第一篇：嵌入式課程論文

研究生課程論文

論文題目: 無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的定位算法綜述

學(xué) 院: 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè): 儀器儀表工程

班 級: 81430 學(xué) 號: 8143035 學(xué)生姓名：

沈天穎

二○一五 年 一 月 十 日

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）是一個多學(xué)科的研究領(lǐng)域，具有很廣泛的應(yīng)用前景，其中，WSN的定位是非常重要的研究方向。本課程論主要對WSN定位研究進行了歸納和總結(jié)。將每種定位算法按照需不需要測距分為兩大類，而且在具體算法中討論了其以下幾個特征，包括：需要/不需要錨節(jié)點、集中式/分布式、固定/移動等。

質(zhì)心定位算法

DV-Hop算法

MDS-MAP算法

分簇算法

改進的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位算法

第二篇：嵌入式軟件測試課程論文選題

嵌入式軟件測試課程論文選題

1、嵌入式軟件測試與一般軟件測試之異同研究

2、嵌入式軟件的覆蓋測試策略的應(yīng)用研究

3、基于案例的嵌入式系統(tǒng)軟件測試過程研究

4、各種系統(tǒng)測試技術(shù)的比較與選用研究

5、嵌入式軟件測試策略選擇原則的研究

6、基于多V模型的手機開發(fā)中的測試管理研究

7、嵌入式軟件開發(fā)中的測試管理綜述

8、軟件測試與軟件質(zhì)量之間的關(guān)系研究

9、常用軟件測試工具的選取原則的研究

10、各類測試文檔編寫規(guī)則及實例分析

11、軟件質(zhì)量評估技術(shù)的研究

第三篇：嵌入式論文

信息工程學(xué)院

課程設(shè)計報告書

專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 班 級： 0312412 學(xué) 號： 031241217 學(xué)生姓名： 肖文洲 指導(dǎo)教師： 劉三軍

計算機專業(yè)嵌入式系統(tǒng)課程的研究與實踐

【摘 要】隨著電子技術(shù)的發(fā)展，嵌入式技術(shù)成為當(dāng)今信息技術(shù)發(fā)展的主流技術(shù)。嵌入式技術(shù)作為高校計算機專業(yè)的一個新方向已被許多學(xué)校采用。本文通過對嵌入式技術(shù)的分析，提出了嵌入式系統(tǒng)課程體系建設(shè)的基本方法，包括專業(yè)培養(yǎng)計劃、嵌入式系統(tǒng)教學(xué)實踐平臺建設(shè)以及嵌入式系統(tǒng)教學(xué)模式與教學(xué)方法創(chuàng)新等?！娟P(guān)鍵詞】嵌入式技術(shù)；研究與實踐；計算機專業(yè)

隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展及嵌入式硬件技術(shù)與軟件技術(shù)的不斷成熟，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛，如智能家電、手機、汽車電子、網(wǎng)絡(luò)通信及電子娛樂產(chǎn)品等，隨之而來的是社會對嵌入式產(chǎn)品開發(fā)人才的需求也越來越多。因此，許多高校都開設(shè)了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方面的系列課程。由于嵌入式系統(tǒng)課程涉及的知識面寬、實踐性強，對實驗教學(xué)的要求較高，包括實驗教師、硬件配置、實驗項目的設(shè)置等。因此，作為對新技術(shù)研究和探索最活躍的群體，高等院校如何接受嵌入式技術(shù)帶來的挑戰(zhàn)，盡快開設(shè)嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)理論與實驗課程，并逐漸形成較規(guī)范的教學(xué)體系已成為一個重要的研究課題。

一、嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的特點

設(shè)置嵌入式系統(tǒng)課程的目的是讓未來的軟硬件開發(fā)人員了解和掌握必要的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法的概念、方法和工具。同時由于嵌入式系統(tǒng)對其他學(xué)科領(lǐng)域的滲透，其他相關(guān)專業(yè)的學(xué)生也有學(xué)習(xí)該課程的需求與必要。如其他電子、自動化專業(yè)都可開設(shè)相應(yīng)的選修課程，在某種程度上可以提升畢業(yè)學(xué)生的競爭力、就業(yè)率。嵌入式系統(tǒng)課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)包括嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、硬件構(gòu)架、軟件編程及外圍設(shè)備接口和驅(qū)動等，注重培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力和軟件開發(fā)能力;盡量反映該領(lǐng)域近年來最新的理論與技術(shù)，使學(xué)生了解學(xué)科的最新發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)課程的特點是涉及知識面廣、綜合性強、實踐性強，并且學(xué)科發(fā)展快，因而學(xué)習(xí)難度大，難以形成一個簡單明確的知識體系。同時該課程講授難度很大，它要求教師不僅具備一般的計算機系統(tǒng)的軟硬件知識，而且需要真正從事過嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)實踐，才能對嵌入式系統(tǒng)中的實時性等抽象概念和系統(tǒng)調(diào)試過程有感性認識。嵌入式系統(tǒng)教學(xué)主要有以下三個特點:(1)基礎(chǔ)性。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)涉及多個專業(yè)，如計算機工程、軟件工程、工業(yè)自動控制、機電工程、精密儀器和電子工程等，嵌入式技術(shù)與各個專業(yè)相互滲透融合，將逐漸形成新的學(xué)科研究方向，因此，嵌入式系統(tǒng)可作為上述各專業(yè)的基礎(chǔ)平臺課，以強化專業(yè)基礎(chǔ)知識。(2)綜合性。嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件設(shè)計的完美結(jié)合。它涉及電子信息、計算機、自動控制等諸多專業(yè)相關(guān)課程的內(nèi)容，如語言、微機原理、單片機設(shè)計和操作系統(tǒng)等課程，有很強的綜合性，因此，可以有效地對學(xué)生進行綜合能力的培養(yǎng)。(3)實踐性。嵌入式系統(tǒng)是理論與實踐結(jié)合密切的課程。實驗是嵌入式系統(tǒng)課程的重要組成部分，缺乏實驗的嵌入式系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)是紙上談兵，因此，學(xué)生必須通過大量的實驗和實踐環(huán)節(jié)，來加深對嵌入式系統(tǒng)理論知識的理解。

