嵌入式實時操作系統及應用開發參考書：羅蕾，嵌入式實時操作系統及用用開發（第三版）本課程目的

以理論介紹為主方式結合實例

以嵌入式系統工程思想為指導，以應用為目的，介紹嵌入式系統及其開發技術

對嵌入式系統及開發有一個全景的把握。課程的主要內容嵌入式系統導論（概念、分類、發展歷程、特點、應用領域、發展趨勢）嵌入式硬件系統（基本組成，嵌入式微處理器，外圍電路等）嵌入式軟件系統（分類、特點、體系結構、運行流程、操作系統、開發方法）嵌入式系統領域的一些新動態和成果前言

從上個世紀九十年代中期到現在，嵌入式系統已經從一個不起眼的單詞，發展成覆蓋所有應用領域、家喻戶曉的時髦話題。前言

雖然我國已經是嵌入式產品生產、應用和消費的大國，但國內工業界的技術水平、特別是設計水平相當落后。前言

嵌入式開發的新要求：能夠使用工具縮短嵌入式產品的開發周期；能夠自行規劃、選型、設計、并組織開發一個擁有自主知識產權的嵌入式新產品。第一章嵌入式系統概論核心內容無所不在的嵌入式系統

嵌入式系統定義嵌入式系統的特征嵌入式系統的分類嵌入式系統基本結構嵌入式應用開發1.1無所不在的嵌入式系統比爾.蓋茨曾經預言：隨著后PC時代的到來，PC將無處不在。嵌入式PC科學家的共識計算機將變得小巧玲瓏，藏身在任何地方,又消失在所有地方；功能強大,無影無蹤。計算機變得無處不在：例如在墻里、在手腕上、在手寫紙上等等，隨用隨取、伸手可及。嵌入式系統應用領域典型系統：采樣控制系統

典型系統：飛行控制系統

典型系統：實時信號處理系統

典型應用領域：信息家電

典型應用領域：普適計算

*普適計算又稱普存計算、普及計算（英文中叫做pervasivecomputing或者Ubiquitouscomputing）這一概念強調和環境融為一體的計算，而計算機本身則從人們的視線里消失。在普適計算的模式下，人們能夠在任何時間、任何地點、以任何方式進行信息的獲取與處理。典型應用：車載綜合管理系統

小結嵌入式系統無處不在計算機與使用者的比率達到和超過100:1的階段95%以上都是嵌入式計算機系統嵌入式應用帶動了產業的迅猛發展1.2嵌入式系統的定義

不同的定義方式及其起源計算機工業的分類傳統的分類大型計算機、中型機、小型機和微型機特殊分類

PC新的分類嵌入式計算機和通用計算機定義一：當前國內通用嵌入式系統是以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟硬件可配置，對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格約束的專用系統。定義二：早期的定義

看不見的計算機，一般不能被用戶編程,它有一些專用的I/O設備,對用戶的接口是應用專用的。定義三：IEEE定義

Deviceusedtocontrol，monitor，orassisttheoperationofequipment，machineryorplants定義四：跨行業

先進的計算機技術、半導體技術和電子技術與各個行業的具體應用相結合后的產物定義五：基于OS

由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及用戶的應用程序等四個部分組成，用于實現對其他設備的控制、監視、管理等功能定義六：廣義定義

作為某種技術過程的一核心處理環節，能直接與宿主環境接口或交互的計算機系統例導彈控制系統實時系統POSIX1003.b定義能夠在限定響應時間內提供所需水平服務的計算機系統（POSIX表示可移植操作系統接口）一般性定義一個實時系統是指計算的正確性不僅取決于程序的邏輯正確性，也取決于結果產生的時間：如果系統的時間約束條件得不到滿足，將會發生系統出錯。特別注意實時并不等于快！它是一個相對的概念，確切定義應該是“及時”，即在系統允許的時間范圍內完成任務

從廣義概念上講，嵌入式系統都可以看成是一個實時系統。實時系統衡量指標響應時間吞吐量生存時間1.3嵌入式系統的特征

技術密集專用緊湊安全可靠多種多樣及時相應成本敏感開發困難不可壟斷其它技術密集

嵌入式系統是計算機技術、微電子技術和行業技術相結合的產物。專用緊湊

嵌入式系統在體積、功耗、配置、處理能力、電磁兼容性等方面有明顯的應用約束。安全可靠可靠性要求極高網絡信息安全防危安全多種多樣嵌入式處理器種類繁多外設隨應用領域變化操作系統五花八門嵌入式開發工具不一嵌入式系統實時性多樣化應用領域廣泛及時響應

嵌入式系統需要實時性保障，能夠盡可能快地對外部技術過程的請求發出響應，及時完成。成本敏感

嵌入式產品每一批次的產品數量大，單位成本對產品的市場前景和利潤影響極大。開發困難非壟斷

嵌入式系統是一個分散的工業。沒有哪一個系列的處理器和操作系統能夠壟斷全部市場。其他：確定性任務個數確定每個任務執行時序確定每個任務所占資源等確定任務間通信延遲確定1.4嵌入式系統發展歷程1.5嵌入式系統的分類

按處理器位數劃分

按應用類別劃分

按系統的實時性劃分

按工業界應用的復雜程度劃分按處理器位數劃分

按所采用的處理器位數，可以分為4位、8位、16位、32位和64位系統。按系統實時性劃分硬實時汽車的ABS和安全氣囊系統、飛行控制系統、核電控制系統軟實時電視信號、證券交易自適應實時自動調整滿足環境需要，保證性能級別按工業界應用的復雜程度劃分簡單單處理器系統可擴展單處理器系統復雜嵌入式系統制造或過程控制中使用的計算機系統1.6嵌入式系統基本結構嵌入式硬件組成嵌入式軟件組成1.7嵌入式系統的設計要求

功能實用、便于升級

并發處理、及時響應

造型自然、結構緊湊

接口方便、操作容易

穩定可靠、維護簡便

功耗管理、降低成本1.8嵌入式系統開發開發過程（產品定義發布）設計方法編程測試嵌入式軟件的重用開發平臺一、嵌入式系統開發過程二、嵌入式系統的設計

軟件設計

硬件設計

集成設計三、嵌入式編程四、嵌入式系統測試軟件功能的測試依賴于硬件。魯棒性測試、可用性測試難。測試用例、測試結果上載困難。測試線程、任務、子系統之間的交互、并發和容錯能力難。嵌入式測試困難：常規測試之外，嵌入式系統測試還包括：

定期測試微處理器、存儲器、以及嵌入式程序占用的存儲空間。

外圍設備的測試。

電源測試。安全測試。

通信電纜測試。五、嵌入式軟件的重用遵循Moore定律，嵌入式軟件的規模和復雜性迅速增大。軟件多樣性迅速增加。開發周期縮短，軟件的質量需要保證。嵌入式軟件開發面臨的問題：嵌入式構件六、嵌入式軟件開發平臺為用戶開發（包括需求分析、規格說明、設計、編碼、測試、產品分配和維護等）嵌入式應用程序而提供的高