第一篇：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，主攻嵌入式Linux操作系統(tǒng)及其上應(yīng)用軟件開發(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發(fā)流程并至少做一個嵌入式軟件項(xiàng)目。

從事嵌入式軟件開發(fā)的好處是：

（1）目前國內(nèi)外這方面的人都很稀缺。這一領(lǐng)域入門門檻較高，所以非專業(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。

從事嵌入式軟件開發(fā)的缺點(diǎn)是：

（1）入門起點(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)公司也并無此要求，只要有經(jīng)驗(yàn)即可。

（4）平臺依托強(qiáng)，換平臺比較辛苦。

興趣的由來：

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。

保持語言短小精干。

一種方法做一個操作。

使得它運(yùn)行的夠快，盡管它并不能保證將是可移植的。

4、喜歡底層開發(fā)，討厭vb類開發(fā)工具（并不是說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候還是一個工程師。

方法步驟：

1、基礎(chǔ)知識：

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)級軟件，那將是我的優(yōu)勢。

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。

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

2、學(xué)習(xí)linux：

目的：深入掌握linux系統(tǒng)。

方法：使用linux—〉linxu系統(tǒng)編程開發(fā)—〉驅(qū)動開發(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。

主攻書籍：linux內(nèi)核完全剖析、unix環(huán)境高級編程、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：ucOS/II簡單，開源，可供入門。而后深入研究uClinux。

（3）必須有塊開發(fā)板（arm9以上），有條件可參加培訓(xùn)（進(jìn)步快，能認(rèn)識些朋友）。主攻書籍：毛德操的《嵌入式系統(tǒng)》及其他arm9手冊與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CA等。

D、DSP技術(shù)：Digital Signal Process，DSP處理器通過硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號處理算法。說明：太多細(xì)節(jié)未說明，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。對于學(xué)習(xí)c++，理由是c++不只是一種語言，一種工具，她還是一種藝術(shù)，一種文化，一種哲學(xué)理念、但不是拿來炫耀得東西。對于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)會舉一反多，有強(qiáng)大的基礎(chǔ)，很多東西簡單看看就能會。想成為合格的程序員，前提是必須熟練至少一種編程語言，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)，雖然擠出時間是很難做到的，但還是要留點(diǎn)余地去完善其他的愛好，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)是通過編程編程在編程編出來的。永遠(yuǎn)不要夢想一步登天，不要做浮躁的人，不要覺得路途漫上。而是要編程編程在編程，完了在編程，在編程！等機(jī)會來了在創(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）。

嵌入式書籍推薦

Linux基礎(chǔ)

1、《Linux與Unix Shell 編程指南》

C語言基礎(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)動開發(fā)》（LDD）

5、《Linux高級程序設(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

英語基礎(chǔ)

1、《計(jì)算機(jī)與通信專業(yè)英語》

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語言書籍推薦

1.The C programming language 《Ｃ程序設(shè)計(jì)語言》

2.Pointers on C 《Ｃ和指針》

3.C traps and pitfalls 《Ｃ陷阱與缺陷》

4.Expert C Lanuage 《專家Ｃ編程》

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

《編程精粹--Microsoft 編寫優(yōu)質(zhì)無錯Ｃ程序秘訣》

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

7.《C語言嵌入式系統(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。

第二篇：嵌入式linu學(xué)習(xí)心得

嵌入式Linux學(xué)習(xí)心得

1、Linux命令

ls:查看目錄-l以列表方式查看;ls –l 與ll的功能一樣 pwd: 查看當(dāng)前的目錄

cd:改變當(dāng)前操作目錄cd /直接跳到根目錄 cd..回到上一級目錄 cat: 打印顯示當(dāng)前文件的內(nèi)容信息

mkdir:創(chuàng)建目錄

fdisk: 查看硬盤分區(qū)信息，-l以列表方式查看

->代表是鏈接文件，類似window下的快捷方式。

cp: 復(fù)制命令,例子cp 文件名 /home/dir/

mv: 移動或改名，如mv sonf.confsonf.txt(改名)移動：mv sonf.conf / rm:刪除命令，如rm –f test.c;如刪除目錄rm –fr d

man:查看某個命令的幫助，man 命令

2、各系統(tǒng)目錄的功能

drw—r—w--:d代表是目錄，drw代表當(dāng)前用戶的權(quán)限，r代表組用戶的權(quán)限，w代表其它用戶的權(quán)限。x代表有執(zhí)行權(quán)限。

