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嵌入式系统的定义及特点(精)

嵌入式系统的定义及特点(精)
嵌入式系统的定义及特点(精)

嵌入式系统的定义及特点

定义: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,适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特殊要求的专用计算机系统。

特点:(1)嵌入式系统是面向特定应用的。嵌入式系统中的CPU是专门为特定应用设计的,具有低功耗、体积小、集成度高等特点,能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于整个系统设计趋于小型化。

(2)嵌入式系统涉及先进的计算机技术、半导体技术、电子技术、通信和软件等各个行业。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。

(3)嵌入式系统的硬件和软件都必须具备高度可定制性。

(4)嵌入式系统的生命周期相当长。嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,其升级换代也是和具体产品同步进行的。

(5)嵌入式系统本身并不具备在其上进行进一步开发的能力。在设计完成以后,用户如果需要修改其中的程序功能,必须借助于一套专门的开发工具和环境。

(6)为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机中,而不是存贮于磁盘等载体中。

3.与通用计算机相比,嵌入式系统有哪些特点?答:与通用计算机相比,嵌入式系统有以下特点:(1)嵌入式系统通常是面向特定应用的;(2)嵌入式系统的硬件和软件必须高效率地设计,做到量体裁衣、去除冗余;(3)有实时操作系统的支持;(4)嵌入式系统具有较长的生命周期;(5)嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中,而不是存储在磁盘等载体中;(6)具有专门的开发工具支持。

操作系统在嵌入式系统中所起的作用

EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度作,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。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。

嵌入式系统是以应用为中心,整合了计算机软件、硬件技术,通信技术和微电子技术,嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及应用程序等四个部分组成。嵌入式操作系统是嵌入式系统应用的核心. 嵌入式操作系统,大大地提高了嵌入式系统硬件工作效率,并为应用软件开发提供了极大的便利。

嵌入式操作系统(嵌入式linux学习)的功能

嵌入式操作系统除具备了一般操作系统(嵌入式linux系统)最基本的功能,如任务调度、同步机制、中断处理、文件处理等外,还有以下两个方面的功能:

1.构成一个易于编程的虚拟机平台

嵌入式操作系统构成一个虚拟机平台,EOS把底层的硬件细节封装起来,为运行在它上面的软件(如中间件软件和各种应用软件提供了一个抽象的编程接口。软件开发在这个编程接口的上进行,而不直接与机器硬件层打交道。EOS所提供的编程接口实际上就是操作系统对外提供的系统调用函数。

2.系统资源的管理者

嵌入式操作系统是一个系统资源的管理者,负责管理系统当中的各种软硬件资源,如处理器、内存、各种I/O设备、文件和数据等,使得整个系统能够高效、可靠地运转。

操作系统的作用主要体现在两方面:

1.屏蔽硬件物理特性和操作细节,为用户使用计算机提供了便利

令系统(成千上万条机器指令,它们的执行由微程序的指令解释系统实现的)。计算机问世初期,

计算机工作者就是在裸机上通过手工操作方式进行工作。 算机硬件体系结构越来越复杂。

2.有效管理系统资源,提高系统资源使用效率

如何有效地管理、合理地分配系统资源,提高系统资源的使用效率是操作系统必须发挥的主要作用。资源利用率、系统吞吐量是两个重要的指标。

Linux与嵌入式使用的uclinux操作系统的关系

Linux是一种很受欢迎的操作系统,它与UNIX系统兼容,开放源代码。它原本被设计为桌面系统,现在广泛应用于服务器领域。而更大的影响在于它正逐渐的应用于嵌入式设备。uClinux正是在这种氛围下产生的。在uClinux这个英文单词中u表示Micro,小的意思,C表示Control,控制的意思,所以uClinux就是Micro-Control-Linux,字面上的理解就是"针对微控制领域而设计的Linux系统"。

uClinux是针对控制领域的嵌入式linux操作系统,它从Linux 2.0/2.4内核派生而来,沿袭了主流Linux的绝大部分特性。适合不具备内存管理单元(MMU的微处理器/微控制器。没有MMU支持是uClinux与主流Linux的基本差异。

标准Linux是针对有MMU的处理器设计的。在这种处理器上,虚拟地址被送到MMU,把虚拟地址映射为物理地址。通过赋予每个任务不同的虚拟-物理地址转换映射,支持不同任务之间的保护.

对uCLinux 来说,其设计针对没有MMU的处理器,不能使用处理器的虚拟内存管理技术。uCLinux仍然采用存储器的分页管理,系统在启动时把实际存储器进行分页。在加载应用程序时程序分页加载。但是由于没有MMU管理,所以实际上uCLinux采用实存储器管理策略。uCLinux系统对于内存的访问是直接的,所有程序中访问的地址都是实际的物理地址。操作系统对内存空间没有保护,各个进程实际上共享一个运行空间。一个进程在执行前,系统必须为进程分配足够的连续地址空间,然后全部载入主存储器的连续空间中。

什么是内核?

内核是操作系统最基本的部分。它是为众多应用程序提供对计算机硬件的安全访问的一部分软件,这种访问是有限的,并且内核决定一个程序在什么时候对某部分硬件操作多长时间。内核,是一个操作系统的核心。是基于硬件的第一层软件扩充,提供操作系统的最基本的功能,是操作系统工作的基础,它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统,决定着系统的性能和稳定性。

什么是Bootlonder?

答案一搜狗百科:启动程序(英语:boot loader,也称启动加载器,引导程序)位于电脑或其他计算机应用上,是指引导操作系统启动的程序。引导程序启动方式及程序视应用机型种类而不同。BIOS开机完成后,bootloader就接手初始化硬件设备、创建存储器空间的映射,以便为操作系统内核准备好正确的软硬件环境。BootLoader是依赖于硬件而实现的,特别是在嵌入式领域,为嵌入式系统建立一个通用的BootLoader是很困难的。

答案二百度百科:Boot Loader 是在操作系统内核运行之前运行的一段小程序。通过这段小程序,我们可以初始化硬件设备、建立内存空间的映射图,从而将系统的软硬件环境带到一个合适的状态,以便为最终调用操作系统内核准备好正确的环境。通常,Boot Loader 是严重地依赖于硬件而实现的,特别是在嵌入式世界。因此,在嵌入式世界里建立一个通用的 Boot Loader 几乎是不可能的。尽管如此,我们仍然可以对 Boot Loader 归纳出一些通用的概念来,以指导用户特定的 Boot Loader 设计与实现。

使用带uclinux操作系统的嵌入式系统应该注意什么问题?

3 uClinux的内存管理

uClinux同标准Linux的最大区别就在于内存管理。标准Linux是针对有MMU的处理器设计的。在这种处理器上,虚拟地址被送到MMU,MMU把虚拟地址映射为物理地址。通过赋予每个任务不同的虚拟—物理地址转换映射,支持不同任务之间的保护。对于uCLinux来说,其设计针对没有MMU的处理器,不能使用处理器的虚拟内存管理技术。

uClinux不能使用处理器的虚拟内存管理技术(应该说这种不带有MMU的处理器在嵌入式设备中相当普遍)。

uClinux仍采用存储器的分页管理,系统在启动时把实际存储器进行分页。在加载应用程序时程序分页加载。但是由于没有MMU管理,所以实际上uClinux采用实存储器管理策略(real memeory management。这一点影响了系统工作的很多方面。

uClinux系统对于内存的访问是直接的,(它对地址的访问不需要经过MMU,而是直接送到地址线上输出),所有程序中访问的地址都是实际的物理地址。操作系统对内存空间没有保护(这实际上是很多嵌入式系统的特点),各个进程实际上共享一个运行空间(没有独立的地址转换表)。

一个进程在执行前,系统必须为进程分配足够的连续地址空间,然后全部载入主存储器的连续空间中。与之相对应的是标准Linux系统在分配内存时没有必要保证实际物理存储空间是连续的,而只要保证虚存地址空间连续就可以了。此外磁盘交换空间也是无法使用的,系统执行时如果缺少内存将无法通过磁盘交换来得到改善。

uClinux对内存的管理减少同时就给开发人员提出了更高的要求。如果从易用性这一点来说,uClinux的内存管理是一种倒退,退回了到了UNIX早期或是Dos系统时代。开发人员不得不参与系统的内存管理。从编译内核开始,开发人员必须告诉系统这块开发板到底拥有多少的内存(假如你欺骗了系统,那将在后面运行程序时受到惩罚),从而系统将在启动的初始化阶

