嵌入式系统软件及编程语言
1、引言：随着计算机技术和微电子技术的迅速发展，嵌入式系统应
用领域越来越广泛。当今，嵌入式系统已成为一个时髦的名词，就像当初的计
算机热潮，似乎比当初的计算机热潮涉及的领域更广泛，应用技术人员更多，
相关国民经济产值也更庞大。报纸、杂志、网络都把嵌入式系统当作讨论的热
门话题。嵌入式系统一般指非PC 系统，有计算机功能但又不称之为计算
机的设备或器材。它是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。嵌入式
系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用
程序等4 个部分组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的器件。嵌入式
系统的软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。
操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用，而应用程序控制着系统的运
作和行为。2、嵌入式系统软件：（1）嵌入式操作系统:嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件，它是嵌入式系统(包括硬、软件系统)极为重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等Browser。嵌入式操
作系统具有通用操作系统的基本特点，如能够有效管理越来越复杂的系统资源；能够把硬件虚拟化，使得开发人员从繁忙的驱动程序移植和维护中解脱出来；
能够提供库函数、驱动程序、工具集以及应用程序。与通用操作系统相比较，
嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用
的专用性等方面具有较为突出的特点。（2）嵌入式操作系统的发展状况：
国外嵌入式操作系统已经从简单走向成熟，主要有
Vxwork、QNX、PalmOS、Windows CE、嵌入式Linux 等。国内的嵌入式
嵌入式系统软件 杨剑锋 1. 嵌入式操作系统 嵌入式操作系统是个集合,而且是个无限集合 –监控程序?常规操作系统 (红外线?紫外线) –一维和多维 嵌入式操作系统常常有实时要求–早期:嵌入式操作系统= 实时操作系统 –近期: ?1)手持计算机和掌上计算机的出现; ?2)CPU速度的提高; ?3)常规操作系统增加实时进程调度的支持,如 POSIX.4 ?嵌入式操作系统<>实时操作系统 许多嵌入式操作系统的内核是微内核结构 许多嵌入式操作系统都不带磁盘 –根本不支持文件系统 –结构上为了设备驱动而支持文件系统，但不 支持文件系统的文件存储功能 许多嵌入式操作系统不采用存储管理技术,即不支持虚拟存储技术 许多嵌入式操作系统不划分“系统空间”和“用户空间” –操作系统的“内核”与外围应用程序之间不再 有物理的边界; –系统中所谓“进程”实际上全都是内核线程?静态连接、系统调用、进程调度/切换–对任何一个应用程序做细微的修改，都得重新生成整个系统，并且“下载”之； –系统调用的界面太庞大； –共享变量的访问，需要谨慎对待； –把通用操作系统上的应用移植过来需考虑“可重入”的问题；
不分系统空间和用户空间<>必须静态连接–如DOS、CP/M的INT21 不分系统空间和用户空间<>不能用页面映射技术 –但只用于不同进程之间，而非不同空间之间 即使采用了存储管理，基本上都不采用页面交换技术 重启动技术（watch dog） 2. RTOS 是否实时 –一方面是多大程度上充分发挥硬件潜力，即综合速度快慢的问题； –另一方面同时也是反映的速度在多大的程度上得到保证的问题 中断延迟（Interrupt Latency）–中断不可嵌套 –LINUX的Bottom Half –中断可嵌套：优先级中断 ?大多微处理器不支持； ?LINUX不支持； ?UNIX支持 –与指令集有关 –DMA操作有关 –保证系统调用的原子性有关 调度延迟（Scheduling Latency）–中断处理程序进程处理 –一般调度算法（Round Robin）不能及时选 中 –基于优先级调度算法，一般能及时选中?如果目标进程优先级低呢？ –可剥夺调度和不可剥夺调度 ?LINUX是属于什么调度？ ????????????→ 事件或软中断 Linux 既不是完全的可剥夺，也不是完全的不可剥夺 上下文切换延迟（Context Switch Latency）–大小取决于CPU和操作系统 –采用MMU > 不采用MMU 只要发生调度，就能选中目标进程吗？ –根据时间片的耗用调整优先级 –拉开距离，分等级 对实时进程而言，“应该没有问题”不够。 是否可以不用中断、也不用调度，回到 最简单的“监控程序”?
