第1章+嵌入式系統(tǒng)1

第1章嵌入式系統(tǒng)概述龔梅gongmei@主要內(nèi)容嵌入式系統(tǒng)定義嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)嵌入式系統(tǒng)硬件嵌入式系統(tǒng)軟件嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)軟硬件協(xié)同設(shè)計嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實例2主要內(nèi)容嵌入式系統(tǒng)定義嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)嵌入式系統(tǒng)硬件嵌入式系統(tǒng)軟件嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)軟硬件協(xié)同設(shè)計嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實例3什么是嵌入式系統(tǒng)？嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？嵌入式系統(tǒng)與通用計算機系統(tǒng)有何區(qū)別？4嵌入式系統(tǒng)無處不在5微波爐、洗衣機、汽車、數(shù)碼相機、兒童玩耍的智能視頻游戲、自動售賣機、汽車的自動巡航控制等等6嵌入式系統(tǒng)定義來自IEEE的定義Embeddedsystemisdevicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants嵌入式系統(tǒng)是用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機器和設(shè)備的裝置?？梢钥闯觯鲜龆x主要從應(yīng)用上加以定義。嵌入式系統(tǒng)是軟硬件的綜合體，還可以涵蓋機械等附屬裝置。7廣義上：嵌入式系統(tǒng)是一種應(yīng)用系統(tǒng)，它至少包含一個可編程的計算機（通常是某種形式的微控制器、微處理器或數(shù)字信號處理芯片（DSP））且使用該系統(tǒng)的人一般并未意識到該系統(tǒng)是基于計算機的。嵌入式系統(tǒng)定義8國內(nèi)的經(jīng)典定義：嵌入式系統(tǒng)是

“以應(yīng)用為中心，以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)”一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等部分組成，用于實現(xiàn)對其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。嵌入式系統(tǒng)定義9嵌入式系統(tǒng)定義可以從以下幾個方面來理解國內(nèi)對嵌入式系統(tǒng)的定義：1.嵌入式系統(tǒng)是面向用戶、面向產(chǎn)品、面向應(yīng)用的，它必須與具體應(yīng)用相結(jié)合才會具有生命力、才更具有優(yōu)勢。即嵌入式系統(tǒng)是與應(yīng)用緊密結(jié)合的，它具有很強的專用性，必須結(jié)合實際系統(tǒng)需求進行合理的裁減利用。10嵌入式系統(tǒng)定義2.嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)以及各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物。這就決定了它必然是一個技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。所以，介入嵌入式系統(tǒng)行業(yè)，必須有一個正確的定位。11例如PalmOS之所以在PDA領(lǐng)域占有70％以上的市場，就是因為其立足于個人電子消費品，著重發(fā)展圖形界面和多任務(wù)管理；而WindRiver的vxWorks之所以在火星車上得以應(yīng)用，則是因為其高實時性和高可靠性。123.嵌入式系統(tǒng)必須根據(jù)應(yīng)用需求可對軟硬件進行裁剪，滿足應(yīng)用系統(tǒng)的功能、可靠性、成本、體積等要求。所以，如果能建立相對通用的軟硬件基礎(chǔ)，然后在其上開發(fā)出適應(yīng)各種需要的系統(tǒng)，是一個比較好的發(fā)展模式。目前的嵌入式系統(tǒng)的核心往往是一個只有幾KB到幾十KB的微內(nèi)核，需要根據(jù)實際的使用進行功能擴展或者裁減，但是由于微內(nèi)核的存在，使得這種擴展能夠非常順利地進行。嵌入式系統(tǒng)定義134.嵌入式系統(tǒng)本身還是一個外延極廣的名詞。凡是與產(chǎn)品結(jié)合在一起的具有嵌入式特點的控制系統(tǒng)都可以叫嵌入式系統(tǒng)，而且有時很難給它下一個準確的定義。嵌入式系統(tǒng)定義14主要內(nèi)容嵌入式系統(tǒng)定義嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)嵌入式系統(tǒng)硬件嵌入式系統(tǒng)軟件嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)軟硬件協(xié)同設(shè)計嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實例15嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域21世紀，形式多樣的數(shù)字化智能產(chǎn)品已開始繼PC機之后成為信息處理的一大主力，并且正在逐步形成一個充滿商機的巨大產(chǎn)業(yè)。思考-----嵌入式系統(tǒng)起源？16嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域始于微型機時代的嵌入式應(yīng)用計算機1946年，但當時沒有嵌入式，工業(yè)界大量需要計算機，出現(xiàn)嵌入式嵌入式系統(tǒng)誕生于微型機時代，嵌入式系統(tǒng)的嵌入性本質(zhì)是將一個計算機嵌入到一個對象體系中去，這些是理解嵌入式系統(tǒng)的基本出發(fā)點。

臺式機應(yīng)用遠不如嵌入式多看起來不像是計算機17嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域計算機系統(tǒng)兩大分支：通用計算機系統(tǒng)：硬件以標準化形態(tài)出現(xiàn)，通過安裝不同軟件滿足各種需求嵌入式計算機系統(tǒng)根據(jù)具體應(yīng)用對象，軟硬件剪裁現(xiàn)代計算機技術(shù)發(fā)展的兩大分支的里程碑意義？18計算機系統(tǒng)兩大分支的技術(shù)要求與發(fā)展方向：通用計算機系統(tǒng)的技術(shù)要求是高速、海量的數(shù)值計算；技術(shù)發(fā)展方向是總線速度的無限提升，存儲容量的無限擴大。嵌入式計算機系統(tǒng)的技術(shù)要求則是對象的智能化控制能力；技術(shù)發(fā)展方向是與對象系統(tǒng)密切相關(guān)的嵌入性能、控制能力與控制的可靠性。19如果說微型機的出現(xiàn)，使計算機進入到現(xiàn)代計算機發(fā)展階段，那么嵌入式計算機系統(tǒng)的誕生，則標志了計算機進入了通用計算機系統(tǒng)與嵌入式計算機系統(tǒng)兩大分支并行發(fā)展時代，從而導(dǎo)致20世紀末，計算機的高速發(fā)展時期。20現(xiàn)代計算機技術(shù)發(fā)展的兩大分支的里程碑意義在于：它不僅形成了計算機發(fā)展的專業(yè)化分工，而且將發(fā)展計算機技術(shù)的任務(wù)擴展到傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)領(lǐng)域，使計算機成為進入人類社會全面智能化時代的有力工具。