段对内存进行分页,并且标记已使用的和未使用的内存。系统将在运行应用时使用这些分页内存。

由于应用程序加载时必须分配连续的地址空间,而针对不同硬件平台的可一次成块(连续地址)分配内存大小限制是不同(目前针对EZ328处理器的uClinux是128k,而针对Coldfire 处理器的系统内存则无此限制),所以开发人员在开发应用程序时必须考虑内存的分配情况并关注应用程序需要运行空间的大小。另外由于采用实存储器管理策略,用户程序同内核以及其它用户程序在一个地址空间,程序开发时要保证不侵犯其它程序的地址空间,以使得程序不至于破坏系统的正常工作,或导致其它程序的运行异常。

从内存的访问角度来看,开发人员的权利增大了(开发人员在编程时可以访问任意的地址空间),但与此同时系统的安全性也大为下降。此外,系统对多进程的管理将有很大的变化,这一点将在uClinux的多进程管理中说明。

4 uClinux的多进程处理

uClinux没有MMU管理存储器,在实现多个进程时(fork调用生成子进程)需要实现数据保护。由于uClinux的多进程管理是通过vfork来实现,因此fork等于vfork。这意味着uClinux系统fork调用完成后,要么子进程代替父进程执行(此时父进程已经sleep)直到子进程调用exit退出;要么调用exec执行一个新的进程,这个时候将产生可执行文件的加载,即使这个进程只是父进程的拷贝,这个过程也不能避免。当子进程执行exit或exec后,子进程使用wakeup把父进程唤醒,使父进程继续往下执行。

uClinux的这种多进程实现机制同它的内存管理紧密相关。uClinux针对没有mmu处理器开发,所以被迫使用一种flat方式的内存管理模式,启动新的应用程序时系统必须为应用程序分配存储空间,并立即把应用程序加载到内存。缺少了MMU的内存重映射机制,uClinux必须在可执行文件加载阶段对可执行文件reloc处理,使得程序执行时能够直接使用物理内存。

5 uCLinux针对实时性的解决方案

uClinux本身并没有关注实时问题,它并不是为了Linux的实时性而提出的。另外有一种Linux:RT-Linux关注实时问题。RT-Linux执行管理器把普通Linux的内核当成一个任务运行,同时还管理了实时进程。而非实时进程则交给普通Linux内核处理。这种方法已经应用于很多的操作系统用于增强操作系统的实时性,包括一些商用版UNIX系统,Windows NT等等。这种方法优点之一是实现简单,且实时性能容易检验。优点之二是由于非实时进程运行于标准Linux系统,同其它Linux商用版本之间保持了很大的兼容性。优点之三是可以支持硬实时时钟的应用。uClinux可以使用RT-Linux的patch,从而增强uClinux的实时性,使得uClinux可以应用于工业控制、进程控制等一些实时要求较高的应用。

6 uClinux的开发环境

1,GNU开发套件

GNU开发套件作为通用的Linux开放套件,包括一系列的开发调试工具。主要组件:

Gcc:编译器,可以做成交叉编译的形式,即在宿主机上开发编译目标上可运行的二进制文件。

Binutils:一些辅助工具,包括objdump(可以反编译二进制文件),as(汇编编译器),ld (连接器)等等。

Gdb:调试器,可使用多种交叉调试方式,gdb-bdm(背景调试工具),gdbserver(使用以太网络调试)。

2, Clinux的打印终端

通常情况下,uClinux的默认终端是串口,内核在启动时所有的信息都打印到串口终端(使用printk函数打印),同时也可以通过串口终端与系统交互。

uClinux在启动时启动了telnetd(远程登录服务),操作者可以远程登录上系统,从而控制系统的运行。至于是否允许远程登录可以通过烧写romfs文件系统时由用户决定是否启动远程登录服务。

3,交叉编译调试工具

支持一种新的处理器,必须具备一些编译,汇编工具,使用这些工具可以形成可运行于这种处理器的二进制文件。对于内核使用的编译工具同应用程序使用的有所不同。在解释不同点之前,需要对gcc连接做一些说明:

ld(link description)文件:ld文件是指出连接时内存映象格式的文件。

crt0.S:应用程序编译连接时需要的启动文件,主要是初始化应用程序栈。

pic:position independence code ,与位置无关的二进制格式文件,在程序段中必须包括reloc段,从而使的代码加载时可以进行重新定位。

内核编译连接时,使用ucsimm.ld文件,形成可执行文件映象,所形成的代码段既可以使用间接寻址方式(即使用reloc段进行寻址),也可以使用绝对寻址方式。这样可以给编译器更

多的优化空间。因为内核可能使用绝对寻址,所以内核加载到的内存地址空间必须与ld文件中给定的内存空间完全相同。

应用程序的连接与内核连接方式不同。应用程序由内核加载(可执行文件加载器将在后面讨论),由于应用程序的ld文件给出的内存空间与应用程序实际被加载的内存位置可能不同,这样在应用程序加载的过程中需要一个重新地位的过程,即对reloc段进行修正,使得程序进行间接寻址时不至于出错。(这个问题在i386等高级处理器上方法有所不同)。

由上述讨论,至少需要两套编译连接工具:

1)二进制工具(Binutils)

GNU binutils包包括了汇编工具、链接器和基本的目标文件处理工具。对binutils包的设置定义了所需的目标文件的格式和字节顺序。Binutils包种的工具都使用了二进制文件描述符(BFD)库来交换数据。通过设置文件config.bfd,可以指定默认的二进制文件格式(例如elf little endian)和任何工具可用的格式,见例1。

例1 在config.bfd中添加的用来指定目标二进制格式的代码

arm-*-uClinux* | armel-*-uClinux* tag_defvec=bfd_elf32_littlearm_vec

targ_selvecs=”bfd_elf32_bigarm_vec armcoff_little_vec armcoff_big_vec”

2) C编译器

GNU编译器集GCC是通过使用一种叫做“寄存器转换语言”(RTL)的方式实现的。假定现在有一种基本的机器描述性文件,它已经能满足大家的需要。现在要做的仅仅是设置默认情况下使用的参数和如何将文件组合成可执行文件的方式。GNU的文档提供了所有必需的资料,使得用户可以为新型的处理器的指令集合提供支持。如果要针对体系的机器建立一个新的目标机器,那么就必须指定默认编译参数和定制系统的特定参数,见例2。对于特定的目标系统,可以使用TARGET_DEFAULT宏来在target.h文件中定义编译器的开关。目标t-makefile段指定了应该构建哪一个额外的例程和其编译的方式。

例2 使用uClinux-arm.h来指定默认的编译参数

#undef TARGET_DEFAULT #define TARGET_DEFAULT(ARM_FLAG_APCS_32|ARM_FLAG_NO_GOT

4 可执行文件格式

先对一些名词作一些说明:

coff(common object file format):一种通用的对象文件格式elf(excutive linked file):一种为Linux系统所采用的通用文件格式,支持动态连接flat:elf格式有很大的文件头,flat文件对文件头和一些段信息做了简化

uClinux系统使用flat可执行文件格式,gcc的编译器不能直接形成这种文件格式,但是可以形成coff或elf格式的可执行文件,这两种文件需要coff2flt或elf2flt工具进行格式转化,形成flat文件。当用户执行一个应用时,内核的执行文件加载器将对flat文件进行进一步处理,主要是对reloc段进行修正。以下对reloc段进一步讨论。

需要reloc段的根本原因是,程序在连接时连接器所假定的程序运行空间与实际程序加载到的内存空间不同。假如有这样一条指令:

jsr app_start;

这一条指令采用直接寻址,跳转到app_start地址处执行,连接程序将在编译完成是计算出app_start的实际地址(设若实际地址为0x10000),这个实际地址是根据ld文件计算出来(因为连接器假定该程序将被加载到由ld文件指明的内存空间)。但实际上由于内存分配的关系,操作系统在加载时无法保证程序将按ld文件加载。这时如果程序仍然跳转到绝对地址0x10000处执行,通常情况这是不正确的。一个解决办法是增加一个存储空间,用于存储app_start的实际地址,设若使用变量addr表示这个存储空间。则以上这句程序将改为:

movl addr, a0; jsr (a0;

增加的变量addr将在数据段中占用一个4字节的空间,连接器将app_start的绝对地址存储到该变量。在可执行文件加载时,可执行文件加载器根据程序将要加载的内存空间计算出app_start在内存中的实际位置,写入addr变量。系统在实际处理时不需要知道这个变量的确切存储位置(也不可能知道),系统只要对整个reloc段进行处理就可以了(reloc段有标识,系统可以读出来)。处理很简单,只需要对reloc段中存储的值统一加上一个偏置(如果加载的空间比预想的要靠前,实际上是减去一个偏移量)。偏置由实际的物理地址起始值同ld文件指定的地址起始值相减计算出。这种reloc的方式部分是由uClinux的内存分配问