二、適合計算機專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)課程體系

嵌入式系統(tǒng)涉及電子、計算機、自動控制等諸多專業(yè)知識，專業(yè)性強，包括了操作系統(tǒng)、微機原理、編程語言程序設(shè)計、計算機網(wǎng)絡(luò)和接口設(shè)計等內(nèi)容，是軟件、硬件的完美結(jié)合。因此，嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計原理與技術(shù)不是一門課程所能講授的，需要建立一個課程體系。

嵌入式系統(tǒng)本身就是計算機系統(tǒng)。從廣義上講，目前計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的課程體系中所設(shè)置的許多專業(yè)基礎(chǔ)課，比如數(shù)字邏輯、C/C++程序設(shè)計、計算機網(wǎng)絡(luò)等，對嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的學(xué)習(xí)者來說同樣重要。在此，只從狹義的角度探討嵌入式系統(tǒng)的課程體系設(shè)置。

由于嵌入式系統(tǒng)涉及的知識面廣、應(yīng)用層面廣，所以應(yīng)針對嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用的不同層面的需求，設(shè)置不同層面的課程體系。從狹義上劃分，嵌入式系統(tǒng)課程體系可以有以下三個不同的層面: 第一層面:針對將來只是應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)硬件、軟件平臺來進行二次開發(fā)的學(xué)生而言，應(yīng)側(cè)重培養(yǎng)其基于某個嵌入式系統(tǒng)平臺上(包括硬件平臺和軟件平臺)進行應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)的能力。因此，針對這一層面的學(xué)生應(yīng)開設(shè)以下幾門主要課程: 《嵌入式實時操作系統(tǒng)》：選取一個具體的操作系統(tǒng)比如uCLinux為例，講授嵌入式操作系統(tǒng)的原理及應(yīng)用，重點介紹如何進行任務(wù)劃分、如何編寫I/ O驅(qū)動程序等?！肚度胧较到y(tǒng)設(shè)計》：重點介紹嵌入式系統(tǒng)設(shè)計步驟、方法，重點介紹嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)技術(shù)，以及嵌入式系統(tǒng)的測試技術(shù)及軟件優(yōu)化技術(shù)?！肚度胧骄W(wǎng)絡(luò)技術(shù)》：重點介紹基于嵌入式環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及應(yīng)用，比如I2C總線技術(shù)、USB接口技術(shù)、嵌入式Web技術(shù)等，掌握相關(guān)的通信技術(shù)及接口編程。

第二層面:針對將來從事嵌入式系統(tǒng)平臺設(shè)計及合作開發(fā)的學(xué)生而言，除需要學(xué)習(xí)上述三門課程外，還必須開設(shè)《嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》課程。該課程重點介紹某個具有代表性的嵌入式CPU(如ARM系列)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、匯編指令系統(tǒng)、中斷管理機制、常用外圍接口，使學(xué)生掌握嵌入式平臺設(shè)計的基礎(chǔ)知識。前提是學(xué)生具備數(shù)字邏輯方面的相關(guān)基礎(chǔ)知識。對于與第一個層面相同的課程，其授課中重點也不完全一樣。比如，《嵌入式操作系統(tǒng)》課程可以嵌入式Linux為主，重點介紹進程調(diào)度、進程間通信、內(nèi)存管理和I/O驅(qū)動機制等，使學(xué)生具備進行操作系統(tǒng)的裁剪、移植的基本能力。

第三層面:針對將來從事SOC(systemonChip)系統(tǒng)設(shè)計及開發(fā)的學(xué)生而言。主要課程有數(shù)字邏輯設(shè)計與應(yīng)用、電子電路原理與PCB技術(shù)、EDA技術(shù)(FPGA設(shè)計及應(yīng)用)、嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、嵌入式操作系統(tǒng)等，偏重于底層的設(shè)計。

