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嵌入式系统的定义及特点.pdf
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2021-10-12
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嵌入式系统的定义及特点.pdf
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嵌入式系统的定义及特点
定义:嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础,软、硬件可裁剪,适应于应用系
统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特殊要求的专用计算机系统。
特点:(1)嵌入式系统是面向特定应用的。 嵌入式系统中的 CPU 是专门为特定应用设计的,
具有低功耗、体积小、集成度高等特点,能够把通用 CPU 中许多由板卡完成的任务集成在
芯片内部,从而有利于整个系统设计趋于小型化。
(2)嵌入式系统涉及先进的计算机技术、半导体技术、电子技术、通信和软件等各个
行业。是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
(3)嵌入式系统的硬件和软件都必须具备高度可定制性。
(4)嵌入式系统的生命周期相当长。嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,其升
级换代也是和具体产品同步进行的。
(5)嵌入式系统本身并不具备在其上进行进一步开发的能力。在设计完成以后,用户
如果需要修改其中的程序功能,必须借助于一套专门的开发工具和环境。
(6)为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片
或单片机中,而不是存贮于磁盘等载体中。
3.与通用计算机相比,嵌入式系统有哪些特点? 答:与通用计算机相比,嵌入式
系统有以下特点: (1)嵌入式系统通常是面向特定应用的; ( 2)嵌入式系统的硬件
和软件必须高效率地设计, 做到量体裁衣、 去除冗余; (3 )有实时操作系统的支持; (4)
嵌入式系统具有较长的生命周期; (5)嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或
单片机本身中,而不是存储在磁盘等载体中; (6 )具有专门的开发工具支持。
操作系统在嵌入式系统中所起的作用
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EOS 负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度作,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块来达到系统所要求的功能。 嵌入式操作系
统在系统实时高效性、 硬件的相关依赖性、 软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出
的特点。
嵌入式系统是以应用为中心,整合了计算机软件、硬件技术,通信技术和微电子技术,
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
以及应用程序等四个部
分组成。 嵌入式操作系统 是嵌入式系统应用的核心 . 嵌入式操作系统,大大地提高了嵌入式
系统硬件工作效率,并为应用软件开发提供了极大的便利。
嵌入式操作系统(嵌入式 linux 学习)的功能
嵌入式操作系统除具备了一般操作系统 (嵌入式 linux 系统) 最基本的功能, 如任务调
度、同步机制、中断处理、文件处理等外,还有以下两个方面的功能:
1.构成一个易于编程的虚拟机平台
嵌入式操作系统构成一个虚拟机平台, EOS 把底层的硬件细节封装起来,为运行在它
上面的软件 (如中间件软件和各种应用软件 )提供了一个抽象的编程接口。软件开发在这个编
程接口的上进行,而不直接与机器硬件层打交道。 EOS 所提供的编程接口实际上就是操作
系统对外提供的系统调用函数。
2.系统资源的管理者
嵌入式操作系统是一个系统资源的管理者, 负责管理系统当中的各种软硬件资源, 如处
理器、内存、各种 I/O 设备、文件和数据等,使得整个系统能够高效、可靠地运转。
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操作系统的作用 主要体现在两方面:
1.屏蔽硬件物理特性和操作细节,为用户使用计算机提供了便利
现的)。计算机问世初期,
结构越来越复杂。
2.有效管理系统资源,提高系统资源使用效率
如何有效地管理、 合理地分配系统资源, 提高系统资源的使用效率是操作系
统必须发挥的主要作用。资源利用率、系统吞吐量是两个重要的指标。
Linux 与嵌入式使用的 uclinux 操作系统的关系
Linux 是一种很受欢迎的操作系统,它与 UNIX 系统兼容,开放源代码。它原本被设计为
桌面系统,现在广泛应用于服务器领域。而更大的影响在于它正逐渐的应用于嵌入式设备。
uClinux 正是在这种氛围下产生的。 在 uClinux 这个英文单词中 u 表示 Micro ,小的意思,
C 表示 Control ,控制的意思,所以 uClinux 就是 Micro-Control-Linux ,字面上的理解
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就是 " 针对微控制领域而设计的 Linux 系统 " 。
uClinux 是针对控制领域的嵌入式 linux 操作系统, 它从 Linux 2.0/2.4 内核派生而来, 沿
袭了主流 Linux 的绝大部分特性。 适合不具备内存管理单元 (MMU) 的微处理器 / 微控制器。
没有 MMU 支持是 uClinux 与主流 Linux 的基本差异。
标准 Linux 是针对有 MMU 的处理器设计的。在这种处理器上,虚拟地址被送到 MMU ,
把虚拟地址映射为物理地址。 通过赋予每个任务不同的虚拟-物理地址转换映射, 支持不同
任务之间的保护 .
对 uCLinux 来说,其设计针对没有 MMU 的处理器,不能使用处理器的虚拟内存管
理技术。 uCLinux 仍然采用存储器的分页管理,系统在启动时把实际存储器进行分页。在
加载应用程序时程序分页加载。 但是由于没有 MMU 管理,所以实际上 uCLinux 采用实存
储器管理策略。 uCLinux 系统对于内存的访问是直接的,所有程序中访问的地址都是实际
的物理地址。 操作系统对内存空间没有保护, 各个进程实际上共享一个运行空间。 一个进程
在执行前,系统必须为进程分配足够的连续地址空间, 然后全部载入主存储器的连续空间中。
什么是内核?
内核是操作系统最基本的部分。 它是为众多应用 程序 提供对计算机 硬件 的安全访问的一
部分 软件 ,这种访问是有限的, 并且内核决定一个程序在什么时候对某部分硬件操作多长时
间。内核, 是一个操作系统的核心。 是基于硬件的第一层软件扩充,提供操作系统的最基本
的功能,是操作系统工作的基础,它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网
络系统,决定着系统的性能和稳定性。
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