嵌入式软件开发流程 一、嵌入式软件开发流程 1.1 嵌入式系统开发概述 由嵌入式系统本身的特性所影响，嵌入式系统开发与通用系统的开发有很大的区别。嵌入式系统的开发主要分为系统总体开发、嵌入式硬件开发和嵌入式软件开发3大部分，其总体流程图如图1.1所示。 图1.1 嵌入式系统开发流程图 在系统总体开发中，由于嵌入式系统与硬件依赖非常紧密，往往某些需求只能通过特定的硬件才能实现，因此需要进行处理器选型，以更好地满足产品的需求。另外，对于有些硬件和软件都可以实现的功能，就需要在成本和性能上做出抉择。往往通过硬件实现会增加产品的成本，但能大大提高产品的性能和可靠性。 再次，开发环境的选择对于嵌入式系统的开发也有很大的影响。这里的开发环境包括嵌入式操作系统的选择以及开发工具的选择等。比如，对开发成本和进度限制较大的产品可以选择嵌入式Linux，对实时性要求非常高的产品可以选择Vxworks等。
1.2 嵌入式软件开发概述 嵌入式软件开发总体流程为图4.15中“软件设计实现”部分所示，它同通用计算机软件开发一样，分为需求分析、软件概要设计、软件详细设计、软件实现和软件测试。其中嵌入式软件需求分析与硬件的需求分析合二为一，故没有分开画出。 由于在嵌入式软件开发的工具非常多，为了更好地帮助读者选择开发工具，下面首先对嵌入式软件开发过程中所使用的工具做一简单归纳。 嵌入式软件的开发工具根据不同的开发过程而划分，比如在需求分析阶段，可以选择IBM的Rational Rose等软件，而在程序开发阶段可以采用CodeWarrior（下面要介绍的ADS 的一个工具）等，在调试阶段所用的Multi-ICE等。同时，不同的嵌入式操作系统往往会有配套的开发工具，比如Vxworks有集成开发环境Tornado，WindowsCE的集成开发环境WindowsCE Platform等。此外，不同的处理器可能还有对应的开发工具，比如ARM的常用集成开发工具ADS、IAR和RealView等。在这里，大多数软件都有比较高的使用费用，但也可以大大加快产品的开发进度，用户可以根据需求自行选择。图4.16是嵌入式开发的不同阶段的常用软件。 图1.2 嵌入式开发不同阶段的常用软件 嵌入式系统的软件开发与通常软件开发的区别主要在于软件实现部分，其中又可以分为编译和调试两部分，下面分别对这两部分进行讲解。 1．交叉编译 嵌入式软件开发所采用的编译为交叉编译。所谓交叉编译就是在一个平台上生成可以在另一个平台上执行的代码。在第3章中已经提到，编译的最主要的工作就在将程序转化成运行该程序的CPU所能识别的机器代码，由于不同的体系结构有不同的指令系统。因此，不同的CPU需要有相应的编译器，而交叉编译就如同翻译一样，把相同的程序代码翻译成不同CPU的对应可执行二进制文件。要注意的是，编译器本身也是程序，也要在与之对应的某一个CPU平台上运行。嵌入式系统交叉编译环境如图4.17所示。
嵌入式系统设计师 通过本考试的合格人员能根据项目管理和工程技术的实际要求，按照系统总体设计规格说明 书进行软、硬件设计，编写系统开发的规格说明书等相应的文档；组织和指导嵌入式系统开 发实施人员编写和调试程序，并对嵌入式系统硬件设备和程序进行优化和集成测试，开发出符合系统总体设计要求的高质量嵌入式系统；具有工程师的实际工作能力和业务水平。 报名时间：上半年一般在2-3月之间，下半年一般在7-9月之间 考试时间：上半年一般在5-6月，下半年一般在11月 报考条件：1、遵纪守法，恪守职业道德； 2、具有一定计算机技术应用能力。 不限学历和资历条件。 考试报名办法、时间及要求：采取网上报名、现场确认的报名办法。进行网上报名时报考人员必须登陆浙江软件考试网(网址：) ，按报名流程完整、准确输入本人的真实信息，输入 完成后下载打印《2006年下半年计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试报考登记表》 (以下简称“报名表”)，在“报名表”上贴上本人同一底版的一寸免冠照片2张(其中一张用于“报名表”，一张备用)，并在“报名表”的诚信声明处确认签字，由市(厅、局) 人事部门汇总后统一到省软件考试实施办公室办理现场确认手续，也可个人直接到各市报名 确认点或省软件考试实施办公室确认。 报考费用：现场确认时报考人员须交网上报名时下载的已经过本人签字确认的“报名表”并 交纳报名考务费。考试收费标准按浙价费〔2001〕189号和发改价格〔2003〕2148号规定，系统分析师和信息系统项目管理师级每人177元(含上缴国家27元)，其他各级每人118 元(含上缴国家18元) 考试要求： (1)掌握计算机科学基础知识； (2)掌握嵌入式系统的硬件、软件知识； (3)掌握嵌入式系统分析的方法； (4)掌握嵌入式系统设计与开发的方法及步骤； (5)掌握嵌入式系统实施的方法； (6)掌握嵌入式系统运行维护知识； (7)了解信息化基础知识、计算机应用的基础知识； (8)了解信息技术标准、安全性，以及有关法律法规的基本知识； (9)了解嵌入式技术发展趋势； (10)正确阅读和理解计算机及嵌入式系统领域的英文资料。 考试范围： 考试科目1:嵌入式系统基础知识 1.计算机科学基础 1.1数制及转换 o二进制、八进制、十进制和十六进制等常用数制及其相互转换 1.2数据的表示 o数的机内表示(原码、反码、补码、移码，定点和浮点，精度和溢出) o字符、汉字、声音、图像的编码方式 o校验方法和校验码(奇偶验码、海明校验码、循环校验码) 1.3算术和逻辑运算
