系统分析方法嵌入式

Ⅰ 嵌入式系统自学

嵌入式系统软件工程 方法实用技术及应用，免费下载

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《嵌入式系统软件工程:基础知识、方法和应用》系统地阐述嵌入式系统软件工程所涉及的过程、方法、内容，以及在典型工业领域中的应用。全书内容分为两大部分：第一部分介绍嵌入式系统软件工程方法论，主要包括嵌入式软件的开发过程(需求工程、软件和系统体系结构、编程和测试等内容)，开发和测试中所采用的标准，与安全性相关的软件系统的准入，以及嵌入式软件所涉及的法律问题：第二部分介绍嵌入式系统软件在汽车领域、轨道交通领域、航天领域、医疗器械、工业自动化、通信系统中的应用，在每个应用领域重点介绍具体应用领域的一些特定需求、技术和限制条件，以及它们对于嵌入式系统软件开发过程的影响。

Ⅱ 嵌入式系统分析设计方法有几种

嵌入式系统有linux、wince等。
系统设计比较难，做系统设计一般需要100~200人一到两年的时间也许才能做出来。就不给你说设计了。
建议你最好先弄清楚系统。学学系统原理。
分析系统实际上就是看内核源代码。做bootloader移植的修改的东西会多，看的也多，内核文件非常多。要分层级来看。

Ⅲ 什么是~嵌入式操作系统

嵌入式操作系统EOS（Embedded
OperatingSystem）是一种用途广泛的系统软件，过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。EOS负责嵌人系统的全部软、硬件资源的分配、调度工作，控制协调并发活动；它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。目前，已推出一些应用比较成功的EOS产品系列。随着Internet技术的发展、信息家电的普及应用及EOS的微型化和专业化，EOS开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。嵌人式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。EOS是相对于一般操作系统而言的，它除具备了一般操作系统最基本的功能，如任务调度、同步机制、中断处理、文件功能等外，还有以下特点：
(1)可装卸性。开放性、可伸缩性的体系结构。
(2)强实时性。EOS实时性一般较强，可用于各种设备控制当中。
(3)统一的接口。提供各种设备驱动接日.
(4)操作方便、简单、提供友好的图形GUI，图形界面，追求易学易用.
(5)提供强大的网络功能，支持TCP门P协议及其它协议，提供TCP／UDP／IP／PPP协议支持及统一的MAC访问层接口，为各种移动计算设备预留接口.
(6)强稳定性，弱交互性。嵌入式系统一旦开始运行就不需要用户过多的干预，这就要负责系统管理的EOS臭有较强的稳定性。嵌入式操作系统的用户接日一般不提供操作命令，它通过系统调用命令向用户程序提供服务。
(7)固化代码。在嵌入系统中，嵌入式操作系统和应用软件被固化在嵌入式系统计算机的ROM中。辅助存储器在嵌入式系统中很少使用，因此，嵌入式操作系统的文件管理功能应该能够很容易地拆卸，而用各种内存文件系统.
(8)更好的硬件适应性，也就是良好的移植性.
国际上用于信息电器的嵌入式操作系统有40种左右。现在，市场上非常流行的EOS产品，包括3Corn公司下属子公司的Palm
OS，全球占有份额达50％，MicroS。fi公司的Wind。ws
CE不过29％。在美国市场，Palm
OS更以80％的占有率远超Windows
CE。开放源代码的Linux很适于做信息家电的开发.
比如：中科红旗软件技术有限公司开发的红旗嵌入式Linux和美商网虎公司开发的基于Xlinux的嵌人式操作系统“夸克”。“夸克”是目前全世界最小的Linux，它有两个很突出的特点，就是体积小和使用GCS编码。
常见的嵌入式系统有:Linux、uClinux、WinCE、PalmOS、Symbian、eCos、uCOS-II、VxWorks、pSOS、Nucleus、ThreadX
、Rtems
、QNX、INTEGRITY、OSE、C
Executive
.
嵌入式操作系统的发展也必将带动新一轮的科技竞争.

Ⅳ 什么是嵌入式系统如何理解嵌入式系统的定义

1、嵌入式系统：是一种"完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统"，根据英国电气工程师协会的定义，嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。嵌入式系统通常进行大量生产，所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。
2、 可以这么理解嵌入式系统的定义： 嵌入式系统是用来控制或者监视机器、装置、工厂等大规模设备的系统。国内普遍认同的嵌入式系统定义为:以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。
3、（1）嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，它必须与具体应用相结合才会具有生命力、才更具有优势。因此可以这样理解上述三个面向的含义，即嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。
（2）嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。所以，介入嵌入式系统行业，必须有一个正确的定位。例如Palm之所以在PDA领域占有70%以上的市场，就是因为其立足于个人电子消费品，着重发展图形界面和多任务管理；而风河的Vxworks之所以在火星车上得以应用，则是因为其高实时性和高可靠性。
（3）嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。所以，如果能建立相对通用的软硬件基础，然后在其上开发出适应各种需要的系统，是一个比较好的发展模式。目前的嵌入式系统的核心往往是一个只有几K到几十K微内核，需要根据实际的使用进行功能扩展或者裁减，但是由于微内核的存在，使得这种扩展能够非常顺利的进行。
实际上，嵌入式系统本身是一个外延极广的名词，凡是与产品结合在一起的具有嵌入式特点的控制系统都可以叫嵌入式系统，而且有时很难以给它下一个准确的定义。现在人们讲嵌入式系统时，某种程度上指近些年比较热的具有操作系统的嵌入式系统，本文在进行分析和展望时，也沿用这一观点。

