第一篇：嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程、特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)

嵌 入 式 課 程 作 業(yè)

嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程、特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)

摘 要：本文回顧了嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)展的歷史，通過(guò)與通用桌面操作系統(tǒng)的比較，分析了嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，并且從嵌入式操作系統(tǒng)市場(chǎng)和技術(shù)的發(fā)展著手，探討了嵌入式系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；嵌入式操作系統(tǒng)；實(shí)時(shí)性

1.嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程

嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，軟硬件可裁減的，適用于對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。具有軟件代碼小、高度自動(dòng)化、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，特別適合于要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)的體系。嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)等組成，它是可獨(dú)立工作的“器件”。綜觀嵌入式技術(shù)的發(fā)展，大致經(jīng)歷了以下3個(gè)階段：

第一階段：嵌入技術(shù)的早期階段，以功能簡(jiǎn)單的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)或單片機(jī)為核心的可編程控制器形式存在，具有監(jiān)測(cè)、伺服、設(shè)備指示等功能。這種系統(tǒng)大部分應(yīng)用于各類(lèi)工業(yè)控制和飛機(jī)、導(dǎo)彈等武器裝備中。

第二階段：以嵌入式CPU和嵌入式操作系統(tǒng)為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)。這一階段系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：計(jì)算機(jī)硬件出現(xiàn)了高可靠、低功耗的嵌入式CPU，如Power PC等。

第三階段：以芯片技術(shù)和Internet技術(shù)為標(biāo)志的嵌入式系統(tǒng)。微電子技術(shù)發(fā)展迅速，SOC(片上系統(tǒng))使嵌入系統(tǒng)越來(lái)越小，功能卻越來(lái)越強(qiáng)。目前大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)還孤立于Internet之外，但隨著Internet的發(fā)展以及Internet技術(shù)與信息家電、工業(yè)控制技術(shù)等結(jié)合日益密切，嵌入式技術(shù)與Internet技術(shù)的結(jié)合正推動(dòng)嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展。

嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)極為重要的組成部分，通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動(dòng)軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口、通信協(xié)議、圖形界面、標(biāo)準(zhǔn)化瀏覽器等。嵌入式操作系統(tǒng)具有通用操作系統(tǒng)的基本特點(diǎn)，如能夠有效管理越來(lái)越復(fù)雜的系統(tǒng)資源；能夠把硬件虛擬化，使得開(kāi)發(fā)人員從繁忙的驅(qū)動(dòng)程序移植和維護(hù)中

第 1 頁(yè)

共 5 頁(yè)

嵌 入 式 課 程 作 業(yè)

解脫出來(lái)；能夠提供庫(kù)函數(shù)、驅(qū)動(dòng)程序、工具集以及應(yīng)用程序。與通用操作系統(tǒng)相比較，嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)實(shí)時(shí)高效性、硬件的相關(guān)依賴(lài)性、軟件固態(tài)化以及應(yīng)用的專(zhuān)用性等方面具有較為突出的特點(diǎn)。嵌入式操作系統(tǒng)伴隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)比較明顯的階段：

第一階段：無(wú)操作系統(tǒng)的嵌入算法階段，通過(guò)匯編語(yǔ)言編程對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行直接控制，運(yùn)行結(jié)束后清除內(nèi)存。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能都相對(duì)單一，處理效率較低，存儲(chǔ)容量較小，幾乎沒(méi)有用戶(hù)接口，比較適合于各類(lèi)專(zhuān)用領(lǐng)域中。

第二階段：以嵌入式CPU為基礎(chǔ)、簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)為核心的嵌入式系統(tǒng)。CPU 種類(lèi)繁多，通用性比較差；系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)小，效率高；一般配備系統(tǒng)仿真器，操作系統(tǒng)具有一定的兼容性和擴(kuò)展性；應(yīng)用軟件較專(zhuān)業(yè)，用戶(hù)界面不夠友好；系統(tǒng)主要用來(lái)控制系統(tǒng)負(fù)載以及監(jiān)控應(yīng)用程序運(yùn)行。

第三階段：通用的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)階段，以嵌入式操作系統(tǒng)為核心的嵌入式系統(tǒng)。能運(yùn)行于各種類(lèi)型的微處理器上，兼容性好；內(nèi)核精小、效率高，具有高度的模塊化和擴(kuò)展性；具備文件和目錄管理、設(shè)備支持、多任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)支持、圖形窗口以及用戶(hù)界面等功能；具有大量的應(yīng)用程序接口API；嵌入式應(yīng)用軟件豐富。

2.嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn) 1)實(shí)時(shí)性

在信息時(shí)代，人們需要在有效的時(shí)間里對(duì)接受的信息進(jìn)行處理，為進(jìn)一步的工作和決策爭(zhēng)取時(shí)間，這就要求工作系統(tǒng)具有很高的實(shí)時(shí)性。所謂實(shí)時(shí)性，其核心含義在于操作系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確完成應(yīng)該做的事情，并且操作系統(tǒng)的執(zhí)行線(xiàn)索是確定的，而不是單純的速度快。

大多數(shù)嵌入式操作系統(tǒng)工作在對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高的場(chǎng)合，主要對(duì)儀器設(shè)備的動(dòng)作進(jìn)行檢測(cè)控制，這種動(dòng)作具有嚴(yán)格的、機(jī)械的時(shí)序；而一般的桌面操作系統(tǒng)基本上是根據(jù)人在鍵盤(pán)和鼠標(biāo)發(fā)出的命令進(jìn)行工作，人的動(dòng)作和反應(yīng)在時(shí)序上并不很?chē)?yán)格。比如，用于控制火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的嵌入式系統(tǒng)，它所發(fā)出的指令不僅要求速度快，而且多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)之間的時(shí)序要求非常嚴(yán)格，否則就會(huì)失之毫厘，謬以千里。在這樣的應(yīng)用環(huán)境中，非實(shí)時(shí)的普通操作系統(tǒng)無(wú)論如何是無(wú)法適應(yīng)的。即使

第 2 頁(yè)

共 5 頁(yè)

嵌 入 式 課 程 作 業(yè)

我們所開(kāi)發(fā)的并不是生命攸關(guān)的或者生產(chǎn)控制那樣的關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)，例如對(duì)嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用來(lái)說(shuō)很有前途的領(lǐng)域-----消費(fèi)電子產(chǎn)品，設(shè)備的高可靠性可以有效地減低維護(hù)成本，軟件運(yùn)行效率高也會(huì)降低對(duì)CPU的要求，從而降低硬件成本。對(duì)于此類(lèi)價(jià)格十分敏感的產(chǎn)品，實(shí)時(shí)性、可靠性仍然是非常值得重視的問(wèn)題。因此，實(shí)時(shí)性是嵌入式系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)，在嵌入式軟件中最核心的莫過(guò)于嵌入式RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。2)可剪裁性

能否根據(jù)悠揚(yáng)的樂(lè)曲對(duì)系統(tǒng)的功能模塊進(jìn)行配置是嵌入式系統(tǒng)與普通系統(tǒng)的另一區(qū)別。這可以從以下幾個(gè)方面分析： i.從硬件環(huán)境來(lái)看，普通系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)化的CPU存儲(chǔ)和I/O架構(gòu)，而嵌入式環(huán)境的硬件環(huán)境只有標(biāo)準(zhǔn)化的CPU，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)、I/O和顯示器單元。

ii.從應(yīng)用環(huán)境來(lái)看，桌面操作系統(tǒng)面向復(fù)雜多變的應(yīng)用，而嵌入式操作系統(tǒng)面向單一設(shè)備的固定的應(yīng)用。

iii.從開(kāi)發(fā)界面來(lái)看，桌面操作系統(tǒng)給開(kāi)發(fā)人員提供一個(gè)“黑箱”，讓開(kāi)發(fā)人員通過(guò)一系列標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)調(diào)用來(lái)使用操作系統(tǒng)的功能，而嵌入式試圖為開(kāi)發(fā)人員提供一個(gè)“白箱”，讓開(kāi)發(fā)人員可以自主控制系統(tǒng)的所有資源。普通系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)是盡可能在不改變自身的前途下具有廣泛的適應(yīng)性。也就是說(shuō)：不論應(yīng)用環(huán)境怎么改變，都不應(yīng)對(duì)自身做太多的變化。而應(yīng)用于嵌入式環(huán)境的RTOS，在研發(fā)的時(shí)候就必須立足于面向?qū)ο?，改變自身、開(kāi)放自身，讓開(kāi)發(fā)人員可以根據(jù)硬件環(huán)境和應(yīng)用環(huán)境的不同而對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行靈活的裁剪和配置，因?yàn)閷?duì)于任何一個(gè)具體的嵌入式設(shè)備，它的功能是確定的，因此只要從原有操作系統(tǒng)中把這個(gè)特定應(yīng)用所需的功能拿來(lái)即可以。可剪裁性在軟件工程階段是利用軟件配置方法實(shí)現(xiàn)軟件構(gòu)建的“即插即用”。

3)可靠性

一般來(lái)說(shuō)，嵌入式系統(tǒng)一旦開(kāi)始運(yùn)行就不需要人的過(guò)多干預(yù)。在這種條件下，要求負(fù)責(zé)系統(tǒng)管理的嵌入式操作系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性和可靠性。而普通操作系統(tǒng)則不具備這種特點(diǎn)。這導(dǎo)致桌面操作環(huán)境與嵌入式環(huán)境在設(shè)計(jì)思路上有重大的不同。

第 3 頁(yè)

共 5 頁(yè)

