嵌入式系统设计与实例开发——ARM与µC/OS-Ⅱ北京航空航天大学北京航空航天大学智能嵌入式技术工作室智能嵌入式技术工作室1考试方法笔试60%，作业实验40%其中：平时作业+2次实验报告20分大实验（2人一组）20分笔试卷面成绩60分大实验题目一、设计一个电子点菜PDA，可以直接查看菜谱，进行实时点菜，所涉及技术点包括网络、触摸屏、LCD显示等。二、设计一个嵌入式游戏，如俄罗斯方块、贪吃蛇等三、自拟题目2五、基于μC/OS-II的软件结构设计¾基于μC/OS-II的软件设计‹文件系统‹图形用户接口（GUI）¾μC/OS-IIforARMBSP的实现3基于µCOS-II扩展RTOS的体系结构消息系统量信号41．系统外围设备的硬件部分z系统外围设备的硬件部分包括：液晶显示屏（LCD）、USB通信模块、键盘、海量Flash存储器、系统的时钟和日历。外围设备的硬件部分是保证系统实现指定任务的最底层的部件。2、驱动程序模块z驱动程序是连接底层的硬件和上层的API函数的纽带，有了驱动程序模块，就可以把操作系统的API函数和底层的硬件分离开来。硬件的改变、删除或者添加，只需要随之改变、删除或者添加提供给操作系统的相应的驱动程序就可以了。而不会影响到API函数的功能，更不会影响到用户的应用程序。53．操作系统的API函数z在操作系统中提供标准的应用程序接口（API）函数，可以加速用户应用程序的开发，统一应用程序的标准，同时也给操作系统版本的升级带来了方便。在API函数中，提供了大量的常用模块，可以大大简化用户应用程序的编写。4．实时操作系统的多任务管理zµC/OS-Ⅱ作为操作系统的内核，主要的任务就是完成多任务之间的调度和同步。5．系统的消息队列z这里所说的系统的消息队列是以µC/OS-Ⅱ的消息队列派生出来的系统消息传递机制，用来实现系统的各个任务之间、用户应用程序的各个任务之间以及用户应用程序和系统的各个任务之间的通信。66．系统任务z系统任务主要包括液晶显示屏（LCD）的刷新任务、系统键盘扫描任务。这两个任务是操作系统的基本任务，随着操作系统的启动而运行。7．用户应用程序z用户的应用程序建立在系统的主任务（Main_Task）基础之上。用户应用程序主要通过调用系统的API函数对系统进行操作，完成用户的要求。在用户的应用程序中也可以创建用户自己的任务。任务之间的协调主要依赖于系统的消息队列。7嵌入式文件系统8什么是文件系统（FileSystem)文件系统的定义——处理文件的操作系统的部分称为文件系统.是操作系统中统一管理信息资源的一种软件，管理文件的存储、检索、更新，提供安全可靠的共享和保护手段，并且方便用户使用文件系统的功能——文件的构造、命名、存取、采用、保护和实现等。文件系统的存储媒质——磁盘、软盘、光盘、FLASH盘等等9文件系统的发展FAT12FAT16VFATFAT32DOS1.0DOS3.0Win3.1Win95Win95Win98(1981)(1984)(1992)(1995)Osr2(1998)(1996)10FAT12/FAT16/FAT32的比较FAT12FAT16FAT32SizeofFATentry12bits16bits32bitsMaxnumof4,08665,526268,435,456clustersClustersizeused0.5KB-4KB2KB-32KB4KB-32KB最大磁盘容量16,736,2562,147,123,200about2^41(16M)(2G)(2T)11基于FLASH的嵌入式文件系统12FLASH读写的特点（1）必须以Page为单位进行读写；（2）写之前必须先擦除原有内容；（3）擦除操作必须对Block进行，即一次至少擦除一个Block的内容针对这种情况，将Flash的一个Page定为1个扇区，将其1个Block，32个扇区定为一个簇，这样，簇的容量刚好为512＊32＝16K，满足FAT16对簇大小的要求13FLASH文件系统的要求（1）掉电安全：嵌入式系统的运行环境一般比较恶劣，但同时又要求有较高的可靠性。这就对FLASH文件系统进出了较高的要求，无论程序崩溃或系统掉电，都不能影响文件系统的一致性和完整性，文件系统的写入、垃圾回收等操作对系统异常中止都非常敏感，极易造成数据丢失和数据垃圾，在文件系统设计和选用时应考虑；