/boot/gruff.conf: 啟動引導(dǎo)程序

/dev:brw—rw--:b代表是塊設(shè)備。Linux設(shè)備有三種，塊設(shè)備（b開頭）、字符設(shè)備(c開頭)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。had代表第一個硬盤，hdb代表第二個硬盤。Hdb2代表第二塊硬盤的第二個分區(qū)。3，67代表主設(shè)備為3，從設(shè)備為67./etc:存放的是系統(tǒng)的配置文件。Inittab文件存放不同啟動方式下必須啟動的進(jìn)程。Inittab文件中有6個啟動level，wait中對應(yīng)著6個level的目錄，respawn代表當(dāng)一個進(jìn)程被意外終止了，但會自動啟動的進(jìn)程，如守護(hù)進(jìn)程。rc.d目錄中存放了一個rc.sysinit文件，里面存放系統(tǒng)初始化配置信息。/etc還有一個vsftpd里面存放tcp、ftp的配置。

/home : 用戶目錄，存放用戶的文件，/lib：存放庫文件，后綴為so的文件代表動態(tài)鏈接庫。

/lost+found：系統(tǒng)意外終止，存放一些可以找回的文件。

/mnt：掛載外部設(shè)備，如掛載光驅(qū)：mount –t /dev/cdrom/mnt/cdrom，如

果在雙系統(tǒng)中，要查看windows中D盤的文件，首先應(yīng)該將D盤的文件映射過來，mount –t /dev/hda2/mnt/windows/d

/opt:用戶安裝的應(yīng)用程序

/proc:是系統(tǒng)運(yùn)行的映射，比較重要。里面的文件數(shù)字代表進(jìn)程號。每個進(jìn)程號目錄下包含進(jìn)程的基本信息。還有其他信息，如cpuinfo等，內(nèi)核支持的文件系統(tǒng)filesystem等。系統(tǒng)支持的中斷interrupts，iomen代表內(nèi)存分配情況。ioport存放IO端口號。還有分區(qū)信息，modole信息，狀態(tài)信息，版本信息

對于Linux的設(shè)備驅(qū)動程序，有兩種加載模式，一種是直接加載進(jìn)linux內(nèi)核，一種是以模塊的方式加載到內(nèi)核。

/sbin： 系統(tǒng)管理的一些工具。如poweroff關(guān)機(jī)工具。

/usr: 安裝系統(tǒng)時很多文件放在此目錄下面，包含一些更新等，include包含的頭文件，lib 是Linux的庫文件，src包含Linux2.4的內(nèi)核源碼

/var：存放是臨時變量

3、

第三篇：嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)一 嵌入式開發(fā)環(huán)境的建立

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

通過此實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，讀者可以了解嵌入式實(shí)時操作系統(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，包括信號量、隊(duì)列、內(nèi)存、時鐘等。在各個實(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)的同時能夠結(jié)合理論知識加以分析，了解各個函數(shù)的作用和嵌入式應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)方法，最終對整個 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。

二、實(shí)驗(yàn)步驟

1.安裝集成開發(fā)環(huán)境LambdaEDU 集成開發(fā)環(huán)境LambdaEDU 的安裝文件夾為 LambdaEDU，其中有一個名為“Setup.exe” 的文件，直接雙擊該文件便可啟動安裝過程。具體的安裝指導(dǎo)請看“LambdaEDU 安裝手 冊.doc”文件。

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

2.建立項(xiàng)目

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

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

在隨后出現(xiàn)的對話框中填入項(xiàng)目名稱“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”。即可開始構(gòu)建。