3 uClinux的内存管理

uClinux同标准Linux的最大区别就在于内存管理。标准Linux是针对有MMU的处理器设计的。在这种处理器上,虚拟地址被送到MMU,MMU把虚拟地址映射为物理地址。通过赋予每个任务不同的虚拟—物理地址转换映射,支持不同任务之间的保护。对于uCLinux来说,其设计针对没有MMU的处理器,不能使用处理器的虚拟内存管理技术。

uClinux不能使用处理器的虚拟内存管理技术(应该说这种不带有MMU的处理器在嵌入式设备中相当普遍)。

uClinux仍采用存储器的分页管理,系统在启动时把实际存储器进行分页。在加载应用程序时程序分页加载。但是由于没有MMU管理,所以实际上uClinux采用实存储器管理策略(real memeory management。这一点影响了系统工作的很多方面。

uClinux系统对于内存的访问是直接的,(它对地址的访问不需要经过MMU,而是直接送到地址线上输出),所有程序中访问的地址都是实际的物理地址。操作系统对内存空间没有保护(这实际上是很多嵌入式系统的特点),各个进程实际上共享一个运行空间(没有独立的地址转换表)。

一个进程在执行前,系统必须为进程分配足够的连续地址空间,然后全部载入主存储器的连续空间中。与之相对应的是标准Linux系统在分配内存时没有必要保证实际物理存储空间是连续的,而只要保证虚存地址空间连续就可以了。此外磁盘交换空间也是无法使用的,系统执行时如果缺少内存将无法通过磁盘交换来得到改善。

uClinux对内存的管理减少同时就给开发人员提出了更高的要求。如果从易用性这一点来说,uClinux的内存管理是一种倒退,退回了到了UNIX早期或是Dos系统时代。开发人员不得不参与系统的内存管理。从编译内核开始,开发人员必须告诉系统这块开发板到底拥有多少的内存(假如你欺骗了系统,那将在后面运行程序时受到惩罚),从而系统将在启动的初始化阶段对内存进行分页,并且标记已使用的和未使用的内存。系统将在运行应用时使用这些分页内存。

由于应用程序加载时必须分配连续的地址空间,而针对不同硬件平台的可一次成块(连续地址)分配内存大小限制是不同(目前针对EZ328处理器的uClinux是128k,而针对Coldfire 处理器的系统内存则无此限制),所以开发人员在开发应用程序时必须考虑内存的分配情况并关注应用程序需要运行空间的大小。另外由于采用实存储器管理策略,用户程序同内核以及其它用户程序在一个地址空间,程序开发时要保证不侵犯其它程序的地址空间,以使得程序不至于破坏系统的正常工作,或导致其它程序的运行异常。

从内存的访问角度来看,开发人员的权利增大了(开发人员在编程时可以访问任意的地址空间),但与此同时系统的安全性也大为下降。此外,系统对多进程的管理将有很大的变化,这一点将在uClinux的多进程管理中说明。

4 uClinux的多进程处理

uClinux没有MMU管理存储器,在实现多个进程时(fork调用生成子进程)需要实现数据保护。由于uClinux的多进程管理是通过vfork来实现,因此fork等于vfork。这意味着uClinux系统fork调用完成后,要么子进程代替父进程执行(此时父进程已经sleep)直到子进程调用exit退出;要么调用exec执行一个新的进程,这个时候将产生可执行文件的加载,即使这个进程只是父进程的拷贝,这个过程也不能避免。当子进程执行exit或exec后,子进程使用wakeup把父进程唤醒,使父进程继续往下执行。

uClinux的这种多进程实现机制同它的内存管理紧密相关。uClinux针对没有mmu处理器开发,所以被迫使用一种flat方式的内存管理模式,启动新的应用程序时系统必须为应用程序分配存储空间,并立即把应用程序加载到内存。缺少了MMU的内存重映射机制,uClinux必须在可执行文件加载阶段对可执行文件reloc处理,使得程序执行时能够直接使用物理内存。

5 uCLinux针对实时性的解决方案

uClinux本身并没有关注实时问题,它并不是为了Linux的实时性而提出的。另外有一种Linux:RT-Linux关注实时问题。RT-Linux执行管理器把普通Linux的内核当成一个任务运行,同时还管理了实时进程。而非实时进程则交给普通Linux内核处理。这种方法已经应用于很多的操作系统用于增强操作系统的实时性,包括一些商用版UNIX系统,Windows NT等等。这种方法优点之一是实现简单,且实时性能容易检验。优点之二是由于非实时进程运行于标准Linux系统,同其它Linux商用版本之间保持了很大的兼容性。优点之三是可以支持硬实时时钟的应用。uClinux可以使用RT-Linux的patch,从而增强uClinux的实时性,使得uClinux可以应用于工业控制、进程控制等一些实时要求较高的应用。

6 uClinux的开发环境

1,GNU开发套件

GNU开发套件作为通用的Linux开放套件,包括一系列的开发调试工具。主要组件:

Gcc:编译器,可以做成交叉编译的形式,即在宿主机上开发编译目标上可运行的二进制文件。

Binutils:一些辅助工具,包括objdump(可以反编译二进制文件),as(汇编编译器),ld (连接器)等等。

Gdb:调试器,可使用多种交叉调试方式,gdb-bdm(背景调试工具),gdbserver(使用以太网络调试)。

2, Clinux的打印终端

通常情况下,uClinux的默认终端是串口,内核在启动时所有的信息都打印到串口终端(使用printk函数打印),同时也可以通过串口终端与系统交互。

uClinux在启动时启动了telnetd(远程登录服务),操作者可以远程登录上系统,从而控制系统的运行。至于是否允许远程登录可以通过烧写romfs文件系统时由用户决定是否启动远程登录服务。

3,交叉编译调试工具

支持一种新的处理器,必须具备一些编译,汇编工具,使用这些工具可以形成可运行于这种处理器的二进制文件。对于内核使用的编译工具同应用程序使用的有所不同。在解释不同点之前,需要对gcc连接做一些说明:

ld(link description)文件:ld文件是指出连接时内存映象格式的文件。

crt0.S:应用程序编译连接时需要的启动文件,主要是初始化应用程序栈。

pic:position independence code ,与位置无关的二进制格式文件,在程序段中必须包括reloc段,从而使的代码加载时可以进行重新定位。

内核编译连接时,使用ucsimm.ld文件,形成可执行文件映象,所形成的代码段既可以使用间接寻址方式(即使用reloc段进行寻址),也可以使用绝对寻址方式。这样可以给编译器更多的优化空间。因为内核可能使用绝对寻址,所以内核加载到的内存地址空间必须与ld文件中给定的内存空间完全相同。

应用程序的连接与内核连接方式不同。应用程序由内核加载(可执行文件加载器将在后面讨论),由于应用程序的ld文件给出的内存空间与应用程序实际被加载的内存位置可能不同,这样在应用程序加载的过程中需要一个重新地位的过程,即对reloc段进行修正,使得程序进行间接寻址时不至于出错。(这个问题在i386等高级处理器上方法有所不同)。

由上述讨论,至少需要两套编译连接工具:

1)二进制工具(Binutils)

GNU binutils包包括了汇编工具、链接器和基本的目标文件处理工具。对binutils包的设置定义了所需的目标文件的格式和字节顺序。Binutils包种的工具都使用了二进制文件描述符(BFD)库来交换数据。通过设置文件config.bfd,可以指定默认的二进制文件格式(例如elf little endian)和任何工具可用的格式,见例1。

例1 在config.bfd中添加的用来指定目标二进制格式的代码

arm-*-uClinux* | armel-*-uClinux* tag_defvec=bfd_elf32_littlearm_vec

targ_selvecs=”bfd_elf32_bigarm_vec armcoff_little_vec armcoff_big_vec”

2) C编译器

GNU编译器集GCC是通过使用一种叫做“寄存器转换语言”(RTL)的方式实现的。假定现在有一种基本的机器描述性文件,它已经能满足大家的需要。现在要做的仅仅是设置默认情况下使用的参数和如何将文件组合成可执行文件的方式。GNU的文档提供了所有必需的资料,使得用户可以为新型的处理器的指令集合提供支持。如果要针对体系的机器建立一个新的目标机器,那么就必须指定默认编译参数和定制系统的特定参数,见例2。对于特定的目标系统,可以使用TARGET_DEFAULT宏来在target.h文件中定义编译器的开关。目标t-makefile段指定了应该构建哪一个额外的例程和其编译的方式。

例2 使用uClinux-arm.h来指定默认的编译参数

#undef TARGET_DEFAULT #define TARGET_DEFAULT(ARM_FLAG_APCS_32|ARM_FLAG_NO_GOT

4 可执行文件格式

先对一些名词作一些说明:

coff(common object file format):一种通用的对象文件格式elf(excutive linked file):一种为Linux系统所采用的通用文件格式,支持动态连接

flat:elf格式有很大的文件头,flat文件对文件头和一些段信息做了简化

uClinux系统使用flat可执行文件格式,gcc的编译器不能直接形成这种文件格式,但是可以形成coff或elf格式的可执行文件,这两种文件需要coff2flt或elf2flt工具进行格式转化,形成flat文件。当用户执行一个应用时,内核的执行文件加载器将对flat文件进行进一步处理,主要是对reloc段进行修正。以下对reloc段进一步讨论。