嵌 入 式 課 程 作 業(yè)

i.桌面環(huán)境假定應(yīng)用軟件與操作系統(tǒng)相比而言是不可靠的，而嵌入式環(huán)境假定應(yīng)用軟件與操作系統(tǒng)一樣可靠。運(yùn)行于嵌入式環(huán)境中的RTOS要求應(yīng)用軟件具有與操作系統(tǒng)同樣的可靠性，這種設(shè)計(jì)思路對(duì)應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員提出了更高的要求，同時(shí)也要求操作系統(tǒng)自身足夠開(kāi)放。

ii.桌面操作系統(tǒng)比較龐大復(fù)雜，而嵌入式系統(tǒng)提供的資源有限，由于硬件的限制，嵌入式操作系統(tǒng)必須小巧簡(jiǎn)捷。對(duì)于系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，組成越簡(jiǎn)單、性能越可靠，組成越復(fù)雜，故障概率越大是一個(gè)常理。局部的不足會(huì)導(dǎo)致整體的缺陷，系統(tǒng)中任何部分的不可靠都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)整體的不可靠。

3.嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

目前各種嵌入式Linux操作系統(tǒng)正迅速發(fā)展，已經(jīng)形成了能與Windows CE等嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行有力競(jìng)爭(zhēng)的局面。嵌入式Linux操作系統(tǒng)的迅速崛起，主要由于人們對(duì)自由軟件的渴望與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的特制性，要求提供系統(tǒng)源碼層次上的支持，而嵌入式Linux正適應(yīng)了這一需求，它不僅具有開(kāi)放源代碼，系統(tǒng)內(nèi)核小、效率高、內(nèi)核網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完整，裁減后的系統(tǒng)很適于如信息家電等嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。嵌入式Linux操作系統(tǒng)的產(chǎn)品化及可靠性是目前受制約的一個(gè)重要因素。

微軟的Win CE是一個(gè)較具代表性的、由桌面操作系統(tǒng)演變而成的實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)。雖然提供了較為強(qiáng)大的類(lèi)似于桌面操作系統(tǒng)的功能，但針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的特征與特性而言，Win CE顯得笨拙且在內(nèi)核結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中并未考慮適應(yīng)系統(tǒng)的高度可裁減性的要求。以VxWorks為代表的傳統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)是應(yīng)用最廣泛、市場(chǎng)占有率較具優(yōu)勢(shì)的幾個(gè)系統(tǒng)，它們是專(zhuān)門(mén)為嵌入式微處理器設(shè)計(jì)的高模塊化、高性能的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于高科技產(chǎn)品中，包括消費(fèi)電子設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化、無(wú)線(xiàn)通信產(chǎn)品、醫(yī)療儀器、數(shù)字電視與多媒體設(shè)備，具有很好的 安全性、容錯(cuò)性以及系統(tǒng)靈活性。雖然它們都提供專(zhuān)有的API接口，但是缺乏應(yīng)用的高效性，網(wǎng)絡(luò)連接功能較差，系統(tǒng)對(duì)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)支持相對(duì)較弱。對(duì)現(xiàn)在復(fù)雜的、網(wǎng)絡(luò)化的、多處理器的嵌入式系統(tǒng)的許多應(yīng)用需要而言，它已顯得力不從心。

隨著硬件技術(shù)、應(yīng)用需求和開(kāi)發(fā)需求的變化，如，微電子技術(shù)--芯片的集成第 4 頁(yè)

共 5 頁(yè)

嵌 入 式 課 程 作 業(yè)

技術(shù)和片上系統(tǒng)；強(qiáng)實(shí)時(shí)、高可靠應(yīng)用需求--飛機(jī)、火箭控制等；開(kāi)發(fā)需求--信息家電需要越來(lái)越多的研究和設(shè)計(jì)人員參與嵌入系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，如同臺(tái)式系統(tǒng)一 樣嵌入系統(tǒng)需要使用方便、功能強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，嵌入操作系統(tǒng)也需要支持面向?qū)ο蠛涂芍赜玫燃夹g(shù)。

4.結(jié)束語(yǔ)

嵌入式操作系統(tǒng)與普通系統(tǒng)相比是更為健壯的、低成本的、特性完備的操作系統(tǒng)。它的應(yīng)用將大大提高嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的效率，改變以往嵌入式軟件設(shè)計(jì)只能針對(duì)具體的應(yīng)用從頭做起的狀況，在嵌入式系統(tǒng)之上開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)將減少系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的工作量，增強(qiáng)嵌入式應(yīng)用軟件的可移植性，是嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法更具科學(xué)性。

參考文獻(xiàn)：

1． 林建明。嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。計(jì)算機(jī)工程，2001年27卷第10期。

2． 宋延昭。嵌入式操作系統(tǒng)介紹及選型原則。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2005年18卷第7期。

第 5 頁(yè)

共 5 頁(yè)

第二篇：嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)一 嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境的建立

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

通過(guò)此實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，讀者可以了解嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) uC/OS-II 的內(nèi)核機(jī)制和運(yùn)行原理。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)展示了 uC/OS-II 各方面的管理功能，包括信號(hào)量、隊(duì)列、內(nèi)存、時(shí)鐘等。在各個(gè)實(shí)驗(yàn)中具體介紹了 uC/OS-II 的相關(guān)函數(shù)。讀者在做實(shí)驗(yàn)的同時(shí)能夠結(jié)合理論知識(shí)加以分析，了解各個(gè)函數(shù)的作用和嵌入式應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)方法，最終對(duì)整個(gè) uC/OS-II 和嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用有較為清楚的認(rèn)識(shí)。

二、實(shí)驗(yàn)步驟

1.安裝集成開(kāi)發(fā)環(huán)境LambdaEDU 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境LambdaEDU 的安裝文件夾為 LambdaEDU，其中有一個(gè)名為“Setup.exe” 的文件，直接雙擊該文件便可啟動(dòng)安裝過(guò)程。具體的安裝指導(dǎo)請(qǐng)看“LambdaEDU 安裝手 冊(cè).doc”文件。

當(dāng) LambdaEDU 安裝完畢之后，我們看到的是一個(gè)空的界面，現(xiàn)在就開(kāi)始一步一步地將 我們的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建立并運(yùn)行起來(lái)。

2.建立項(xiàng)目

為了我們的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行起來(lái)，需要建立1 個(gè)項(xiàng)目基于x86 虛擬機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用項(xiàng)目。通過(guò)點(diǎn) 擊“文件”、“新建”、“項(xiàng)目”開(kāi)始根據(jù)向?qū)?chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目。

在隨后出現(xiàn)的對(duì)話(huà)框中選擇“Tool/標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用項(xiàng)目”，點(diǎn)擊下一步，開(kāi)始創(chuàng)建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 可執(zhí)行的應(yīng)用程序項(xiàng)目。

在隨后出現(xiàn)的對(duì)話(huà)框中填入項(xiàng)目名稱(chēng)“ucos_x86_demo”。點(diǎn)擊“下一步”。

選擇“pc386 uC/OS-II 應(yīng)用(x86)”作為該項(xiàng)目的應(yīng)用框架。點(diǎn)擊“下一步”

選擇“pc386_elf_tra_debug”作為該項(xiàng)目的基本配置。點(diǎn)擊“完成”。

新創(chuàng)建的項(xiàng)目“ucos_x86_demo”將會(huì)被添加到項(xiàng)目列表。src 文件夾下保存了該項(xiàng)目中 包含的源文件。ucos2 文件夾中包含了移植到x86 虛擬機(jī)的全部代碼。init.c 文件是基于ucos2 和本虛擬機(jī)的一個(gè)應(yīng)用程序。在進(jìn)行ucos2 內(nèi)核實(shí)驗(yàn)中，只需要替換init.c 文件，即可。文

件名不限，但是文件名中最好不要使用英文符號(hào)和數(shù)字以外的其他字符，3.構(gòu)建項(xiàng)目

到這里，項(xiàng)目配置全部完成。接下來(lái)就可以進(jìn)行構(gòu)建項(xiàng)目了。

第一次構(gòu)建本項(xiàng)目，在此項(xiàng)目上點(diǎn)擊右鍵，選擇“重建BSP 及項(xiàng)目”。即可開(kāi)始構(gòu)建。

之后彈出的對(duì)話(huà)框顯示了構(gòu)建的進(jìn)度。可以點(diǎn)擊“在后臺(tái)運(yùn)行”，以隱藏該對(duì)話(huà)框

在構(gòu)建的同時(shí)，在右下角的“構(gòu)建信息”視圖輸出構(gòu)建過(guò)程中的詳細(xì)信息：

注：“重新構(gòu)建”將本項(xiàng)目中的全部源代碼進(jìn)行一次完全的編譯和連接，花費(fèi)時(shí)間較多?！皹?gòu)建項(xiàng)目”則僅僅將新修改過(guò)的源代碼進(jìn)行編譯和連接，花費(fèi)時(shí)間最少?！爸亟˙SP及項(xiàng) 目”，不但要完成“重新構(gòu)建”的全部工作，另外還要編譯與該項(xiàng)目有關(guān)的的LambdaEDU 中內(nèi)置的部分代碼，花費(fèi)時(shí)間最多。但是在項(xiàng)目剛建立后，第一次構(gòu)建時(shí)需要選擇“重建 BSP 及項(xiàng)目”。以后的構(gòu)建中選擇“重新構(gòu)建”或“構(gòu)建項(xiàng)目”即可。另外，在替換了源代 碼中的文件后，需要選擇“重新構(gòu)建”來(lái)完成該項(xiàng)目的構(gòu)建。

4.配置虛擬機(jī)和目標(biāo)機(jī)代理

(1)制作X86啟動(dòng)盤(pán)

在 LambdaEDU 中依次點(diǎn)擊“工具”、“Bochs”、“制作虛擬機(jī)啟動(dòng)映象”。對(duì)啟動(dòng)盤(pán)進(jìn)行一些參數(shù)設(shè)置后（如下圖所示），系統(tǒng)將自動(dòng)為你生成一個(gè)PC 虛擬機(jī)的 啟動(dòng)盤(pán)映像。

(2)配置虛擬機(jī) 選擇使用的網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡）后，點(diǎn)擊“確定”完成配置。

注意：如果計(jì)算機(jī)上有多網(wǎng)卡，請(qǐng)將其他網(wǎng)卡停用（包括 VMware 虛擬機(jī)添加的虛擬 網(wǎng)卡）。