之后彈出的對話框顯示了構(gòu)建的進(jìn)度?？梢渣c(diǎn)擊“在后臺運(yùn)行”，以隱藏該對話框

在構(gòu)建的同時，在右下角的“構(gòu)建信息”視圖輸出構(gòu)建過程中的詳細(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)時間較多?！皹?gòu)建項(xiàng)目”則僅僅將新修改過的源代碼進(jìn)行編譯和連接，花費(fèi)時間最少?！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)時間最多。但是在項(xiàng)目剛建立后，第一次構(gòu)建時需要選擇“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啟動盤

在 LambdaEDU 中依次點(diǎn)擊“工具”、“Bochs”、“制作虛擬機(jī)啟動映象”。對啟動盤進(jìn)行一些參數(shù)設(shè)置后（如下圖所示），系統(tǒng)將自動為你生成一個PC 虛擬機(jī)的 啟動盤映像。

(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，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)該與之前制作啟動盤時設(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，改個名 字。

連接類型：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名為default 的目標(biāo)機(jī) 節(jié)點(diǎn)

(4)調(diào)試應(yīng)用 啟動虛擬機(jī)。

虛擬機(jī)啟動后的畫面如下（其中顯示的IP 地址創(chuàng)建虛擬機(jī)啟動盤時填入的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 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，會彈出一個“確認(rèn)透視圖切換”對話框，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)過程中遇到的問題及體會

在設(shè)置IP地址時，要求該IP地址與本計(jì)算機(jī)在同一個子網(wǎng)中，同時要求該 IP地址沒有被網(wǎng)絡(luò)上其他計(jì)算機(jī)使用。此外，通過構(gòu)建開發(fā)環(huán)境，處次體驗(yàn)到了嵌入式開發(fā)工作的樂趣。

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)的各個基本狀態(tài)及其變遷過程； 2.掌握 uC/OS-II 中任務(wù)管理的基本方法（創(chuàng)建、啟動、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)及其變遷過程，本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了 Task0、Task1 兩個任務(wù)： 任務(wù) Task0 不斷地掛起自己，再被任務(wù) Task1 解掛，兩個任務(wù)不斷地切換執(zhí)行。通過本實(shí)驗(yàn)，讀者可以清晰地了解到任務(wù)在各個時刻的狀態(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程后進(jìn)入 boot_card()函數(shù)，在其中調(diào)用 ucBsp_init()進(jìn) 行板級初始化后，調(diào)用 main()函數(shù)；

（2）main()函數(shù)調(diào)用 OSInit()函數(shù)對 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 uC/OS-II 內(nèi)核的運(yùn)行，開始多任務(wù)的調(diào)度，執(zhí) 行當(dāng)前優(yōu)先級最高的就緒任務(wù) TaskStart；（4）TaskStart 完成如下工作：

a、安裝時鐘中斷并初始化時鐘，創(chuàng)建 2 個應(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)先級最高的就緒任務(wù)Task0。之后整個系統(tǒng)的運(yùn)行流程如下：

? t1 時刻，Task0 開始執(zhí)行，它運(yùn)行到 t2 時刻掛起自己；

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

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

3.μC/OS-Ⅱ中的任務(wù)描述

一個任務(wù)通常是一個無限的循環(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)是絕不會返回的，其返回參數(shù)必須定義成 void。在μC/OS-Ⅱ中，當(dāng)一個運(yùn)行著的任務(wù)使一個比它優(yōu)先級高的任務(wù)進(jìn)入了就緒態(tài)，當(dāng)前任務(wù)的 CPU 使用權(quán)就會被搶占，高優(yōu)先級任務(wù)會立刻得到 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 個任務(wù)，但目前版本的μC/OS-Ⅱ有兩個任務(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)）。必須給每個任務(wù)賦以不同的優(yōu)先級，任務(wù)的優(yōu)先級號就是任務(wù)編號（ID），優(yōu)先級可以從 0 到 OS_LOWEST_PR10-2。優(yōu)先級號越低，任務(wù)的優(yōu)先級越高。μC/OS-Ⅱ總是運(yùn)行進(jìn)入就緒態(tài)的優(yōu)先級最高的任務(wù)。4.源程序說明(1)TaskStart任務(wù)