需要reloc段的根本原因是,程序在连接时连接器所假定的程序运行空间与实际程序加载到的内存空间不同。假如有这样一条指令:

jsr app_start;

这一条指令采用直接寻址,跳转到app_start地址处执行,连接程序将在编译完成是计算出app_start的实际地址(设若实际地址为0x10000),这个实际地址是根据ld文件计算出来(因为连接器假定该程序将被加载到由ld文件指明的内存空间)。但实际上由于内存分配的关系,操作系统在加载时无法保证程序将按ld文件加载。这时如果程序仍然跳转到绝对地址0x10000处执行,通常情况这是不正确的。一个解决办法是增加一个存储空间,用于存储app_start的实际地址,设若使用变量addr表示这个存储空间。则以上这句程序将改为:

movl addr, a0; jsr (a0;

增加的变量addr将在数据段中占用一个4字节的空间,连接器将app_start的绝对地址存储到该变量。在可执行文件加载时,可执行文件加载器根据程序将要加载的内存空间计算出app_start在内存中的实际位置,写入addr变量。系统在实际处理时不需要知道这个变量的确切存储位置(也不可能知道),系统只要对整个reloc段进行处理就可以了(reloc段有标识,系统可以读出来)。处理很简单,只需要对reloc段中存储的值统一加上一个偏置(如果加载的空间比预想的要靠前,实际上是减去一个偏移量)。偏置由实际的物理地址起始值同ld文件指定的地址起始值相减计算出。这种reloc的方式部分是由uClinux的内存分配问

三种常用的嵌入式操作系统分析与比较

三种常用的嵌入式操作系统分析与比较 摘要:提要三种常用的嵌入式操作系统——Palm OS、Windows CE、Linux;在此基础上、分析、比较这三种嵌入式操作系统,给出它们之间的异同点及各自的适用范围。 1 嵌入式系统与嵌入式操作系统 1.1 嵌入式系统 嵌入式系统是以嵌入式计算机为技术核心,面向用户、面向产品、面向应用,软硬件可裁减的,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统应具有的特点是:高可靠性;在恶劣的环境或突然断电的情况下,系统仍然能够正常工作;许多嵌入式应用要求实时性,这就要求嵌入式操作系统具有实时处理能力;嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,它的升级换代也是具体产品同步进行;嵌入式系统中的软件代码要求高质量、高可靠性,一般都固化在只读存储器中或闪存中,也就是说软件要求固态化存储,而不是存储在磁盘等载体中。 1.2 嵌入式操作系统 嵌入式操作系统EOS (Embedded Operating System)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负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度作,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。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固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方的,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、文件处理等外,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口。

嵌入式系统的起源、分类、与通用计算机和单片机的区别

嵌入式系统的起源、分类、与通用计算机和单片机的区别 一、现代计算机的技术发展史 (包括通用计算机系统与嵌入式计算机系统) 1.始于微型机时代的嵌入式应用 电子数字计算机诞生于1946年,在其后漫长的历史进程中,计算机始终是供养在特殊的机房中,实现数值计算的大型昂贵设备。直到20世纪70年代,微处理器的出现,计算机才出现了历史性的变化。以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉、高可靠性特点,迅速走出机房; 基于高速数值解算能力的微型机,表现出的智能化水平引起了控制专业人士的兴趣,要求将微型机嵌入到一个对象体系中,实现对象体系的智能化控制。例如,将微型计算机经电气加固、机械加固,并配置各种外围接口电路,安装到大型舰船中构成自动驾驶仪或轮机状态监测系统。这样一来,计算机便失去了原来的形态与通用的计算机功能。 为了区别于原有的通用计算机系统,把嵌入到对象体系中,实现对象体系智能化控制的计算机,称作嵌入式计算机系统。因此,嵌入式系统诞生于微型机时代,嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去,这些是理解嵌入式系统的基本出发点。 2.现代计算机技术的两大分支 由于嵌入式计算机系统要嵌入到对象体系中,实现的是对象的智能化控制,因此,它有着与通用计算机系统完全不同的技术要求与技术发展方向。通用计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算;技术发展方向是总线速度的无限提升,存储容量的无限扩大。 而嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的智能化控制能力;技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可靠性。

早期,人们勉为其难地将通用计算机系统进行改装,在大型设备中实现嵌入式应用。然而,对于众多的对象系统(如家用电器、仪器仪表、工控单元……),无法嵌入通用计算机系统,况且嵌入式系统与通用计算机系统的技术发展方向完全不同,因此,必须独立地发展通用计算机系统与嵌入式计算机系统,这就形成了现代计算机技术发展的两大分支。 如果说微型机的出现,使计算机进入到现代计算机发展阶段,那么嵌入式计算机系统的诞生,则标志了计算机进入了通用计算机系统与嵌入式计算机系统两大分支并行发展时代,从而导致20世纪末,计算机的高速发展时期。 3.两大分支发展的里程碑事件 通用计算机系统与嵌入式计算机系统的专业化分工发展,导致20世纪末、21世纪初,计算机技术的飞速发展。计算机专业领域集中精力发展通用计算机系统的软、硬件技术,不必兼顾嵌入式应用要求,通用微处理器迅速从286、386、486到奔腾系列;操作系统则迅速扩张计算机基于高速海量的数据文件处理能力,使通用计算机系统进入到尽善尽美阶段。 嵌入式计算机系统则走上了一条完全不同的道路,这条独立发展的道路就是单芯片化道路。它动员了原有的传统电子系统领域的厂家与专业人士,接过起源于计算机领域的嵌入式系统,承担起发展与普及嵌入式系统的历史任务,迅速地将传统的电子系统发展到智能化的现代电子系统时代。 因此,现代计算机技术发展的两大分支的里程碑意义在于:它不仅形成了计算机发展的专业化分工,而且将发展计算机技术的任务扩展到传统的电子系统领域,使计算机成为进入人类社会全面智能化时代的有力工具。 二、嵌入式系统的定义与特点 如果我们了解了嵌入式(计算机)系统的由来与发展,对嵌入式系统就不会产生过多的误解,而能历史地、本质地、普遍适用地定义嵌入式系统。

嵌入式系统课后答案马维华

第1章嵌入式系统概述 1,什么是嵌入式系统嵌入式系统的特点是什么 嵌入式系统概念: (1) IEEE对嵌入式系统的定义:用于控制,监视或者辅助操作机器和设备的装置. (2)一般定义:以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能,可靠性,成本,体积,功耗有严格要求的专用计算机系统. 嵌入式系统的特点: (1) 专用的计算机系统 (2) 必须满足环境要求 (3) 必须能满足对象系统的控制要求 (4) 是集成计算机技术与各行业应用的集成系统 (5) 具有较长的生命周期 (6) 软件固化在非易失性存储器中 (7) 必须能满足实时性要求 (8) 需要专用开发环境和开发工具 2,简单分析几种嵌入式操作系统的主要特点,包括嵌入式Linux,Windows CE,uCOS II 及VxWorks. (1)嵌入式Linux:有多个主流版本,根据应用需求,性能略有差别.μCLinux是Linux小型化后,适合于没有MMU的微处理器芯片而裁剪成的操作系统,μCLinux保持了传统Linux操作系统的主要特性,包括稳定,强大的网络和文件系统的支持,μCLinux裁剪了大量的Linux内核以缩小尺寸,适合像512KB RAM,1MB Flash这样小容量,低成本的嵌入式系统.RT_Linux即能兼容通常的Linux,又能保证强实时性. (2)Windows CE:开发平台主要为WinCE Platform Builder,有时也用EVC环境开发一些较上层的应用.WinCE开发难度远低于嵌入式Linux,实时性略低,常用于手机,PDA等手持设备中. (3)uCOS II:结构小巧,抢先式的实时嵌入式操作系统,具有执行效率高,占用空间小,可移植性强,实时性能好和可扩展性能等优点.主要用于小型嵌入式系统. (4) VxWorks: 集成开发环境为Tornado,Vxworks因出现稍早,实时性很强,并且内核可极微(最小8K),可靠性较高等.通常应用在通信设备等实时性要求较高的系统中. 第2章嵌入式处理器体系结构 1,具体说明ARM7TDMI的含义,其中的T,D,M,I分别代表什么 ARM7TDMI是ARM7处理器系列成员之一,采用V4T版本指令.T表示Thumb,该内核可从16位指令集切换到32位ARM指令集;D表示Debug,该内核中放置了用于调试的结构,支持片内Debug调试;M表示Multiplier,支持位乘法;I表示Embedded ICE ,内含嵌入式ICE宏单元,支持片上断点和观察点. 2,ARMV4及以上版本的CPSR的哪一位反映了处理器的状态若CPSR=0x000000090,分析系统状态.CPSR=0x000000090表示当前处理器工作于ARM状态,系统处于用户模式下. CPSR的BIT5(T)反映当前处理器工作于ARM状态或Thumb状态. 3,ARM有哪几个异常类型,为什么FIQ的服务程序地址要位于0x1C 在复位后,ARM处理器处于何种模式,何种状态 ARM的7种异常类型:复位RESET异常,未定义的指令UND异常,软件中断SWI异常,指令预取中止PABT异常,数据访问中止DABT异常,外部中断请求IRQ异常,快速中断请求FIQ 异常.在有快速中断发生时,CPU从0x1C处取出指令执行.ARM复位后处于管理模式,工作于ARM状态. 4,为什么要使用Thumb模式,与ARM代码相比较,Thumb代码的两大优势是什么

