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嵌入式系统的理解和设计
作者:陶肖来源:《中国东盟博览》2013年第11期
【摘要】嵌入式系统是当前流行的开发系统,该系统具有优越的裁剪性和可移植性,可以结合计算机技术、通信技术、电子技术,实用性强,该系统主要由硬件和软件组成,硬件的核心是32位CPU,软件主要由Bootloader、内核以及根文件系统组成。
【关键词】嵌入式系统;裁剪;硬件;软件
文章编号:16730380(2013)11014101
一、什么是嵌入式系统?
根据IEEE的定义,嵌入式系统是控制、监视或者对装置、机器和设备运行起辅助作用的装置。这主要是从应用上加以定义的,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。可见嵌入式系统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。目前国内有一个更被普遍认同的定义: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。这个定义更能体现嵌入式系统的精髓。嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的系统,它必须与具体应用相结合才具有生命力和优势,它是将先进的计算机技术、半导体技术及电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。嵌入式系统服务于应用系统,它必须根据应用需求对软硬件进行剪裁,以满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。
二、嵌入式系统的硬件设计
三、嵌入式系统的软件设计
软件是嵌入式系统的重要组成部分,系统涉及的主要软件部分有系统引导程序Bootloader,内核的配置和编译,根文件系统,应用软件Mplayer和QTE图形界面,以及这些软件的移植。系统通过这些软件和硬件有效的结合,达到设计目的。
Bootloader代码是芯片复位后进入操作系统之前执行的一段代码,主要用于完成由硬件启动到操作系统启动的过渡,从而为操作系统提供基本的运行环境,如初始化CPU、堆栈、存储器系统等。Bootloader代码与CPU芯片的内核结构、具体型号、应用系统的配置及使用操作系统等因素有关,其功能类似于PC机BIOS程序。
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内核是嵌入式系统重要组成部分,通常在开发过程中,使用Li
ux26作为开发对象,该版本在响应时间上有较大的改进。对于抢占式内核,在Li
ux26内核中,代码被设置了抢占点,这就意味着调度程序会中止现在正在运行的进程而来执行优先级更高的进程,在系统调用过程中,Li
ux26会定时地检查抢占点,以避免r