21通用計算機系統(tǒng)與嵌入式系統(tǒng)的比較22嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)主要應(yīng)用于以下幾個大的方面:國防武器設(shè)備，如導(dǎo)彈瞄準、雷達識別、電子對抗設(shè)備等。通信信息設(shè)備，如路由器、程控交換機、移動電話、MODEM等。過程控制，即對生產(chǎn)過程中各種動作流程的控制，這種控制是在對被控對象和環(huán)境進行不斷觀測的基礎(chǔ)上做出及時反應(yīng)的，如流水線控制、金屬加工控制等。23嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)主要應(yīng)用于以下幾個大的方面:智能儀器，如網(wǎng)絡(luò)分析儀、示波器、醫(yī)療儀器等。消費產(chǎn)品，各式各樣的信息家電產(chǎn)品，如數(shù)字電視、微波爐等。生物微電子技術(shù)，這是當今嵌入式技術(shù)的前沿應(yīng)用，有著廣闊的市場空間。24嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域手機：錄像、上網(wǎng)表面是電話，內(nèi)部計算機。25嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機：原來是機械時無嵌入式系統(tǒng)可通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，連接其他設(shè)備26嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域高清晰度數(shù)字電視：電視機清晰度可以達到計算機機頂盒：一種依托電視終端提供綜合信息業(yè)務(wù)的家電設(shè)備。使用戶能在現(xiàn)有電視機上觀看數(shù)字電視節(jié)目，并可通過網(wǎng)絡(luò)進行交互式數(shù)字化娛樂、教育和商業(yè)化活動。

微軟推出上網(wǎng)機頂盒，上網(wǎng)設(shè)備27嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域路由器、上網(wǎng)電話：普通電話只能打電話而上網(wǎng)電話，可以上網(wǎng)28嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域全球定位系統(tǒng)（GPS）衛(wèi)星信號傳送給嵌入式系統(tǒng)，再傳送給需要的設(shè)備，汽車上、遠洋輪上汽車駕駛模擬器計算機，模擬環(huán)292002年11月28日，以色列一選舉投票點，發(fā)生槍擊事件，造成至少7人死亡，數(shù)十人受傷。以警方用機器人在檢查一具巴勒斯坦槍手的尸體。嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域30嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域31嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域基于VXworks的火星探路者32

嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域33嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域汽車電子汽車上各種電子設(shè)備，幾十個計算機甚至上百個，每個儀表設(shè)備都是一個計算機在工作，如電子控制自動變速器34嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域醫(yī)院用B超、CT、核磁共振小區(qū)智能管理工業(yè)控制油田鉆井35嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域社會發(fā)展方面：嵌入式Internet應(yīng)用36嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域強調(diào)應(yīng)用，若無應(yīng)用，什么都不是了在嵌入式應(yīng)用的驅(qū)動下，全球IC產(chǎn)量急劇增長集成電路（integratedcircuit,IC）、或稱微電路、微芯片、芯片在電子學(xué)中是一種把電路小型化的方式，并通常制造在半導(dǎo)體晶圓表面上。37主要內(nèi)容嵌入式系統(tǒng)定義嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)嵌入式系統(tǒng)硬件嵌入式系統(tǒng)軟件嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)軟硬件協(xié)同設(shè)計嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實例381、嵌入式系統(tǒng)的組成：整個嵌入式系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。硬件部分包括處理器、存儲器和各類輸入／輸出模塊。軟件部分包括板級支持包（BSP）、嵌入式操作系統(tǒng)（可選）和應(yīng)用程序。嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)軟件處理器存儲器輸入輸出多數(shù)嵌入式設(shè)備的應(yīng)用軟件和操作系統(tǒng)都緊密結(jié)合，在這里對其不加區(qū)分。392、嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)框架一般由硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件、應(yīng)用層軟件組成嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)軟件層中間層（BSP/HAL硬件抽象層）硬件層應(yīng)用軟件層微處理器、存儲器、設(shè)備IO操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、通用組件模塊40嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)嵌入式計算機系統(tǒng)同通用型計算機系統(tǒng)相比具有以下特點：嵌入式系統(tǒng)通常是面向特定應(yīng)用的。

嵌入式CPU與通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在為特定用戶群設(shè)計的系統(tǒng)中，它通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點，能夠把通用CPU中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計趨于小型化，移動能力大大增強，跟網(wǎng)絡(luò)的耦合也越來越緊密。41嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件都必須高效率地設(shè)計，量體裁衣、去除冗余，力爭在同樣的硅片面積上實現(xiàn)更高的性能，這樣才能在具體應(yīng)用中對處理器的選擇更具有競爭力嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機地結(jié)合在一起，它的升級換代也是和具體產(chǎn)品同步進行，因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進入市場，具有較長的生命周期。42嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性，嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機本身中，而不是存貯于磁盤等載體中嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)能力，即使設(shè)計完成以后用戶通常也不能對其中的程序功能進行修改，必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進行開發(fā)。43主要內(nèi)容嵌入式系統(tǒng)定義嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)嵌入式系統(tǒng)硬件嵌入式系統(tǒng)軟件嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)軟硬件協(xié)同設(shè)計嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實例44嵌入式系統(tǒng)硬件嵌入式系統(tǒng)硬件分類：嵌入式處理器存儲器輸入輸出設(shè)備通訊與擴展接口嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)硬件中的最核心的部分45嵌入式系統(tǒng)硬件嵌入式處理器目前，世界上具有嵌入式功能特點的處理器已超過1000種,流行體系結(jié)構(gòu)包括MCU、MPU等30多個系列。目前嵌入式處理器