ARM的十一种嵌入式操作系统

ARM的十一种嵌入式操作系统 ARM的十一种嵌入式操作系统 嵌入式LINUX 嵌入式Linux是将日益流行的Linux操作系统进行裁剪修改,使之能在嵌入式计算机系统上运行的一种操作系统。Linux做嵌入式 的优势,首先,Linux是开放源代码;其次,Linux的内核小、效率高,可以定制,其系统内核最小只有约134KB;第三,Linux是免费 的OS,Linux还有着嵌入式操作系统所需要的很多特色,突出的就是Linux适应于多种CPU和多种硬件平台而且性能稳定,裁剪性很好,开发和使用都很容易。同时,Linux内核的结构在网络方面是非常 完整的,Linux对网络中最常用的TCP/IP协议有最完备的支持。提 供了包括十兆、百兆、千兆的以太网络,以及无线网络, TokenRing(令牌环网)、光纤甚至卫星的支持。 移植步骤:1.Bootloader的移植;2.嵌入式Linux操作系统内核 的移植;3.嵌入式Linux操作系统根文件系统的创建;4.电路板上外 设Linux驱动程序的编写。 WinCE WinCE是微软公司嵌入式、移动计算平台的基础,它是一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统,是基于掌上型电脑类的电子设 备操作系统,它是精简的Windows95,WinCE的图形用户界面相当出色。WinCE是从整体上为有限资源的平台设计的多线程、完整优先权、多任务的操作系统。它的模块化设计允许它对于从掌上电脑到 专用的工业控制器的用户电子设备进行定制。操作系统的基本内核 需要至少200K的ROM。 一般来说,一个WinCE系统包括四层结构:应用程序、WinCE内 核映像、板级支持包(BSP)、硬件平台。而基本软件平台则主要由

嵌入式系统的定义及特点是什么

嵌入式系统的定义及特点是什么?嵌入式系统有哪些组成部分? 嵌入式系统可以称为是后PC时代和后网络时代的新秀,那什么是嵌入式系统呢? 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。嵌入式系统一般由嵌入式微处理器,外围硬件设备,嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分,用于实现对其他设备的控制,监视或管理等功能。 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。 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。 从上面的定义上,可以看出嵌入式系统的几个重要特征: 1.系统内核小。由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的,系统资源相对有限,所以内核较之传统的操作系统要小得多。 2.专用性强。嵌入式系统的个性化很强,其中的软件系统和硬件的结合非常紧密,一般要针对硬件进行系统的移植,即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。同时针对不同的任务,往往需要对系统进行较大更改,程序的编译下载要和系统相结合,这种修改和通用软件的“升级”是完全两个概念。 3.系统精简。嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分,不要求其功能设计及实现上过于复杂,这样一方面利于控制系统成本,同时也利于实现系统安全。 4.高实时性的系统软件(OS)是嵌入式软件的基本要求。而且软件要求固态存储,以提高速度;软件代码要求高质量和高可靠性。 5.嵌入式软件开发要想走向标准化,就必须使用多任务的操作系统。嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行;但是为了合理地调度多任务、利用系统资源、系统函数以及和专家库函数接口,用户必须自行选配RTOS 开发平台,这样才能保证程序执行的实时性、可靠性,并减少开发时间,保障软件质量。 6.嵌入式系统开发需要开发工具和环境。由于其本身不具备自举开发能力,即使设计完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的,必须有一套

嵌入式系统原理及接口技术复习题

一、简答题 1.什么是嵌入式系统?嵌入式系统的特点是什么? 答: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,功耗严格要求的专用计算机系统 特点:与应用密切相关,实时性,复杂的算法,制造成本,功耗,开发和调试,可 靠性,体积 2.简要说明嵌入式系统的硬件组成和软件组成。 答:硬件组成:微处理器,存储器,输入设备和输出设备。 软件组成:操作系统,文件系统,图形用户接口,网络系统,通用组建模块。 3.S3C2410A的AHB总线上连接了那些控制器?APB总线上连接了那些部件? AHB:LCD控制器,LCD DMA,总线控制器,USB主控制器,中断控制器,ExtMaster,电源管理,Nandflash控制器,储存器控制器。 APB:通用异步收发器,内部集成电路总线(IIC),USB设备控制器,集成电路内部 声音总线(IIS),MMC/SD/SDIO主控制器,通用I/O端口(GPIO),看门狗定时器(WDT),定时时钟(RTC),总线控制器,A/D转换器,串行外设接口,定时器/脉宽调制。 4.ARM体系结构支持几种类型的异常,并说明其异常处理模式和优先级状态? 答,支持7种类型的异常 异常处理过程:(进入异常)PC→LR,CPRS→SPSR,设置CPSR的运行模式位,跳转 到相应的异常处理程序,(异常返回)LR→PC,SPSR→CPSR,若在进入异常处理时 设置中断禁止位,要在此清楚,复位异常处理程序不需要返回。 Reset>数据中指>快速中断请求(FIQ)>中断请求(IRQ)>指令预取中止> 未定义指令和软件中止。 5.存储器生长堆栈可分为哪几种?各有什么特点? 4种,满递增堆栈,满递减堆栈,空递增堆栈,空递减堆栈。 6.简述存储器系统层次结构及特点。 答:层次结构:包括Cache,主存储器和辅助存储器 特点: 7.简述I2S总线接口的启动与停止过程。 通过I2S控制寄存器IISCON控制,当控制寄存器IISCON的地址为0=I2S禁止(停止); 当控制寄存器IISCON的地址为1=I2S允许(开始)。 8.简述ARM系统中的中断处理过程。 中断处理过程包括:中断请求、中断排队或中断判优、中断响应、中断处理和中断返回 9.ARM微处理器支持哪几种运行模式?各运行模式有什么特点? User:用户模式。绝大部分的任务执行都在这种操作模式下,此为正常的程序执行 模式。 FIQ:快速中断模式。支持数据传送或通道处理。 IRQ:普通中断模式。用于一半中断处理。 Supervisor:管理模式。一种操作系统受保护的方式。 Abort:中止模式。在访问数据中止后或指令预取中止后进入中止方式。 System:系统模式。是操作系统一种特权级的用户方式。 Undef:未定义模式。当执行未定义指令时会进入这种操作模式。

嵌入式操作系统精彩试题集61374

第一章嵌入式系统概论 一.填空 1. 嵌入式系统是以嵌入式应用为目的、以计算机技术为基础的计算机系统。 2. 计算机系统按应用可以分为通用计算机系统和嵌入式计算机系统。 3. 嵌入式系统按软件结构可分为嵌入式单线程系统和嵌入式事件驱动系统。 4. 嵌入式系统按是否具有实时性能可分为嵌入式非实时系统和嵌入式实时系统。 5. 嵌入式实时系统除具有嵌入式系统的基本特征外,还具实时性和可靠性的重要特点。 6. 嵌入式系统的硬件架构是以嵌入式处理器为中心,由存储器,I/O设备,通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。 7. 嵌入式系统的软件通常固态化存储在ROM、FLASH或NVRAM中。 8. 嵌入式系统的开发由于受到系统资源开销的限制,通常采用交叉开发环境。 9. 嵌入式系统开发采用的交叉开发环境是由宿主机和目标机组成的。 10. 嵌入式系统的设计是使用一组物理硬件和软件来完成所需功能的过程。 二.选择 1. 以下哪一项不属于嵌入式操作系统(C) A.VxWorks B. WinCE C. BSD D. uClinux 2. 以下关于嵌入式系统说确的是(A) A.以开发为中心 B 对实时,成本,功耗要求严格 C.软硬件协同 D 软件可剪裁 3. 以下关于嵌入式系统说确的是(A) A.嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统 B.对高性能要求严格