通過以上分析可以看出，第一層至第三層分別是嵌入式系統(tǒng)中由軟到硬、由高層至底層的三個不同應(yīng)用層次，對應(yīng)不同的知識結(jié)構(gòu)需求。第一層偏軟，對底層的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及接口等要求較低，是在當(dāng)前比較容易實現(xiàn)的一個培養(yǎng)方向。在計算機本科專業(yè)中，軟件方向比較適合開展第一個層面的嵌入式系統(tǒng)教學(xué)，應(yīng)用方向比較適合開展第二個層面的嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)。根據(jù)以上分析，可以提出在計算機本科專業(yè)開設(shè)嵌入式系統(tǒng)方向需要參照的課程體 系:(1)專業(yè)基礎(chǔ)課:嵌入式系統(tǒng)概論、嵌入式系統(tǒng)原理與接口技術(shù)。(2)專業(yè)必修課:嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計。

(3)專業(yè)選修課:嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)測試技術(shù)、嵌入式工程應(yīng)用(即行業(yè)領(lǐng)域，如移動通信技術(shù)與應(yīng)用、數(shù)字家庭網(wǎng)關(guān)技術(shù)等)、分布式嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計等。

作為課程體系的一部分，實踐教學(xué)是嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的關(guān)鍵。實踐教學(xué)設(shè)置的總體指導(dǎo)思想是:以培養(yǎng)創(chuàng)新動手能力為核心，建立“系統(tǒng)的多級課程實踐”的實驗體系，包含課程基礎(chǔ)實驗、課程設(shè)計、綜合項目設(shè)計;同時，以“項目為中心”設(shè)計多層次的集中實踐題目，各層次的題目難度不等，以適合不同層次的學(xué)生[4]。

(1)每門課保證至少30%以上的上機或?qū)嶒瀸W(xué)時，完成基礎(chǔ)實驗項目。(2)至少有兩門課的課程設(shè)計(約兩周)，如ARM匯編程序設(shè)計、操作系統(tǒng)移植實驗、LCD/觸摸屏等接口實驗等等。(3)至少完成一個綜合課程設(shè)計(課余時間+綜合實訓(xùn)時間共約40學(xué)時)，類似于一個簡單的工程項目，有設(shè)計、編程調(diào)試、性能測試等完整的步驟如手機游戲、校園導(dǎo)航、電子詞典、嵌入式WEB服務(wù)器等。

(4)校企合作，建立實習(xí)基地，聯(lián)合完成項目設(shè)計。

三、嵌入式系統(tǒng)課程體系在計算機專業(yè)的實踐

我們在分析了企業(yè)對嵌入式人才需求的基礎(chǔ)上，提出了“在計算機本科專業(yè)培養(yǎng)嵌入式系統(tǒng)人才”的具體實施方案，并在2007級、2008級本科生中進行了實踐。

該課程定位為實驗研究型。目標(biāo)是通過嵌入式實驗平臺學(xué)習(xí)構(gòu)建一個嵌入式系統(tǒng)的一般方法，熟悉一些常用的微處理器、存儲器、外設(shè)接口并學(xué)習(xí)軟硬件設(shè)計方法。掌握嵌入式操作系統(tǒng)，定制內(nèi)核，編譯下載調(diào)試，編寫驅(qū)動程序和應(yīng)用程序等，最后要求實現(xiàn)或部分實現(xiàn)一個具體嵌入式應(yīng)用的解決方案，并在硬件平臺上實現(xiàn)出來。

課程的主要內(nèi)容包括:(1)典型嵌入式系統(tǒng)的基本配置?硬/軟件綜合設(shè)計方法和流程?應(yīng)用范例?(2)硬件環(huán)境微處理器?存儲器?I/O 口?外設(shè)接口和驅(qū)動?電源轉(zhuǎn)換和管理?總線?硬件調(diào)試?(3)嵌入式操作系統(tǒng)?操作系統(tǒng)內(nèi)核?Linux 和uCLinux?任務(wù)和任務(wù)調(diào)度?實時 OS? GUI?API?文件系統(tǒng)等?(4)嵌入式網(wǎng)絡(luò)通過和計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)合, 開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)接的應(yīng)用?(5)軟件開發(fā)過程?交叉編譯?鏈接調(diào)試?下載?板級支持包?(6)驅(qū)動程序?設(shè)備驅(qū)動機制?按鍵和觸摸屏驅(qū)動?網(wǎng)口驅(qū)動?紅外?USB 驅(qū)動?

