嵌入式软件概述-第一章

嵌入式软件概述——光通信中心陆月明前言1.嵌入式系统的应用(日常生活)①手机;②电视机;③数码相机;④洗衣机;⑤电冰箱;⑥空调;⑦.........;前言1.应用①工业控制;②通信设备;③汽车;④航空航天;⑤军事装备;前言1.重要性与学习意义①90%的处理器应用到嵌入式系统中;②需要大量的嵌入式系统的编程人员;③嵌入式系统在不断完善(Microsoft维娜斯计划，中国的女蜗计划);④通信行业的全部网络设备；信息家电计划1.什么是3C?①Computer②Communication③Consumer2.什么是“维娜斯”计划?①专为中国设计的,基于WindowsCE的信息家电计划.3.什么是“女蜗”计划①中科院北京软件工程研究中心的“女蜗”计划。②中国信息家电业的头四名都将来自现在的家电企业，而PC企业顶多能排上“老五”。信息家电标准1.在信息家电领域目前主要有三个标准。①第一个标准是以Sony为首的日欧8家IT企业联合推出的面向家庭网络的软件规范（HAVi（HomeAudioVideoInterchange），主要用于家庭视频和音频设备的连接和控制。②第二个标准是由美国Sun公司推出的分布式处理环境规范Jini。这个规范一经推出，便受到众多企业的欢迎。③第三个是美国微软的面向家庭网络连接的规范（UpnP（UniversalPlug＆Play）。目前HAVi已宣布采用Java字节码，实际上HAVi和Jini已经形成了互联的趋势。微软的UpnP规范由于注重网络互联而不侧重对象在网络中的传输和跨平台运行，目前这种特性仅Java支持。2.外国的标准之争值得我们深思。以前我们有些企业不注意标准问题，结果在国际市场激烈的竞争中屡屡吃亏。现在政府部门和不少企业已经认识到制订技术标准的问题迫在眉睫。中国信息产业商会3C联盟在信息产业部的直接领导下，已开始着手在信息家电领域建立信息家电产品的标准规范。嵌入式操作系统概况1.Microsoft①WindowsCE，WindowsNTEmbedded，WindowsXPEmbedded，ServerApplianceKit。（在PDA中应用最多）2.PALM的PalmOS（PDA）3.WindRiver的VxWorks（网络设备）4.Symbian的SymbianOS（手机）5.RTLinux（网络设备等）前言1.嵌入系统的新趋势①Internet：网络设备的普及；②移动设备:手机(嵌入式操作系统和应用软件)可以运行JAVA浏览器,操作数据库,有的具有强大的计算能力;③处理能力强:可运行桌面计算机计算能力的应用程序;④可穿戴计算机(WearableComputer):眼镜等,提示,识别.⑤无形计算机:从门锁-导弹.前言1.嵌入式软件发展前景①开发容易快速方向发展;②开发工具更加多和先进:汇编语言-C-C++-Java2.对嵌入式系统开发人员提出的挑战①处理器的选择;②嵌入式操作系统的选择;③变成语言的选择;④懂一种处理器结构或一种嵌入式操作系统是不够的;3.基础和内容①本课程的基础知识:已经熟悉C,C++和Java语言;②具有一定的应用程序开发经验;内容提纲1.什么是嵌入式系统2.嵌入式系统分类3.嵌入式系统的要求4.嵌入式软件开发中的挑战和问题5.嵌入式软件开发的趋势6.小结什么是嵌入式系统键盘显示器CPUMEMORY硬盘小键盘显示屏嵌入式CPUMEMORY桌面计算机手机什么是嵌入式系统项目主机系统嵌入式系统任务多(游戏,文字处理,计算)单一(完成特定任务)组成硬件+软件硬件+软件(简)成本高低什么是嵌入式系统1.完成特定任务的(最小)硬件与软件的组合.嵌入式系统分类1.单机嵌入式系统2.实时嵌入式系统3.网络设备4.移动设备单机嵌入式系统1.LED/LCD控制2.电动玩具3.CD播放器4.空调嵌入式系统的要求1.可靠性2.合理成本3.耗电低4.有效利用处理能力5.有效利用存储器6.适当的执行时间可靠性1.嵌入式系统可靠性要比桌面操作系统更高.①不能人为干预;②快速启动;③能自动复位;④能处理关键的错误.合理的成本1.什么场合可以不计系统成本?①核能厂,航天飞机2.什么场合必须减少成本?①CD播放器,电动玩具,外围设备.3.嵌入式系统的硬件组成?①处理器,存储设备,外围设备.4.