C.软硬件缺乏协同 D.不要时性 4. 对响应时间有严格要求的嵌入式系统是(A) A.嵌入式实时系统 B.嵌入式多线程系统 C.嵌入式多核系统 D.嵌入式轮转询问系统 5. 以下哪一项属于嵌入式系统不具备的特点(B) A.采用专用处理器 B. 跨平台可移植 C.软硬件协同一体化 D.小型化与有限资源 6. 嵌入式系统硬件的核心是(B) A.存储器 B.嵌入式微处理器 C.嵌入式微控制器 D.BSP 7. 嵌入式系统的软件部分不包括(A) A.DSP B.嵌入式操作系统 C.设备驱动程序D.应用程序 8. 对性能要求高的嵌入式系统是(C) A.嵌入式实时系统 B.嵌入式多线程系统 C.嵌入式多核系统 D.嵌入式轮转询问系统 9. 嵌入式应用软件的开发阶段不包括(D) A.交叉编译和 B.开发环境的建立 C.联机调试 D.应用程序模块加载 10. 为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都保存在(A) A.存储器芯片 B.磁盘 C.cache D.CDROM

嵌入式系统的定义及特点

嵌入式系统的定义及特点 定义: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,适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特殊要求的专用计算机系统。 特点:(1)嵌入式系统是面向特定应用的。嵌入式系统中的CPU是专门为特定应用设计的,具有低功耗、体积小、集成度高等特点,能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于整个系统设计趋于小型化。 (2)嵌入式系统涉及先进的计算机技术、半导体技术、电子技术、通信和软件等各个行业。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。 (3)嵌入式系统的硬件和软件都必须具备高度可定制性。 (4)嵌入式系统的生命周期相当长。嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,其升级换代也是和具体产品同步进行的。 (5)嵌入式系统本身并不具备在其上进行进一步开发的能力。在设计完成以后,用户如果需要修改其中的程序功能,必须借助于一套专门的开发工具和环境。 (6)为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机中,而不是存贮于磁盘等载体中。 3.与通用计算机相比,嵌入式系统有哪些特点?答:与通用计算机相比,嵌入式系统有以下特点:(1)嵌入式系统通常是面向特定应用的;(2)嵌入式系统的硬件和软件必须高效率地设计,做到量体裁衣、去除冗余;(3)有实时操作系统的支持;(4)嵌入式系统具有较长的生命周期;(5)嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中,而不是存储在磁盘等载体中;(6)具有专门的开发工具支持。 操作系统在嵌入式系统中所起的作用 EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度作,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。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。 嵌入式系统是以应用为中心,整合了计算机软件、硬件技术,通信技术和微电子技术, 嵌入式操作系统(嵌入式linux学习)的功能 嵌入式操作系统除具备了一般操作系统(嵌入式linux系统)最基本的功能,如任务调度、同步机制、中断处理、文件处理等外,还有以下两个方面的功能: 1.构成一个易于编程的虚拟机平台 嵌入式操作系统构成一个虚拟机平台,EOS把底层的硬件细节封装起来,为运行在它上面的软件(如中间件软件和各种应用软件)提供了一个抽象的编程接口。软件开发在这个编程接口的上进行,而不直接与机器硬件层打交道。EOS所提供的编程接口实际上就是操作系统对外提供的系统调用函数。

三级嵌入式系统

三级嵌入式系统学习总结 一第一章 1.嵌入式系统概论 嵌入式系统中的软件一般都固化在只读存储器中,用户不能随意更改其中的程序功能。 嵌入式系统的逻辑组成:1)处理器2)存储器3)I/O设备与I/O接口4)数据总线5)软件 嵌入式处理芯片有四种类型:1)微处理器2)数字信号处理器3)微控制器(单片机)4)片上系统 微控制器MCU的低端产品并不会因为高端产品的出现而衰落 在32位MCU中,绝大多数使用RAM内核 EDA:电子设计自动化 IP核可以分为三种:软核、硬核、固核 2.嵌入式系统与数字媒体 计算机中常用的最广泛的西文字符及其编码是ASCII字符集和ASCII码,即美国标准信息交换码,共有128个字符,一个字符占一个字节。 我国目前广泛使用的汉字编码国家标准有GB2312和GB18030 GB2312只有6763个汉字,不够用 GB18030字符集与国际标准UCS/Unicode字符集基本兼容。GB18030采用不等长的编码方法,单字节编码表示ASCII码,双字节编码表示汉字,与GB2312保持向下兼容,四字节编码表示其他字符 Unicode最新版本是6.3。UCS/Unicode在计算机中具体实现时采用不同的编码方案,最常用的是UTF-8和UTF-16,UTF-8采用的是单字节可变长编码;UTF-16采用的是双字节可变长编码 文本的类型可以分为简单文本、丰富格式文本、超文本 图像的数据量=图像水平分辨率*图像垂直分辨率*像素深度/8(像素深度指的是每个像素用多少个二进制数来表示) 数字视频的数据量非常大,在进行传输时必须进行压缩,压缩编码标准是国际标准化组织(ISO)制定的,其名称为MPEG。 无线局域网采用的协议主要是IEEE 802.11(俗称WIFI) 3.数字通信与计算机网络 微波是一种300MHz-300GHz的电磁波 计算机网络的组成:1)计算机等智能电子设备2)数据通信链路3)通信协议4)网络软件 以太局域网: 1)发送数据设备必须把要传输的数据分成小块(帧)进行传输,一次只能传输1帧; 2)局域网中的每一个终端都有自己唯一的标识,称为物理地址或MAC地址,在发送的每一帧数据中,必须包含自己的MAC地址和接收终端的MAC地址 3)IP协议定义了主机的概念,所有主机及使用一种统一格式的地址标识,称为IP地址。4)以太局域网大多是由集线器或者交换机组网 计算机网络的类型:1)局域网2)城域网2)广域网 IP地址分为A、B、C三类。 IP是由四段数字组成,共32位,8位一段。 A类IP段0.0.0.0 到127.255.255.255 (0段和127段不使用)

常见的嵌入式操作系统

常见的嵌入式操作系统 分类:嵌入式操作系统2012-12-11 10:06 459人阅读评论(1) 收藏举报嵌入式操作系统 嵌入式操作系统与通用的操作相比较主要特点在于: 1.小内核,稳定可靠。 2.需要可装卸、可裁剪,以便能灵活应对各种不同的硬件平台。 3.面向应用,强实时性,可用于各种设备控制当中。 国际上常见的嵌入式操作系统大约有40种左,右如:Linux、uClinux、WinCE、PalmOS、Symbian、eCos、uCOS-II、VxWorks、pSOS、Nucleus、ThreadX 、Rtems 、QNX、INTEGRITY、OSE、C Executive 。他们基本可以分为两类,一类是面向控制、通信等领域的实时操作系统,如windriver公司的vxworks、isi的psos、qnx系统软件公司的qnx、ati的nucleus等;另一类是面向消费电子产品的非实时操作系统,这类产品包括个人数字助理(pda)、移动电话、机顶盒、电子书、webphone等,系统有Microsoft的WinCE,3Com 的Palm,以及Symbian和Google的Android等。 一、VxWorks VxWorks操作系统是美国WindRiver公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统(RTOS),是T ornado嵌入式开发环境的关键组成部分。良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境,在嵌人式实时操作系统领域逐渐占据一席之地。VxWorks具有可裁剪微内核结构;高效的任务管理;灵活的任务间通讯;微秒级的中断处理;支持POSIX 1003.1b实时扩展标准;支持多种物理介质及标准的、完整的TCP/IP网络协议等。 然而其价格昂贵。由于操作系统本身以及开发环境都是专有的,价格一般都比较高,通常需花费10万元人民币以上才能建起一个可用的开发环境,对每一个应用一般还要另外收取版税。一般不通供源代码,只提供二进制代码。由于它们都是专用操作系统,需要专门的技术人员掌握开发技术和维护,所以软件的开发和维护成本都非常高。支持的硬件数量有限。 二、Windows CE Windows CE与Windows系列有较好的兼容性,无疑是Windows CE推广的一大优势。其中WinCE3.0是一种针对小容量、移动式、智能化、32位、了解设备的模块化实时嵌人式操

嵌入式系统的定义及特点

嵌入式系统的定义及特点

嵌入式系统的定义及特点 定义: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,适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特殊要求的专用计算机系统。 特点:(1)嵌入式系统是面向特定应用的。嵌入式系统中的CPU是专门为特定应用设计的,具有低功耗、体积小、集成度高等特点,能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于整个系统设计趋于小型化。 (2)嵌入式系统涉及先进的计算机技术、半导体技术、电子技术、通信和软件等各个行业。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。 (3)嵌入式系统的硬件和软件都必须具备高度可定制性。 (4)嵌入式系统的生命周期相当长。嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,其升级换代也是和具体产品同步进行的。 (5)嵌入式系统本身并不具备在其上进行进一步开发的能力。在设计完成以后,用户如果需要修改其中的程序功能,必须借助于一套专门