Ⅳ 关于嵌入式实时操作系统ucos ii的分析

嵌入式实时操作系统ucos ii的分析2010年01月06日 星期三 上午 01:15摘要：近年来，在单片机系统中嵌入操作系统已经成为人们越来越关心的一个话题。本文通过对一种源码公开的嵌入式实时操作系统ucos ii的分析，以51系列单片机为例，阐述了在单片机中使用该嵌入式操作系统的优缺点，以及在应用中应当注意的一些问题。
关键词：实时操作系统；ucos ii；单片机

引言
早在20世纪60年代，就已经有人开始研究和开发嵌入式操作系统。但直到最近，它才在国内被越来越多的提及，在通信、电子、自动化等需要实时处理的领域所曰益显现的重要性吸引了人们越来越多的注意力。但是，人们所谈论的往往是一些着名的商业内核，诸如VxWorks、PSOS等。这些商业内核性能优越，但价格昂贵，主要用于16位和32位处理器中，针对国内大部分用户使用的51系列8位单片机，可以选择免费的ucos ii。

ucos ii的特点
1．ucos ii是由Labrosse先生编写的一个开放式内核，最主要的特点就是源码公开。这一点对于用户来说可谓利弊各半，好处在于，一方面它是免费的，另一方面用户可以根据自己的需要对它进行修改。缺点在于它缺乏必要的支持，没有功能强大的软件包，用户通常需要自己编写驱动程序，特别是如果用户使用的是不太常用的单片机，还必须自己编写移植程序。

2．ucos ii是一个占先式的内核，即已经准备就绪的高优先级任务可以剥夺正在运行的低优先级任务的CPU使用权。这个特点使得它的实时性比非占先式的内核要好。通常我们都是在中断服务程序中使高优先级任务进入就绪态（例如发信号），这样退出中断服务程序后，将进行任务切换，高优先级任务将被执行。拿51单片机为例，比较一下就可以发现这样做的好处。假如需要用中断方式采集一批数据并进行处理，在传统的编程方法中不能在中断服务程序中进行复杂的数据处理，因为这会使得关中断时间过长。所以经常采用的方法是置一标志位，然后退出中断。由于主程序是循环执行的，所以它总有机会检测到这一标志并转到数据处理程序中去。但是因为无法确定发生中断时程序到底执行到了什么地方，也就无法判断要经过多长时间数据处理程序才会执行，中断响应时间无法确定，系统的实时性不强。如果使用μC/OS-II的话，只要把数据处理程序的优先级设定得高一些，并在中断服务程序中使它进入就绪态，中断结束后数据处理程序就会被立即执行。这样可以把中断响应时间限制在一定的范围内。对于一些对中断响应时间有严格要求的系统，这是必不可少的。但应该指出的是如果数据处理程序简单，这样做就未必合适。因为ucos ii要求在中断服务程序末尾使用OSINTEXIT函数以判断是否进行任务切换，这需要花费一定的时间。

3．ucos ii和大家所熟知的Linux等分时操作系统不同，它不支持时间片轮转法。ucos ii是一个基于优先级的实时操作系统，每个任务的优先级必须不同，分析它的源码会发现，ucos ii把任务的优先级当做任务的标识来使用，如果优先级相同，任务将无法区分。进入就绪态的优先级最高的任务首先得到CPU的使用权，只有等它交出CPU的使用权后，其他任务才可以被执行。所以它只能说是多任务，不能说是多进程，至少不是我们所熟悉的那种多进程。显而易见，如果只考虑实时性，它当然比分时系统好，它可以保证重要任务总是优先占有CPU。但是在系统中，重要任务毕竟是有限的，这就使得划分其他任务的优先权变成了一个让人费神的问题。另外，有些任务交替执行反而对用户更有利。例如，用单片机控制两小块显示屏时，无论是编程者还是使用者肯定希望它们同时工作，而不是显示完一块显示屏的信息以后再显示另一块显示屏的信息。这时候，要是ucos ii即支持优先级法又支持时间片轮转法就更合适了。

4．ucos ii对共享资源提供了保护机制。正如上文所提到的，ucos ii是一个支持多任务的操作系统。一个完整的程序可以划分成几个任务，不同的任务执行不同的功能。这样，一个任务就相当于模块化设计中的一个子模块。在任务中添加代码时，只要不是共享资源就不必担心互相之间有影响。而对于共享资源（比如串口），ucos ii也提供了很好的解决办法。一般情况下使用的是信号量的方法。简单地说，先创建一个信号量并对它进行初始化。当一个任务需要使用一个共享资源时，它必须先申请得到这个信号量，而一旦得到了此信号量，那就只有等使用完了该资源，信号量才会被释放。在这个过程中即使有优先权更高的任务进入了就绪态，因为无法得到此信号量，也不能使用该资源。这个特点的好处显而易见，例如当显示屏正在显示信息的时候，外部产生了一个中断，而在中断服务程序中需要显示屏显示其他信息。这样，退出中断服务程序后，原有的信息就可能被破坏了。而在μC/OS-II中采用信号量的方法时，只有显示屏把原有信息显示完毕后才可以显示新信息，从而可以避免这个现象。不过，采用这种方法是以牺牲系统的实时性为代价的。如果显示原有信息需要耗费大量时间，系统只好等待。从结果上看，等于延长了中断响应时间，这对于未显示信息是报警信息的情况，无疑是致命的。发生这种情况，在μC/OS-II中称为优先级反转，就是高优先级任务必须等待低优先级任务的完成。在上述情况下，在两个任务之间发生优先级反转是无法避免的。所以在使用ucos ii时，必须对所开发的系统了解清楚，才能决定对于某种共享资源是否使用信号量。

