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嵌入式系统中的重要概念以及特点

  • 发布:嵌入式培训
  • 来源:嵌入式教程
  • 时间:2020-01-15 17:06

1.嵌入式处理器:

嵌入式系统的核心,是控制、辅助系统运行的硬件单元。范围极其广阔,从最初的4位处理器,目前仍在大规模应用的8位单片机,到最新的受到广泛青睐的32位,64位嵌入式CPU。

2.分时操作系统:

对于分时操作系统,软件的执行在时间上的要求,并不严格,时间上的错误,一般不会造成灾难性的后果。目前分时系统的强项在于多任务的管理,而实时操作系统的重要特点是具有系统的可确定性,即系统能对运行情况的最好和最坏等的情况能做出精确的估计。

3.多任务操作系统:

系统支持多任务管理和任务间的同步和通信,传统的单片机系统和DOS系统等对多任务支持的功能很弱,而目前的Windows是典型的多任务操作系统。在嵌入式应用领域中,多任务是一个普遍的要求。

4.实时操作系统(Real Time Operating System):

嵌入式系统目前最主要的组成部分。根据操作系统的工作特性,实时是指物理进程的真实时间。实时操作系统具有实时性,能从硬件方面支持实时控制系统工作的操作系统。其中实时性是第一要求,需要调度一切可利用的资源完成实时控制任务,其次才着眼于提高计算机系统的使用效率,重要特点是要满足对时间的限制和要求。

(1)实时操作系统中的重要概念:

系统响应时间(System response time):系统发出处理要求到系统给出应答信号的时间。

任务换道时间(Context-switching time):任务之间切换而使用的时间。

中断延迟(Interrupt latency):计算机接收到中断信号到操作系统作出响应,并完成换道转入中断服务程序的时间。

(2)实时操作系统的工作状态:

实时系统中的任务有四种状态:运行(Executing),就绪(Ready),挂起(Suspended),冬眠(Dormant)。

嵌入式系统的特点

嵌入式系统的几个重要特征如以下:

1.系统内核小。由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的,系统资源相对有限,所以内核较之传统的操作系统要小得多。比如Enea公司的OSE分布式系统,内核只有5K,而Windows的内核?简直没有可比性。

2.专用性强。嵌入式系统的个性化很强,其中的软件系统和硬件的结合非常紧密,一般要针对硬件进行系统的移植,即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。同时针对不同的任务,往往需要对系统进行较大更改,程序的编译下载要和系统相结合,这种修改和通用软件的“升级”是完全两个概念。

3.系统精简。嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分,不要求其功能设计及实现上过于复杂,这样一方面利于控制系统成本,同时也利于实现系统安全。

4.高实时性的系统软件(OS)是嵌入式软件的基本要求。而且软件要求固态存储,以提高速度;软件代码要求高质量和高可靠性。

5.嵌入式软件开发要想走向标准化,就必须使用多任务的操作系统。嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行;但是为了合理地调度多任务、利用系统资源、系统函数以及和专家库函数接口,用户必须自行选配RTOS(Real-Time Operating System)开发平台,这样才能保证程序执行的实时性、可靠性,并减少开发时间,保障软件质量。

6.嵌入式系统开发需要开发工具和环境。由于其本身不具备自举开发能力,即使设计完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的,必须有一套开发工具和环境才能进行开发,这些工具和环境一般是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。开发时往往有主机和目标机的概念,主机用于程序的开发,目标机作为最后的执行机,开发时需要交替结合进行。

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