實驗是嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的一個比較重要的環(huán)節(jié)，實驗大綱的制定是保證課程教學(xué)大綱目標(biāo)實現(xiàn)的一個重要環(huán)節(jié)，制定出符合學(xué)生實際的實驗大綱對計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)至關(guān)重要。按難易程度的不同，實驗內(nèi)容分為兩個層次：基本實驗與綜合應(yīng)用實驗。基本實驗?zāi)康氖亲寣W(xué)生了解嵌入式軟件和硬件的一般開發(fā)環(huán)境與流程，進行基本的嵌入式程序開發(fā)。綜合應(yīng)用實驗?zāi)康氖亲寣W(xué)生綜合運用前面所學(xué)到的知識，按照指定的題目，自行設(shè)計開發(fā)嵌入式應(yīng)用程序?；緦嶒灠ㄇ度胧杰浖_發(fā)基礎(chǔ)實驗、人機接口實驗、通信與音頻接口實驗、簡單驅(qū)動程序?qū)嶒灪颓度胧讲僮飨到y(tǒng)移植實驗等。對于綜合應(yīng)用實驗，給出多個題目，選擇其一，學(xué)生也可以自選題目。設(shè)備選 擇 了 北 京 博 創(chuàng) 公 司 所 開 發(fā) 的PXA270教學(xué)實驗平臺,由于 PXA270 性能好,實驗開發(fā)板的外圍設(shè)備又很豐富，使得實驗選題更加靈活。

課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計中對所學(xué)知識的運用與提高在理論學(xué)習(xí)結(jié)束后，學(xué)生對嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的各個環(huán)節(jié)有了較深入的理解與掌握。我們的方法是在課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計中深化學(xué)習(xí)。課程設(shè)計中，結(jié)合實驗用開發(fā)平臺，選擇了如MP3模擬控制系統(tǒng)等在實際中真正是嵌入式大行其道的應(yīng)用領(lǐng)域。在畢業(yè)設(shè)計中，我們布置了諸如“嵌入式智能控制器”，“嵌入式音頻控制器”，“內(nèi)核裁減”設(shè)計等工作，這些設(shè)計要求學(xué)生從軟硬件協(xié)同設(shè)計到軟硬件的測試方法等有深刻的掌握。還有組織學(xué)生參加大學(xué)生嵌入式設(shè)計競賽等教學(xué)活動。

四、結(jié)束語

隨著嵌入式應(yīng)用的迅猛發(fā)展,企業(yè)對嵌入式人才需求的缺口越來越大,越來越多的高校開始加強嵌入式系統(tǒng)的教學(xué)和科研,培養(yǎng)更多的適應(yīng)社會需求嵌入式系統(tǒng)人才。本文所設(shè)置的針對計算機本科專業(yè)的嵌入式系統(tǒng)課程體系,融合了企業(yè)的需求和計算機專業(yè)的特點,符合實際應(yīng)用。針對兩年實踐中存在的問題,在以后的教學(xué)中將不斷完善。

參考文獻：

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[3]賈志平.嵌入式系統(tǒng)原理與接口技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.[4]柳翔.嵌入式軟件工程人才培養(yǎng)的探索與實踐[J].計算機教育,2005,5.

第四篇：嵌入式論文總結(jié)

嵌入式論文總結(jié)

所謂嵌入式系統(tǒng)(Embedded Systems)．實際上是“嵌入式計算機系統(tǒng)”的簡稱，它是相對于通用計算機系統(tǒng)而言的。在有些系統(tǒng)里也有計算機，但是計算機是作為某個專用系統(tǒng)中的一個部件而存在的。像這樣“嵌入”到更大、專用的系統(tǒng)中的計算機系統(tǒng)，稱之為“嵌入式計算機”、“嵌入式計算機系統(tǒng)”或“嵌入式系統(tǒng)”。

在日常生活中，早已存在許多嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用，如天天必用的移動電話、帶在手腕上的電子表、烹調(diào)用的微波爐、辦公室里的打印機、汽車里的供油噴射控制系統(tǒng)和防抱死剎車系統(tǒng)(ABS)．以及現(xiàn)在流行的個人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機等等，它們內(nèi)部都有一個中央處理器CPU。

嵌入式系統(tǒng)無處不在，從家庭中的洗衣機、電冰箱、小汽車，到辦公室中的遠程會議系統(tǒng)等，都屬于可以使用嵌入式技術(shù)進行開發(fā)和改造的產(chǎn)品。嵌入式系統(tǒng)本身是一個相對模糊的定義，一個手持的MP3和一個P(:104的微型工業(yè)控制計算機都可以認為是嵌入式系統(tǒng)。根據(jù)英國電氣工程師協(xié)會(IEE)的定義：嵌入式系統(tǒng)是用來控制或監(jiān)視機器、裝置或工廠等大規(guī)模系統(tǒng)的設(shè)備?？梢钥闯龃硕x是扶應(yīng)用上考慮的，嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機電等附屬裝置。國內(nèi)對嵌入式系統(tǒng)的一般定義是：以應(yīng)用為中心．以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，從而能夠適應(yīng)實際應(yīng)用中對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。