本文由hquwgz贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 嵌入式系统及应用 第九章嵌入式系统软件的开发 主要内容 嵌入式软件开发工具嵌入式系统开发模式实时软件分析设计方法 第一节嵌入式软件开发工具 嵌入式软件开发工具的分类嵌入式软件的交叉开发环境嵌入式软件实现阶段的开发过程嵌入式软件开发工具的发展趋势 嵌入式软件开发工具 “工欲善其事，必先利其器”嵌入式软件开发工具的集成度和可用性将直接关系到嵌入式系统的开发效率。 嵌入式软件开发工具的分类 嵌入式软件开发阶段 嵌入式软件开发工具的分类 根据不同的阶段，嵌入式软件开发工具可以分为： 需求分析工具（Requirement Analysis Tools）软件设计工具(Software Design Tools) 编码、调试工具(Coding Tools) 测试工具(Testing Tools) 配置管理工具、维护工具等 Rational Rose RealTime ObjectGeode Rhapsody TAU Tornado LambdaTOOL pRISM+ Spectra Win CE Platform Builder CodeWarrior Xray Debugger Logiscope CodeTEST Phases Requirement Analysis Software Design Coding Test Release 主要嵌入式软件开发工具产品 嵌入式软件开发工具的分类 嵌入式软件的开发可以分为以下几种： 编写简单的板级测试软件，主要是辅助硬件的调试开发基本的驱动程序开发特定嵌入式操作系统的驱动程序（板级支持包）开发嵌入式系统软件，如：嵌入式操作系统等开发应用软件 嵌入式软件开发工具的分类 从以上嵌入式软件开发分类来看，嵌入式软件开发工具可以分为： 与嵌入式OS相关的开发工具，用于开发： 基于嵌入式OS的应用部分驱动程序等 与嵌入式OS无关的开发工具，用于开发： 基本的驱动程序辅助硬件调试程序系统软件等 嵌入式软件的交叉开发环境 交叉开发环境是指用于嵌入式软件开发的所有工具软件的集合，一般包括： 文本编辑器交叉编译器交叉调试器仿真器下载器等 交叉开发环境由宿主机和目标机组成，宿主机与目标机之间在物理连接的基础上建立起逻辑连接。 运行平台Target 目标机应用系统调试代理 开发平台Host 宿主机开发环境运行库 —应用软件—应用中间件—目标机OS 目标机硬件 ————
一、XXXXX-XXX 热压机自动控制系统软件的设计 LCD—液晶显示器，因其具有微功耗、平板化等一系列显著特点而广泛应用于仪器仪表、计算机显示终端、各类电子显示装置等各个方面。LCD的后工序生产工艺包括COG、COF、FOG、FOB，XXX-XXX 热压机正是为FOG段工艺而开发设计的。 XXXXX-XXX热压机自动控制动系统软件（以下简称XXX系统）是由PLC、气动元件和电动元件组成，其特点是通过传感器采集外部信号，输入到PLC内部进行计算处理，以控制外部执行元件，使之完成一系统的机构动作，达到生产所需的工艺要求。 ㈠ XXX 系统的性能和结构 XXX 系统主要由PLC、GOT（触摸屏）、伺服电机、气缸电磁阀、电磁继电器、光电传感器、磁性传感器、温度处理器、温度传感器以及各种按钮组成。 1、XXX 系统的主要性能和技术参数 ●主机电源：Vac-----220VAC/50HZ ●传感器电源：Vdd-----+24V ● PLC接口：40位输入、32位输出、1个RS232通信串口 ●工作温度：－10℃～+55℃ ●存储温度：－20℃～+60℃ 2、XXX 系统的内部地址 XXX 系统的内部地址及主要功能部件： ●输入继电器— X ●输出继电器— Y ●辅助继电器— M ●定时器— T ●计数器— C ●数据寄存器— D ●变址寄存器— Z 3、XXX 系统的外部引线功能定义 XXX 系统共有82根引脚，具体定义如下： ㈡指令描述 XXX 系统主要有如下指令： ㈢人机界面（GOT） 1、参数设置
人机界面(GOT)可用于参数设置和数据的显示(如图所示) 2、手动操作 人机界面亦可制作手动调试所需的各种按键，以替代繁琐的按钮(如图) 3、生产信息 人机界面还可用于显示生产时的各种数据以及PLC内部的信息，比如外部引脚的通断 信息、生产时产生的报警信息等(如下图) ㈣ XXX 系统的接口及编程 1、硬件接口 XXX系统与电脑的接口可以有两种方式：直接控制方式和间接控制方式。直接控制方式就是将PLC的RS232接口直接与电脑的RS232接口对接(如图1-1)；间接控制方式就是将PLC的RS232接口与触摸屏的RS232接口对接，然后将电脑的RS232接口与触摸屏的RS422接口对接，然后对该外设进行间接操作而实现控制(如图1-2)。 2、程式流程方框图 A、系统回原点流程图 B
待定颜色 修改颜色 疑问颜色 采集器软件系统设计方案 版本历史
目录 1．引言 (5) 1.1 目的 (5) 1.2 背景和范围 (5) 1.3 定义 (5) 1.4 参考资料 (5) 2．系统结构 (5) 2.1 系统功能 (5) 2.2硬件系统框架 (6) 2.2 软件系统框架 (7) 3．上行规约解析模块设计说明 (9) 3.1描述 (9) 3.2功能 (9) 3.3设计思路（算法、流程） (9) 3.4接口 (10) 3.5资源分配、性能 (12) 3.6测试方法 (12) 4．读写参数模块设计说明 (12) 4.1描述 (12) 4.2功能 (12) 4.3设计思路（算法、流程） (13) 4.4接口 (13) 4.5资源分配、性能 (14) 4.6测试方法 (14) 5．周期抄表任务管理 (14) 5.1描述 (14) 5.2功能 (14) 5.3设计思路（算法、流程） (14) 5.4接口 (14) 5.5资源分配、性能 (14) 5.6测试方法 (15) 6．读历史电量数据模块设计说明 (15) 6.1描述 (15) 6.2功能 (15) 6.3设计思路（算法、流程） (15) 6.4接口 (15)