TaskStart 任務(wù)負(fù)責(zé)安裝操作系統(tǒng)的時鐘中斷服務(wù)例程、初始化操作系統(tǒng)時鐘，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)就會調(diào)度處于就緒狀態(tài)的優(yōu)先級最高的任務(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)我們在 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（）建立一個新任務(wù)。任務(wù)的建立可以在多任務(wù)環(huán)境啟動之前，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)。一個任務(wù)必須為無限循環(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。

無論用戶程序中是否產(chǎn)生中斷，在初始化任務(wù)堆棧時，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)說明請參考所用處理器的手冊。函數(shù)原型：

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

參數(shù)說明：

task 是指向任務(wù)代碼首地址的指針。

pdata 指向一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)用來在建立任務(wù)時向任務(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，此時 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。prio 為任務(wù)的優(yōu)先級。每個任務(wù)必須有一個唯一的優(yōu)先級作為標(biāo)識。數(shù)字越小，優(yōu)先級越高。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)先級的任務(wù)已經(jīng)存在。

? OS_PRIO_INVALID：參數(shù)指定的優(yōu)先級大于 OS_LOWEST_PRIO。? OS_NO_MORE_TCB：系統(tǒng)中沒有 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 類型。

在任務(wù)中必須調(diào)用μC/OS 提供的下述過程之一：延時等待、任務(wù)掛起、等待事件發(fā)生（等待信號量，消息郵箱、消息隊(duì)列），以使其他任務(wù)得到 CPU。用 戶 程 序 中 不 能 使 用 優(yōu) 先 級 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μC/OS 系統(tǒng)

保留，其余的 56 個優(yōu)先級提供給應(yīng)用程序。4.2 OSTaskSuspend()

OSTaskSuspend（）無條件掛起一個任務(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)會重新進(jìn)行任務(wù)調(diào)度，運(yùn)行下一個優(yōu)先級最高的就緒任務(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)被掛起時正在進(jìn)行延時操作，那么 任務(wù)的喚醒就需要兩個條件：延時的結(jié)束以及其他任務(wù)的喚醒操作。又如，任務(wù)被掛起時正 在等待信號量，當(dāng)任務(wù)從信號量的等待對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)說明：

prio 為指定要獲取掛起的任務(wù)優(yōu)先級，也可以指定參數(shù) OS_PRIO_SELF，掛起任務(wù)本 身。此時，下一個優(yōu)先級最高的就緒任務(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)先級大于 OS_LOWEST_PRIO 或沒有設(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)該成對使用。用 OSTaskSuspend（）掛起的任務(wù)只能用 OSTaskResume（）喚醒。4.3 OSTaskResume()

OSTaskResume（）喚醒一個用 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)說明：

prio 指定要喚醒任務(wù)的優(yōu)先級。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)先級大于或等于 OS_LOWEST_PRIO。

五、實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及體會

實(shí)驗(yàn)過程中體會到了嵌入式開發(fā)的樂趣，對上課老師所講的內(nèi)容有了進(jìn)一步的認(rèn)識與理解。17 實(shí)驗(yàn)三 信號量：哲學(xué)家就餐問題的實(shí)現(xiàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

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

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)時操作系統(tǒng) uC/OS-II 的應(yīng)用中，任務(wù)使用信號量的一般原理。通 過經(jīng)典的哲學(xué)家就餐實(shí)驗(yàn)，了解如何利用信號量來對共享資源進(jìn)行互斥訪問。2.源程序說明

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

間）和就餐。每個哲學(xué)家任務(wù)在就餐前必須申請并獲得一左一右兩支筷子，就餐完畢后釋放 這兩支筷子。五個哲學(xué)家圍成一圈，每兩人之間有一支筷子。一共有五支筷子，在該實(shí)驗(yàn)中 用了五個互斥信號量來代表。每個任務(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 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 個事件*/ #define OS_MAX_FLAGS 5 /*最多可以有 5 個事件標(biāo)志*/