嵌入式系統(tǒng)在應(yīng)用數(shù)量上遠遠超過了各種通用計算機。一臺通用計算機的外部設(shè)備中就包含了5～10個嵌入式微處理器，鍵盤、硬盤、顯示器、Modem、網(wǎng)卡、聲卡、打印機、掃描儀、數(shù)碼相機、集線器等均是由嵌入式處理器進行控制的。在制造工業(yè)、過程控制、通信、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備、消費類產(chǎn)品等方面，嵌入式系統(tǒng)都有用武之地。在大型嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)中，為了使嵌入式開發(fā)更方便、快捷，需要具備一種穩(wěn)定、安全的軟件模塊集合，用來管理存儲器分配、中斷處理、任務(wù)間通信和定時器響應(yīng)，以及提供多任務(wù)處理等，這樣的軟件模塊集合就是嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)的引入大大擴展了嵌入式系的功能，方便了應(yīng)用軟件的設(shè)計，但同時也占用了嵌入式系統(tǒng)的寶貴資源。一般在比較大型或多任務(wù)的應(yīng)用場合．才考慮使用嵌入式操作系統(tǒng)。

早期的嵌入式系統(tǒng)幾乎都用于控制，或多或少都有些實時要求，所以從前“嵌入式操作系統(tǒng)”實際上是“實時操作系統(tǒng)”的代名詞。近年來，由于手持式計算機和掌上電腦等設(shè)備的出現(xiàn)，也有了許多不帶實時要求的嵌入式系統(tǒng)。另一方面，由于C:PU速度的提高，一些原先被認為是“實時”的反應(yīng)速度現(xiàn)在已經(jīng)很普遍了，以前需要在“實時操作系統(tǒng)”上才能實現(xiàn)的應(yīng)用，現(xiàn)在己不難在常規(guī)的操作系統(tǒng)上實現(xiàn)。在這樣的背景下，“嵌入式操作系統(tǒng)”和“實時操作系統(tǒng)”就成了不同的概念和名詞

嵌入式系統(tǒng)是應(yīng)用于特定環(huán)境下、面對專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用系統(tǒng)，不同于通用計算機系統(tǒng)的多樣化和適用性。它與通用計算機系統(tǒng)相比具有以下特點：

(l)嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的，一般都有實時要求。嵌入式處理器大多工作在為特定用戶群所設(shè)計的系統(tǒng)中，通常具有功耗低、體積小、集成度高、成本低等特點，從而使嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計趨于小型化、專業(yè)化，同時移動能力大大增強，與網(wǎng)絡(luò)的耦合也越來越緊密。

(2)嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術(shù)、半導(dǎo)體工藝、電子技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與各領(lǐng)域的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物。這一特點決定了它必然是一個技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。

(3)嵌入式系統(tǒng)與具體應(yīng)用有機地結(jié)合在一起，其升級換代也與具體產(chǎn)品同步進行。因此，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進入市場，一般具有較長的生命周期。

(4)嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計，在保證穩(wěn)定、安全、可靠的基礎(chǔ)上，量體裁衣，去除冗余，力爭在同樣的硅片面積上實現(xiàn)更高的性能。這樣，才能最大限度地降低應(yīng)用成本。在縣體應(yīng)用中，對處理器的選擇決定了產(chǎn)品的市場競爭力。(5)嵌入式系統(tǒng)常常還有減小功耗的要求。這一方面是為了省電，因為嵌入式系統(tǒng)往往以電池供電；另一方面是要減少發(fā)熱量，因為嵌入式系統(tǒng)中常常沒有風(fēng)扇等排熱手段。

(6)可靠性與穩(wěn)定性對于嵌入式系統(tǒng)有著特別重要的意義，所以即使邏輯上的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，在物理組成上也會有所不同。由于對所用元器件（包括接插件、電源等等）的質(zhì)量和可靠性要求都比較高，所以元器件的平均無故障時間MTBF-(Mean Time Between F-ailure)成為關(guān)鍵性的參數(shù)。此外，環(huán)境溫度也是需要重點考慮的參數(shù)。

嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心，強調(diào)體積和功能的可裁剪性，是以完成控制、監(jiān)視等功能為目標(biāo)的專用系統(tǒng)。在嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)中．執(zhí)行任務(wù)的軟硬件都嵌入在實際的設(shè)備環(huán)境中，通過專門的I/()接口和外界交換信息。它們執(zhí)行的任務(wù)程序一般不由用戶編制。

嵌入式系統(tǒng)主要用于各種信號處理與控制，目前己在國防、國民經(jīng)濟及社會生活各領(lǐng)域普遍應(yīng)用操作系統(tǒng)OS(Operation Systems)是一組計算機程序的集合，用來有效地控制和管理計算機的硬件和軟件資源，即合理地對資源進行調(diào)度，并為用戶提供方便的應(yīng)用接口。它為應(yīng)用ARM9嵌入式系統(tǒng)設(shè)支持軟件提供運行環(huán)境，即為程序開發(fā)者提供功能強、使用方便的開發(fā)環(huán)境。

從資源管理的角度，操作系統(tǒng)主要包含如下功能。1．處理器管理

對處理器進行分配，并對其運行進行有效的控制和管理。在多任務(wù)環(huán)境下，合理分配由任務(wù)共享的處理器，使CPU能滿足各程序運行的需要，提高處理器的利用率，并能在恰當(dāng)?shù)臅r候收回分配給某任務(wù)的處理器。處理器的分配和運行都是以進程為基本單位進行的，因此對處理器的管理可以歸結(jié)為對進程的管理，包括進程控制、進程同步、進程通信、作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度等。2．存儲器管理