ucos ii在单片机使用中的一些特点
1．在单片机系统中嵌入ucos ii将增强系统的可靠性，并使得调试程序变得简单。以往传统的单片机开发工作中经常遇到程序跑飞或是陷入死循环。可以用看门狗解决程序跑飞问题，而对于后一种情况，尤其是其中牵扯到复杂数学计算的话，只有设置断点，耗费大量时间来慢慢分析。如果在系统中嵌入 ucos ii的话，事情就简单多了。可以把整个程序分成许多任务，每个任务相对独立，然后在每个任务中设置超时函数，时间用完以后，任务必须交出 CPU的使用权。即使一个任务发生问题，也不会影响其他任务的运行。这样既提高了系统的可靠性，同时也使得调试程序变得容易。

2．在单片机系统中嵌入ucos ii将增加系统的开销。现在所使用的51单片机，一般是指87C51或者89C51，其片内都带有一定的RAM和 ROM。对于一些简单的程序，如果采用传统的编程方法，已经不需要外扩存储器了。如果在其中嵌入ucos ii的话，在只需要使用任务调度、任务切换、信号量处理、延时或超时服务的情况下，也不需要外扩ROM了，但是外扩RAM是必须的。由于ucos ii是可裁减的操作系统，其所需要的RAM大小就取决于操作系统功能的多少。举例来说，μC/OS-II允许用户定义最大任务数。由于每建立一个任务，都要产生一个与之相对应的数据结构TCB，该数据结构要占用很大一部分内存空间。所以在定义最大任务数时，一定要考虑实际情况的需要。如果定得过大，势必会造成不必要的浪费。嵌入ucos ii以后，总的RAM需求可以由如下表达式得出：

RAM总需求=应用程序的RAM需求+内核数据区的RAM需求+（任务栈需求+最大中断嵌套栈需求）·任务数
所幸的是，μC/OS-II可以对每个任务分别定义堆栈空间的大小，开发人员可根据任务的实际需求来进行栈空间的分配。但在RAM容量有限的情况下，还是应该注意一下对大型数组、数据结构和函数的使用，别忘了，函数的形参也是要推入堆栈的。

3．ucos ii的移植也是一件需要值得注意的工作。如果没有现成的移植实例的话，就必须自己来编写移植代码。虽然只需要改动两个文件，但仍需要对相应的微处理器比较熟悉才行，最好参照已有的移植实例。另外，即使有移植实例，在编程前最好也要阅读一下，因为里面牵扯到堆栈操作。在编写中断服务程序时，把寄存器推入堆栈的顺序必须与移植代码中的顺序相对应。

4．和其他一些着名的嵌入式操作系统不同，ucos ii在单片机系统中的启动过程比较简单，不像有些操作系统那样，需要把内核编译成一个映像文件写入ROM中，上电复位后，再从ROM中把文件加载到RAM中去，然后再运行应用程序。ucos ii的内核是和应用程序放在一起编译成一个文件的，使用者只需要把这个文件转换成HEX格式，写入ROM中就可以了，上电后，会像普通的单片机程序一样运行。

结语
由以上介绍可以看出，ucos ii具有免费、使用简单、可靠性高、实时性好等优点，但也有移植困难、缺乏必要的技术支持等缺点，尤其不像商用嵌入式系统那样得到广泛使用和持续的研究更新。但开放性又使得开发人员可以自行裁减和添加所需的功能，在许多应用领域发挥着独特的作用。当然，是否在单片机系统中嵌入ucos ii应视所开发的项目而定，对于一些简单的、低成本的项目来说，就没必要使用嵌入式操作系统了。

Ⅵ 什么是嵌入式系统原理是

根据IEEE（电气和电子工程师协会）的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”（devices
used
to
control,
monitor,
or
assist
the
operation
of
equipment,
machinery
or
plants）。从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能，对可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由以下几部分组成:
嵌入式微处理器
外围硬件设备
嵌入式操作系统
特定的应用程序
特点：
应用的特定性和广泛性
技术、知识、资金的密集性
高效性
较长的生命周期
高可靠性
软硬一体，软件为主
无自举开发能力
嵌入式系统本身是一个相对模糊的定义。目前嵌入式系统已经渗透到我们生活中的每个角落，工业、服务业、消费电子……，而恰恰由于这种范围的扩大，使得“嵌入式系统”更加难于明确定义。
举个简单例子：一个手持的mp3是否可以叫做是嵌入式系统呢？答案肯定是“是”。另外一个PC104的微型工业控制计算机你会认为它是嵌入式系统吗？当然，也是，工业控制是嵌入式系统技术的一个典型应用领域。然而比较两者，你也许会发现二者几乎完全不同，除了其中都嵌入有微处理器。那是否可以说嵌入着微处理器的设备就是嵌入式系统？那鼠标中也有单片机，能叫嵌入式系统嘛？
那到底什么是嵌入式系统？莫非嵌入式系统只是一个难以定义的抽象概念？
◆嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，它必须与具体应用相结合才会具有生命力、才更具有优势。因此可以这样理解上述三个面向的含义，即嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。
◆嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。所以，介入嵌入式系统行业，必须有一个正确的定位。例如Palm之所以在PDA领域占有70％以上的市场，就是因为其立足于个人电子消费品，着重发展图形界面和多任务管理；而风河的Vxworks之所以在火星车上得以应用，则是因为其高实时性和高可靠性。
◆嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。所以，如果能建立相对通用的软硬件基础，然后在其上开发出适应各种需要的系统，是一个比较好的发展模式。目前的嵌入式系统的核心往往是一个只有几K到几十K微内核，需要根据实际的使用进行功能扩展或者裁减，但是由于微内核的存在，使得这种扩展能够非常顺利的进行。
实际上，嵌入式系统本身是一个外延极广的名词，凡是与产品结合在一起的具有嵌入式特点的控制系统都可以叫嵌入式系统，而且有时很难以给它下一个准确的定义。现在人们讲嵌入式系统时，某种程度上指近些年比较热的具有操作系统的嵌入式系统，本文在进行分析和展望时，也沿用这一观点。
一般而言，嵌入式系统的构架可以分成四个部分：处理器、存储器、输入输出（I/O）和软件（由于多数嵌入式设备的应用软件和操作系统都是紧密结合的，在这里我们对其不加区分，这也是嵌入式系统和Windows系统的最大区别）。