6.5资源分配、性能 (15) 6.6测试方法 (15) 7．数据存储和电表信息存储管理 (15) 7.1描述 (15) 7.2功能 (16) 7.3设计思路（算法、流程） (16) 7.4接口 (20) 7.5资源分配、性能 (20) 7.6测试方法 (20) 8．数据交换模块设计说明 (21) 8.1描述 (21) 8.2功能 (21) 8.3设计思路（算法、流程） (21) 8.4接口 (21) 8.5资源分配、性能 (21) 8.6测试方法 (21) 9．广播校时任务模块设计说明 (21) 9.1描述 (21) 9.2功能 (22) 9.3设计思路（算法、流程） (22) 9.4接口 (22) 9.5资源分配、性能 (22) 9.6测试方法 (22) 10．更改RS485通讯速率设计说明 (23) 10.1描述 (23) 10.2功能 (23) 10.3设计思路（算法、流程） (23) 10.4接口 (23) 10.5资源分配、性能 (23) 10.6测试方法 (23) 11．抄表记录周期任务设计说明 (23) 11.1描述 (23) 11.2功能 (23) 11.3设计思路（算法、流程） (23) 11.4接口 (23) 11.5资源分配、性能 (24)
《嵌入式系统》课程设计 题目有操作系统的嵌入式系统软件开发学院(部) 电子信息工程学院 专业 学生姓名 学号年级 指导教师职称 2011 年 6 月
目录 第1章课程设计的任务说明 (2) 1.1 课程设计的目的 (2) 1.2 课程设计的要求 (2) 2.1 有操作系统的软件开发流程 (3) 2.1.1嵌入式系统开发概述 (3) 2.1.2嵌入式软件开发概述 (4) 2.2 有操作系统的软件运行模式 (6) 第3章 Linux操作系统简介 (9) 第4章 uC linux操作系统简介 (10) 第5章开发环境的建立 (11) 5.1 建立主机Linux平台 (11) 5.1.1 虚拟机VMware软件的安装 (11) 5.1.2 安装red hat (14) 5.1.3 安装vMware tool (19) 5.1.4 安装共享目录 (20) 5.1.5 安装交叉编译 (20) 第6章 uC Linux裁剪与编译 (21) 第7章操作系统下多任务应用程序开发 (25) 总结 (27) 参考文献 (28)
第1章课程设计的任务说明 1.1 课程设计的目的 （1）了解有操作系统的嵌入式系统软件开发流程； （2）了解Linux操作系统的基本知识； （3）熟悉Linux操作系统的常用命令； （4）掌握Linux操作系统的VI编辑器用法； （5）掌握Linux操作系统的gcc编译器用法； （6）了解uCLinux操作系统的基本知识； （7）掌握uCLinux操作系统内核编译环境的建立； （8）熟悉uCLinux内核编译步骤； （9）掌握将编译好的内核下载到系统运行的步骤； （10）掌握uClinux多任务编程与自启动。 1.2 课程设计的要求 （1）掌握课程设计所涉及到的相关知识。 （2）拓宽和加深学生对已学过的理论知识的理解，从而掌握比较全面的专业知识。 （3）进一步熟悉嵌入式系统软件开发流程，更深刻地理解嵌入式系统原理和相关接口电路的实现。 （4）按照要求撰写课程设计报告。
嵌入式行业及市场分析 “后PC时代”的来临及3C融合加速趋势的彰显，给中国以嵌入式软件为核心的嵌入式系统产业的高速增长带来了千载难逢的契机，嵌入式软件产业现已成为中国IT 产业中的一个重要新兴产业和增长点。作为中国软件产业的一个重要组成部分，中国的嵌入式软件产业一直保持着快速的发展，最近几年来的增长速度都超过了30%。远远高于世界嵌入式软件产业和中国软件产业的增长速度。越来越多的国际嵌入式软件巨头将目光瞄向了中国这一新兴市场。最近两年来，微软、风河、Montavista、奇趣、PalmSource等全球嵌入式软件巨头，在中国或收购、或合作、或设立分支机构，争先恐后地进行“圈地运动”，力争在中国市场竞争格局尚未明朗之前占得先机，为公司日后在中国市场赢得有利位置奠定基础。这一系列重大事件标志着中国嵌入式软件产业进入了一个全新的发展阶段。 中国嵌入式软件产业规模到底有多大？发展势头如何？在中国到底有哪些企业在从事嵌入式软件产品的研发和销售？竞争格局如何？未来几年，嵌入式软件产业将出现哪些值得关注的投资机会？这些都是所有关注中国嵌入式软件产业的厂商与用户所迫切需要解答的问题。 2008年，中国嵌入式软件产业与网络通信、数字家庭、办公自动化、航空航天、工业控制、国防军事、医疗系统、安防系统、能源系统、交通系统、金融系统等行业融合正在加深，在全面优化中国制造的产业结构上发挥着越来越重要的作用。但产业标准的滞后、产业分工的不明细及产业协同的缺乏使得中国嵌入式软件核心竞争力的提高无法与产业规模增长同步，阻碍了产业向高级化发展的步伐。面对产业发展的机遇与挑战，我们发布的《2008年中国嵌入式软件产业发展研究报告》，将帮助业界厂商、投资者、产业人士更精确地把握中国嵌入式软件产业发展规律、更深入地梳理应用价值迁移轨迹－更加全面、深刻的产业分析。从产业特点、产品结构、产业链结构、产业链各环节竞争分析等多个维度总结产业发展现状。更加科学、完整的未来发展趋势分析和预测。综合产业政策、用户需求、技术演进、应用创新、产业变迁等多种因素影响力分析，给出有价值的趋势分析与定量预测结果。 本报告根据国家统计局、中国软件协会嵌入式系统分会、中国嵌入式产业联盟等国家政府机构和行业组织协会的统计，对2009-2010年我国嵌入式软件产业的市场规模、行业结构、应用产品以及投资机会等作了详尽的分析和预测。 目录 2009-2010年中国嵌入式软件产业市场发展策略及投资分析报告正文目录 第一章中国软件行业发展状况 第一节中国软件行业发展现状 第二节2008年中国软件收入及经济指针 第三节2008年中国软件业全球占有率 第四节2009年中国软件业的机遇和威胁