(3)創(chuàng)建目標(biāo)機(jī)代理

配置好虛擬機(jī)后，創(chuàng)建目標(biāo)機(jī)代理：點(diǎn)擊LambdaEDU 左下方窗口中綠色的十字符號(hào)，在彈出的窗口中選擇“基于TA 的連接方式”，并點(diǎn)擊“下一步”。

在彈出的“新目標(biāo)機(jī)連接配置中”的這些參數(shù)，應(yīng)該與之前制作啟動(dòng)盤(pán)時(shí)設(shè)置的參數(shù)一致。

注意：

名字：輸入目標(biāo)機(jī)的名字（缺省是 default），注意如果和現(xiàn)有目標(biāo)機(jī)重名的話(huà)，改個(gè)名 字。

連接類(lèi)型：默認(rèn)選擇 UDP IP地址：這里輸入目標(biāo)機(jī)（在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中是虛擬機(jī)）的 IP地址；

最后點(diǎn)擊“確定”，在目標(biāo)機(jī)管理窗口中，可以看到新增加了一個(gè)名為default 的目標(biāo)機(jī) 節(jié)點(diǎn)

(4)調(diào)試應(yīng)用 啟動(dòng)虛擬機(jī)。

虛擬機(jī)啟動(dòng)后的畫(huà)面如下（其中顯示的IP 地址創(chuàng)建虛擬機(jī)啟動(dòng)盤(pán)時(shí)填入的IP 地址）中設(shè)置的IP 地址）：

在成功完成構(gòu)建的項(xiàng)目ucos_x86_demo 中的“pc386_elf_tra_debug”上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇“調(diào)試”，啟動(dòng)調(diào)試器調(diào)試生成的程序：

第一次進(jìn)行調(diào)試/運(yùn)行，需要選擇目標(biāo)機(jī)，如下圖，選擇“Default”，點(diǎn)擊“確定”，開(kāi) 始向目標(biāo)機(jī)（虛擬機(jī)）下載應(yīng)用程序。程序下載完成后，會(huì)彈出一個(gè)“確認(rèn)透視圖切換”對(duì)話(huà)框，選擇“是”，切換到調(diào)試透 視圖。

調(diào)試的界面如下：

點(diǎn)擊綠色的按鈕，全速運(yùn)行。

注意：全速運(yùn)行后，程序不能夠被暫停和停止。

三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及體會(huì)

在設(shè)置IP地址時(shí)，要求該IP地址與本計(jì)算機(jī)在同一個(gè)子網(wǎng)中，同時(shí)要求該 IP地址沒(méi)有被網(wǎng)絡(luò)上其他計(jì)算機(jī)使用。此外，通過(guò)構(gòu)建開(kāi)發(fā)環(huán)境，處次體驗(yàn)到了嵌入式開(kāi)發(fā)工作的樂(lè)趣。

實(shí)驗(yàn)二 任務(wù)的基本管理

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.理解任務(wù)管理的基本原理，了解任務(wù)的各個(gè)基本狀態(tài)及其變遷過(guò)程； 2.掌握 uC/OS-II 中任務(wù)管理的基本方法（創(chuàng)建、啟動(dòng)、掛起、解掛任務(wù)）； 3.熟練使用 uC/OS-II 任務(wù)管理的基本系統(tǒng)調(diào)用。

二、實(shí)驗(yàn)原理及程序結(jié)構(gòu)

1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了展現(xiàn)任務(wù)的各種基本狀態(tài)及其變遷過(guò)程，本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了 Task0、Task1 兩個(gè)任務(wù)： 任務(wù) Task0 不斷地掛起自己，再被任務(wù) Task1 解掛，兩個(gè)任務(wù)不斷地切換執(zhí)行。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，讀者可以清晰地了解到任務(wù)在各個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)以及狀態(tài)變遷的原因。2.運(yùn)行流程 描述如下：

（1）系統(tǒng)經(jīng)歷一系列的初始化過(guò)程后進(jìn)入 boot_card()函數(shù)，在其中調(diào)用 ucBsp_init()進(jìn) 行板級(jí)初始化后，調(diào)用 main()函數(shù)；

（2）main()函數(shù)調(diào)用 OSInit()函數(shù)對(duì) uC/OS-II 內(nèi)核進(jìn)行初始化，調(diào)用 OSTaskCreate 創(chuàng) 建起始任務(wù) TaskStart；

（3）main()函數(shù)調(diào)用函數(shù) OSStart()啟動(dòng) uC/OS-II 內(nèi)核的運(yùn)行，開(kāi)始多任務(wù)的調(diào)度，執(zhí) 行當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最高的就緒任務(wù) TaskStart；（4）TaskStart 完成如下工作：

a、安裝時(shí)鐘中斷并初始化時(shí)鐘，創(chuàng)建 2 個(gè)應(yīng)用任務(wù)；

b、掛起自己(不再被其它任務(wù)喚醒)，系統(tǒng)切換到當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最高的就緒任務(wù)Task0。之后整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行流程如下：

? t1 時(shí)刻，Task0 開(kāi)始執(zhí)行，它運(yùn)行到 t2 時(shí)刻掛起自己；

? t2 時(shí)刻，系統(tǒng)調(diào)度處于就緒狀態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高任務(wù) Task1 執(zhí)行，它在 t3 時(shí)刻喚醒Task0，后者由于優(yōu)先級(jí)較高而搶占 CPU；

? Task0 執(zhí)行到 t4 時(shí)刻又掛起自己，內(nèi)核調(diào)度 Task1 執(zhí)行； ? Task1 運(yùn)行至 t5 時(shí)刻再度喚醒 Task0； ? ……

3.μC/OS-Ⅱ中的任務(wù)描述

一個(gè)任務(wù)通常是一個(gè)無(wú)限的循環(huán)，由于任務(wù)的執(zhí)行是由操作系統(tǒng)內(nèi)核調(diào)度的，因此任務(wù)是絕不會(huì)返回的，其返回參數(shù)必須定義成 void。在μC/OS-Ⅱ中，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 CPU 使用權(quán)就會(huì)被搶占，高優(yōu)先級(jí)任務(wù)會(huì)立刻得到 CPU 的控制權(quán)（在系統(tǒng)允許調(diào)度和任務(wù)切換的前提下）。μC/OS-Ⅱ可以管理多達(dá) 64 個(gè)任務(wù)，但目前版本的μC/OS-Ⅱ有兩個(gè)任務(wù)已經(jīng)被系統(tǒng)占用了（即空閑任務(wù)和統(tǒng)計(jì)任務(wù)）。必須給每個(gè)任務(wù)賦以不同的優(yōu)先級(jí)，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)號(hào)就是任務(wù)編號(hào)（ID），優(yōu)先級(jí)可以從 0 到 OS_LOWEST_PR10-2。優(yōu)先級(jí)號(hào)越低，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)越高。μC/OS-Ⅱ總是運(yùn)行進(jìn)入就緒態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。4.源程序說(shuō)明(1)TaskStart任務(wù)

TaskStart 任務(wù)負(fù)責(zé)安裝操作系統(tǒng)的時(shí)鐘中斷服務(wù)例程、初始化操作系統(tǒng)時(shí)鐘，并創(chuàng)建所 有的應(yīng)用任務(wù)：

UCOS_CPU_INIT();/* Install uC/OS-II's clock tick ISR */ UCOS_TIMER_START();/*Timer 初始化*/ TaskStartCreateTasks();/* Create all the application tasks */ OSTaskSuspend(OS_PRIO_SELF);

具體負(fù)責(zé)應(yīng)用任務(wù)創(chuàng)建的 TaskStartCreateTasks 函數(shù)代碼如下，它創(chuàng)建了兩個(gè)應(yīng)用任務(wù) Task0 和 Task1：

void TaskStartCreateTasks(void){

INT8U i;

for(i = 0;i < N_TASKS;i++)// Create tasks {

TaskData[i] = i;// Each task will display itsown information }

OSTaskCreate(Task0,(void *)&TaskData[0], &TaskStk[0][TASK_STK_SIZE1], 6);}

TaskStart 任務(wù)完成上述操作后將自己掛起，操作系統(tǒng)將調(diào)度當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最高的應(yīng)用任務(wù)Task0 運(yùn)行。(2)應(yīng)用任務(wù)

應(yīng)用任務(wù) Task0 運(yùn)行后將自己掛起，之后操作系統(tǒng)就會(huì)調(diào)度處于就緒狀態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)，具體代碼如下： void Task0(void *pdata){

INT8U i;INT8U err;i=*(int *)pdata;for(;;){

printf(“Application tasks switched %d times!nr”,++count);

printf(“TASK_0 IS RUNNING..............................................................nr”);printf(“task_1 is suspended!nr”);

printf(“**************************************************nr”);err=OSTaskSuspend(5);// suspend itself } }

應(yīng)用任務(wù) Task1 運(yùn)行后將 Task0 喚醒，使其進(jìn)入到就緒隊(duì)列中： void Task1(void *pdata){

INT8U i;INT8U err;i=*(int *)pdata;for(;;){

OSTimeDly(150);

printf(“Application tasks switched %d times!nr”,++count);printf(“task_0 is suspended!nr”);printf(“TASK_1 IS RUNNING..............................................................nr”);printf(“**************************************************nr”);OSTimeDly(150);

err=OSTaskResume(5);/* resume task0 */ } }

三、運(yùn)行及觀察應(yīng)用輸出信息

按照本實(shí)驗(yàn)手冊(cè)第一部分所描述的方法建立應(yīng)用項(xiàng)目并完成構(gòu)建，當(dāng)我們?cè)?LambdaEDU 調(diào)試器的控制下運(yùn)行構(gòu)建好的程序后，將看到在μC/OS-Ⅱ內(nèi)核的調(diào)度管理下，兩個(gè)應(yīng)用任務(wù)不斷切換執(zhí)行的情形：