Ⅶ 几种主流嵌入式操作系统分析－－－Linux

在目前已经开发成功的嵌入式系统中，大约有一般使用的是Linux。这与它自身的优良特性是分不开的。 嵌入式Linux同Linux一样，具有低成本，多种硬件平台支持，优异的性能和良好的网络支持等优点。另外，为了更好的适应嵌入式领域的开发，嵌入式Linux还在Linux的基础上做了部分改进： 1）改善的内核结构 Linux内核采用的是整体式结构（Monolithic)，整个内核式一个单独的，非常大的程序，这样虽然能够使系统的各个部分直接沟通，提高系统响应速度，但与嵌入式系统存储容量小，资源有限的特点不相符合。因此，在嵌入式系统经常采用的是另一种称为微内核（Microkernel)的体系结构，即内核本身只提供一些最基本的操作系统功能，如任务调度，内存管理，中断处理等，而类似于文件系统和网络协议等附加功能则运行在用户空间中，并且可以根据实际需要进行取舍。这样就大大减小了内核的体积，便于维护和移植。

Ⅷ 系统学习嵌入式的步骤是什么

新手必读“嵌入式系统学习11大步骤”

1、Linux 基础
安装Linux操作系统 Linux文件系统 Linux常用命令 Linux启动过程详解 熟悉Linux服务能够独立安装Linux操作系统 能够熟练使用Linux系统的基本命令 认识Linux系统的常用服务安装Linux操作系统 Linux基本命令实践 设置Linux环境变量 定制Linux的服务 Shell 编程基础使用vi编辑文件 使用Emacs编辑文件 使用其他编辑器
2、Shell 编程基础
Shell简介 认识后台程序Bash编程熟悉Linux系统下的编辑环境 熟悉Linux下的各种Shell 熟练进行shell编程熟悉vi基本操作 熟悉Emacs的基本操作 比较不同shell的区别 编写一个测试服务器是否连通的shell脚本程序 编写一个查看进程是否存在的shell脚本程序 编写一个带有循环语句的shell脚本程序 （更多相关内容请关注：东方赛富——国内一流嵌入式培训学院）
3、Linux 下的 C 编程基础
linux C语言环境概述 Gcc使用方法 Gdb调试技术 Autoconf Automake Makefile 代码优化 熟悉Linux系统下的开发环境 熟悉Gcc编译器 熟悉Makefile规则编写Hello,World程序 使用 make命令编译程序 编写带有一个循环的程序 调试一个有问题的程序
4、嵌入式系统开发基础
嵌入式系统概述 交叉编译 配置TFTP服务 配置NFS服务 下载Bootloader和内核 嵌入式Linux应用软件开发流程熟悉嵌入式系统概念以及开发流程 建立嵌入式系统开发环境制作cross_gcc工具链 编译并下载U-boot 编译并下载Linux内核 编译并下载Linux应用程序
4、嵌入式系统移植
Linux内核代码 平台相关代码分析 ARM平台介绍 平台移植的关键技术 移植Linux内核到 ARM平台 了解移植的概念 能够移植Linux内核移植Linux2.6内核到 ARM9开发板
5、嵌入式 Linux 下串口通信
串行I/O的基本概念 嵌入式Linux应用软件开发流程 Linux系统的文件和设备 与文件相关的系统调用 配置超级终端和MiniCOM 能够熟悉进行串口通信 熟悉文件I/O 编写串口通信程序 编写多串口通信程序（更多相关内容请关注：东方赛富——国内一流嵌入式培训学院）
6、嵌入式系统中多进程程序设计
Linux系统进程概述 嵌入式系统的进程特点 进程操作 守护进程 相关的系统调用了解Linux系统中进程的概念 能够编写多进程程序编写多进程程序 编写一个守护进程程序 sleep系统调用任务管理、同步与通信 Linux任务概述任务调度 管道 信号 共享内存 任务管理 API 了解Linux系统任务管理机制 熟悉进程间通信的几种方式 熟悉嵌入式Linux中的任务间同步与通信编写一个简单的管道程序实现文件传输 编写一个使用共享内存的程序
7、嵌入式系统中多线程程序设计
线程的基础知识 多线程编程方法 线程应用中的同步问题了解线程的概念 能够编写简单的多线程程序编写一个多线程程序
8、嵌入式 Linux 网络编程
网络基础知识 嵌入式Linux中TCP/IP网络结构 socket 编程 常用 API函数 分析Ping命令的实现 基本UDP套接口编程 许可证管理 PPP协议 GPRS 了解嵌入式Linux网络体系结构 能够进行嵌入式Linux环境下的socket 编程 熟悉UDP协议、PPP协议 熟悉GPRS 使用socket 编写代理服务器 使用socket 编写路由器 编写许可证服务器 指出TCP和UDP的优缺点 编写一个web服务器 编写一个运行在 ARM平台的网络播放器
9、GUI 程序开发
GUI基础 嵌入式系统GUI类型 编译QT 进行QT开发熟悉嵌入式系统常用的GUI 能够进行QT编程使用QT编写“Hello，World”程序 调试一个加入信号/槽的实例 通过重载QWidget 类方法处理事件（更多相关内容请关注：东方赛富——国内一流嵌入式培训学院）
10、Linux 字符设备驱动程序
设备驱动程序基础知识 Linux系统的模块 字符设备驱动分析 fs_operation结构 加载驱动程序了解设备驱动程序的概念 了解Linux字符设备驱动程序结构 能够编写字符设备驱动程序编写Skull驱动 编写键盘驱动 编写I/O驱动 分析一个看门狗驱动程序 对比Linux2.6内核与2.4内核中字符设备驱动的不同Linux 块设备驱动程序块设备驱动程序工作原理 典型的块设备驱动程序分析 块设备的读写请求队列了解Linux块设备驱动程序结构 能够编写简单的块设备驱动程序比较字符设备与块设备的异同 编写MMC卡驱动程序 分析一个文件系统 对比Linux2.6内核与2.4内核中块设备驱动的不同
11、文件系统
虚拟文件系统 文件系统的建立 ramfs内存文件系统 proc文件系统 devfs 文件系统 MTD技术简介 MTD块设备初始化 MTD块设备的读写操作了解Linux系统的文件系统 了解嵌入式Linux的文件系统 了解MTD技术 能够编写简单的文件系统为 ARM9开发板添加 MTD支持 移植JFFS2文件系统 通过proc文件系统修改操作系统参数 分析romfs 文件系统源代码 创建一个cramfs 文件系统 （更多相关内容请关注：东方赛富——国内一流嵌入式培训学院）