嵌入式系统完整开发 方案
本文提纲 嵌入式系统完整解决方案 一、前言：简单介绍嵌入式技术的飞速发展以及作为嵌入式领域老牌劲旅的旋极 公司在这方面所提供的完整解决方案； 二、由美国ATI公司生产的Nucleus操作系统特点及其优势； 三、根据用户所选用的CPU的不同，编译器有多种不同的选择：Paradigm开发 工具、CAD-UL开发工具，ARM公司的SDT2.5X 和ADS1.X，GreenHill 编译器； 四、嵌入式开发中，代码的调试也是重要的一步，因此必须选择好的调试工具才 能生产出好的软件，通常的调试手段有三种：ICE、ICD和MONITOR，我们向大家推荐由德国Lauterbach公司生产的Trace32-ICE/ICD； 五、用户需要RTOS厂商提供原型工具，以便可以在主机上来仿真目标软件环 境； 六、最后举例说明基于ARM/MIPS的开发方案。
嵌入式系统完整开发方案 xx旋极信息技术有限公司 在嵌入式技术飞速发展的今天，嵌入式产品已经出现在社会的各个领域，包括航空、航天、军事、仪表、工业控制及家庭消费等。全球每年要消耗掉30亿颗嵌入式微处理器，嵌入式系统带来的工业年产值已经超过了1万亿美元。而在这些嵌入式应用中，大多采用了嵌入式实时多任务操作系统（RTOS）。 早期的嵌入式应用程序都是在没有操作系统支持的裸机上用汇编语言和C语言来开发，这也正是目前我国大多数嵌入式开发的工作模式。为了能够有效利用高档单片机的处理能力，现代的嵌入式产品开发大多选用RTOS作为软件的核心。这样，不仅能够把系统软件和应用软件分开处理，还可以极大地简化系统的开发过程，提高可靠性，并缩短产品上市的时间。可以说RTOS 使嵌入式软件的编写从“小生产方式”进入了“大生产方式”。 旋极公司作为国内嵌入式技术领域的老牌劲旅，从xx93年公司创建之初就致力于嵌入式技术的引进和开发。起初，只是作为国外厂商的代理，向用户提供相应的开发工具，现在，为了适应市场的要求，改变了以前的模式，从简单的提供开发工具发展到向用户提供完整的解决方案。这其中包括：操作系统（图形、网络、浏览器等）、仿真器、编译器、原型工具等产品和我们为用户提供的全方位的技术支持服务。 一、操作系统 在这里我们要向大家推荐的操作系统是Nucleus，它是美国ATI公司的产品，是为实时嵌入式应用而设计的一个抢先式多任务操作系统。其95%的代码由ANSI C语言写成，因此结构性和可移植性非常好。Nucleus操作系统的设计采用了面向对象的方法，整个软件由多个功能明确的组件构成，因此结构清晰，便于裁减和复用。 Nucleus操作系统还拥有丰富的外围模块（如下图所示），如TCP/IP网络协议栈（包括各种应用层的协议）、多种风格的图形系统（Windows和Mac风格）、基于RAM/Flash存储器的文件系统、以及一个功能可定制的Internet浏览器。
1.3.1 嵌入式操作系统的种类、特点与发展 1．嵌入式操作系统的种类 一般情况下，嵌入式操作系统可以分为两类： 非实时操作系统：面向消费电子产品等领域，这类产品包括个人数字助理（PDA）、移动电话、机顶盒、电子书等。 实时操作系统RTOS（Real-Time Embedded Operating System）：面向控制、通信等领域，如windriver公司的vxworks、isi的psos、qnx系统软件公司的qnx等。 （1）非实时操作系统 早期的嵌入式系统中没有操作系统的概念，程序员编写嵌入式程序通常直接面对裸机及裸设备。在这种情况下，通常把嵌入式程序分成两部分，即前台程序和后台程序。前台程序通过中断来处理事件，其结构一般为无限循环；后台程序则掌管整个嵌入式系统软、硬件资源的分配、管理以及任务的调度，是一个系统管理调度程序。这就是通常所说的前后台系统。一般情况下，后台程序也叫任务级程序，前台程序也叫事件处理级程序。在程序运行时，后台程序检查每个任务是否具备运行条件，通过一定的调度算法来完成相应的操作。对于实时性要求特别严格的操作通常由中断来完成，仅在中断服务程序中标记事件的发生，不再做任何工作就退出中断，经过后台程序的调度，转由前台程序完成事件的处理，这样就不会造成在中断服务程序中处理费时的事件而影响后续和其它中断。 实际上，前后台系统的实时性比预计的要差。这是因为前后台系统认为所有的任务具有相同的优先级别，即是平等的，而且任务的执行又是通过FIFO队列排队，因而对那些实时性要求高的任务不可能立刻得到处理。另外，由于前台程序是一个无限循环的结构，一旦在这个循环体中正在处理的任务崩溃，使得整个任务队列中的其它任务得不到机会被处理，从而造成整个系统的崩溃。由于这类系统结构简单，几乎不需要RAM/ROM的额外开销，因而在简单的嵌入式应用被广泛使用。 （2）实时操作系统 所谓实时性，就是在确定的时间范围内响应某个事件的特性。而实时系统是指能在确定的时间内执行其功能并对外部的异步事件做出响应的计算机系统。其操作的正确性不仅依赖于逻辑设计的正确程度，而且与这些操作进行的时间有关。“在确定的时间内”是该定义的核心。也就是说，实时系统是对响应时间有严格要求的。 实时系统对逻辑和时序的要求非常严格，如果逻辑和时序出现偏差将会引起严重后果。实时系统有两种类型：软实时系统和硬实时系统。软实时系统仅要求事件响应是实时的，并不要求限定某一任务必须在多长时间内完成；而在硬实时系统中，不仅要求任务响应要实时，而且要求在规定的时间内完成事件的处理。通常，大多数实时系统是两者的结合。实时应用软件的设计一般比非实时应用软件的设计困难。实时系统的技术关键是如何保证系统的实时性。实时操作系统可分为可抢占型和不可抢占型两类。 嵌入式实时操作系统在目前的嵌入式应用中用得越来越广泛，尤其在功能复杂、系统庞大的应用中显得愈来愈重要。 从某种意义上说，没有操作系统的计算机（裸机）是没有用的。在嵌入式应用中，只有把CPU嵌入到系统中，同时又把操作系统嵌入进去，才是真正的计算机嵌入式应用。 操作系统的实时性在某些领域是至关重要的，比如工业控制、航空航天等领域。想像飞机正在空中飞行，如果嵌入式系统不能及时响应飞行员的控制指令，那么极有可能导致空难事故。有些嵌入式系统应用并不需要绝对的实时性，比如PDA播放音乐，个别音频数据丢失并不影响效果。这可以使用软实时的概念来衡量。