的开发工具和环境。 (6)为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机中,而不是存贮于磁盘等载体中。 3.与通用计算机相比,嵌入式系统有哪些特点?答:与通用计算机相比,嵌入式系统有以下特点:(1)嵌入式系统通常是面向特定应用的;(2)嵌入式系统的硬件和软件必须高效率地设计,做到量体裁衣、去除冗余;(3)有实时操作系统的支持;(4)嵌入式系统具有较长的生命周期;(5)嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中,而不是存储在磁盘等载体中;(6)具有专门的开发工具支持。 操作系统在嵌入式系统中所起的作用 EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度作,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。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。

嵌入式系统原理与接口复习要点及思考题答案(计)

各位:根据掌握要点认真复习,后面附有作业题答案。 第1章掌握要点 1.1.1节嵌入式系统的概念 1.1.3节嵌入式系统的特点 1.3节嵌入式处理器 1.4节嵌入式系统的组成(看课件,有补充的内容) 补:1.嵌入式系统开发过程? 2.嵌入式系统调试常用的基本方法 3.交叉编译和交叉调试 4.嵌入式操作系统 第2章掌握要点 2.1节计算机体系结构分类 2.3.1节 ARM和Thumb状态 2.3.2节 RISC技术 2.3.3节流水线技术 2.4.1 ARM存储系统 2.4.2 Cache:写通、写回、读操作分配cache、写操作分配cache、工作原理、地址映像 2.4.3节 ARM存储系统 补充: (见课件) 1. ARM简介:ARM的命名方式、5种变形

2.理解片内Flash的3种编程方法。 3.理解ARM7芯片存储器存储空间分布。(8个bank,每个bank32MB)第3章掌握要点 3.1节ARM编程模式:处理器模式、处理器工作状态、寄存器组织、 异常中断 3.2节指令格式和寻址方式 3.3节指令系统:掌握和熟练应用课件所讲的指令、可编程序段 第5章掌握要点 5.1节键盘接口:行扫描法原理、掌握编写驱动程序 5.2节 LED显示器接口:理解工作原理,掌握编写驱动程序 5.5.1节 UART异步串行接口:异步通信格式、接收的4种错误类型、初始化、发送程序、接收程序 第1章作业题答案: 1.什么是嵌入式系统? ?第一种,根据IEEE(国际电气和电子工程师协会)的定义:嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”(原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。 ?第二种,嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专 用计算机系统。

嵌入式系统原理与应用复习知识点总结

第一章 1、嵌入式系统的应用范围:军事国防、消费电子、信息家电、网络通信、工业 控制。 2、嵌入式系统定义:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软件 与硬件可裁剪,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。(嵌入式的三要素:嵌入型、专用性与计算机系统)。 3、嵌入式系统的特点:1)专用性强;2)实时约束;3)RTOS;4)高可靠性;5) 低功耗;6)专用的开发工具和开发环境;7)系统精简; 4、嵌入式系统的组成: (1)处理器:MCU、MPU、DSP、SOC; (2)外围接口及设备:存储器、通信接口、I/O 接口、输入输出设备、电源等;(3)嵌入式操作系统:windows CE、UCLinux、Vxworks、UC/OS; (4)应用软件:Bootloader 5、嵌入式系统的硬件:嵌入式微处理器(MCU、MPU、DSP、SOC),外围电路, 外部设备; 嵌入式系统的软件:无操作系统(NOSES),小型操作系统软件(SOSE)S,大型 操作系统软件(LOSES)注:ARM 处理器三大部件:ALU、控制器、寄存器。 6、嵌入式处理器特点:(1)实时多任务;(2)结构可扩展;(3)很强的存储区 保护功能;(4)低功耗; 7、DSP处理器两种工作方式:(1)经过单片机的DSP可单独构成处理器;(2) 作为协处理器,具有单片机功能和数字处理功能; 第二章 1、IP核分类:软核、固核、硬核; 2、ARM 处理器系列:(1)ARM7系列(三级流水,thumb 指令集,ARM7TDMI); (2)ARM9系列(DSP处理能力,ARM920T)(3)ARM/OE(增强DSP)(4)SecurCone 系列(提供解密安全方案);(5)StrongARM系列(Zntle 产权);(6)XScale系列(Intel 产权);(7)Cortex 系列(A:性能密集型;R:要求实时性;M:要求低 成本) 3、ARM 系列的变量后缀:(1)T:thumb 指令集;(2)D:JTAG调试器;(3)快

嵌入式操作系统期末考试答案

填空 1、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)、(可靠性)、(成本)、(体积)、(功耗)严格要求的专用计算机系统。 2、嵌入式系统开发采用的交叉开发环境是由(宿主机)和(目标机)组成的。 3、挂载设备到文件系统的命令是(mount),从文件系统中卸载设备命令是(umounts)。 4、在系统提示符号输入vi及文件名称后,就进入vi全屏幕编辑画面,进入vi之后,是处于 (命令)模式,要切换到(编辑)模式才能够输入文字。 5、GCC的编译流程分为4个步骤,分别为:(预处理),编译,(汇编),链接。 6、Linux系统的设备分为三类:(字符设备)、(块设备)和网络设备。 7、操作系统的功能包(处理机管理)、(存储管理)、(设备管理)、(信息管理)、(作业管理)。 选择 1、下面哪点不是嵌入式操作系统的特点。(C) (A)内核精简(B)专用性强(C)功能强大(D)高实时性 2、嵌入式Linux下常用的文件系统不包括以下哪一项(A) (A)nfs(B)romfs(C)yaffs(D)jffs 3、下面关于Shell的说法,不正确的是:(D) (A)操作系统的外壳(B)用户与Linux内核之间的接口程序(C)一个命令语言解释器(D)一种和C语言类似的程序语言 4、在Bootloader()模式下,目标机可以通过通信手段从主机更新系统。(B) (A)启动加载模式(B)下载模式(C)实时模式(D)保护模式 5、文件exer1的访问权限为rw-r--r--,现要增加所有用户的执行权限和同组用户的写权限,下列命令正确的是: (A) (A)chmoda+xg+wexer1(B)chmod765exer1(C)chmodo+xexer1(D)chmodg+wexer1 6、在vi编辑环境中,下面()选项不是从命令行模式切换到插入模式。(C) (A)i(B)o(C)ESC(D)a 7、shell变量名命名中不包括()。(D) (A)字母(B)数字(C)下划线(D)括号 8、下列关于字符设备说法不正确的是()。(C) (A)以字节为单位逐个进行I/O操作(B)字符设备中的缓存是可有可无的 (C)支持随机访问(D)字符设备可以通过设备文件节点访问 9、以下哪一项是是硬盘设备文件()。(B) (A)fd0(B)hda(C)eth1(D)ht0 10、共享内存通信机制的缺点是()。(B) (A)需要花费额外的内存空间(B)需要使用额为的同步机制 (C)需要额外硬件支持(D)通信过程中需要反复读取内存,时间开销大 简答题 1.嵌入式操作系统在哪些方面较为突出的特点并请列举出4种目前较常用的手机嵌入 式操作系统。 四个方面:系统实时高效性硬件的相关依赖性软件固态化应用的专用性 四种手机操作系统:Window Mobile SymbianOSAndriod OSE

嵌入式系统的概念

嵌入式系统的概念 一、嵌入式系统的概念着重理解嵌入的概念主要从三个方面上来理解。 1、从硬件上,将基于CPU 的处围器件,整合到CPU 芯片内部,比如早期基于 X86 体系结构下的计算机,CPU 只是有运算器和累加器的功能,一切芯片要造 外部桥路来扩展实现,象串口之类的都是靠外部的16C550/2 的串口控制器芯 片实现,而目前的这种串口控制器芯片早已集成到CPU 内部,还有PC 机有显卡,而多数嵌入式处理器都带有LCD 控制器,但某种意义上就相当于显卡。 比较高端的ARM 类Intel Xscale 架构下的IXP 网络处理器CPU 内部集成PCI 控制器(可配成支持4 个PCI 从设备或配成自身为CPI 从设备);还集成3 个NPE 网络处理器引擎,其中两个对应于两个MAC 地址,可用于网关交换用, 而另外一个NPE 网络处理器引擎支持DSL,只要外面再加个PHY 芯片即可以 实现DSL 上网功能。IXP 系列最高主频可以达到1.8G,支持2G 内存, 1G&TImes;10 或10G&TImes;1 的以太网口或Febre channel 的光通道。IXP 系列应该是目标基于ARM 体系统结构下由intel 进行整合后成Xscale 内核的最高 的处理器了。2、从软件上前,就是在定制操作系统内核里将应用一并选入, 编译后将内核下载到ROM 中。而在定制操作系统内核时所选择的应用程序组 件就是完成了软件的嵌入,比如WinCE 在内核定制时,会有相应选择,其中 就是wordpad,PDF,MediaPlay 等等选择,如果我们选择了,在CE 启动后,就 可以在界面中找到这些东西,如果是以前PC 上将的windows 操作系统,多半 的东西都需要我们重新再装。3、把软件内核或应用文件系统等东西烧到嵌入 式系统硬件平台中的ROM 中就实现了一个真正的嵌入。以上的定义是我在 6、7 年前给嵌入式系统下自话侧重于理解型的定义,书上的定义也有很多,但 在这个领域范围内,谁都不敢说自己的定义是十分确切的,包括那些专家学者

《嵌入式系统原理与应用》课程教学大纲.