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

#define OS_LOWEST_PRIO 14 /*任務(wù)優(yōu)先級不可以大于 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)的時鐘節(jié)拍數(shù)目*/

三、運(yùn)行及觀察應(yīng)用輸出信息

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

后首先獲得兩個信號量的 1、3 號哲學(xué)家開始 eating，待他們釋放相關(guān)信號量之后，哲

學(xué)家 2、5、4 獲得所需的信號量并 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)建立并初始化一個信號量。信號量的作用如下： ? 允許一個任務(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)說明：

value 參數(shù)是所建立的信號量的初始值，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量的控制塊的指針。如果沒有可用的 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)生的場合。如果任務(wù)調(diào)用 OSSemPend（）函數(shù)時，信號量 的值大于零，OSSemPend（）函數(shù)遞減該值并返回該值。如果調(diào)用時信號量等于零，OSSemPend（）函數(shù)函數(shù)將任務(wù)加入該信號量的等待隊(duì)列。OSSemPend（）函數(shù)掛起當(dāng)前 任務(wù)直到其他的任務(wù)或中斷置起信號量或超出等待的預(yù)期時間。如果在預(yù)期的時鐘節(jié)拍內(nèi)信 號量被置起，μC/OS-Ⅱ默認(rèn)最高優(yōu)先級的任務(wù)取得信號量恢復(fù)執(zhí)行。一個被 OSTaskSuspend（）函數(shù)掛起的任務(wù)也可以接受信號量，但這個任務(wù)將一直保持掛起狀態(tài)直到通過調(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)說明： ：： ：

pevent

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

Timeout

允許一個任務(wù)在經(jīng)過了指定數(shù)目的時鐘節(jié)拍后還沒有得到需要的信號量時 恢復(fù)就緒狀態(tài)。如果該值為零表示任務(wù)將持續(xù)地等待信號量，最大的等待時間為 65535 個時

鐘節(jié)拍。這個時間長度并不是非常嚴(yán)格的，可能存在一個時鐘節(jié)拍的誤差。

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

? OS_NO_ERR ：信號量不為零。

? OS_TIMEOUT ：信號量沒有在指定數(shù)目的時鐘周期內(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仍然包含了檢測這種情況的功能。

?

OS_ERR_EVENT_TYPE ：pevent 不是指向信號量的指針。返回值： 無 注意：

必須先建立信號量，然后使用。不允許從中斷調(diào)用該函數(shù)。

4.3 OSSemPost()

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

號量并進(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)先級的就緒狀態(tài)的任務(wù)。函數(shù)原型：

INT8U OSSemPost（OS_EVENT *pevent）;參數(shù)說明：

pevent

是指向信號量的指針。該指針的值在建立該信號量時可以得到。（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 ：信號量被成功地設(shè)置 ?

OS_SEM_OVF ：信號量的值溢出

?

OS_ERR_EVENT_TYPE ：pevent 不是指向信號量的指針 注意：

必須先建立信號量，然后使用。4.4 OSTimeDly()

OSTimeDly（）將一個任務(wù)延時若干個時鐘節(jié)拍。如果延時時間大于 0，系統(tǒng)將立即進(jìn) 行任務(wù)調(diào)度。延時時間的長度可從 0 到 65535 個時鐘節(jié)拍。延時時間 0 表示不進(jìn)行延時，函

數(shù)將立即返回調(diào)用者。延時的具體時間依賴于系統(tǒng)每秒鐘有多少時鐘節(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)說明：

ticks 為要延時的時鐘節(jié)拍數(shù)。返回值：

無

注意：

注意到延時時間 0 表示不進(jìn)行延時操作，而立即返回調(diào)用者。為了確保設(shè)定的延時時間，建議用戶設(shè)定的時鐘節(jié)拍數(shù)加 1。例如，希望延時 10 個時鐘節(jié)拍，可設(shè)定參數(shù)為 11。