尋址空間：可以從64KB到16MB，處理速度：最快可以達到2000MIPS。封裝：從幾個引腳到幾百個引腳不等。MillionInstructionsPerSecond的縮寫，即每秒能處理多少個百萬條指令。CPU對于內(nèi)存尋址的能力，就是最多能用到多少內(nèi)存。46嵌入式系統(tǒng)硬件目前來講，嵌入式處理器可以分成這樣一些類型：嵌入式微處理器（MPU）嵌入式微控制器（MCU）嵌入式DSP處理器嵌入式片上系統(tǒng)（SoC）47目前來講，嵌入式處理器可以分成這樣一些類型嵌入式微處理器（MPU）

嵌入式微控制器（MCU）嵌入式DSP處理器嵌入式片上系統(tǒng)（SoC）嵌入式系統(tǒng)硬件48嵌入式微處理MPUMPU（MicroprocessorUnit）≈CPUMPU是由通用計算機中的CPU演變而來的，在本質(zhì)上與通用計算機的CPU是一樣的，只是在具體的實現(xiàn)細節(jié)和功能上有所不同。裝配在專門設(shè)計的電路板上，只保留跟嵌入式應(yīng)用緊密相關(guān)的功能部件，去除其他冗余功能部件，從而大幅減小系統(tǒng)的體積和功耗。為了滿足嵌入式應(yīng)用的特殊需求，MPU在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性方面一般都做了各種增強，在功能上會失去一些在嵌入式領(lǐng)域不常用的功能單元。49和工業(yè)控制計算機相比，MPU具有體積小、質(zhì)量輕、成本低、可靠性高的優(yōu)點，但是在電路板上必須包括ROM、RAM、總線接口、各種外設(shè)等器件，從而降低了系統(tǒng)的可靠性，技術(shù)保密性也比較差。50由于MPU及其存儲器、總線、外設(shè)等安裝在一塊電路板上，稱為單板計算機，如PC104等。MPU目前主要有：intelx86、PowerPC、motorola68K/coldfire、MIPS、ARM、HitachiSuperH等系列51嵌入式系統(tǒng)硬件常用嵌入式處理器ARMMIPSPowerPCx8652常用嵌入式微處理器ARM系列是ARM（AdvancedRISCMachines）公司的高性能、廉價、低功耗的RISC處理器，適用于多種領(lǐng)域如嵌入控制、消費/教育類多媒體、DSP和移動式應(yīng)用等。

ARM處理器有三大特點：小體積、低功耗、低成本而高性能。53ARM(AdvancedRISCMachines)公司是全球領(lǐng)先的16/32位RISC微處理器知識產(chǎn)權(quán)設(shè)計供應(yīng)商。ARM公司通過轉(zhuǎn)讓高性能、低成本、低功耗的RISC微處理器、外圍和系統(tǒng)芯片設(shè)計技術(shù)給合作伙伴，使他們能用這些技術(shù)來生產(chǎn)各具特色的芯片。ARM公司將其硬件技術(shù)授權(quán)給世界上許多著名的半導(dǎo)體廠商，包括Intel，IBM，LG，NEC，SONY，Philps這樣的大公司。關(guān)于軟件系統(tǒng)的合伙人，則包括Microsoft、SUN等一系列著名公司54ARM公司提供一系列CPU內(nèi)核、體系擴展、微處理器和系統(tǒng)芯片方案。由于所有產(chǎn)品均采用一個通用的基本體系結(jié)構(gòu)，所以相同的軟件理論上可在所有產(chǎn)品中運行目前，ARM公司常見的處理器系列有：ARM7、ARM9、ARM10、ARM11等555657Cortex-A系列應(yīng)用型處理器，可運行豐富的操作系統(tǒng)功能。應(yīng)用包括超低成本的手機、智能手機、移動計算平臺、數(shù)字電視、機頂盒、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、打印機和服務(wù)器解決方案。ARM處理器概述

Cortex-A系列58ARM處理器概述

Cortex-A系列Cortex-A高性能的Cortex-A15、可伸縮的Cortex-A9、成熟的Cortex-A8處理器高效的Cortex-A5處理器共享同一體系結(jié)構(gòu)，因此具有完整的應(yīng)用兼容性，支持傳統(tǒng)的ARM、Thumb?

指令集和新增的高性能緊湊型Thumb-2指令集。59ARM處理器概述

Cortex-R系列Cortex-R快速-以高時鐘頻率獲得高處理性能。確定性-處理在所有場合都必須符合硬實時限制。安全-系統(tǒng)必須可靠且可信。某些系統(tǒng)將是安全關(guān)鍵系統(tǒng)。成本效益-在處理器及其內(nèi)存系統(tǒng)中都具有競爭力的成本和功耗。60ARM處理器概述

Cortex-R系列應(yīng)用包括61ARM處理器概述

Cortex-M系列Cortex-MCortex-M系列針對成本和功耗敏感的MCU和終端應(yīng)用:智能測量、人機接口設(shè)備、汽車和工業(yè)控制系統(tǒng)、大型家用電器、消費性產(chǎn)品和醫(yī)療器械62常用嵌入式微處理器MIPS：