Ⅸ 如何学习嵌入式

作者：匿名用户
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学习嵌入式系统，首先应该明确什么是嵌入式系统，否则费力去学，却不知所学为何物，岂不惘然？嵌入式系统的定义很多，这也是困扰嵌入式系统学习的一个因素。笔者根据自己开发和教学过程中的理解，以及对各种嵌入式系统的应用进行总结，提出了嵌入式系统的简单定义：嵌入式系统是嵌入式计算机系统的简称，这个定义突出嵌入式计算机系统和普通计算机系统的共性。下表列出了嵌入式系统的一些典型的应用：
智能机器人（S D R 4，火星登陆车）
娱乐和消费电子（Gameboy Advance，SonyPSP）
网络通信产品（Smartphone）
军用设备（军用PDA ）
汽车（车载导航，自动驾驶，娱乐系统）
智能仪器（虚拟仪器）
安全防护（防火，防盗）
环境保护（探空气球）
银行和商业消费（ATM）
以火星登陆车为例来分析一下嵌入式系统的定义。火星登陆车虽然听起来感觉在技术上有些高不可测，但是本质就是嵌入式计算机系统的应用，其核心就是一个计算机系统，而这个计算机系统的组成同传统的计算机系统在本质上没有什么差别。两者的显着不同之处就在于，用于火星登陆车的计算机系统被安装到了火星登陆车上。当然，一个计算机系统能够被安装在火星登陆车上，是需要进行很多特殊设计的。但是从本质上讲，嵌入式系统的核心概念还在计算机系统。嵌入式系统学习的重点也在计算机系统上。一方面，学习者需要牢固掌握计算机系统本身的概念，更重要的是学习嵌入系统的开发过程同传统计算机系统开发过程的差别。这里需要指出的是，很多学习者本来就没有从事过完整计算机系统的开发，高校的教学是以程序设计为中心的，计算机系统的构成，操作系统的原理，编程语言等课程都是为了能够让学生更好的使用计算机系统进行程序设计，在现有的计算平台上来设计实现各种应用，学生一般没有机会学习一个完整的计算机系统是如何构建，并亲身参与到构建的每一个过程。而对于嵌入式系统而言，从事平台开发的人就是要亲自去开发出一个完整的计算机系统，这个过程包括
1. 需求分析
2 硬件设计
3 驱动程序
4 Bootloader & BSP （板级支持包）
5 操作系统的移植
6 应用程序的开发
7 性能检查
嵌入式系统教学的目的就是教会学生如何根据需求去建立满足某种特殊行业需求的嵌入式计算机系统。让学生学会如何构件硬件平台，进行硬件设计，选择能够满足应用要求的最佳的嵌入式操作系统，并完成Bootloader，BSP和驱动程序的编写，移植，调试等过程。为了满足行业需求，最终要在所建立的系统上编写调试相应的应用程序，并进行性能的测试和检查。

你是谁,你需要学习哪些东西？
如果你的工作只是需要在PC 机上编写一个图片浏览程序，那么你就没有必要去了解当系统收到一个ARP请求包后应该如何回应。同样的道理，嵌入式系统的学习也是有很多方面的。就嵌入式系统的设计和实现而言，基本上需要四种不同的工作：系统设计工作，硬件设计工作，驱动程序和操作系统移植工作和应用程序设计开发工作。
1.系统设计工作
在系统的设计阶段，系统分析师将根据需求确定系统的硬件的基本构成，根据系统的需求选择使用那种处理器，使用哪种操作系统，使用那些软件开发工具。系统分析师往往是较为完整的参与过嵌入式系统设计的全过程，对于系统应用的行业较为了解，对于嵌入式系统本身的开发流程十分清楚的人。
2.硬件设计工作