五、實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及體會

在實(shí)驗(yàn)前要對該問題進(jìn)行深入的理解，即五個哲學(xué)家任務(wù)（ph1、ph2、ph3、ph4、ph5）主要有兩種過程：思考（即睡眠一段時間）和就餐。每個哲學(xué)家任務(wù)在就餐前必須申請并獲得一左一右兩支筷子，就餐完畢后釋放這兩支筷子。五個哲學(xué)家圍成一圈，每兩人之間有一支筷子。只有理解了，才能更好的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

第四篇：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 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(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)過半個多實(shí)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(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(jì)算機(jī)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(jìn)的飛機(jī)，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(jì)算機(jī)，沒有這些裝載，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(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年代人類社會誕生了當(dāng)時最偉大的發(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計(jì)算機(jī)“ENIAC”，吹響了人類向信息時代進(jìn)發(fā)的號角。如今半個多世紀(jì)過去了，總體來看，計(jì)算機(jī)已經(jīng)經(jīng)歷了兩個大的發(fā)展階段:大型計(jì)算機(jī)階段和個人中小型計(jì)算機(jī)階段。而今后，計(jì)算機(jī)技術(shù)將邁入下一個充滿機(jī)遇和挑戰(zhàn)的新階段—— “無處不在的計(jì)算機(jī)”階段，即“后PC發(fā)展階段”?！盁o處不在的計(jì)算機(jī)”是指在數(shù)以千計(jì)乃至萬計(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。

施樂公司研究中心的主任Mark Weiser 認(rèn)為:“以長遠(yuǎn)的發(fā)展來看,PC和計(jì)算機(jī)工作站將逐漸衰落，因?yàn)橛?jì)算機(jī)將會變得無處不在，它們會在墻上,在手腕上，在口袋里等等，計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)研究者都在逐步形成一種共識，那就是在計(jì)算機(jī)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(jī)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(qiáng)大而且隨處可用，這就是“無處不在的計(jì)算機(jī)”。

嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就是所謂的“看不見的計(jì)算機(jī)”，一般情況下它只是運(yùn)行平臺，并不能作為獨(dú)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(yán)謹(jǐn)?shù)卣f：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?yàn)槠洳煌膽?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(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）國際電氣和電子工程師協(xié)會認(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(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(shí)時性和可靠性的特點(diǎn)，其主要表現(xiàn)在：目前絕大多數(shù)實(shí)時操作系統(tǒng)都是嵌人式系統(tǒng)；嵌人式系統(tǒng)都有實(shí)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(yùn)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(yùn)行可靠性的軟硬件處理機(jī)制，比如看門狗定時器和內(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)多種類型處理器、可裁剪量輕、實(shí)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(jìn)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(jì)算機(jī)體積大，耗電快，而且可靠性和實(shí)時性都無法滿足嵌入式計(jì)算的要求。到了20世紀(jì)60年代，由晶體管、磁芯存儲制造的第二代計(jì)算機(jī)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(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)問世，1965年發(fā)射Gemini3號是人們第一次使用機(jī)載數(shù)字計(jì)算機(jī)。而后的阿波羅探測飛船則使用了嵌人式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來提供和保障人機(jī)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(jī)，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(shí)時性、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)時銷量很好，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)開辟了廣闊的市場，促成了嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展。計(jì)算機(jī)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(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(jìn)步，嵌入式計(jì)算機(jī)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(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)過半個多實(shí)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(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(jì)算機(jī)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(jìn)的飛機(jī)，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(jì)算機(jī)，沒有這些裝載，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(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(jì)算機(jī)開發(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)特長處。同時它的應(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(shí)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(shí)驗(yàn)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(bào)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(xiàn)：

