嵌入式系统(EmbeddedSystem)嵌入式系统的基本概念华北电力大学电气与电子工程学院本节提要嵌入式系统的软/硬件框架冯·诺依曼体系结构和哈佛体系结构CISC与RISCIP核流水线存储器系统冯·诺依曼体系结构冯·诺依曼体系结构模型哈佛体系结构哈佛体系结构CISC和RISCCISC与RISC的数据通道CISC与RISC的对比知识产权核(IP核,intellectualproperty)IP核的种类IP核的商业模型IP核的市场构成ARM的IP核流水线技术流水线技术指令流水线—以ARM为例存储器系统输入输出接口嵌入式系统软件基础操作系统的分类按实时性分类1）循环轮询系统：（PollingLoop）最简单的软件结构是循环轮询，程序依次检查系统的每一个输入条件，一旦条件成立就进行相应的处理。Initialize()While(true){if(condition_1)action_1();if(condition_2)action_2();……if(condition_n)acition_n();}2）事件驱动系统：（Event-Drivensystem）事件驱动系统是能对外部事件直接响应的系统。它包括前后台、实时多任务、多处理器等，是嵌入式实时系统的主要形式。应用程序是一个无限的循环，循环中调用相应的函数完成相应的操作，这部分可以看成后台行为（background）。中断服务程序处理异步事件，这部分可以看成前台行为（foreground)。后台也可以叫做任务级，前台也叫中断级。例如，很多基于微处理器的产品采用前后台系统设计，如微波炉、电话机、玩具等。从省电的角度出发，平时微处理器处在停机状态，所有的事都靠中断服务来完成。前后台系统（后台循环、前台中断）代码的临界区也称为临界区，指处理时不可分割的代码。一旦这部分代码开始执行，则不允许任何中断打入。在进入临界区之前要关中断，而临界区代码执行完以后要立即开中断（在任务切换时，地址、指令、数据等寄存器堆栈保护）。多任务（任务、进程和线程）一个任务，也称作一个线程，是一个简单的运行程序。每个任务都是整个应用的某一部分，每个任务被赋予一定的优先级，有它自己的一套CPU寄存器和自己的栈空间。多任务运行的实现实际上是靠CPU（中央处理单元）在许多任务之间转换、调度。CPU只有一个，轮番服务于一系列任务中的某一个。多任务运行使CPU的利用率得到最大的发挥，并使应用程序模块化。在实际应用中，多任务的最大特点是，开发人员可以将很复杂的应用程序层次化－综合实验（时钟、位图、USB、KEY）。系统内核（Kernel)与调度（Scheduler)非占先式与占先式非占先式(Non-Preemptive)当系统响应时间很重要时，要使用占先式（preemptive）内核。最高优先级的任务一旦就绪，总能得到CPU的控制权。当一个运行着的任务使一个比它优先级高的任务进入了就绪态，当前任务的CPU使用权就被剥夺了，或者说被挂起了，那个高优先级的任务立刻得到了CPU的控制权。使用占先式内核时，应用程序不应直接使用不可重入型函数。如果调入可重入型函数时，低优先级的任务CPU的使用权被高优先级任务剥夺，不可重入型函数中的数据有可能被破坏。占先式(Preemptive)可以被一个以上的任务调用，而不必担心数据的破坏。可重入型函数任何时候都可以被中断，一段时间以后又可以运行，而相应数据不会丢失。可重入型函数或者只使用局部变量，即变量保存在CPU寄存器中或堆栈中。一个不可重入型函数的例子intTemp;Voidswap(int*x,int*y){Temp=*x;*X=*Y;*y=Temp;}一个可重入型函数的例子Voidswap(int*x,int*y){intTemp;Temp=*x;*X=*Y;*y=Temp;}任务优先级本节提要嵌入式系统的开发——流程嵌入式系统的开发——设计与调试开发环境ARM的编译器（1）ARM的编译器（2）嵌入式系统的调试（1）嵌入式系统的调试（2）嵌入式系统的调试（3）嵌入式系统的调试（4）嵌入式系统的调试（5）ARM的调试方式ARM调试工具选择实时操作系统RTOS嵌入式系统编程语言嵌入式系统的测试嵌入式开发工具与开发环境开发平台简介嵌入式软件开发流程开发平台简介本节提要工程机械需求分析与评估功能定义与软硬件选型概要设计与软硬件划分软硬件协同详细设计集成调试维护与升级工程机械方面应用工程机械六大市场领域，均符合国家经济发展四大战略所规定的资金投向，500亿投资，一个企业仅装载机销售7000台。沥青路面施工机群资源配置不合理，施工过程施工过程质量、进度控制不到位；设备运行状况不能及时掌握