嵌入式操作系统软件平台 1、嵌入式系统 嵌入式系统的定义是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪、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。其在工业制造、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类电子产品等方面具有广泛的应用。其组成结构如下图所示： 图1-1 嵌入式系统 2、嵌入式软件的分类 嵌入式操作系统：嵌入式操作系统EOS（Embedded Operating System）是一种用途广泛的系统软件，过去它主要用于工业控制和国防系统领域。 EOS负责嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配、调度工作，控制协调 并发活动，它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模来达到 系统所要求的功能。目前国际上著名的嵌入式操作系统有Windows CE、 Palm OS、Linux、VxWorks、pSOS、QNX、OS-9、LynxxOS等。我国嵌入 式操作系统起步较晚，国内类似产品主要是基于自主版权的Linux操作 系统，其中以中软Linux、红旗Linux、东方Linux为代表。 嵌入式支撑软件：支撑软件是帮助和支持软件开发的软件，通常包括数据库和开发工具，期中以数据库最为重要。嵌入式移动数据库（简称移 动数据库EMDBS）是支持移动计算或某种特定计算模式的数据库管理系 统，数据库系统与操作系统、具体应用集成在一起，运行在各种智能性 嵌入设备或移动设备上。国际上主要的嵌入式移动数据库系统有Sybase、
Oracle等。我国嵌入式移动数据库系统以东软集团研究开发出的嵌入式 数据库系统OpenBASE Mini为代表。 嵌入式应用软件：嵌入式应用软件是针对特定应用领域，基于某一固定的硬件平台，用来达到用户预期目标的计算机软件。由于用户任务可能 有时间和精度上的要求，因此有些嵌入式应用软件需要特定的嵌入式操 作系统的支持。嵌入式应用软件和普通应用软件有一定的区别，它不仅 要求其准确性、安全性和稳定性等方面能够满足实际应用需要，而且要 尽可能的进行优化，以减少对系统资源的消耗，降低硬件成本。目前我 国市场上出现了格式各样的嵌入式应用软件，包括浏览器、Email软件、 文字处理软件、通讯软件、多媒体软件、个人信息处理软件、智能人机 交互软件、各种行业应用软件等。 本文中主要针对嵌入式操作系统。 3、嵌入式操作系统的特征 嵌入式操作系统复杂嵌入式系统的全部软、硬件资源的分配、调度工作，控制协调并发，因此它必须体现所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。嵌入式操作系统具有如下一些特征： 小巧：嵌入式系统所能提供的资源有限，所以嵌入式操作系统必须做到小巧以满足嵌入式系统硬件的限制。 实时性：大多数嵌入式系统工作在实时性要求较高的环境中，因此嵌入式操作系统必须将实时性作为一个重要指标来考虑。 可装卸：由于嵌入式系统需要根据应用的要求进行装卸，所以iqianrushi 操作系统也必须能够跟用应用的要求进行装卸，去掉多余的部分或简化 相应模块。 固话代码：在嵌入式系统中，嵌入式操作系统和应用软件被固化在嵌入式系统计算机的ROM中。 弱交互性：大多数嵌入式系统的工作过程不需要人的干预。嵌入式操作系统的用户接口一般不提供操作命令，它通过系统调用命令向用户程序 提供服务。 强稳定性：嵌入式系统一旦开始运行，就不需要过多的干预。在这种条
东北大学继续教育学院 嵌入式软件设计试卷（作业考核线上） B 卷学习中心：福建南平奥鹏学习中心院校学号：C03599011730067姓名王华仁 （共 5 页） 一、选择题（10小题，每题2分，共20分），请将答案填入下表。 1. 以下哪个不是嵌入式系统设计的主要目标？ A. 低成本 B.低功耗 C. 实时要求高 D. 超高性能 2. 下面关于哈佛结构描述正确的是： A. 存储空间与IO空间分离 B. 程序存储空间与数据存储空间分离 C. 存储空间与IO空间合并 D. 程序存储空间与数据存储空间合并 3. 从层次结构来看，嵌入式系统包括： A. 硬件层 B. 板级支持包 C. 实时操作系统和应用软件 D. 以上都是 4. 下面哪一种工作模式不属于ARM异常模式？ A. 快速中断模式 B. 管理模式 C. 系统模式 D. 数据访问中止模式 5. 处理器从存储器读数据的指令（加载指令）的助记符是： A. SWP B. SWPB C. LDR D. STR 6. 指令“ADD R2, R1, #10”的寻址方式为： A. 立即寻址 B. 寄存器间接寻址 C. 多寄存器寻址 D. 堆栈寻址
