源和空氣污染監(jiān)測。染監(jiān)測。q加油站、停車場管理。加油站、停車場管理。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域可穿戴設(shè)備可穿戴設(shè)備 手環(huán)手環(huán) watch宏觀方面開展趨勢： 經(jīng)濟(jì)性幾十萬