四、本實(shí)驗(yàn)中用到的μC/OS-Ⅱ相關(guān)函數(shù)

4.1 OSTaskCreate()

OSTaskCreate（）建立一個(gè)新任務(wù)。任務(wù)的建立可以在多任務(wù)環(huán)境啟動(dòng)之前，也可以在 正在運(yùn)行的任務(wù)中建立。中斷處理程序中不能建立任務(wù)。一個(gè)任務(wù)必須為無(wú)限循環(huán)結(jié)構(gòu)，且 不能有返回點(diǎn)。

OSTaskCreate（）是為與先前的μC/OS 版本保持兼容，新增的特性在 OSTaskCreateExt（）函數(shù)中。

無(wú)論用戶(hù)程序中是否產(chǎn)生中斷，在初始化任務(wù)堆棧時(shí)，堆棧的結(jié)構(gòu)必須與 CPU 中斷后 寄存器入棧的順序結(jié)構(gòu)相同。詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)參考所用處理器的手冊(cè)。函數(shù)原型：

INT8U OSTaskCreate(void(*task)(void *pd), void *pdata, OS_STK *ptos, INT8U prio);

參數(shù)說(shuō)明：

task 是指向任務(wù)代碼首地址的指針。

pdata 指向一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)用來(lái)在建立任務(wù)時(shí)向任務(wù)傳遞參數(shù)。

ptos 為指向任務(wù)堆棧棧頂?shù)闹羔?。任?wù)堆棧用來(lái)保存局部變量，函數(shù)參數(shù)，返回地址 以及任務(wù)被中斷時(shí)的 CPU 寄存器內(nèi)容。任務(wù)堆棧的大小決定于任務(wù)的需要及預(yù)計(jì)的中斷嵌 套層數(shù)。計(jì)算堆棧的大小，需要知道任務(wù)的局部變量所占的空間，可能產(chǎn)生嵌套調(diào)用的函數(shù)，及中斷嵌套所需空間。如果初始化常量 OS_STK_GROWTH 設(shè)為 1，堆棧被設(shè)為從內(nèi)存高地址 向 低 地 址 增 長(zhǎng)，此時(shí) ptos 應(yīng) 該 指 向任 務(wù)堆 棧 空 間 的 最 高 地 址。反 之，如 果OS_STK_GROWTH 設(shè)為 0，堆棧將從內(nèi)存的低地址向高地址增長(zhǎng)。prio 為任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。每個(gè)任務(wù)必須有一個(gè)唯一的優(yōu)先級(jí)作為標(biāo)識(shí)。數(shù)字越小，優(yōu)先級(jí)越高。返回值：

OSTaskCreate()的返回值為下述之一： ? OS_NO_ERR：函數(shù)調(diào)用成功。

? OS_PRIO_EXIST：具有該優(yōu)先級(jí)的任務(wù)已經(jīng)存在。

? OS_PRIO_INVALID：參數(shù)指定的優(yōu)先級(jí)大于 OS_LOWEST_PRIO。? OS_NO_MORE_TCB：系統(tǒng)中沒(méi)有 OS_TCB 可以分配給任務(wù)了。注意：

任務(wù)堆棧必須聲明為 OS_STK 類(lèi)型。

在任務(wù)中必須調(diào)用μC/OS 提供的下述過(guò)程之一：延時(shí)等待、任務(wù)掛起、等待事件發(fā)生（等待信號(hào)量，消息郵箱、消息隊(duì)列），以使其他任務(wù)得到 CPU。用 戶(hù) 程 序 中 不 能 使 用 優(yōu) 先 級(jí) 0，1，2，3，以 及 OS_LOWEST_PRIO-3, OS_LOWEST_PRIO-2, OS_LOWEST_PRIO-1, OS_LOWEST_PRIO。這些優(yōu)先級(jí)μC/OS 系統(tǒng)

保留，其余的 56 個(gè)優(yōu)先級(jí)提供給應(yīng)用程序。4.2 OSTaskSuspend()

OSTaskSuspend（）無(wú)條件掛起一個(gè)任務(wù)。調(diào)用此函數(shù)的任務(wù)也可以傳遞參數(shù)

OS_PRIO_SELF，掛起調(diào)用任務(wù)本身。當(dāng)前任務(wù)掛起后，只有其他任務(wù)才能喚醒。任務(wù)掛起 后，系統(tǒng)會(huì)重新進(jìn)行任務(wù)調(diào)度，運(yùn)行下一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高的就緒任務(wù)。喚醒掛起任務(wù)需要調(diào)用 函數(shù) OSTaskResume（）。

任務(wù)的掛起是可以疊加到其他操作上的。例如，任務(wù)被掛起時(shí)正在進(jìn)行延時(shí)操作，那么 任務(wù)的喚醒就需要兩個(gè)條件：延時(shí)的結(jié)束以及其他任務(wù)的喚醒操作。又如，任務(wù)被掛起時(shí)正 在等待信號(hào)量，當(dāng)任務(wù)從信號(hào)量的等待對(duì)列中清除后也不能立即運(yùn)行，而必須等到被喚醒后。函數(shù)原型：

INT8U OSTaskSuspend(INT8U prio);參數(shù)說(shuō)明：

prio 為指定要獲取掛起的任務(wù)優(yōu)先級(jí)，也可以指定參數(shù) OS_PRIO_SELF，掛起任務(wù)本 身。此時(shí)，下一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高的就緒任務(wù)將運(yùn)行。返回值：

OSTaskSuspend()的返回值為下述之一： ? OS_NO_ERR：函數(shù)調(diào)用成功。

? OS_TASK_ SUSPEND_IDLE：試圖掛起 μC/OS-II 中的空閑任務(wù)（Idle task）。此為非法操作。

? OS_PRIO_INVALID ：參數(shù)指定的優(yōu)先級(jí)大于 OS_LOWEST_PRIO 或沒(méi)有設(shè)定 ? OS_PRIO_SELF 的值。

? OS_TASK_ SUSPEND _PRIO：要掛起的任務(wù)不存在。注意：

在程序中 OSTaskSuspend（）和 OSTaskResume（）應(yīng)該成對(duì)使用。用 OSTaskSuspend（）掛起的任務(wù)只能用 OSTaskResume（）喚醒。4.3 OSTaskResume()

OSTaskResume（）喚醒一個(gè)用 OSTaskSuspend（）函數(shù)掛起的任務(wù)。OSTaskResume（）也是唯一能“解掛”掛起任務(wù)的函數(shù)。函數(shù)原型：

INT8UOSTaskResume(INT8U prio);參數(shù)說(shuō)明：

prio 指定要喚醒任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。返回值：

OSTaskResume()的返回值為下述之一： ? OS_NO_ERR：函數(shù)調(diào)用成功。

? OS_TASK_RESUME_PRIO：要喚醒的任務(wù)不存在。

? OS_TASK_NOT_SUSPENDED：要喚醒的任務(wù)不在掛起狀態(tài)。

? OS_PRIO_INVALID：參數(shù)指定的優(yōu)先級(jí)大于或等于 OS_LOWEST_PRIO。

五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及體會(huì)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中體會(huì)到了嵌入式開(kāi)發(fā)的樂(lè)趣，對(duì)上課老師所講的內(nèi)容有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)與理解。17 實(shí)驗(yàn)三 信號(hào)量：哲學(xué)家就餐問(wèn)題的實(shí)現(xiàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

掌握在基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) uC/OS-II 的應(yīng)用中，任務(wù)使用信號(hào)量的一般原理。通 過(guò)經(jīng)典的哲學(xué)家就餐實(shí)驗(yàn)，了解如何利用信號(hào)量來(lái)對(duì)共享資源進(jìn)行互斥訪問(wèn)。

二、實(shí)驗(yàn)原理及程序結(jié)構(gòu)

1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

掌握在基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) uC/OS-II 的應(yīng)用中，任務(wù)使用信號(hào)量的一般原理。通 過(guò)經(jīng)典的哲學(xué)家就餐實(shí)驗(yàn)，了解如何利用信號(hào)量來(lái)對(duì)共享資源進(jìn)行互斥訪問(wèn)。2.源程序說(shuō)明

五個(gè)哲學(xué)家任務(wù)（ph1、ph2、ph3、ph4、ph5）主要有兩種過(guò)程：思考（即睡眠一段時(shí)

間）和就餐。每個(gè)哲學(xué)家任務(wù)在就餐前必須申請(qǐng)并獲得一左一右兩支筷子，就餐完畢后釋放 這兩支筷子。五個(gè)哲學(xué)家圍成一圈，每?jī)扇酥g有一支筷子。一共有五支筷子，在該實(shí)驗(yàn)中 用了五個(gè)互斥信號(hào)量來(lái)代表。每個(gè)任務(wù)的代碼都一樣，如下所示： void Task(void *pdata){

INT8U err;INT8U i;INT8U j;

i=*(int *)pdata;j=(i+1)% 5;

uC/OS-II 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) for(;;){

TaskThinking2Hungry(i);OSSemPend(fork[i], 0, &err);

OSSemPend(fork[j], 0, &err);/* Acquire semaphores to eat */ TaskEat(i);

OSSemPost(fork[j]);

OSSemPost(fork[i]);/* Release semaphore */ OSTimeDly(200);/* Delay 10 clock tick */ } }

操作系統(tǒng)配置

修改 uC_OS-II/OS_CFG.h： ：： ：

#define OS_MAX_EVENTS 10 /*最多可以有 10 個(gè)事件*/ #define OS_MAX_FLAGS 5 /*最多可以有 5 個(gè)事件標(biāo)志*/

#define OS_MAX_MEM_PART 5 /*最多可以劃分 5 個(gè)內(nèi)存塊*/ #define OS_MAX_QS 2 /*最多可以使用 2 個(gè)隊(duì)列*/ #define OS_MAX_TASKS 8 /*最多可以創(chuàng)建 8 個(gè)任務(wù)*/