甄鵬------《嵌入式實(shí)時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：

第五篇：七款嵌入式Linux操作系統(tǒng)簡介

除了智能數(shù)字終端領(lǐng)域以外，Linux在移動計(jì)算平臺、智能工業(yè)控制、金融業(yè)終端系統(tǒng)，甚至軍事領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。這些Linux被統(tǒng)稱為“嵌入式Linux”。下面就來看看都有哪些嵌入式Linux在以上領(lǐng)域縱橫馳騁吧！

RT-Linux

這是由美國墨西哥理工學(xué)院開發(fā)的嵌入式Linux操作系統(tǒng)。到目前為止，RT-Linux已經(jīng)成功地應(yīng)用于航天飛機(jī)的空間數(shù)據(jù)采集、科學(xué)儀器測控和電影特技圖像處理等廣泛領(lǐng)域。RT-Linux開發(fā)者并沒有針對實(shí)時操作系統(tǒng)的特性而重寫Linux的內(nèi)核，因?yàn)檫@樣做的工作量非常大，而且要保證兼容性也非常困難。為此，RT-Linux提出了精巧的內(nèi)核，并把標(biāo)準(zhǔn)的Linux核心作為實(shí)時核心的一個進(jìn)程，同用戶的實(shí)時進(jìn)程一起調(diào)度。這樣對Linux內(nèi)核的改動非常小，并且充分利用了Linux下現(xiàn)有的豐富的軟件資源。

uClinux

uCLinux是Lineo公司的主打產(chǎn)品，同時也是開放源碼的嵌入式Linux的典范之作。uCLinux主要是針對目標(biāo)處理器沒有存儲管理單元MMU（Memory Management Unit）的嵌入式系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的。它已經(jīng)被成功地移植到了很多平臺上。由于沒有MMU，其多任務(wù)的實(shí)現(xiàn)需要一定技巧。uCLinux是一種優(yōu)秀的嵌入式 Linux版本，是micro-Conrol-Linux的縮寫。它秉承了標(biāo)準(zhǔn)Linux的優(yōu)良特性，經(jīng)過各方面的小型化改造，形成了一個高度優(yōu)化的、代碼緊湊的嵌入式Linux。雖然它的體積很小，卻仍然保留了Linux的大多數(shù)的優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定、良好的移植性、優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能、對各種文件系統(tǒng)完備的支持和標(biāo)準(zhǔn)豐富的API。它專為嵌入式系統(tǒng)做了許多小型化的工作，目前已支持多款CPU。其編譯后目標(biāo)文件可控制在幾百KB數(shù)量級，并已經(jīng)被成功地移植到很多平臺上。

Embedix

Embedix是由嵌入式Linux行業(yè)主要廠商之一Luneo推出的，是根據(jù)嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的特點(diǎn)重新設(shè)計(jì)的Linux發(fā)行版本。Embedix提供了超過25種的Linux系統(tǒng)服務(wù)，包括Web服務(wù)器等。系統(tǒng)需要最小8MB內(nèi)存，3MB ROM或快速閃存。Embedix基于Linux 2.2內(nèi)核，并已經(jīng)成功地移植到了Intel x86和PowerPC處理器系列上。像其它的Linux版本一樣，Embedix可以免費(fèi)獲得。Luneo還發(fā)布了另一個重要的軟件產(chǎn)品，它可以讓在 Windows CE上運(yùn)行的程序能夠在Embedix上運(yùn)行。Luneo還將計(jì)劃推出Embedix的開發(fā)調(diào)試工具包、基于圖形界面的瀏覽器等?？梢哉f，Embedix 是一種完整的嵌入式Linux解決方案。

XLinux

XLinux是由美國網(wǎng)虎公司推出，主要開發(fā)者是陳盈豪。他在加盟網(wǎng)虎幾個月后便開發(fā)出了基于XLinux的、號稱是世界上最小的嵌入式Linux系統(tǒng)，內(nèi)核只有143KB，而且還在不斷減小。XLinux核心采用了“超字元集”專利技術(shù)，讓Linux核心不僅可能與標(biāo)準(zhǔn)字符集相容，還含蓋了12個國家和地區(qū)的字符集。因此，XLinux在推廣Linux的國際應(yīng)用方面有獨(dú)特的優(yōu)勢。