7. 单系统需要小量的高速缓存，最合适的存储器是： A. SRAM B. DRAM C. EEPROM D. Flash 8. AHB和VPB外设区域都是2MB，可各自分配最多（）个外设。 A. 16 B. 32 C. 64 D. 128 9. 使用HOST-TARGET联合开发嵌入式系统，（）不是必须的。 A. 目标系统 B. 宿主机 C. 银河麒麟操作系统 D. 交叉编译器 10. 操作系统结构不包括（） A. 数据库 B. 引导系统 C. 内核 D. 根文件系统 二、判断题（10小题，每题1分，共10分），请将答案填入下表。 1. （√）嵌入式处理器的结构有哈佛结构和冯诺依曼结构之分。 2. （×）处于就绪状态的任务只能切换到运行状态。 3. （√）将模拟信号转换成数字信号的电路是DA转换器。 4. （√）在操作系统的设备管理中引入缓存，其主要目的是改善CPU和I/O设备间速度不匹 配的情况。 5. （√）ARM指令集具有高效、快速的特点，它是Thumb指令集的子集。 6. （×）Nand Flash比Nor Flash成本高，可靠性差。 7. （×）虚拟内存的主要用途是扩充存储容量。 8. （√）C语言程序可以嵌套加入汇编语言程序模块。 9. （√）操作系统中的存储管理室对内存中用户区进行管理。 10.（√）操作系统结构包括引导系统、内核和根文件系统
关于嵌入式系统软件的全过程质量保证 质量是产品的生命 当今随着软、硬件技术的发展，嵌入式系统广泛应用于航空航天、国防军事、电子通信等行业，其中软件也越来越复杂。而这些领域应用特点，决定了嵌入式系统往往是高安全、任务关键的系统，软件的微小瑕疵就可能严重威胁到生命和国家的安全、天文数字的巨额财产损失。这就使得保证嵌入式软件的质量和可靠性，变得至关重要。而在这些领域，对产品质量从来就保持着高度的重视，有将“质量视为产品的生命”的传统。这样，相关行业的高层管理人员和开发人员对于软件的质量也逐渐提高了重视程度。近年来，在组织上，建立了完善的软件测试体系；在开发和测试方法上，建立了中国的软件过程成熟度的评价体系GJB5000；在自动化工具方面，投入了大量的经费和人员在测试设备的开发、购置和建设方面。应该说，软件作为嵌入式产品主要的组成部分之一，对其质量的重视是目前相关行业的一个共识。 IBM Rational多年来在软件工程和质量保证方面积累了丰富的方法和经验。本文依据部分嵌入式开发机构对软件质量保证工作的一些理解，分析相应开发机构工作中可能的问题，并提出以RUP为核心的全过程质量管理的思想和具体的实现方式，提出不同单位的过程改进方法，以一种渐进的方式，从简单的工作开始，逐渐深入地改进组织的软件质量管理水平。 定义质量 对于任何一个组织，定义共同的对质量的理解是重要的第一步。软件开发组织经常按照一种不精确的、概括的质量观念来运转。 在IBM Rational统一过程中，质量定义如下： 满足或超出认定的一组需求； 使用经过认可的评测方法和标准来评估； 使用认定的流程来生产。 在这个定义中，我们首先看需求，IBM Rational的软件质量在用户需求方面的定义分为五个方面：易用性、可靠性、性能、可支持和功能。 质量保证，归根结底就是为客户提供更高品质的产品，更好地满足客户的需求。另一方面，这个质量定义中明确指出，质量更体现在软件开发的整个过程和一个标准的评价方式上。 软件开发过程质量就是指为了生成工件而对可接受流程的实施和遵守程度，体现在三个层次： 产品本身和用来生产、组装软件产品的零部件质量； 在软件开发过程的标准化、流程化、自动化程度和团队基本协作平台的效率，各个过程对质量的承诺； 软件产品验收的评测手段应该是被业界广泛认可和接受的方法，所构筑的质量评价标准。 一个软件生产企业的过程质量一般可以用它的软件过程成熟度等级来评估。 RUP全过程质量保证 Rational Unified Process（RUP）是一个可以通过Web来使用的软件工程过程。作为软件工业事实上的标准，它回答了我们以下问题：在整个软件开发
嵌入式系统软件及编程语言 1、引言：随着计算机技术和微电子技术的迅速发展，嵌入式系统应 用领域越来越广泛。当今，嵌入式系统已成为一个时髦的名词，就像当初的计 算机热潮，似乎比当初的计算机热潮涉及的领域更广泛，应用技术人员更多， 相关国民经济产值也更庞大。报纸、杂志、网络都把嵌入式系统当作讨论的热 门话题。嵌入式系统一般指非PC 系统，有计算机功能但又不称之为计算 机的设备或器材。它是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。嵌入式 系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用 程序等4 个部分组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的器件。嵌入式 系统的软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。 操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用，而应用程序控制着系统的运 作和行为。2、嵌入式系统软件：（1）嵌入式操作系统:嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件，它是嵌入式系统(包括硬、软件系统)极为重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等Browser。嵌入式操 作系统具有通用操作系统的基本特点，如能够有效管理越来越复杂的系统资源；能够把硬件虚拟化，使得开发人员从繁忙的驱动程序移植和维护中解脱出来； 能够提供库函数、驱动程序、工具集以及应用程序。与通用操作系统相比较， 嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用 的专用性等方面具有较为突出的特点。（2）嵌入式操作系统的发展状况： 国外嵌入式操作系统已经从简单走向成熟，主要有 Vxwork、QNX、PalmOS、Windows CE、嵌入式Linux 等。国内的嵌入式