#define OS_LOWEST_PRIO 14 /*任務(wù)優(yōu)先級(jí)不可以大于 14*/ #define OS_TASK_IDLE_STK_SIZE 1024 /*空閑任務(wù)堆棧大小*/ #define OS_TASK_STAT_EN 1 /*是否允許使用統(tǒng)計(jì)任務(wù)*/ #define OS_TASK_STAT_STK_SIZE 1024 /*統(tǒng)計(jì)任務(wù)堆棧大小*/ #define OS_FLAG_EN 1 /*是否允許使用事件標(biāo)志功能*/

#define OS_FLAG_WAIT_CLR_EN 1 /*是否允許等待清除事件標(biāo)志*/ #define OS_FLAG_ACCEPT_EN 1 /*是否允許使用 OSFlagAccept()*/ #define OS_FLAG_DEL_EN 1 /*是否允許使用 OSFlagDel()*/

#define OS_FLAG_QUERY_EN 1 /*是否允許使用 OSFlagQuery()*/ #define OS_MBOX_EN 0 /*是否允許使用郵箱功能*/

#define OS_MEM_EN 0 /*是否允許使用內(nèi)存管理的功能*/

#define OS_MUTEX_EN 0 /*是否允許使用互斥信號(hào)量的功能*/ #define OS_Q_EN 0 /*是否允許使用隊(duì)列功能*/ #define OS_SEM_EN 1 /*是否允許使用信號(hào)量功能*/

#define OS_SEM_ACCEPT_EN 1 /*是否允許使用 OSSemAccept()*/ #define OS_SEM_DEL_EN 1 /*是否允許使用OSSemDel()*/

#define OS_SEM_QUERY_EN 1 /*是否允許使用OSSemQuery()*/ #define OS_TASK_CHANGE_PRIO_EN 1 /* 是 否 允 許 使 用 OSTaskChangePrio()*/

#define OS_TASK_CREATE_EN 1 /*是否允許使用 OSTaskCreate()*/

#define OS_TASK_CREATE_EXT_EN 1 /*是否允許使用 OSTaskCreateExt()*/ #define OS_TASK_DEL_EN 1 /*是否允許使用 OSTaskDel()*/

#define OS_TASK_SUSPEND_EN 1 /* 是 否 允 許 使 用 OSTaskSuspend()and OSTaskResume()*/

#define OS_TASK_QUERY_EN 1 /*是否允許使用 OSTaskQuery()*/ #define OS_TIME_DLY_HMSM_EN 1 /* 是 否 允 許 使 用 OSTimeDlyHMSM()*/

#define OS_TIME_DLY_RESUME_EN 1 /* 是 否 允 許 使 用 OSTimeDlyResume()*/

#define OS_TIME_GET_SET_EN 1 /* 是否允許使用 OSTimeGet()和 OSTimeSet()*/

#define OS_SCHED_LOCK_EN 1 /* 是 否 允 許 使 用 OSSchedLock()和 OSSchedUnlock()*/

#define OS_TICKS_PER_SEC 200 /*設(shè)置每秒之內(nèi)的時(shí)鐘節(jié)拍數(shù)目*/

三、運(yùn)行及觀察應(yīng)用輸出信息

開(kāi)始，所有的哲學(xué)家先處于 thinking 狀態(tài)，然后都進(jìn)入 hungry 狀態(tài)：

后首先獲得兩個(gè)信號(hào)量的 1、3 號(hào)哲學(xué)家開(kāi)始 eating，待他們釋放相關(guān)信號(hào)量之后，哲

學(xué)家 2、5、4 獲得所需的信號(hào)量并 eating： 應(yīng)用如此這般地循環(huán)執(zhí)行程序下去??

四、本實(shí)驗(yàn)中用到的μC/OS-Ⅱ相關(guān)函數(shù)

4.1 OSSemCreate()

OSSemCreate（）函數(shù)建立并初始化一個(gè)信號(hào)量。信號(hào)量的作用如下： ? 允許一個(gè)任務(wù)和其他任務(wù)或者中斷同步 ? 取得設(shè)備的使用權(quán) ? 標(biāo)志事件的發(fā)生

函數(shù)原型：

OS_EVENT *OSSemCreate（（（（WORD value））））參數(shù)說(shuō)明：

value 參數(shù)是所建立的信號(hào)量的初始值，可以取 0 到 65535 之間的任何值。返回值：

OSSemCreate()函數(shù)返回指向分配給所建立的信號(hào)量的控制塊的指針。如果沒(méi)有可用的 控制塊，OSSemCreate()函數(shù)返回空指針。注意：

必須先建立信號(hào)量，然后使用。4.2 OSSemPend()

OSSemPend（）函數(shù)用于任務(wù)試圖取得設(shè)備的使用權(quán)，任務(wù)需要和其他任務(wù)或中斷同

步，任務(wù)需要等待特定事件的發(fā)生的場(chǎng)合。如果任務(wù)調(diào)用 OSSemPend（）函數(shù)時(shí)，信號(hào)量 的值大于零，OSSemPend（）函數(shù)遞減該值并返回該值。如果調(diào)用時(shí)信號(hào)量等于零，OSSemPend（）函數(shù)函數(shù)將任務(wù)加入該信號(hào)量的等待隊(duì)列。OSSemPend（）函數(shù)掛起當(dāng)前 任務(wù)直到其他的任務(wù)或中斷置起信號(hào)量或超出等待的預(yù)期時(shí)間。如果在預(yù)期的時(shí)鐘節(jié)拍內(nèi)信 號(hào)量被置起，μC/OS-Ⅱ默認(rèn)最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)取得信號(hào)量恢復(fù)執(zhí)行。一個(gè)被 OSTaskSuspend（）函數(shù)掛起的任務(wù)也可以接受信號(hào)量，但這個(gè)任務(wù)將一直保持掛起狀態(tài)直到通過(guò)調(diào)用 OSTaskResume（）函數(shù)恢復(fù)任務(wù)的運(yùn)行。函數(shù)原型： ：： ：

Void OSSemPend(OS_EVNNT *pevent, INT16U timeout, int8u *err);參數(shù)說(shuō)明： ：： ：

pevent

是指向信號(hào)量的指針。該指針的值在建立該信號(hào)量時(shí)可以得到。（參考 OSSemCreate()函數(shù)）。

Timeout

允許一個(gè)任務(wù)在經(jīng)過(guò)了指定數(shù)目的時(shí)鐘節(jié)拍后還沒(méi)有得到需要的信號(hào)量時(shí) 恢復(fù)就緒狀態(tài)。如果該值為零表示任務(wù)將持續(xù)地等待信號(hào)量，最大的等待時(shí)間為 65535 個(gè)時(shí)

鐘節(jié)拍。這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度并不是非常嚴(yán)格的，可能存在一個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍的誤差。

Err 是指向包含錯(cuò)誤碼的變量的指針。OSSemPend()函數(shù)返回的錯(cuò)誤碼可能為下述幾 種：

? OS_NO_ERR ：信號(hào)量不為零。

? OS_TIMEOUT ：信號(hào)量沒(méi)有在指定數(shù)目的時(shí)鐘周期內(nèi)被設(shè)置。

? OS_ERR_PEND_ISR ：從中斷調(diào)用該函數(shù)。雖然規(guī)定了不允許從中斷調(diào)用該函數(shù)，但 μC/OS-Ⅱ仍然包含了檢測(cè)這種情況的功能。

?

OS_ERR_EVENT_TYPE ：pevent 不是指向信號(hào)量的指針。返回值： 無(wú) 注意：

必須先建立信號(hào)量，然后使用。不允許從中斷調(diào)用該函數(shù)。

4.3 OSSemPost()

OSSemPost（）函數(shù)置起指定的信號(hào)量。如果指定的信號(hào)量是零或大于零，OSSemPost（）函數(shù)遞增該信號(hào)量并返回。如果有任何任務(wù)在等待信號(hào)量，最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)將得到信

號(hào)量并進(jìn)入就緒狀態(tài)。任務(wù)調(diào)度函數(shù)將進(jìn)行任務(wù)調(diào)度，決定當(dāng)前運(yùn)行的任務(wù)是否仍然為最高 優(yōu)先級(jí)的就緒狀態(tài)的任務(wù)。函數(shù)原型：

INT8U OSSemPost（OS_EVENT *pevent）;參數(shù)說(shuō)明：

pevent

是指向信號(hào)量的指針。該指針的值在建立該信號(hào)量時(shí)可以得到。（參考 OSSemCreate()函數(shù)）。返回值：

OSSemPost()函數(shù)的返回值為下述之一： ?

OS_NO_ERR ：信號(hào)量被成功地設(shè)置 ?

OS_SEM_OVF ：信號(hào)量的值溢出

?