系统硬件设计人员需要根据系统分析师的设计结果，进行硬件原理图的设计。通常需要硬件设计人员熟悉嵌入式系统的硬件构成。硬件设计人员需要了解常用的嵌入式系统处理器，存储器（Flash，SDRAM），以太网MAC芯片，音频/视频编解码芯片，电源管理芯片，总线接口电路 (USB,PCI)，液晶显示模块，可编程逻辑器件(FPGA/CPLD)，无线网络通信模块(Bluetooth,WLAN,GPRS)等硬件电路构成元素的基本工作原理，连接使用方法，使用注意事项，基本调试方法等内容。在网络上能找到很多公司的评估板的原理图，对于这些原理图要仔细研究，摸清处理器同存储器，网卡，液晶模块等器件的连接方法和原因。通过对这些电路的研究，能够较快地了解整个嵌入式系统的构成，这些电路同实际产品中的电路虽有一定差别的，特别是对于手持设备，但这些差别不影响初学者学习嵌入式系统的硬件设计基本构成。
以上这些知识，往往需要较长时间的学习和积累，需要亲自参与实践的机会。对于刚刚接触嵌入式系统硬件开发的学生来讲，一般不可能全部了解这些知识，但也不会是通通一无所知。笔者结合自己开发和教学的经验认为：首先应该选定一款主流且较为简单的嵌入式系统处理器，比如基于ARM7TDMI 内核的AT91M40800,S3C44B0 等嵌入式系统处理器，学习32 位RISC处理器的编程模型，指令集。高校教学中，单片计算机课程一般以8051系列单片为核心讲解，由于现代32位处理器的结构和开发方式同8位单片机有着较大的差别，学习者还是需要花一点力气来研究以下32位处理器的。以ARM处理器为例，学习者就需要理解处理器的多种工作模式，备份寄存器，RISC 指令集的特点，MMU 和虚拟地址，中断处理过程等内容。在学习指令集的过程中，最好能够每学习几条指令，就使用这几条指令在模拟器上实验以下，观察处理器执行的结果。这个过程一方面是学习者对于指令本身的学习能够取得一个比较好的效果，另外也是对开发工具本身的一种学习。接着，就可以开始学习片上资源的使用和配置方法。这时就需要一个方便使用的开发板，学习者能够通过JTAG仿真器将开发板同调试PC机相连，进行程序的下载，调试。特别是要仔细研究系统的初始化过程和中断处理的过程。在开发过程中如果遇到问题，应自己分析问题产生的原因，通过分析缩小问题可能产生的范围，最终找到问题的所在。最重要的就是要保持一种解决问题的信心，面对困难如何处理，往往能够决定最终系统是否能够调试成功。然后，学习者可以开始仔细学习处理器同存储器的连接，存储空间的配置，各种外扩器件，如网卡，AC97声卡的工作原理和使用方法。嵌入式系统硬件设计中往往需要使用可编程器件，学习者还需要一定的时间来学习使用常用的可编程器件（CP L D / F P G A），常用的有Xilinx和Altera公司的产品。进行系统硬件原理图设计，就需要使用原理图设计的EDA工具，常用的EDA 原理图设计工具主要包括Cadence公司的Capture，Protel公司的Protel99SE等。接下来就可以参照评估板的电路图，根据系统的设计要求，开始进行原理图的绘制了。在原理图绘制过程中，一定要搞清评估板电路连接的原因，对于一时没有搞清楚的问题切不可蒙混过关。例如，有些处理器的地址线是以字节位单位的，而另一些处理器的地址线则是以两个字节为单位的，当连接16位的存储器的时候，切不可想当然的把处理器的A 0 直接连接到存储器的A 0 上面。另外，学生还应具有一定的PCB板图绘制能力，因为在现阶段，很多公司还不能完全把原理图的设计工作和PCB 的绘制工作分开，往往要求硬件设计人员既能进行原理图设计又能进行板图设计。即使是PCB设计和原理图设计分开的公司，也需要原理图设计者能为PCB 的设计者对于不同的信号提出布板要求。
3.驱动程序和操作系统移植工作
现代嵌入式系统的开发同传统8位单片机系统的开发相比，一个显着的区别就是嵌入式操作系统的广泛使用。在拿到焊接完毕的电路板，并进行基本的测试后，就要进行驱动程序和操作系统的移植工作了。首先要进行的Bootloader的编写和移植工作。Bootloader相当于PC系统的BIOS。对于有些嵌入式操作系统，如uc/OSII没有bootloader同样可以开发调试。但是对于WindowsCE和嵌入式linux系统而言Bootloader就是必须的了。本文以Windows CE 为例，做一个简要的说明。
Windows CE 系统的移植工作主要就是BSP（板级支持包）的开发过程。BSP将具体的硬件差异同操作系统的核心隔离开来，主要由Bootloaer ，OAL（OEMAbstraction Layer）和设备驱动程序三部分组成。WindowsCE系统中Bootloader叫做Eboot。Eboot被写入系统的引导Flash。系统启动时运行Eboot，完成通过网卡将调试PC 机中WindowsCE 操作系统映像下载到目标系统的SDRAM中并开始执行的功能。对于一个系统移植人员，首先需要阅读文档，了解WindowsCE系统Bootloader和BSP的基本概念和开发过程。（呵，还要做这工作啊，我还没想到（初学^_^））Windows CE的开发系统Platform Builder提供了详细的文档和例程，开发人员需要仔细的阅读文档和例程。搞清楚各个函数之间的调用关系。在开发过程中的一个重要的步骤就是打通串口，使得目标板能够通过PC机串口向调试PC 机发送数据。由于ARM系统的仿真器比较昂贵，而且操作系统的调试往往不使用JTAG调试器进行单步调试。所以能从串口观察程序的执行过程和结果对于调试就显得十分重要了。串口打通之后一个比较棘手的问题就是网卡芯片的调试。刚刚接触嵌入式系统开发的人往往没有直接在寄存器级上使用网卡芯片的经验，而网卡芯片的说明一般都较为简短，这就要求开发者学习一些以太网的基础知识，对以太网的MAC 层有一个基本的认识。另外，各种网络调试（抓包）工具的使用也能大大降低系统调试的难度。系统的OAL需要根据具体硬件的不同做出相应的修改，这个部分可参照文档进行，在调试过程中根据串口的信息分析出错的地方。要充分发挥跨文件字符串搜索工具的功能，在浩如烟海的源文件中找到出错的位置。当然，随着开发者对系统文件目录结构的熟悉和了解，错误定位的速度会不断加快。WindowsCE 的驱动程序相对而言是比较好写的。