什么是ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit,专用集成电路)?5.什么是ASM(ApplicationSpecificIntegratedMicroprocessor,专用微处理器)?耗电低1.嵌入式系统是电池供电.2.“睡眠”模式;3.减少耗电器件;有效利用处理能力1.什么是MIPS(millioninstructionspersecond,每秒百万条指令数)?2.什么是DSP(数字信号处理器)?3.评价系统的处理能力.4.什么是平行处理器?5.什么是PC处理器?有效利用存储器ROM(程序)RAM(数据)1.什么是ROM(readonlymemory)?1.只读存储器；2.保存程序；2.什么是RAM(randomaccessmemory)?①随机存取存储器；②保存数据；3.区别?4.消费类产品面临价格战?①成本；5.什么是闪存(flashmemory)?①存储操作系统；6.什么是次存储设备？①硬盘等外设，速度慢；适当的执行时间1.指定的时间内完成任务;①执行时间能保证；2.什么是实时操作系统?①任务或进程是可“剥夺”的；3.什么是网络操作系统?①适合网络应用（包括协议）等；4.什么是桌面操作系统?①强大的图形用户功能；5.什么是服务器操作系统?①能处理多任务，多处理机的情况。嵌入式软件开发中的挑战和问题1.协同设计;①硬件实现功能（快，成本高，耗电，占用空间）②软件实现功能（慢，灵活，成本低）③“协同设计”问题是软件工程师和硬件工程师需要解决的问题；④如TCP/IP的硬件实现；2.嵌入式操作系统;①混合语言（C和汇编）的采用；②是否要用操作系统（成本？代码容量？）3.代码优化;①处理能力；②存储；4.高效输入输出;①比桌面操作系统操作更困难；5.测试和调试①调试困难；②主机模拟；嵌入式操作系统1.什么是嵌入式操作系统(EmbeddedOperatingSystem)?①实现存储管理,输入输出和进程管理的系统;2.什么是进程?什么是线程(Thread)?①进程:操作系统创建和管理的一个独立运行的对象;②线程:应用程序创建和管理的,能独立运行的对象;3.嵌入式系统可以没有操作系统;4.什么是API(ApplicationProgrammingInterface,应用程序编程接口)?①由操作系统提供了,为编程人员提供的应用程序和操作系统的接口或库,有利于用户编程.5.什么是版税?①用户需要向软件开发企业支付的使用软件的费用(不是税),根据使用软件的数目等版税率不同.代码优化1.什么是代码优化?①对代码的算法复杂度、代码的效率、存储空间的优化。2.什么是程序空间?①程序在内存（RAM）中的存储空间；3.什么是数据空间?①数据在内存（RAM）中的存储空间；4.算法优化(算法复杂度)?①算法执行时间5.空间优化(空间复杂度)?①程序代码和数据的存储空间6.什么是汇编语言?什么是高级语言?7.开发语言对性能的影响?①低级语言性能好。高效输入/输出1.小键盘(8-12键);2.LED,LCD输出;3.芯片集成:降低成本测试和调试1.什么是开发机?①用于开发系统的计算机系统称为开发机;有强大的处理能力,能安装开发集成环境;2.什么是目标机?①系统运行的载体,编程目标.桌面计算机(开发机)WINDOWS开发软件目标机EthernetRS232高性能计算机手机嵌入式软件开发的趋势1.处理器①寻址能力8位，16位，32位；②RAM，ROM2.存储器①RAM，ROM。3.操作系统4.编程语言5.开发工具处理器1.什么是8,16,32位处理器;①Intel②AMD2.高级DSP也可满足要求;3.基本条件:RAM,ROM,串口,USB,ETHERNET存储器1.RAM,ROM,闪存,次存储设备;操作系统1.需更少的存储空间;2.API(ApplicationProgrammingInterface);Application（API）OS编程语言1.汇编;2.C;3.C++;4.ADA;5.JAVA.开发工具1.什么是交叉编译;①就是在一个平台上生成另一个平台上的可执行代码;2.什么是调试器;①在开发机上的工具软件,代码是DEBUG类型,而非RELEASE类型的.3.什么是仿真器;①为了在开发机上调试嵌入式软件,在开发机上安装模拟目标机系统,该系统称为仿真器.谢谢!