MicroprocessorwithoutInterlockedPipedStages，無內(nèi)部互鎖流水線微處理器是由MIPS技術(shù)公司開發(fā)的。MIPS技術(shù)公司是一家設(shè)計制造高性能、高檔次的嵌入式32位和64位處理器的廠商。63常用嵌入式微處理器MIPS也是現(xiàn)在比較流行的一種RISC處理器，其機制是盡量利用軟件辦法避免流水線中的數(shù)據(jù)相關(guān)問題最早是在20世紀80年代初由美國斯坦福大學(xué)Hennessy教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組研制出來的在嵌入式方面，僅次于ARM應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋游戲機，移動電話，數(shù)碼相機，ATM，路由器，打印機，掌上電腦等等各個方面，非常廣泛64常用嵌入式微處理器PowerPC：是一種RISC架構(gòu)的CPU，其基本的設(shè)計源自IBM的POWER架構(gòu)。

PowerPC架構(gòu)的特點是可伸縮性好，方便靈活。PowerPC處理器品種很多，既有通用的處理器，又有嵌入式控制器和內(nèi)核，應(yīng)用范圍非常廣泛，從高端的工作站、服務(wù)器到桌面計算機系統(tǒng)，從消費類電子產(chǎn)品到大型通信設(shè)備等各個方面。PerformanceOptimizedWithEnhancedRISC的縮寫POWER是1991年，Apple、IBM、Motorola組成的AIM聯(lián)盟所發(fā)展出的微處理器架構(gòu)。65嵌入式系統(tǒng)硬件x86x86系列處理器是我們最熟悉的了，它起源于Intel架構(gòu)的8080,再發(fā)展出286、386、486，直到現(xiàn)在的Pentium4、core和AMD的Athlon、64位處理器Hammer。從嵌入式市場來看，486DX是當時和ARM、68K、MIPS和SuperH齊名的五大嵌入式處理器之一，8080是第一款主流的處理器。66國內(nèi)的嵌入式微處理器：龍芯中國科學(xué)院計算所研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)龍芯1號：32位MIPS處理器龍芯2號龍芯3號龍芯+Linux67手機的大概組成68嵌入式系統(tǒng)硬件分類目前來講，嵌入式處理器可以分成這樣一些類型嵌入式微處理器（MPU）嵌入式微控制器（MCU）

嵌入式DSP處理器嵌入式片上系統(tǒng)（SoC）69嵌入式微控制器MCU

MCU--MicrocontrollerUnit

一般又稱為單片機，即將整個計算機系統(tǒng)集成到一塊芯片中MCU一般以某種微處理器內(nèi)核為核心，芯片內(nèi)部集成ROM/EPROM，總線，總線邏輯，定時器，I/O單元，串口，A/D,D/A，flash等各種必要功能和外設(shè)為適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，一般一個系列的單片機具有多種衍生產(chǎn)品，每種衍生產(chǎn)品的處理器內(nèi)核基本都是一樣的，不同的是存儲器和外設(shè)的配置及封裝70嵌入式微控制器MCU與MPU相比，MCU的特點是：單片化，體積大大減小，成本和功耗下降，可靠性提高。微控制器的片上資源一般比較豐富，適合于比較簡單的控制過程（得名的來由）71嵌入式微控制器MCU代表性的通用系列intel8051，P51XA，MCS系列，motorola68300等等半通用系列支持USB接口的MCU8XC930/932、C540、C541支持CAN-bus、LCD的MCU等等72嵌入式系統(tǒng)硬件分類目前來講，嵌入式處理器可以分成這樣一些類型嵌入式微控制器（MCU）嵌入式微處理器（MPU）嵌入式DSP處理器嵌入式片上系統(tǒng)（SoC）73嵌入式DSP處理器EDSPEDSP=EmbeddedDigitalSignalProcessor

專門用于信號處理方面的處理器DSP在運算量較大（特別是向量運算、指針線性尋址很多）的場合發(fā)揮重要作用對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進行了特殊設(shè)計，使其適合與執(zhí)行DSP算法，編譯效率較高，指令執(zhí)行速度也較高74嵌入式DSP處理器EDSPEDSP=EmbeddedDigitalSignalProcessor

除了數(shù)字濾波，F(xiàn)FT等之外，DSP處理器在各種帶有智能邏輯的產(chǎn)品，生物信息識別終端，實時語音編碼解碼系統(tǒng)中都得到了廣泛的應(yīng)用代表性的產(chǎn)品是TexasInstruments公司的TMS320系列和Motorola的DSP56000系列

75嵌入式系統(tǒng)硬件分類目前來講，嵌入式處理器可以分成這樣一些類型嵌入式微控制器（MCU）嵌入式微處理器（MPU）嵌入式DSP處理器嵌入式片上系統(tǒng)（SoC）

76SOC=SystemonChip狹義上，它是信息系統(tǒng)核心的芯片集成，是將系統(tǒng)關(guān)鍵部件集成在一塊芯片上廣義上，SOC是一個微小型系統(tǒng)，如果說中央處理器（CPU）是大腦，那么SOC就是包括大腦、心臟、眼睛和手的系統(tǒng)。嵌入式片上系統(tǒng)SOC77嵌入式片上系統(tǒng)SOCSoC：SoC追求產(chǎn)品系統(tǒng)最大包容的集成器件，是目前嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域的熱門話題之一。SoC最大的特點是成功實現(xiàn)了軟硬件無縫結(jié)合，直接在處理器片內(nèi)嵌入操作系統(tǒng)的代碼模塊。CPU：對PC機而言，CPU