4.应用程序的开发
嵌入式系统的应用程序开发同在PC 机上开发应用程序的区别不是很大。对于Windows CE系统而言，Microsoft已经提供了较为完善的开发工具。特别是.NET Compact work的使用，使得基于Windows CE.NETCompactwork的应用程序有了跨平台性。开发人员可以使用Windows 的C# 语言直接在PC 上进行http://CE.NET应用程序的开发和模拟调试，也可将目标系统同PC 机相连，进行联机调试。现在有很多系统支持J2ME(JAVA的嵌入式系统版本) ，这使得JAVA 在嵌入式系统应用开发中占有较大的优势。另外，作为专业的嵌入式系统软件开发人员，还需要充分了解面向对象技术和设计模式等方面的知识，当然作为初学者可以先不深入研究这方面的内容。
常用嵌入式系统处理器和操作系统
处理器
常用嵌入式系统处理器主要包括ARM 处理器，Power PC 处理器，基于MIPS 内核的嵌入式处理器，软核处理器（如Altera 的Nios和Xilinx的MicroBlaze等）和DSP（数字信号处理器）等。
ARM 处理器的主要特点是具有较高的性能功耗比。ARM处理器被广泛的应用在手机，PDA等领域，其中较为着名的有Intel 公司生产的基于ARM 内核的XScale系列处理器。由于所有公司生产的基于ARM内核的处理器具有相同的编程模型，在手持和电池供电的系统中，基于ARM的嵌入式系统处理器往往被首先选用。PowerPC（简称PPC）处理器具有较强的运算性能和数据吞吐能力，在网络和数据通信领域基于PPC的嵌入式系统处理器有着广泛的应用。其中Motorola公司生产的MPC860/MPC8260被大量地应用在嵌入式网络产品中。MIPS 处理器的特点表现在十分强大的处理能力上。作为高性能处理器，MIPS处理器适用于网络、企业及高级消费类电子应用，特别是在机顶盒系统中，MIPS处理器具有较高的市场占有率。随着可编程器件的规模不断扩大，使得人们能够根据需要定制处理器，并方便的将针对某种特殊应用定制的处理器方便的在可编程器件内部实现。除了处理器外，计算机系统还需要许多其他构成部分，比如在多通道媒体数据处理系统中，经常需要使用可编程器件来实现高速的数据处理功能，使用软核DSP来实现复杂的数字信号处理算法，同时还需要处理器进行事务处理，软核处理器将可编程器件，DSP同处理器结合在一起，为系统级设计提供了极大的灵活性。DSP（数字信号处理器）有别于通用处理器，集中表现在其强大的数字信号处理能力上。在DSP 内部提供了硬件乘累加器，处理器在设计上对于特殊的寻址方式做了优化，一些DSP 还支持零耗循环（Zero OverheadLoop）。为了方便嵌入式系统设计，主流DSP 一般也都提供了丰富的外设。特别值得一提的是ADI 公司的Blackfin 系列DSP和TI 公司的DM64X系列DSP，两种处理器都提供了丰富的片上外设，非常适用嵌入式系统应用。
操作系统
http://WindowCE.NET/5.0
作为Microsoft的产品，WindowCE.NE/5.0提供了功能完备的平台开发工具Platform Builder和应用开发工具Embedded Visual C++/Visual Studio 2003。WindowsCE由于拥有广大使用者所熟悉的windows界面，系统提供了众多驱动程序，并且有完备的文档支持。对于应用开发而言，熟悉Windows系统开发的程序员很容易转到WindowsCE 应用程序的开发。Windows CE将会是一个非常有前途的嵌入式操作系统。
VxWorks
VxWorks是由Windriver（风河）公司出品的嵌入式实时操作系统，大名鼎鼎的火星登陆车就是使用了VxWorks。Windriver为VxWorks提供了集成开发环境tornado。
υC/OSII
υC/OS是由Jean Labrosse设计编写的开放源代码的嵌入式实时操作系统，笔者最早接触的嵌入式操作系统就是它。阅读并深入理解υC/OS的源代码对于理解实时系统是大有裨益的。
ARM Linux
ARM linux是由Russell King和其他开发者开发移植的用于ARM 处理器的linux操作系统。ARM Linux系统在GNU GPL下发布。
υCLinux
υClinux 是适用于没有MMU 的嵌入式处理的LinuxOS 版本。υ Clinux 同样在GNU GPL发布。
嵌入式系统开发过程中的常见问题和解决方法
Bootloader如何写入Flash ？