PoketLinux

PoketLinux由Agenda公司采用、作為其新產(chǎn)品“VR3 PDA”的嵌入式Linux操作系統(tǒng)。它可以提供跨操作系統(tǒng)構(gòu)造統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化的和開放的信息通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，在此結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)端到端方案的完整平臺。PoketLinux資源框架開放，使普通的軟件結(jié)構(gòu)可以為所有用戶提供一致的服務(wù)。PoketLinux平臺使用戶的視線從設(shè)備、平臺和網(wǎng)絡(luò)上移開，由此引發(fā)了信息技術(shù)新時代的產(chǎn)生。在PoketLinux中，稱之為用戶化信息交換（CIE），也就是提供和訪問為每個用戶需求而定制的“主題”信息的能力，而不管正在使用的設(shè)備是什么。

MidoriLinux

由Transmeta公司推出的MidoriLinux操作系統(tǒng)代碼開放，在GUN普通公共許可（GPL）下發(fā)布，可以在http://midori.transmeta.com上立即獲得。該公司有個名為“MidoriLinux計(jì)劃”。

“MidoriLinux”這個名字來源于日本的“綠色”——Midori，用來反映其Linux操作系統(tǒng)的環(huán)保外觀。

紅旗嵌入式Linux

由北京中科院紅旗軟件公司推出的嵌入式Linux是國內(nèi)做得較好的一款嵌入式操作系統(tǒng)。目前，中科院計(jì)算所自行開發(fā)的開放源碼的嵌入式操作系統(tǒng)—— Easy Embedded OS(EEOS)也已經(jīng)開始進(jìn)入實(shí)用階段了。該款嵌入式操作系統(tǒng)重點(diǎn)支持p-Java。系統(tǒng)目標(biāo)一方面是小型化，另一方面能重用Linux的驅(qū)動和其它模塊。由于有中科院計(jì)算所的強(qiáng)大科研力量做后盾，EEOS有望發(fā)展成為功能完善、穩(wěn)定、可靠的國產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)平臺。

思考與展望

以上列舉的眾多嵌入式Linux操作系統(tǒng)中，國內(nèi)對于uClinux和RT-Linux研究的較多，很多基于它們的產(chǎn)品已經(jīng)面世，比如華恒公司已經(jīng)把uClinux成功移植，并投放到市場。

正是由于Linux開放源代碼的特點(diǎn)，所以全世界的開發(fā)廠商都站在同一個起跑線上。國內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)也正在積極投入人力、物力，力爭在嵌入式操作系統(tǒng)上有所為。但應(yīng)該清醒認(rèn)識到，絕大多數(shù)的嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺還掌握在外國公司的手中。國產(chǎn)的嵌入式操作系統(tǒng)在技術(shù)含量、兼容性、市

場運(yùn)作模式等方面還有很多工作要做。國家對嵌入式領(lǐng)域的發(fā)展也極為重視。信息產(chǎn)業(yè)部《2003電子發(fā)展基金項(xiàng)目指南》在軟件類重點(diǎn)產(chǎn)品項(xiàng)目中，第五小類就是關(guān)于嵌入式軟件與系統(tǒng)開發(fā)的，并提出要重點(diǎn)進(jìn)行如下重點(diǎn)項(xiàng)目的研制與開發(fā)：嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)、嵌入式軟件集成開發(fā)平臺和嵌入式數(shù)據(jù)庫管理軟件。由于嵌入式系統(tǒng)研發(fā)在國內(nèi)起步比較晚，我國目前還基本處于實(shí)驗(yàn)室階段。但是嵌入式操作系統(tǒng)的巨大的商業(yè)價(jià)值和Linux的開放性，為民族軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了難得的機(jī)會。在跟蹤國外嵌入式操作系統(tǒng)最新技術(shù)的同時，國內(nèi)廠商要堅(jiān)持自主產(chǎn)權(quán)，力爭找到自己的突破點(diǎn)，探索出一條適合中國國情的嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展道路。