存儲器管理的主要任務(wù)，是為多道程序的運行提供良好的環(huán)境，包括內(nèi)存分配、內(nèi)存保護、地址映射、內(nèi)存擴充等。例如，為每道程序分配必要的內(nèi)存空間，使它們各得其所，且不致因互相重疊而丟失信息；不因某道程序出現(xiàn)異常情況而破壞其他程序的運行；方便用戶使用存儲器；提高存儲器的利用率；能從邏輯上來擴充內(nèi)存等。3．設(shè)備管理

完成用戶提出的設(shè)備請求，為用戶分配l/()設(shè)備；提高C.PU和l／()的利用率；提高l／()速度．方便用戶使用l/()設(shè)備。設(shè)備管理包括緩沖管理、設(shè)備分配、設(shè)備處理、形成虛擬邏輯設(shè)備等。4．文件管理

在計算機中，大量的程序和毅據(jù)是以文件的形式存放的。文件管理的主要任務(wù)就是對系統(tǒng)文件和用戶文件進行管理，方便用戶的使用，保證文件的安全性。文件管理包括對文件存儲空間的管理、目錄管理、文件的讀／寫管理以及文件的共享與保護等。

5．用戶接口

用戶與操作系統(tǒng)的接口是用戶能方便地使用操作系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。用戶通常只需以命令形式和系統(tǒng)調(diào)用即程序接口形式與系統(tǒng)打交道。使用圖形用戶接口(GUI)．可以將文字、圖形和圖像集成在一起，用非常容易識別的圖標(biāo)將系統(tǒng)的各種功能、應(yīng)用程序和文件直觀地表示出來，用戶可以通過鼠標(biāo)來獲取操作系統(tǒng)的服務(wù)。

隨著l_inux的迅速發(fā)展，嵌入式Linux現(xiàn)在已經(jīng)有許多版本，包括強實時的嵌入式Linux（如新墨西哥工學(xué)院的RT-I_inux和堪薩斯大學(xué)的KURT-I_inux）和一般的嵌入式Linux(如riClinux和Pocket I。lnux等)。其中．RT-Iinux通過把通常的Iinux任務(wù)優(yōu)先級設(shè)為最低，而所有的實時任務(wù)的優(yōu)先級都高于它，以達到既兼容通常的I。Inux任務(wù)又保證強實時性能的目的。另一種常用的嵌入式Linux是riClinux．它是針對沒有MMU的處理器而設(shè)計的。它不能使用處理器的虛擬內(nèi)存管理技術(shù)，對內(nèi)存的訪問是直接的，所有程序中訪問的地址都是實際的物理地址。它專為嵌入式系統(tǒng)做了許多小型化的工作。

嵌入式系統(tǒng)與通用計算機在以下幾個方面有比較明顯的差別： 1．人機交互界面

嵌入式系統(tǒng)和通用計算機之間的最大區(qū)別就在于人機交互界面。嵌入式系統(tǒng)可能根本就不存在鍵盤、顯示器等設(shè)備，它所完成的事情也可能只是監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)情況或者傳感器的變化情況，并按照事先規(guī)定好的過程及時完成相應(yīng)的處理任務(wù)。2．有限的功能

嵌入式系統(tǒng)的功能在設(shè)計時已經(jīng)定制好，在開發(fā)完成投入使用之后就不再變化。系統(tǒng)將反復(fù)執(zhí)行這些預(yù)定好的任務(wù)，而不像通用計算機那樣可以隨時運行新任務(wù)。雖然嵌入式操作系統(tǒng)可以添加新的任務(wù)，刪除舊的任務(wù)，但這樣的變化對嵌入式系統(tǒng)而言是關(guān)鍵性變化，有可能會對整個系統(tǒng)行為產(chǎn)生影響。3．時間關(guān)鍵性和穩(wěn)定性

嵌入式系統(tǒng)可能要求實時響應(yīng)，具有嚴格的時序性。同時，嵌入式系統(tǒng)還要求有非?？煽康姆€(wěn)定性。其工作環(huán)境可能非常惡劣，如高溫、高壓、低溫、潮濕等，這就要求在設(shè)計時考慮目標(biāo)系統(tǒng)的工作環(huán)境，合理選擇硬件和保護措施。軟件穩(wěn)定也是一個重要特征。軟件系統(tǒng)需要經(jīng)過反復(fù)測試，達到預(yù)先規(guī)定的要求才能真正投入使用。

嵌入式軟件的開發(fā)與傳統(tǒng)軟件的開發(fā)有許多共同點，它繼承了許多傳統(tǒng)軟件的開發(fā)習(xí)慣。由于嵌入式軟件運行于特定昀目標(biāo)應(yīng)用環(huán)境，而該目標(biāo)環(huán)境只針對特定的應(yīng)用領(lǐng)域，所以嵌入式軟件的功能比較專一，只完成預(yù)期要完成的功能。出于對系統(tǒng)成本方面的考慮，應(yīng)用系統(tǒng)的C:PU、存儲器、通信資源都恰到好處。嵌入式軟件的開發(fā)具有其自身的特點：