初学者一般都会遇到如何将程序写入处理器的问题。对于不同的处理器，可以采用不同的方法。例如Intel的Xscale处理器可以使用Intel公司提供的JFlash工具烧写。对于具有JTAG调试工具软件的处理器，可以使用如下思路：编写一段程序，这段程序能将位于SDRAM/SRAM 固定地址中的数据写入Flash中。烧写时，首先，将这段软件下载到SDRAM 中，然后通过调试软件将要写入Flash的数据下载到SDRAM/SRAM的某个固定地址开始的缓冲区，然后通过调试器开始执行程序，将数据写入Flash。除此以外，网络上还提供了很多专用的写Flash的工具，开发者可以根据自己的需要选用。(现在明白了我在学的那个BF533为什么先下个flashProgramer.dxe先了)
什么是arm-elf-gcc？
arm-elf-gcc是一个交叉C语言编译器。我们在PC平台下编译程序，编译器运行的处理器同生成的代码将要运行的处理器相同。但是，在PC
机上编译ARM程序时，编译器运行的处理器同生成的代码运行的处理器不同，这种编译器叫做交叉编译器。其中的elf是指编译器生成的目标文件格式。(其实我们平时用的单片机编译器如GCC—AVR等已是交叉编译器了，我到现在才弄清楚什么是交叉编译器)
走了哪条编译路径？
系统程序和驱动程序往往包含很多的编译选项，很多选项都是在编译时通过命令行定义的，如果想知道编译的是那一段程序可以使用如下的方法：
#ifdef PLAT_AAA
#error Code for Platform AAA
#else
#error Code NOT for Platform AAA
#endif
这样在编译的时候就知道，编译的是哪一条路经了。对于支持#pragma message( “I am here”)的编译器也可使用#pragma message预编译指令。
我怎么知道那段代码在那个文件中？
系统编程中经常需要使用在多个文件中搜索字符串，在windows平台下可以使用平台提供的多文件字符串搜索工具。在linux平台下，可以使用grep来搜索字符串。Grep的搜索功能十分强大，支持正则表达式搜索，熟练使用grep对于阅读系统和驱动程序代码是很有帮助的。
系统是从那个文件开始运行的？
对于Windows CE系统，一般从WINCE420\PLATFORM\YourPlatform\KERNEL\HAL目录的某个汇编文件中。对于Linux系统版本不同会存在一定差异，以arm处理器为例，一般会在linux2.4.x\arch\arm\kernel的head-armv.S中。
程序执行到了那里？
可以在程序中插入如下代码来实现
printf( “I am here %s, %d\n”,__FILE__,__LINE__);
代码将打出printf语句所在的文件名和行号。
推荐书目
Jean J.Labrosse MicroC/OS-II The Real-TimeKernel,Second Edition这本书是笔者接触嵌入式实时系统的入门书，在国内能够买到中文版。这本书较为清楚地讲述了实时系统的概念，各个组成部分的工作原理，特别是公开了实时系统内核的源代码，仔细研究定会受益匪浅。有个小的提示，对于初学者，这本书可以先不看第一章，直接从第二章看起。
Abraham Silberschatz, Peter Baer Galvin,GregGagne Operating System Concepts笔者在教学过程中发现，无论是计算机还是电子工程专业都有很多学生对于操作系统的基本概念都没有搞清，很少有学生有完整的系统编程经验。Operating System Concepts这本书对操作系统的概念讲述只能用经典来形容。对于嵌入式系统有兴趣深入研究的同学，首先要把基础打好，这本书就成了必读之物了。
Andrew S. Tanenbaum Computer Networks 提起Andrew S. Tanenbaum 学习计算机的同学一定都知道OPERATINGSYSTEMs:Designand
Implementation这本书，笔者对于Tanenbaum这样的教授由衷佩服。网络协议栈是嵌入式系统中的支柱性组成部分。愿意致力于网络深层技术研究的同学，这本书将为你们建立一个坚实的网络基础。
Karim Yaghmour Building Embedded Linux Systems本书详尽的介绍了嵌入式linux系统的组成，基本概念和如何去建立各个部分。全书篇幅较小，可谓短小精悍。即可以作为嵌入式linux系统的入门读物，又是开发过程各个部分的指南。
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Perter Van Der LinDen Expert C Programming嵌入式系统级编程最常用的语言还是C 。很多同学都自认为自己的C语言学的很好，那好，就看看这本书吧，找找自己和Experts差距。
嵌入式开发与桌面开发既有不同，又有非常大的联系，而且十分注重实际操作能力。搞桌面开发的人在一开始接触嵌入式的时候，通常转换不过来，这主要体现在定位上。如文中所说，你是谁，你要做什么？我对硬件的了解仅限于编程领域，PCB设计一窍不通，但并不能说你不懂硬件就不能从事嵌入式开发。一个系统的开发设计方方面面，在自己感兴趣和熟悉的领域做出自己的贡献才是最主要的。
1。硬件设计: 需要有硬件设计的经验，对各种嵌入式器件有很好的了解。
2。系统移植：需要汇编经验，操作系统原理以及底层驱动的了解
3。应用程序：需要桌面编程经验