對嵌入式而言，稱為SOC，CPU+各種控制器（外設(shè)）7879主要內(nèi)容嵌入式系統(tǒng)定義嵌入式系統(tǒng)起源發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)嵌入式系統(tǒng)硬件嵌入式系統(tǒng)軟件嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)軟硬件協(xié)同設(shè)計嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實例80嵌入式系統(tǒng)軟件簡單的嵌入式應(yīng)用若嵌入式系統(tǒng)的功能需求比較簡單，如電動玩具、空調(diào)、冰箱等，則嵌入式系統(tǒng)軟件只需完成較簡單的功能，就不需要嵌入式操作系統(tǒng)的支持。如：兒童玩具、汽車系統(tǒng)等等復(fù)雜的嵌入式應(yīng)用若功能比較復(fù)雜，需要網(wǎng)絡(luò)功能、存儲器管理、進程/線程管理等，則通過嵌入式操作系統(tǒng)的幫助，可以加快嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā)進度和可靠性。81簡單的嵌入式應(yīng)用簡單的嵌入式應(yīng)用不需要使用操作系統(tǒng)當系統(tǒng)上電后，main函數(shù)將被調(diào)用，首先初始化，然后進入循環(huán)直到系統(tǒng)停電或者出現(xiàn)重大錯誤。超級循環(huán)voidmain(void){ //prepareforfunctionX X_init(); While(1)X();}82簡單的嵌入式應(yīng)用的開發(fā)過程簡單的嵌入式應(yīng)用的開發(fā)過程在個人電腦上配置交叉開發(fā)環(huán)境、安裝仿真器，編寫程序，交叉編譯，在仿真器上運行測試并修改直到軟件滿足需求；利用面包板開發(fā)和調(diào)試軟、硬件利用編程器將軟件燒到開發(fā)好的系統(tǒng)中進行現(xiàn)場運行測試83嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)：就是支持嵌入式系統(tǒng)工作的操作系統(tǒng)。在本質(zhì)上與通用的操作系統(tǒng)沒有太大的區(qū)別，一般用于比較復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)中，例如手機、PDA等電子類消費產(chǎn)品機頂盒、路由器等對嵌入式系統(tǒng)的硬件有較高的要求84基于嵌入式操作系統(tǒng)的嵌入式應(yīng)用開發(fā)確定需求根據(jù)需求選擇合適的硬件硬實時/軟實時系統(tǒng)？什么處理器？哪些輔助硬件？選擇嵌入式操作系統(tǒng)選擇開發(fā)平臺編程語言、軟件開發(fā)工具實際的開發(fā)平臺包括硬件開發(fā)平臺、操作系統(tǒng)、編程語言以及軟件開發(fā)工具85編寫并優(yōu)化代碼一般在主機系統(tǒng)上進行開發(fā)和優(yōu)化工作。代碼優(yōu)化主要在軟件執(zhí)行速度和軟件尺寸之間取得平衡，滿足嵌入式系統(tǒng)對速度和存儲空間的限制。在嵌入式開發(fā)中，一般需要避免使用大型的軟件庫，避免使用遞歸編程，減少堆棧的消耗。在模擬器或者開發(fā)板上調(diào)試86嵌入式軟件系統(tǒng)的指標尺寸滿足硬件限制實時性硬實時，軟實時和非實時系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)能力人機交互能力87按是否具有實時性能分類，嵌入式系統(tǒng)分為：實時系統(tǒng)和非實時系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)實時系統(tǒng)非實時系統(tǒng)硬實時系統(tǒng)軟實時系統(tǒng)圖１－２嵌入式軟件系統(tǒng)的分類嵌入式系統(tǒng)軟件88嵌入式非實時系統(tǒng)：嵌入式非實時系統(tǒng)的正確性僅僅依賴于計算處理的邏輯結(jié)果，與結(jié)果產(chǎn)生的時間無關(guān)。這類系統(tǒng)主要應(yīng)用于科學(xué)計算和一般實時性要求不高的場合，如掌上電腦、電子詞典等。89嵌入式系統(tǒng)的實時性嵌入式系統(tǒng)一般具有實時的特點。