在Iinux的發(fā)展歷程中．Unix和Minix扮演著十分重要的角色。1990年，芬蘭人Unus 'ror-valds在赫爾辛基大學(xué)接觸到Unix；但是當(dāng)時上機學(xué)習(xí)要排隊等候很長時間，所以I。inus購買了自己的PC機，希望安裝一個類似的操作系統(tǒng)。由于Unix的內(nèi)核代碼不容易得到，所以他安裝了Minix。Minix是一個基于微內(nèi)核技術(shù)的類似于Unix的操作系統(tǒng)，是Andrew Tanebaum教授利用業(yè)余時間開發(fā)的用于教學(xué)的操作系統(tǒng)。當(dāng)時．Minix并不是完全免費的，而且Andrew Tane-baum教授不允許別人為Minix再加入其他東西，目的是為了教學(xué)的簡明扼要。

第五篇：嵌入式操作系統(tǒng)課程報告

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 業(yè) 電子信息工程

姓 名 李天澤

學(xué) 號 201816516

組 員

完成時間 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……………………………………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……………………………………………7

附錄…………………………………………………8

摘要：

如今，嵌入式系統(tǒng)經(jīng)過半個多實際的發(fā)展和革新，在各個產(chǎn)業(yè)都可以看見它的身影。在電子消費領(lǐng)域，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于手機、VCD、數(shù)字電視和路由器等常見家用電器和電子產(chǎn)品，或許在你的家里有著幾十甚至幾百個微型嵌入式計算機無時無刻地不在為你服務(wù)。

在工業(yè)控制方面，一輛豪華轎車的控制系統(tǒng)就包含著至少50個嵌入式微處理器，它們分布于火花塞、傳動軸和安全氣囊等等。而一架先進的飛機，一臺人造衛(wèi)星就可能包含著幾十套嵌入式系統(tǒng)和上百臺微型嵌入式計算機，沒有這些裝載，飛機和衛(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)就不能滿足嚴格的要求。

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、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)來滿足它們互聯(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)都價格低廉，能夠為企業(yè)和家庭的網(wǎng)絡(luò)選擇提供更加廉價而多樣的方案。

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年代人類社會誕生了當(dāng)時最偉大的發(fā)明之一——計算機。1946年賓夕法尼亞大學(xué)研制出了世界上第一臺計算機“ENIAC”，吹響了人類向信息時代進發(fā)的號角。如今半個多世紀(jì)過去了，總體來看，計算機已經(jīng)經(jīng)歷了兩個大的發(fā)展階段:大型計算機階段和個人中小型計算機階段。而今后，計算機技術(shù)將邁入下一個充滿機遇和挑戰(zhàn)的新階段—— “無處不在的計算機”階段，即“后PC發(fā)展階段”?！盁o處不在的計算機”是指在數(shù)以千計乃至萬計的計算機之間彼此相互關(guān)聯(lián)，其與使用者的比例高達100%，這些計算機中包括有傳統(tǒng)的通用式計算機和嵌入式計算機，而后者占絕大多數(shù)，可以達到95%的比例。

施樂公司研究中心的主任Mark Weiser 認為:“以長遠的發(fā)展來看,PC和計算機工作站將逐漸衰落，因為計算機將會變得無處不在，它們會在墻上,在手腕上，在口袋里等等，計算機將會像手寫紙一樣,隨用隨取，伸手可得?！?/p>

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

嵌入式計算機系統(tǒng)就是所謂的“看不見的計算機”，一般情況下它只是運行平臺，并不能作為獨立的開發(fā)平臺來使用。而且它不能夠被用戶編程,對用戶的I/O接口是專用的。所以不嚴謹?shù)卣f：任意包含可編程計算機的設(shè)備而且這種設(shè)備不是作為通用計算機而設(shè)計的都可以稱作嵌入式系統(tǒng)。

時至今日嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)逐漸滲透到人們的日常生活中，但因為其不同的應(yīng)用形式和相異的名稱，目前對嵌入式系統(tǒng)還沒有一個統(tǒng)一的定義。但一般認為，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)是計算機技術(shù)，其軟件和硬件可以裁剪，對應(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格的要求和指標(biāo)。

（2）國際電氣和電子工程師協(xié)會認為嵌入式系統(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)是計算機技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、電子技術(shù)等與各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物，是一個技術(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：

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)計都是高效而簡潔的。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)的通用計算機操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序有著分明的界限。

2）嵌入式系統(tǒng)能夠受到多個處理器和體系結(jié)構(gòu)的支持，不同于通用的計算機只能夠使用少數(shù)的處理器類型和體系結(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)，其中比較主流常見的有ARM,MIPS, PowerPC,X86和SuperH等。