OS_ERR_EVENT_TYPE ：pevent 不是指向信號(hào)量的指針 注意：

必須先建立信號(hào)量，然后使用。4.4 OSTimeDly()

OSTimeDly（）將一個(gè)任務(wù)延時(shí)若干個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍。如果延時(shí)時(shí)間大于 0，系統(tǒng)將立即進(jìn) 行任務(wù)調(diào)度。延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)度可從 0 到 65535 個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍。延時(shí)時(shí)間 0 表示不進(jìn)行延時(shí)，函

數(shù)將立即返回調(diào)用者。延時(shí)的具體時(shí)間依賴(lài)于系統(tǒng)每秒鐘有多少時(shí)鐘節(jié)拍（由文件 SO_CFG.H 中的常量 OS_TICKS_PER_SEC 設(shè)定）。函數(shù)原型：

void OSTimeDly(INT16U ticks);參數(shù)說(shuō)明：

ticks 為要延時(shí)的時(shí)鐘節(jié)拍數(shù)。返回值：

無(wú)

注意：

注意到延時(shí)時(shí)間 0 表示不進(jìn)行延時(shí)操作，而立即返回調(diào)用者。為了確保設(shè)定的延時(shí)時(shí)間，建議用戶(hù)設(shè)定的時(shí)鐘節(jié)拍數(shù)加 1。例如，希望延時(shí) 10 個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍，可設(shè)定參數(shù)為 11。

五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及體會(huì)

在實(shí)驗(yàn)前要對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行深入的理解，即五個(gè)哲學(xué)家任務(wù)（ph1、ph2、ph3、ph4、ph5）主要有兩種過(guò)程：思考（即睡眠一段時(shí)間）和就餐。每個(gè)哲學(xué)家任務(wù)在就餐前必須申請(qǐng)并獲得一左一右兩支筷子，就餐完畢后釋放這兩支筷子。五個(gè)哲學(xué)家圍成一圈，每?jī)扇酥g有一支筷子。只有理解了，才能更好的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

第三篇：嵌入式操作系統(tǒng)課程報(bào)告

華北水利水電大學(xué)

North China University of Water Resources and Electric Power

嵌入式操作系統(tǒng)課程報(bào)告

題目 嵌入式系統(tǒng)課程綜和論述

學(xué) 院 物理與電子學(xué)院

專(zhuān) 業(yè) 電子信息工程

姓 名 李天澤

學(xué) 號(hào) 201816516

組 員

完成時(shí)間 2020.12.22

目 錄

一、嵌入式系統(tǒng)的介紹

（1）、嵌入式系統(tǒng)的概念……………………………………3

（2）、嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)……………………………………4

二、嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用……………………………5

三、總結(jié)和心得……………………………………………7

參考文獻(xiàn)……………………………………………7

附錄…………………………………………………8

摘要：

如今，嵌入式系統(tǒng)經(jīng)過(guò)半個(gè)多實(shí)際的發(fā)展和革新，在各個(gè)產(chǎn)業(yè)都可以看見(jiàn)它的身影。在電子消費(fèi)領(lǐng)域，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于手機(jī)、VCD、數(shù)字電視和路由器等常見(jiàn)家用電器和電子產(chǎn)品，或許在你的家里有著幾十甚至幾百個(gè)微型嵌入式計(jì)算機(jī)無(wú)時(shí)無(wú)刻地不在為你服務(wù)。

在工業(yè)控制方面，一輛豪華轎車(chē)的控制系統(tǒng)就包含著至少50個(gè)嵌入式微處理器，它們分布于火花塞、傳動(dòng)軸和安全氣囊等等。而一架先進(jìn)的飛機(jī)，一臺(tái)人造衛(wèi)星就可能包含著幾十套嵌入式系統(tǒng)和上百臺(tái)微型嵌入式計(jì)算機(jī)，沒(méi)有這些裝載，飛機(jī)和衛(wèi)星的控制系統(tǒng)就不能有效地工作，它們的導(dǎo)航系統(tǒng)就不能滿(mǎn)足嚴(yán)格的要求。

在通信領(lǐng)域也有著數(shù)不勝數(shù)的嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用，由于帶寬網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，交換機(jī)、路由器和各種傳輸設(shè)備等都逐漸需要更多的嵌入式系統(tǒng)來(lái)滿(mǎn)足它們互聯(lián)的需求，而這些基于32位的嵌入式系統(tǒng)品種多樣，絕大多數(shù)都價(jià)格低廉，能夠?yàn)槠髽I(yè)和家庭的網(wǎng)絡(luò)選擇提供更加廉價(jià)而多樣的方案。

一、嵌入式系統(tǒng)的介紹

1、嵌入式系統(tǒng)的概念：

上世紀(jì)的40年代人類(lèi)社會(huì)誕生了當(dāng)時(shí)最偉大的發(fā)明之一——計(jì)算機(jī)。1946年賓夕法尼亞大學(xué)研制出了世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)“ENIAC”，吹響了人類(lèi)向信息時(shí)代進(jìn)發(fā)的號(hào)角。如今半個(gè)多世紀(jì)過(guò)去了，總體來(lái)看，計(jì)算機(jī)已經(jīng)經(jīng)歷了兩個(gè)大的發(fā)展階段:大型計(jì)算機(jī)階段和個(gè)人中小型計(jì)算機(jī)階段。而今后，計(jì)算機(jī)技術(shù)將邁入下一個(gè)充滿(mǎn)機(jī)遇和挑戰(zhàn)的新階段—— “無(wú)處不在的計(jì)算機(jī)”階段，即“后PC發(fā)展階段”?！盁o(wú)處不在的計(jì)算機(jī)”是指在數(shù)以千計(jì)乃至萬(wàn)計(jì)的計(jì)算機(jī)之間彼此相互關(guān)聯(lián)，其與使用者的比例高達(dá)100%，這些計(jì)算機(jī)中包括有傳統(tǒng)的通用式計(jì)算機(jī)和嵌入式計(jì)算機(jī)，而后者占絕大多數(shù)，可以達(dá)到95%的比例。

施樂(lè)公司研究中心的主任Mark Weiser 認(rèn)為:“以長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展來(lái)看,PC和計(jì)算機(jī)工作站將逐漸衰落，因?yàn)橛?jì)算機(jī)將會(huì)變得無(wú)處不在，它們會(huì)在墻上,在手腕上，在口袋里等等，計(jì)算機(jī)將會(huì)像手寫(xiě)紙一樣,隨用隨取，伸手可得?！?/p>

目前全世界范圍的計(jì)算機(jī)研究者都在逐步形成一種共識(shí)，那就是在計(jì)算機(jī)將來(lái)的發(fā)展中，它必然不會(huì)成為像科幻電影中的那種會(huì)背叛人類(lèi)，傷害人類(lèi)的機(jī)械怪物，恰恰相反它們將變得小巧玲瓏而且無(wú)處不在。它們會(huì)出現(xiàn)在任何你能看的見(jiàn)、聽(tīng)得到、摸得著的地方,功能強(qiáng)大而且隨處可用，這就是“無(wú)處不在的計(jì)算機(jī)”。

嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就是所謂的“看不見(jiàn)的計(jì)算機(jī)”，一般情況下它只是運(yùn)行平臺(tái)，并不能作為獨(dú)立的開(kāi)發(fā)平臺(tái)來(lái)使用。而且它不能夠被用戶(hù)編程,對(duì)用戶(hù)的I/O接口是專(zhuān)用的。所以不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣f(shuō)：任意包含可編程計(jì)算機(jī)的設(shè)備而且這種設(shè)備不是作為通用計(jì)算機(jī)而設(shè)計(jì)的都可以稱(chēng)作嵌入式系統(tǒng)。

時(shí)至今日嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)逐漸滲透到人們的日常生活中，但因?yàn)槠洳煌膽?yīng)用形式和相異的名稱(chēng)，目前對(duì)嵌入式系統(tǒng)還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的定義。但一般認(rèn)為，它有以下概念：

（1）嵌入式系統(tǒng)的中心是應(yīng)用功能，基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)技術(shù)，其軟件和硬件可以裁剪，對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的功能、可靠性、成本、體積大小和功率損耗都有十分嚴(yán)格的要求和指標(biāo)。

（2）國(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)認(rèn)為嵌入式系統(tǒng)的定義是“Device used to control, monitor, or assist the operation of equipment , machinery or plants.”

（3）嵌入式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、電子技術(shù)等與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物，是一個(gè)技術(shù)集中、資源集中、應(yīng)用高度分散、技術(shù)不斷革新的集成系統(tǒng)。

2、嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)：

1）嵌入式系統(tǒng)通常都是多樣的有特定應(yīng)用功能的軟硬件綜合體，用于特定的任務(wù),其硬件和軟件設(shè)計(jì)都是高效而簡(jiǎn)潔的。其中嵌入式軟件的應(yīng)用程序和操作程序是一體化的，不同于傳統(tǒng)的通用計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序有著分明的界限。

2）嵌入式系統(tǒng)能夠受到多個(gè)處理器和體系結(jié)構(gòu)的支持，不同于通用的計(jì)算機(jī)只能夠使用少數(shù)的處理器類(lèi)型和體系結(jié)構(gòu)。目前已經(jīng)生產(chǎn)有上千種嵌人式微處理器和幾十種微處理器的體系結(jié)構(gòu)，其中比較主流常見(jiàn)的有ARM,MIPS, PowerPC,X86和SuperH等。

4）嵌入式系統(tǒng)有實(shí)時(shí)性和可靠性的特點(diǎn)，其主要表現(xiàn)在：目前絕大多數(shù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)都是嵌人式系統(tǒng)；嵌人式系統(tǒng)都有實(shí)時(shí)性的要求，其軟件通常都是固化或直接加載到內(nèi)存中運(yùn)行的，啟動(dòng)十分快速

另外，嵌人式系統(tǒng)通常都有處錯(cuò)能力和自動(dòng)復(fù)位的功能,目前在絕大多數(shù)嵌式系統(tǒng)中都包含著用于保證系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的軟硬件處理機(jī)制，比如看門(mén)狗定時(shí)器和內(nèi)存保護(hù)重啟機(jī)制等。

5）嵌入式系統(tǒng)通常都使用可以適應(yīng)多種類(lèi)型處理器、可裁剪量輕、實(shí)時(shí)性和可靠性高以及可以固化的。同嵌入式微處理器，嵌入式的操作系統(tǒng)也是多種多樣的，不僅可以支持多種處理器，還可以進(jìn)行裁剪量輕來(lái)匹配應(yīng)用的功能，而且規(guī)模較小，能夠節(jié)省資源等等。

二、嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用

第一代電子計(jì)算機(jī)體積大，耗電快，而且可靠性和實(shí)時(shí)性都無(wú)法滿(mǎn)足嵌入式計(jì)算的要求。到了20世紀(jì)60年代，由晶體管、磁芯存儲(chǔ)制造的第二代計(jì)算機(jī)開(kāi)始用于航海航空等領(lǐng)域，它的CPU能夠處理從電子系統(tǒng)傳來(lái)的信號(hào)，具有了數(shù)據(jù)總線(xiàn)的一些基本特性。而與此同時(shí)，嵌人式計(jì)算機(jī)也逐步應(yīng)用于工業(yè)和制造等方面。