所謂實時系統(tǒng)是指在這種系統(tǒng)中，一個優(yōu)先級高的任務(wù)能夠得到立即的、沒有延遲的服務(wù)，不需要等待任何其他優(yōu)先級低的任務(wù)，一旦它得到CPU的使用權(quán)，將一直執(zhí)行直到工作結(jié)束或者出現(xiàn)更高級別的進程。為了滿足這樣的需求，嵌入式操作系統(tǒng)必須具有高效的中斷處理能力和高效的IO能力90實時操作系統(tǒng)是指具有實時性，能支持實時控制系統(tǒng)工作的操作系統(tǒng)。實時操作系統(tǒng)的首要任務(wù)是調(diào)度一切可利用的資源完成實時控制任務(wù)；其次才著眼于提高計算機系統(tǒng)的使用效率，其重要特點是通過任務(wù)調(diào)度來滿足對于重要事件在規(guī)定的時間內(nèi)做出正確的響應(yīng)。91實時操作系統(tǒng)與分時操作系統(tǒng)的區(qū)別:對于分時操作系統(tǒng)，軟件的執(zhí)行在時間上的要求并不嚴格，時間上的延誤或者時序上的錯誤，一般不會造成災(zāi)難性的后果。而對于實時操作系統(tǒng)，主要任務(wù)是對事件進行實時的處理，雖然事件可能在無法預(yù)知的時刻到達，但是軟件必須在事件隨機發(fā)生時，在嚴格的時限內(nèi)做出響應(yīng)(系統(tǒng)的響應(yīng)時間)。即使是系統(tǒng)處在尖峰負荷下，也應(yīng)如此，系統(tǒng)時間響應(yīng)的超時就意味著致命的失敗。另外，實時操作系統(tǒng)的重要特點是具有系統(tǒng)的可確定性，即系統(tǒng)能對運行的最好和最壞情況做出精確的估計。嵌入式系統(tǒng)軟件92嵌入式系統(tǒng)軟件實時操作系統(tǒng)分硬實時系統(tǒng)和軟實時系統(tǒng)硬實時系統(tǒng)：確保系統(tǒng)中的關(guān)鍵任務(wù)在確定的時間得到響應(yīng)，不能有失敗的情況，否則會出現(xiàn)嚴重后果。如航天飛機的控制系統(tǒng)，如果出現(xiàn)故障，后果不堪想象。軟實時系統(tǒng)：設(shè)計的時候是有響應(yīng)時間要求的，但是偶爾某些任務(wù)的響應(yīng)時間超過這個限制也不會有嚴重的后果。如液晶屏刷新允許有短暫的延遲，音頻視頻流系統(tǒng)等93嵌入式系統(tǒng)軟件實時操作系統(tǒng)舉例：限定的時間范圍很廣，完全由需要確定例：電話語音、數(shù)據(jù)采集適時控制系統(tǒng)，如機器人適時信息處理系統(tǒng)，如證券交易、銀行取款機導(dǎo)彈發(fā)射，如命令反映不能大于一定時間94實時系統(tǒng)的幾個指標預(yù)測反應(yīng)時間可調(diào)度性強負載下的穩(wěn)定性95預(yù)測反應(yīng)時間在工業(yè)控制系統(tǒng)中，實時可定義為系統(tǒng)對某事件響應(yīng)時間的可預(yù)測性。一個事件發(fā)生后，系統(tǒng)須在一個可準確預(yù)見的時間范圍內(nèi)作出反應(yīng)。96可調(diào)度性實時任務(wù)具有時限要求，調(diào)度實時任務(wù)時，需要判斷是否每個任務(wù)的執(zhí)行都能夠在其截止期限內(nèi)完成。如果每個任務(wù)的執(zhí)行都能夠在其截止期限內(nèi)完成，則稱該調(diào)度是可行的可調(diào)度性判定(或稱調(diào)度可行性判定)就是判定給定的n個實時任務(wù)在應(yīng)用某種調(diào)度算法的前提下能否產(chǎn)生一個可行的調(diào)度。調(diào)度算法的設(shè)計要盡可能滿足任務(wù)可調(diào)度性的要求97強負載下的穩(wěn)定性實時穩(wěn)定性隨著系統(tǒng)的負載有所不同當系統(tǒng)的負載變得很大時，如果系統(tǒng)不能保證所有任務(wù)的時間要求，應(yīng)當能使其中一部分關(guān)鍵任務(wù)始終滿足時限要求98主要內(nèi)容嵌入式系統(tǒng)起源及發(fā)展嵌入式系統(tǒng)定義嵌入式系統(tǒng)硬件嵌入式系統(tǒng)軟件嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)軟硬件協(xié)同設(shè)計嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實例99嵌入式操作系統(tǒng)100常見嵌入式實時操作系統(tǒng)RTlinux及其他嵌入式實時LinuxuC/OSIIwindriversystems公司的VxworksQNXsoftwaresystems公司的QNX。pSOSOS/9VRTXeCOS101常見嵌入式非實時操作系統(tǒng)Microsoft公司的windowsCE、EmbeddedwindowsxpPalm公司的PalmOSsymbian公司的EPOC一些嵌入式linux系統(tǒng)102嵌入式操作系統(tǒng)幾款典型的嵌入式操作系統(tǒng)uC/OSIIWindows系列的嵌入式操作系統(tǒng)PalmOS

VxWorks嵌入式Linux103嵌入式操作系統(tǒng)uC/OSII免費的公開源碼實時操作系統(tǒng)

內(nèi)核提供任務(wù)調(diào)度和管理、時鐘管理、任務(wù)間同步與通信、內(nèi)存管理和中斷服務(wù)等功能最多支持64個任務(wù)，分別對應(yīng)優(yōu)先級0～63，其中0為最高優(yōu)先級可剝奪實時多任務(wù)內(nèi)核調(diào)度工作的內(nèi)容分為兩部分：最高優(yōu)先級任務(wù)的尋找和任務(wù)切換104嵌入式操作系統(tǒng)uC/OSII內(nèi)核是針對實時系統(tǒng)的要求來設(shè)計實現(xiàn)的，相對比較簡單，可以滿足較高的實時性要求但是沒有網(wǎng)絡(luò)功能和文件系統(tǒng)，對于像媒體播放、需要網(wǎng)絡(luò)和圖形界面支持的應(yīng)用就比較差105嵌入式操作系統(tǒng)WindowsEmbedded家族106WindowsCE主要用于PDA，smartphone等個人手持終端上支持多線程支持多種軟硬件最大的特點就是能提供與pc機類似的圖形界面和主要的應(yīng)用程序地道的商業(yè)操作系統(tǒng)107WindowsCE主要模塊內(nèi)核模塊：支持進程和線程處理及內(nèi)存管理等基本服務(wù)內(nèi)核系統(tǒng)調(diào)用接口模塊：運行應(yīng)用程序訪問操作系統(tǒng)提供的服務(wù)文件系統(tǒng)模塊：支持dos，fat等格式的文件系統(tǒng)圖形窗口和事件子系統(tǒng)模塊：控制圖形顯示，并提供windowsGUI界面通信模塊：運行同其他設(shè)備進行信息交換108嵌入式操作系統(tǒng)PalmOS