4）嵌入式系統(tǒng)有實時性和可靠性的特點，其主要表現(xiàn)在：目前絕大多數(shù)實時操作系統(tǒng)都是嵌人式系統(tǒng)；嵌人式系統(tǒng)都有實時性的要求，其軟件通常都是固化或直接加載到內(nèi)存中運行的，啟動十分快速

另外，嵌人式系統(tǒng)通常都有處錯能力和自動復(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)運行可靠性的軟硬件處理機制，比如看門狗定時器和內(nèi)存保護重啟機制等。

5）嵌入式系統(tǒng)通常都使用可以適應(yīng)多種類型處理器、可裁剪量輕、實時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，還可以進行裁剪量輕來匹配應(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

第一代電子計算機體積大，耗電快，而且可靠性和實時性都無法滿足嵌入式計算的要求。到了20世紀(jì)60年代，由晶體管、磁芯存儲制造的第二代計算機開始用于航海航空等領(lǐng)域，它的CPU能夠處理從電子系統(tǒng)傳來的信號，具有了數(shù)據(jù)總線的一些基本特性。而與此同時，嵌人式計算機也逐步應(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算機問世，1965年發(fā)射Gemini3號是人們第一次使用機載數(shù)字計算機。而后的阿波羅探測飛船則使用了嵌人式計算機系統(tǒng)來提供和保障人機的交互功能來用于引導(dǎo)飛行。1963年DEC公司推廣了第一臺商用小型機，它具有嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，具備單總線結(jié)構(gòu)、高速寄存器和實時性、可靠性強的中斷系統(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、價格實惠、使用方便，在當(dāng)時銷量很好，Intel公司將它進一步改進后推出了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)開辟了廣闊的市場，促成了嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展。計算機廠商開始以插件的形式為用戶提供所需的OEM產(chǎn)品，并構(gòu)成符合用戶要求的微型控制計算機，嵌入到系統(tǒng)設(shè)備中。

嵌入式系統(tǒng)的大發(fā)展還要歸功于20世紀(jì)80年代軟件技術(shù)的進步。最初的嵌入式計算機的軟件都是十分專用的，其程序也只能用匯編語言來編寫，因此嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)周期過長，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)的進步，嵌入式計算機的軟件開發(fā)不再局限于匯編語言，可以使用C或PL等高級語言，是編程更加多樣和簡潔化，加快了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)效率。時間步入20世紀(jì)90年代，當(dāng)時對分布控制、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，促進了嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用擴大化。

如今，嵌入式系統(tǒng)經(jīng)過半個多實際的發(fā)展和革新，在各個產(chǎn)業(yè)都可以看見它的身影。在電子消費領(lǐng)域，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于手機、VCD、數(shù)字電視和路由器等常見家用電器和電子產(chǎn)品，或許在你的家里有著幾十甚至幾百個微型嵌入式計算機無時無刻地不在為你服務(wù)。

在工業(yè)控制方面，一輛豪華轎車的控制系統(tǒng)就包含著至少50個嵌入式微處理器，它們分布于火花塞、傳動軸和安全氣囊等等。而一架先進的飛機，一臺人造衛(wèi)星就可能包含著幾十套嵌入式系統(tǒng)和上百臺微型嵌入式計算機，沒有這些裝載，飛機和衛(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)就不能滿足嚴格的要求。

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、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)來滿足它們互聯(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)都價格低廉，能夠為企業(yè)和家庭的網(wǎng)絡(luò)選擇提供更加廉價而多樣的方案。

時至今日，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)成的計算機也會變得更小巧，更靈敏，更高效，更智能，相信在未來的某一天，會如Mark Weiser所說的那樣：“它們會在墻上,在手腕上，在口袋里，就像手寫紙一樣,隨用隨取，伸手可得?！?/p>

三、總結(jié)和心得

嵌入式系統(tǒng)作為一門計算機開發(fā)的學(xué)科，有著不同于傳統(tǒng)通用計算機系統(tǒng)的特點和概念，具有獨特長處。同時它的應(yīng)用遍布于電子消費、通信工程、工業(yè)控制和軍事國防等多種領(lǐng)域，其發(fā)展前景是非常廣闊的，是一門十分值得深入學(xué)習(xí)和研究的學(xué)科。

通過一個學(xué)期的學(xué)習(xí)，我了解了許多嵌入式實時操作系統(tǒng)的應(yīng)用知識，比如“任務(wù)的管理和調(diào)度”、“同步、互斥與通信”以及“中斷和時間管理”等全新的理論知識，同時也通過多次的實驗操作理解了對嵌入式系統(tǒng)軟硬件工作方式和應(yīng)用。所謂溫故而知新，通過撰寫課程報告，我對嵌入式系統(tǒng)的各個方面有了新的了解，大大提高了對這門學(xué)科的興趣，在今后的學(xué)習(xí)中，我也會更加深入地去學(xué)習(xí)這門課程的相關(guān)內(nèi)容，豐富自己的知識領(lǐng)域，開闊眼界，掌握更多的技能，為自己將來的發(fā)展做好鋪墊。

參考文獻：

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

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

劉青云;焦鉻-------《嵌入式Web Service模型實現(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

附查重報告：