《嵌入式系统原理与应用》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码:230449 课程名称:嵌入式系统原理与应用 英文名称:Principle and Application of Embedded System 课程类别:专业课 学时:72(其中实验32学时) 学分:3.5 适用对象: 计算机科学与技术业 考核方式:考试(平时成绩占总评成绩的30%,期末考试成绩占70%) 先修课程:计算机组成原理、操作系统、编译原理 二、课程简介 嵌入式系统原理与应用是计算机科学技术专业的一门专业课,讲述嵌入式系统的基本理论、原理。本课程是一门既与硬件关系紧密,又与嵌入式操作系统、嵌入式软件关系十分紧密课程。它围绕目前流行的32位ARM处理器和源码开放的Linux操作系统,讲述嵌入式系统的概念,软、硬件组成,开发过程以及嵌入式应用程序开发设计方法。本课程的知识将为学生今后从事嵌入式系统研究与开发打下坚实的基础。The principle of embedded system is an important course of computer science and technology, which introduce the principles and the theory of embedded system.T his curriculum is tied closely with not only hardware but also embedded operating system and embedded software. It introduce the conception of embedded system, components of software and hardware, developing progresses and designing methods of embedded programming which based on the 32bit arm processor and operating system of opened linux.The knowledge of this course would be solid foundation for the student who would be engaged in researching or developing about embedded system. 三、课程性质与教学目的 嵌入式系统原理与应用课程的性质:该课程是计算机科学与技术专业的专业课。 嵌入式系统原理与应用课程的教学目的:通过对基于ARM嵌入式芯片的系统的基本组织结构与工作原理的学习,使学生对计算机系统的硬件部分有一个全面的了解,对嵌入式软件的开发过程有一个清楚的认识,通过对嵌入式操作系统的工作原理的学习,使学生对嵌入式操作系统有一个清晰的认识,提高学生在嵌入式软件设计设计能力及解决实际问题的动手能力,为后续专业课程的学习打下坚实的基础。 四、教学内容及要求 第一章嵌入式系统导论 (一)目的与要求

LInux嵌入式操作系统期末试题

简答题:请简单概括什么是嵌入式系统、并举出嵌入式系统的特点;(6分) 答: 嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可剪裁,适用于应用系统,对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特殊要求的专用计算机系统; 其特点如下: (1)嵌入式系统是面向特定系统应用的。 (2)嵌入式系统涉及计算机技术、微电子技术、电子技术、通信和软件等各个行业; 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; (3)嵌入式系统的硬件和软件都必须具有高度可定制性;只有这样才能适应嵌入式系统应用的需要,在产 品价格和性能方面具备竞争力; (4)嵌入式系统的生命周期相当长。 (5)嵌入式系统不具备本地系统开发能力,通常需要有一套专门的开发工具和环境。 嵌入式操作系统的优势:1.低成本开发系统 2.可应用多种硬件平台 3.可定制内核 4.性能优异 5.良好的网络支持 linux文件类型:1.普通文件2.目录文件3.链接文件4.设备文件a.块设备文件(硬盘:/dev/hda1)b.字符设备(串行端口接口设备) linux文件属性:访问权限:r:可读w:可写x:可执行用户级别:u:文件拥有者g:所属用户组o:其他用户第一个字符显示文件类型:- 普通 d 目录 l 链接… 简答题:(6分) linux目录结构:/bin 存放linux常用操作命令的执行文件(二进制文件) /boot 操作系统启动时所需要的程序 /dev Linux系统中使用的外部设备 /etc 系统管理时所需要的各种配置文件和子目录 /etc/rc.d Linux启动和关闭时要用到的脚本 /etc/rc.d/init Linux默认服务的启动脚本 /home 系统中默认用户工作根目录 /lib 存放系统动态链接共享库 /mnt软驱、光驱、硬盘的挂载点 /proc存放系统核心与执行程序所需信息、 /root超级用户登陆时的主目录 /sbin 存放管理员常用系统管理程序 /usr存放用户应用程序和文件 /var存放日志信息(答六点即可) 编写一个shell文件:创建studen01 –student30这30个用户,用户组为class1,之后编写shell文件,删除所有用户 操作步骤:1.打开Terminal(终端): 2.输入vi shell 3.输入i 进入编辑模式 4.输入 #!/bin/bash groupadd class1 for((i=1;i<10;i++)) do username=student0$i

嵌入式操作系统的种类与特点

1.3.1 嵌入式操作系统的种类、特点与发展 1.嵌入式操作系统的种类 一般情况下,嵌入式操作系统可以分为两类: 非实时操作系统:面向消费电子产品等领域,这类产品包括个人数字助理(PDA)、移动电话、机顶盒、电子书等。 实时操作系统RTOS(Real-Time Embedded Operating System):面向控制、通信等领域,如windriver公司的vxworks、isi的psos、qnx系统软件公司的qnx等。 (1)非实时操作系统 早期的嵌入式系统中没有操作系统的概念,程序员编写嵌入式程序通常直接面对裸机及裸设备。在这种情况下,通常把嵌入式程序分成两部分,即前台程序和后台程序。前台程序通过中断来处理事件,其结构一般为无限循环;后台程序则掌管整个嵌入式系统软、硬件资源的分配、管理以及任务的调度,是一个系统管理调度程序。这就是通常所说的前后台系统。一般情况下,后台程序也叫任务级程序,前台程序也叫事件处理级程序。在程序运行时,后台程序检查每个任务是否具备运行条件,通过一定的调度算法来完成相应的操作。对于实时性要求特别严格的操作通常由中断来完成,仅在中断服务程序中标记事件的发生,不再做任何工作就退出中断,经过后台程序的调度,转由前台程序完成事件的处理,这样就不会造成在中断服务程序中处理费时的事件而影响后续和其它中断。 实际上,前后台系统的实时性比预计的要差。这是因为前后台系统认为所有的任务具有相同的优先级别,即是平等的,而且任务的执行又是通过FIFO队列排队,因而对那些实时性要求高的任务不可能立刻得到处理。另外,由于前台程序是一个无限循环的结构,一旦在这个循环体中正在处理的任务崩溃,使得整个任务队列中的其它任务得不到机会被处理,从而造成整个系统的崩溃。由于这类系统结构简单,几乎不需要RAM/ROM的额外开销,因而在简单的嵌入式应用被广泛使用。 (2)实时操作系统 所谓实时性,就是在确定的时间范围内响应某个事件的特性。而实时系统是指能在确定的时间内执行其功能并对外部的异步事件做出响应的计算机系统。其操作的正确性不仅依赖于逻辑设计的正确程度,而且与这些操作进行的时间有关。“在确定的时间内”是该定义的核心。也就是说,实时系统是对响应时间有严格要求的。 实时系统对逻辑和时序的要求非常严格,如果逻辑和时序出现偏差将会引起严重后果。实时系统有两种类型:软实时系统和硬实时系统。软实时系统仅要求事件响应是实时的,并不要求限定某一任务必须在多长时间内完成;而在硬实时系统中,不仅要求任务响应要实时,而且要求在规定的时间内完成事件的处理。通常,大多数实时系统是两者的结合。实时应用软件的设计一般比非实时应用软件的设计困难。实时系统的技术关键是如何保证系统的实时性。实时操作系统可分为可抢占型和不可抢占型两类。 嵌入式实时操作系统在目前的嵌入式应用中用得越来越广泛,尤其在功能复杂、系统庞大的应用中显得愈来愈重要。 从某种意义上说,没有操作系统的计算机(裸机)是没有用的。在嵌入式应用中,只有把CPU嵌入到系统中,同时又把操作系统嵌入进去,才是真正的计算机嵌入式应用。 操作系统的实时性在某些领域是至关重要的,比如工业控制、航空航天等领域。想像飞机正在空中飞行,如果嵌入式系统不能及时响应飞行员的控制指令,那么极有可能导致空难事故。有些嵌入式系统应用并不需要绝对的实时性,比如PDA播放音乐,个别音频数据丢失并不影响效果。这可以使用软实时的概念来衡量。

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