PalmComputing公司的嵌入式操作系統(tǒng);目前最大的應(yīng)用在PDA，是市場占有率最高的PDA操作系統(tǒng);Palm操作系統(tǒng)架構(gòu)非常簡潔，因為少去了很多功能，如內(nèi)存管理、多任務(wù)等等，使得Palm可以非常不耗系統(tǒng)資源，硬件需求低，連帶的整體耗電量便可壓縮到非常低，因此采用Palm操作系統(tǒng)的PDA都有待機時間長的優(yōu)點。109嵌入式操作系統(tǒng)VxWorksVxWorks是美國風(fēng)河（WindRiver）公司于1983年設(shè)計開發(fā)的一種嵌入式實時操作系統(tǒng)支持主流的32位CPU，包括x86、68K、PowerPC、MIPS、ARM等基于微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，由400多個相對獨立的，短小精悍的目標模塊組成，可裁剪性和可配置性相當出色110嵌入式操作系統(tǒng)VxWorks以其良好的可靠性和卓越的實時性被廣泛地應(yīng)用在通信、軍事、航空航天等高精尖技術(shù)及實時性要求極高的領(lǐng)域中，如衛(wèi)星通訊、軍事演習(xí)、彈道制導(dǎo)、飛機導(dǎo)航等。在美國的F-16、FA-18戰(zhàn)斗機、B-2隱形轟炸機和愛國者導(dǎo)彈上，甚至連1997年4月在火星表面登陸的火星探測器、2008年5月登陸的鳳凰號，和2012年8月登陸的好奇號也都使用到了VxWorks上

111VxWorksVxworks的基本構(gòu)成模塊包括以下部分：高效實時微內(nèi)核wind：

Vxworks實時微內(nèi)核wind以靈活性和可配置性為設(shè)計目標，它主要包括基于優(yōu)先級的任務(wù)調(diào)度任務(wù)同步和通信中斷處理定時器內(nèi)存管理兼容POSIX實時系統(tǒng)標準112I/O處理系統(tǒng)：

Vxworks提供與ANSIC兼容的I/O處理系統(tǒng)，主要包括UNIX緩沖I/O處理系統(tǒng)，和面向?qū)崟r的異步I/O處理系統(tǒng)本機文件系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)處理模塊：

Vxworks網(wǎng)絡(luò)處理模塊能與許多運行其他協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)進行通信，如TCP/IP、NFS、UDP、SNMP、FTP等113

虛擬內(nèi)存模塊VxVMI：

VxVMI主要用于對指定內(nèi)存區(qū)的保護，如內(nèi)存塊只讀等共享內(nèi)存模塊VxMP：

主要用于多處理器行運行任務(wù)之間的共享信號量、消息隊列、內(nèi)存塊管理板級支持包BSP：

提供各種硬件的初始化、中斷的建立、定時器、內(nèi)存映象114VxWorks的評價Vxworks是一款非常出色的嵌入式實時操作系統(tǒng)，但是它是不公開源碼的商業(yè)化操作系統(tǒng)，價格比較高為追求系統(tǒng)的實時性而設(shè)計的，并不是以通用OS為設(shè)計目標。去掉了一些OS模塊，因為這些模塊在某種程度上會影響系統(tǒng)的實時性（如在內(nèi)存管理中沒有采用頁面管理模式，采用的是平板式內(nèi)存）。115任務(wù)調(diào)度采用的是基于優(yōu)先級的搶占式任務(wù)調(diào)度模式，優(yōu)先級分256級(0-255)用戶可以動態(tài)的改變優(yōu)先級，但是這種做法不提倡用戶可以鎖定一個任務(wù)使它不被更高的任務(wù)或中斷搶占允許使用固定優(yōu)先級響應(yīng)時間來檢查任務(wù)調(diào)度的性能116資源共享和優(yōu)先級繼承機制采用最優(yōu)化的上下文切換和中斷返回機制.內(nèi)核從不禁止非屏蔽中斷NMI(non-maskableinterrupts)117VxWorks缺點缺少某些OS特性保證時限要求是設(shè)計者自己的任務(wù)(系統(tǒng)的靈活性帶來的弊端)不支持很多應(yīng)用和APIs(只支持部分POSIX標準的函數(shù)集)盡管采用了平板式內(nèi)存管理，但是由于內(nèi)存的動態(tài)分配，仍然存在內(nèi)存段，這樣仍然存在時間上的不可預(yù)測性118VxWorks應(yīng)用領(lǐng)域主要局限在對實時性要求較嚴格的硬實時系統(tǒng)中帶給用戶最大的控制權(quán)的同時，用戶對系統(tǒng)的實時性調(diào)度責(zé)任也更大嵌入式操作系統(tǒng)119Tornado——集成開發(fā)環(huán)境120Tornado是開發(fā)調(diào)試VxWorks系統(tǒng)不可缺少的組成部分，安裝并運行在主機上。其基本功能是將與操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序運行無關(guān)的工作（如編輯、編譯、調(diào)試、配置等）與目標機分離，使這些工作一方面不會與操作系統(tǒng)爭搶目標機上有限的資源，另一方面它們集成在一個開發(fā)環(huán)境中以方便系統(tǒng)的開發(fā)和調(diào)試工作。121Tornado的特點主要體現(xiàn)在它的集成性和開放性：作為一集成開發(fā)環(huán)境，Tornado集成了編譯、編輯、調(diào)試、仿真測試、項目管理等方面的一系列工具；作為一開放的開發(fā)環(huán)境，Tornado與目標機的連接是通過統(tǒng)一的接口進行，接口提供了豐富的API，因此用戶可以方便地定制和擴展各開發(fā)工具。122Tornado的獨特之處在于其所有開發(fā)工具能夠使用在應(yīng)用開發(fā)的任意階段以及任何檔次的硬件資源上。而且，完整集的Tornado工具可以使開發(fā)人員完全不用考慮與目標連接的策略或目標存儲區(qū)大小。Tornado結(jié)構(gòu)的專門設(shè)計為開發(fā)人員和第三方工具廠商提供了一個開放環(huán)境。已有部分應(yīng)用程序接口可以利用并附帶參考書目，內(nèi)容從開發(fā)環(huán)境接口到連接實現(xiàn)。123Tornado包括強大的開發(fā)和調(diào)試工具，尤其適用于面對大量問題的嵌入式開發(fā)人員。這些工具包括C和C++源碼級別的調(diào)試器，目標和工具管理，系統(tǒng)目標跟蹤，內(nèi)存使用分析和自動配置.另外，所有工具能很方便地同時運行，很容易增加和交互式開發(fā)。124實際應(yīng)用---Tornado：IDS“狂風(fēng)”戰(zhàn)斗機由英國、德國和意大利三國聯(lián)合成立的帕那維亞飛機公司l969年3月設(shè)計。該機是為適應(yīng)北約組織對付突發(fā)事件的“靈活反應(yīng)”戰(zhàn)略思想而研制的，主要用來代替F-4、F-104、“火神”、“坎培拉”、“掠奪者”等戰(zhàn)斗機和轟炸機，執(zhí)行截擊、攻擊等常規(guī)作戰(zhàn)任務(wù)。該機擁有的高精度攻擊武器和精確導(dǎo)航系統(tǒng)，先進的地形自動跟蹤系統(tǒng)等。125GDB——調(diào)試工具126WindView——多任務(wù)跟蹤和觀察工具127嵌入式操作系統(tǒng)幾款典型的嵌入式操作系統(tǒng)uC/OSIIWindows系列的嵌入式操作系統(tǒng)PalmOS