至60年代末，采用集成電路的第三代計(jì)算機(jī)問(wèn)世，1965年發(fā)射Gemini3號(hào)是人們第一次使用機(jī)載數(shù)字計(jì)算機(jī)。而后的阿波羅探測(cè)飛船則使用了嵌人式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)提供和保障人機(jī)的交互功能來(lái)用于引導(dǎo)飛行。1963年DEC公司推廣了第一臺(tái)商用小型機(jī)，它具有嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，具備單總線(xiàn)結(jié)構(gòu)、高速寄存器和實(shí)時(shí)性、可靠性強(qiáng)的中斷系統(tǒng)以及交叉存取功能，標(biāo)志著嵌入式系統(tǒng)的興起。

1971 年,英特爾公司成功推出了世界上第一片微處理器Intel 4004。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格實(shí)惠、使用方便，在當(dāng)時(shí)銷(xiāo)量很好，Intel公司將它進(jìn)一步改進(jìn)后推出了4位的微處理器4040和8位的8008。

1973-1977 年短短四年之間全球許多廠家推出了各種各樣的8位微處理器，其中比較流行的有英特爾公司的8080/ 8085系列，摩托羅拉公司的6800/6802系列，齊洛格公司的Z80和羅克韋爾公司的6502等。這些微處理器的廣泛應(yīng)用為嵌入式系統(tǒng)開(kāi)辟了廣闊的市場(chǎng)，促成了嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展。計(jì)算機(jī)廠商開(kāi)始以插件的形式為用戶(hù)提供所需的OEM產(chǎn)品，并構(gòu)成符合用戶(hù)要求的微型控制計(jì)算機(jī)，嵌入到系統(tǒng)設(shè)備中。

嵌入式系統(tǒng)的大發(fā)展還要?dú)w功于20世紀(jì)80年代軟件技術(shù)的進(jìn)步。最初的嵌入式計(jì)算機(jī)的軟件都是十分專(zhuān)用的，其程序也只能用匯編語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)，因此嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期過(guò)長(zhǎng)，效率太低，不利于廣泛地推廣和應(yīng)用。得益于微電子技術(shù)的進(jìn)步，嵌入式計(jì)算機(jī)的軟件開(kāi)發(fā)不再局限于匯編語(yǔ)言，可以使用C或PL等高級(jí)語(yǔ)言，是編程更加多樣和簡(jiǎn)潔化，加快了嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率。時(shí)間步入20世紀(jì)90年代，當(dāng)時(shí)對(duì)分布控制、柔性制造和數(shù)字通信電等技術(shù)有著巨大需求，而這種需求也刺激著嵌人式系統(tǒng)的軟硬技術(shù)的革新和發(fā)展，促進(jìn)了嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用擴(kuò)大化。

如今，嵌入式系統(tǒng)經(jīng)過(guò)半個(gè)多實(shí)際的發(fā)展和革新，在各個(gè)產(chǎn)業(yè)都可以看見(jiàn)它的身影。在電子消費(fèi)領(lǐng)域，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于手機(jī)、VCD、數(shù)字電視和路由器等常見(jiàn)家用電器和電子產(chǎn)品，或許在你的家里有著幾十甚至幾百個(gè)微型嵌入式計(jì)算機(jī)無(wú)時(shí)無(wú)刻地不在為你服務(wù)。

在工業(yè)控制方面，一輛豪華轎車(chē)的控制系統(tǒng)就包含著至少50個(gè)嵌入式微處理器，它們分布于火花塞、傳動(dòng)軸和安全氣囊等等。而一架先進(jìn)的飛機(jī)，一臺(tái)人造衛(wèi)星就可能包含著幾十套嵌入式系統(tǒng)和上百臺(tái)微型嵌入式計(jì)算機(jī)，沒(méi)有這些裝載，飛機(jī)和衛(wèi)星的控制系統(tǒng)就不能有效地工作，它們的導(dǎo)航系統(tǒng)就不能滿(mǎn)足嚴(yán)格的要求。

在通信領(lǐng)域也有著數(shù)不勝數(shù)的嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用，由于帶寬網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，交換機(jī)、路由器和各種傳輸設(shè)備等都逐漸需要更多的嵌入式系統(tǒng)來(lái)滿(mǎn)足它們互聯(lián)的需求，而這些基于32位的嵌入式系統(tǒng)品種多樣，絕大多數(shù)都價(jià)格低廉，能夠?yàn)槠髽I(yè)和家庭的網(wǎng)絡(luò)選擇提供更加廉價(jià)而多樣的方案。

時(shí)至今日，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)從微至著，廣泛分布。但它還在不斷地更新發(fā)展，其構(gòu)成的計(jì)算機(jī)也會(huì)變得更小巧，更靈敏，更高效，更智能，相信在未來(lái)的某一天，會(huì)如Mark Weiser所說(shuō)的那樣：“它們會(huì)在墻上,在手腕上，在口袋里，就像手寫(xiě)紙一樣,隨用隨取，伸手可得?！?/p>

三、總結(jié)和心得

嵌入式系統(tǒng)作為一門(mén)計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)的學(xué)科，有著不同于傳統(tǒng)通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)和概念，具有獨(dú)特長(zhǎng)處。同時(shí)它的應(yīng)用遍布于電子消費(fèi)、通信工程、工業(yè)控制和軍事國(guó)防等多種領(lǐng)域，其發(fā)展前景是非常廣闊的，是一門(mén)十分值得深入學(xué)習(xí)和研究的學(xué)科。

通過(guò)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，我了解了許多嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的應(yīng)用知識(shí)，比如“任務(wù)的管理和調(diào)度”、“同步、互斥與通信”以及“中斷和時(shí)間管理”等全新的理論知識(shí)，同時(shí)也通過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)操作理解了對(duì)嵌入式系統(tǒng)軟硬件工作方式和應(yīng)用。所謂溫故而知新，通過(guò)撰寫(xiě)課程報(bào)告，我對(duì)嵌入式系統(tǒng)的各個(gè)方面有了新的了解，大大提高了對(duì)這門(mén)學(xué)科的興趣，在今后的學(xué)習(xí)中，我也會(huì)更加深入地去學(xué)習(xí)這門(mén)課程的相關(guān)內(nèi)容，豐富自己的知識(shí)領(lǐng)域，開(kāi)闊眼界，掌握更多的技能，為自己將來(lái)的發(fā)展做好鋪墊。

參考文獻(xiàn)：

甄鵬------《嵌入式實(shí)時(shí)Linux的移植及應(yīng)用技術(shù)的研究》2008，（02）

郭軍------《基于Petri網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)高層級(jí)設(shè)計(jì)方法與技術(shù)研究》2007,(04)

吳敏------《基于嵌入式的家庭網(wǎng)關(guān)控制平臺(tái)的研究與設(shè)計(jì)》2007,(05)

劉青云;焦鉻-------《嵌入式Web Service模型實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用》2019,(01)

田婧---------《嵌入式μCOSⅡ在DSP中的移植與應(yīng)用研究》2007,(04)

附錄

附查重報(bào)告：

第四篇：嵌入式系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 在網(wǎng)絡(luò)、通信、微電子發(fā)展的基礎(chǔ)上，以及勢(shì)不可擋的數(shù)字化信息產(chǎn)品的強(qiáng)大需求推動(dòng)下，嵌入式技術(shù)具有廣闊的發(fā)展創(chuàng)新空間。

(1)低功耗、高性能、高可靠性的系統(tǒng)需求對(duì)我國(guó)芯片設(shè)計(jì)是一個(gè)機(jī)遇。以嵌入式處理 器為領(lǐng)頭的國(guó)產(chǎn)CPU、片上系統(tǒng)(SoC)、片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(NoC)將有很大的發(fā)展。

(2)Linux正逐漸成為嵌入式操作系統(tǒng)的主流；J2ME技術(shù)也將對(duì)嵌入式軟件的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。目前自由軟件技術(shù)備受青睞，并對(duì)軟件技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用。嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核不僅需要具有微型化、高實(shí)時(shí)性等基本特征，還將向高可信性、自適應(yīng)性、構(gòu)件組件化方向發(fā)展；支撐開(kāi)發(fā)環(huán)境將更加集成化、自動(dòng)化、人性化；系統(tǒng)軟件對(duì)無(wú)線(xiàn)通信和能源管理的功能支持將日益重要。近幾年來(lái)，為使嵌入式設(shè)備更有效地支持Web服務(wù)而開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)不斷推出。這種操作系統(tǒng)在體系結(jié)構(gòu)上采用面向構(gòu)件、中間件技術(shù)，為應(yīng)用軟件乃至硬件的動(dòng)態(tài)加載提供支持，即所謂的“即插即用”，在克服以往的嵌入式操作系統(tǒng)的局限性方面顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)。

(3)Java虛擬機(jī)與嵌入式Java將成為開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)的有力工具。嵌入式系統(tǒng)的多媒體化將變成現(xiàn)實(shí)。它在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的應(yīng)用已是不可抗拒的潮流，并將占領(lǐng)網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備的主導(dǎo)地位。

(4)嵌入式系統(tǒng)與人工智能、模式識(shí)別技術(shù)的結(jié)合，將開(kāi)發(fā)出各種更具人性化、智能化的實(shí)際系統(tǒng)。智能手機(jī)、數(shù)字電視，以及汽車(chē)電子的嵌入式應(yīng)用，是這次機(jī)遇中的切入點(diǎn)。伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展，以嵌入式移動(dòng)設(shè)備為中心的“無(wú)所不在的計(jì)算”將成為現(xiàn)實(shí)。

第五篇：嵌入式Linux操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)規(guī)劃

嵌入式Linux操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)規(guī)劃

嵌入式Linux操作系統(tǒng)學(xué)習(xí)規(guī)劃

ARM+LINUX路線(xiàn)，主攻嵌入式Linux操作系統(tǒng)及其上應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)目標(biāo)：