软件设计说明书嵌入式 软件范例 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
一、XXXXX-XXX 热压机自动控制系统软件的设计 LCD—液晶显示器，因其具有微功耗、平板化等一系列显着特点而广泛应用于仪器仪表、计算机显示终端、各类电子显示装置等各个方面。LCD的后工序生产工艺包括COG、COF、FOG、FOB，XXX-XXX 热压机正是为FOG段工艺而开发设计的。 XXXXX-XXX热压机自动控制动系统软件（以下简称XXX系统）是由PLC、气动元件和电动元件组成，其特点是通过传感器采集外部信号，输入到PLC内部进行计算处理，以控制外部执行元件，使之完成一系统的机构动作，达到生产所需的工艺要求。 ㈠ XXX 系统的性能和结构 XXX 系统主要由PLC、GOT（触摸屏）、伺服电机、气缸电磁阀、电磁继电器、光电传感器、磁性传感器、温度处理器、温度传感器以及各种按钮组成。 1、XXX 系统的主要性能和技术参数 ●主机电源：Vac-----220VAC/50HZ ●传感器电源：Vdd-----+24V ● PLC接口：40位输入、32位输出、1个RS232通信串口 ●工作温度：－10℃～+55℃ ●存储温度：－20℃～+60℃ 2、XXX 系统的内部地址 XXX 系统的内部地址及主要功能部件： ●输入继电器— X ●输出继电器— Y ●辅助继电器— M ●定时器— T ●计数器— C ●数据寄存器— D ●变址寄存器— Z
3、XXX 系统的外部引线功能定义 XXX 系统共有82根引脚，具体定义如下：
㈡指令描述 XXX 系统主要有如下指令：
基于RTOS的嵌入式系统软件设计 ------太阳能逆变器软件开发 周玲1,2 (1.江南大学信息工程学院，江苏无锡214100；2.无锡商业职业技术学院，江苏无锡214153)摘要：太阳能逆变器等电力电子变化器是典型的嵌入式系统。本文针对此类嵌入式系统软件的特点，提出采用RTOS进行软件开发。在软件开发流程的基础上，分析了系统需求，并在TI BIOS实时操作系统上进行系统建构设计。在一台采用DSP28335控制芯片的100kW太阳能逆变器样机上的试验结果表明：该软件设计方法具有开发周期短，移植性强，可靠性高等优点。 关键词：实时操作系统；太阳能逆变器；状态图 Embedded system software design based on RTOS Abstract: PV inverter is one of the typical embedded systems. According to its characteristics, this paper designs its software on real time operation system. After analyze requirements, architecture design is done on TI BIOS. The scheme is realized in a 100kW PV inverter based on a TMS320F28335 DSP. The result demonstrated that this scheme has short development period, easy implanted characteristic, and high reliability. Key words:RTOS; PV inverter; state-chart 引言 嵌入式系统是执行专用功能并被内部计算机控制的设备或系统，操作系统以及应用软件集成于计算机硬件系统之中，即系统的应用软件和系统的硬件一体化，嵌入式系统具有软件代码少，高度自动化，响应速度快等特点，特别是适合于要求实时和多任务处理的情况[1]。随着数字化在电力电子领域的渗透，软件系统开发越来越成为整个系统开发的制约因素。在UPS，太阳能逆变器等领域，数字化控制已成为行业标准，但绝大多数系统都是基于前后台的设计思想。不但设计开发周期长，可移植性也很差，维护性也很成问题，同样不利于大规模的开发。本文将运用软件开发理论，首先从需求开发开始，在基于TI提供的BIOS，对太阳能逆变器软件系统进行开发设计。 1．太阳能逆变器的整体设计 太阳能逆变器系统的总体结构如图1所示。该系统的主要任务是在电网正常情况下，尽可能的将太阳能电池直流电压的能量转换为交流电送入电网。采集电网和电池板的信号，使其变换成DSP 的输入标准电压0到3.3V，DSP控制器通过对采集来的信号进行分析，正确的发出动作指令，控制系统的各部件，并通过通讯接口向监控计算机发送相关数据，实现远程监控管理。系统构成主要包括DSP 及其外围电路所构成的控制系统，液晶显示电路，接触器，直流交流变换器。系统的整体结构如图1： 图1. 太阳能逆变器总体结构 核心控制芯片控制器采用TI公司推出的业界首款浮点TMS320F28335 DSP，它具有150MHz高速处理能力，具备32位浮点处理单元，单指令周期32位累加运算，可满足应用于更快代码开发与集成高级控制器的浮点处理器性能的要求[2,3]。同时TI 公司从28系列开始，提供BIOS操作系统。CCS系列中的最新版本，有很多既方便又强大的功能。主要包括：①支持同时载入多个工程文件②增加了单步调试命令③编译器有所加强，对语法的检查更加严格④通过建立库工程，支持编译函数文件成为库文件。 2．软件的需求开发 本系统的开发遵从CMMI软件开发流程，基