（1）掌握主流嵌入式微處理器的結(jié)構(gòu)與原理（初步定為arm9）

（2）必須掌握一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)（初步定為uclinux或linux,版本待定）

（3）必須熟悉嵌入式軟件開(kāi)發(fā)流程并至少做一個(gè)嵌入式軟件項(xiàng)目。

從事嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的好處是：

（1）目前國(guó)內(nèi)外這方面的人都很稀缺。這一領(lǐng)域入門(mén)門(mén)檻較高，所以非專(zhuān)業(yè)IT人員很難切入這一領(lǐng)域；另一方面，是因?yàn)檫@一領(lǐng)域較新，目前發(fā)展太快，大多數(shù)人無(wú)條件接觸。

（2）與企業(yè)計(jì)算等應(yīng)用軟件不同，嵌入式領(lǐng)域人才的工作強(qiáng)度通常低一些（但收入不低）。

（3）哪天若想創(chuàng)業(yè)，搞自已的產(chǎn)品，嵌入式不像應(yīng)用軟件那樣容易被盜版。硬件設(shè)計(jì)一般都是請(qǐng)其它公司給訂做（這叫“貼牌”：OEM），都是通用的硬件，我們只管設(shè)計(jì)軟件就變成自己的產(chǎn)品了。

（4）興趣所在，這是最主要的。

從事嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的缺點(diǎn)是：

（1）入門(mén)起點(diǎn)較高，所用到的技術(shù)往往都有一定難度，若軟硬件基礎(chǔ)不好，特別是操作系統(tǒng)級(jí)軟件功底不深，則可能不適于此行。

（2）這方面的企業(yè)數(shù)量要遠(yuǎn)少于企業(yè)計(jì)算類(lèi)企業(yè)。

（3）有少數(shù)公司經(jīng)常要碩士以上的人搞嵌入式，主要是基于嵌入式的難度。但大多數(shù)公司也并無(wú)此要求，只要有經(jīng)驗(yàn)即可。

（4）平臺(tái)依托強(qiáng)，換平臺(tái)比較辛苦。

興趣的由來(lái)：

1、成功觀念不同，不虛度此生，就是我的成功。

2、喜歡思考，挑戰(zhàn)邏輯思維。

3、喜歡C

C是一種能發(fā)揮思維極限的語(yǔ)言。關(guān)于C的精神的一些方面可以被概述成短句如下：相信程序員。

不要阻止程序員做那些需要去做的。

保持語(yǔ)言短小精干。

一種方法做一個(gè)操作。

使得它運(yùn)行的夠快，盡管它并不能保證將是可移植的。

4、喜歡底層開(kāi)發(fā)，討厭vb類(lèi)開(kāi)發(fā)工具（并不是說(shuō)vb不好）。

5、發(fā)展前景好，適合創(chuàng)業(yè)，不想自己要死了的時(shí)候還是一個(gè)工程師。

方法步驟：

1、基礎(chǔ)知識(shí)：

目的：能看懂硬件工作原理，但重點(diǎn)在嵌入式軟件，特別是操作系統(tǒng)級(jí)軟件，那將是我的優(yōu)勢(shì)。

科目：數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)組成原理、嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)。

匯編語(yǔ)言、C/C++、編譯原理、離散數(shù)學(xué)。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法、操作系統(tǒng)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)。

方法：雖科目眾多，但都是較簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)，且大部分已掌握。不一定全學(xué)，可根據(jù)需要選修。主攻書(shū)籍：the c++ programming language（一直沒(méi)時(shí)間讀）、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-C2。

2、學(xué)習(xí)linux：

目的：深入掌握l(shuí)inux系統(tǒng)。

方法：使用linux—〉linxu系統(tǒng)編程開(kāi)發(fā)—〉驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)和分析linux內(nèi)核。先看深，那主講原理。看幾遍后，看情景分析，對(duì)照深看，兩本交叉，深是綱，情是目。剖析則是0.11版，適合學(xué)習(xí)。最后深入代碼。

主攻書(shū)籍：linux內(nèi)核完全剖析、unix環(huán)境高級(jí)編程、深入理解linux內(nèi)核、情景分析和源代。

3、學(xué)習(xí)嵌入式linux：

目的：掌握嵌入式處理器其及系統(tǒng)。

方法：（1）嵌入式微處理器結(jié)構(gòu)與應(yīng)用：直接arm原理及匯編即可，不要重復(fù)x86。

（2）嵌入式操作系統(tǒng)類(lèi)：ucOS/II簡(jiǎn)單，開(kāi)源，可供入門(mén)。而后深入研究uClinux。

（3）必須有塊開(kāi)發(fā)板（arm9以上），有條件可參加培訓(xùn)（進(jìn)步快，能認(rèn)識(shí)些朋友）。主攻書(shū)籍：毛德操的《嵌入式系統(tǒng)》及其他arm9手冊(cè)與arm匯編指令等。

4、深入學(xué)習(xí)：

A、數(shù)字圖像壓縮技術(shù)：主要是應(yīng)掌握MPEG、mp3等編解碼算法和技術(shù)。

B、通信協(xié)議及編程技術(shù)：TCP/IP協(xié)議、802.11，Bluetooth，GPRS、GSM、CDMA等。

C、網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)：如加密技術(shù)，數(shù)字證書(shū)CA等。

D、DSP技術(shù)：Digital Signal Process，DSP處理器通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理算法。說(shuō)明：太多細(xì)節(jié)未說(shuō)明，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。重點(diǎn)在于1、3，不必完全按照順序作。對(duì)于學(xué)習(xí)c++，理由是c++不只是一種語(yǔ)言，一種工具，她還是一種藝術(shù)，一種文化，一種哲學(xué)理念、但不是拿來(lái)炫耀得東西。對(duì)于linux內(nèi)核，學(xué)習(xí)編程，讀一些優(yōu)秀代碼也是有必要的。

注意：要學(xué)會(huì)舉一反多，有強(qiáng)大的基礎(chǔ)，很多東西簡(jiǎn)單看看就能會(huì)。想成為合格的程序員，前提是必須熟練至少一種編程語(yǔ)言，并具有良好的邏輯思維。一定要理論結(jié)合實(shí)踐。不要一味鉆研技術(shù)，雖然擠出時(shí)間是很難做到的，但還是要留點(diǎn)余地去完善其他的愛(ài)好，比如宇宙，素描、機(jī)械、管理，心理學(xué)、游戲、科幻電影。還有一些不愿意做但必須要做的！技術(shù)是通過(guò)編程編程在編程編出來(lái)的。永遠(yuǎn)不要夢(mèng)想一步登天，不要做浮躁的人，不要覺(jué)得路途漫上。而是要編程編程在編程，完了在編程，在編程！等機(jī)會(huì)來(lái)了在創(chuàng)業(yè)（不要相信有奇跡發(fā)生，盲目創(chuàng)業(yè)很難成功，即便成功了發(fā)展空間也不一定很大）。

嵌入式書(shū)籍推薦

Linux基礎(chǔ)

1、《Linux與Unix Shell 編程指南》

C語(yǔ)言基礎(chǔ)

1、《C Primer Plus，5th Edition》【美】Stephen Prata著

2、《The C Programming Language, 2nd Edition》【美】Brian W.Kernighan David M.Rithie（K & R）著

3、《Advanced Programming in the UNIX Environment，2nd Edition》（APUE）

4、《嵌入式Linux應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)詳解》

Linux內(nèi)核

1、《深入理解Linux內(nèi)核》（第三版）

2、《Linux內(nèi)核源代碼情景分析》毛德操 胡希明著

研發(fā)方向

1、《UNIX Network Programming》（UNP）

2、《TCP/IP詳解》

3、《Linux內(nèi)核編程》

4、《Linux設(shè)備驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)》（LDD）

5、《Linux高級(jí)程序設(shè)計(jì)》 楊宗德著

硬件基礎(chǔ)

1、《ARM體系結(jié)構(gòu)與編程》杜春雷著

2、S3C2410 Datasheet

英語(yǔ)基礎(chǔ)

1、《計(jì)算機(jī)與通信專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)》

系統(tǒng)教程

1、《嵌入式系統(tǒng)――體系結(jié)構(gòu)、編程與設(shè)計(jì)》

2、《嵌入式系統(tǒng)――采用公開(kāi)源代碼和StrongARM/Xscale處理器》毛德操 胡希明著

3、《Building Embedded Linux Systems》

4、《嵌入式ARM系統(tǒng)原理與實(shí)例開(kāi)發(fā)》 楊宗德著

理論基礎(chǔ)

1、《算法導(dǎo)論》

2、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語(yǔ)言版）》

3、《計(jì)算機(jī)組織與體系結(jié)構(gòu)?性能分析》

4、《深入理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)》【美】Randal E.Bryant David O''Hallaron著

5、《操作系統(tǒng)：精髓與設(shè)計(jì)原理》

6、《編譯原理》

7、《數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》

8、《數(shù)據(jù)壓縮原理與應(yīng)用》

C語(yǔ)言書(shū)籍推薦

1.The C programming language 《Ｃ程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言》

2.Pointers on C 《Ｃ和指針》

3.C traps and pitfalls 《Ｃ陷阱與缺陷》

4.Expert C Lanuage 《專(zhuān)家Ｃ編程》

5.Writing Clean Code-----Microsoft Techiniques for Developing Bug-free C Programs

《編程精粹--Microsoft 編寫(xiě)優(yōu)質(zhì)無(wú)錯(cuò)Ｃ程序秘訣》

6.Programming Embedded Systems in C and C++ 《嵌入式系統(tǒng)編程》

7.《C語(yǔ)言嵌入式系統(tǒng)編程修煉》

8.《高質(zhì)量C++/C編程指南》林銳

盡可能多的編碼，要學(xué)好C，不能只注重C本身。算法，架構(gòu)方式等都很重要。