VxWorks嵌入式Linux★128將Linux嵌入到各種設(shè)備中:NASA個人助理129開發(fā)過程Linux操作系統(tǒng)選擇操作系統(tǒng)的移植與改進DriverandApplicationsoftwaredevelopment從系統(tǒng)設(shè)計

測試

Rehat,bluecat,RTLinux,MontaVistaLinux,RTAI,……Tekram,HP,Intel,…130Linux簡介什么是LinuxLinux發(fā)展簡史Linux系統(tǒng)的好處Linux系統(tǒng)組成Linux版本131什么是Linux？Linux是一個類似Unix（Unix-like）的操作系統(tǒng)，在1991年發(fā)行了它的第一個版本在不同的語境下，“Linux”具有不同的內(nèi)涵，例如：Linux內(nèi)核、Linux系統(tǒng)或Linux開發(fā)套件等術(shù)語。嚴格來說，Linux指的是LinuxTorvalds維護的（及通過主要和鏡像網(wǎng)站發(fā)布的）內(nèi)核。GNU/LinuxGNU/Linux的擁護者們認為，Linux僅僅是指Linux內(nèi)核，而整個Linux系統(tǒng)的大部分都建立在GNU軟件之上。132Linux發(fā)展簡史1991年11月，芬蘭赫爾辛基大學(xué)的學(xué)生LinusTorvalds寫了個小程序，取名為Linux，放在互聯(lián)網(wǎng)上。他表達了一個愿望，希望借此實現(xiàn)出一個操作系統(tǒng)的“內(nèi)核”，這完全是一個偶然事件1993，在一批高水平黑客的參與下，誕生了Linux1.0版1994年，Linux的第一個商業(yè)發(fā)行版Slackware問世133

Linux1996年，美國國家標準技術(shù)局的計算機系統(tǒng)實驗室確認Linux版本1.2.13（由OpenLinux公司打包）符合POSIX標準2001年，Linux2.4版內(nèi)核發(fā)布2003年，Linux2.6版內(nèi)核發(fā)布……134名詞解釋POSIX

PortableOperatingSystemInterfaceStandard

中文：可移植操作系統(tǒng)接口標準

由IEEE制訂，并由ISO接受為國際標準。IEEE

InstituteforElectricalandElectronicEngineers

中文：電氣電子工程師學(xué)會[美]ISO

InternationalOrganizationforStandardization

中文：國際標準化組織

制定各行各業(yè)各種產(chǎn)品和服務(wù)的技術(shù)規(guī)范（國際標準）135Linux操作系統(tǒng)的主要內(nèi)容Linux是免費的、源代碼開放的、符合POSIX標準規(guī)范的操作系統(tǒng)擁有現(xiàn)代操作系統(tǒng)具有的所有內(nèi)容，例如搶占式多任務(wù)處理，支持多用戶內(nèi)存保護，支持SMP，支持TCP/IP，支持絕大多數(shù)的32位和64位CPU等還有一些其他操作系統(tǒng)沒有的特色，比如NFS，VFS，高效的EXT系列文件系統(tǒng)等136Linux版本Linux的內(nèi)核版本幾種流行的Linux發(fā)行版本137Linux的內(nèi)核版本Linux內(nèi)核版本是由LinusTorvalds作為總體協(xié)調(diào)人的Linux開發(fā)小組（分布在各個國家的近百位高手）開發(fā)出的系統(tǒng)內(nèi)核的版本號Linux內(nèi)核采用的是雙樹系統(tǒng)一棵是穩(wěn)定樹，主要用于發(fā)行另一棵是非穩(wěn)定樹或稱為開發(fā)樹，用于產(chǎn)品開發(fā)和改進Linux內(nèi)核版本號由3位數(shù)字組成

r.x.y第1位數(shù)字r為主版本號第2位數(shù)字x為說明版本類型的次版本號，如果x為偶數(shù)，則表示為產(chǎn)品化版本，為奇數(shù)時表示為實驗版本第3位數(shù)字y為修改號，表示錯誤修補的次數(shù)138幾種流行的Linux發(fā)行版本139Linux系統(tǒng)的好處支持多種CPUX86,ARM,MIPS,SH,i960,PPC,etc.開放源代碼（Opensource）強大的網(wǎng)絡(luò)功能可移植性使用GNUtools140一個新潮，非常穩(wěn)定，多用戶，多任務(wù)的環(huán)境標準的平臺無法超越的計算能力，可移動性和適應(yīng)性先進的圖形用戶界面幾十個異常出色而且免費的桌面應(yīng)用程序成千上萬個免費的工具和應(yīng)用小程序幾百上千個專業(yè)程序由全世界的無數(shù)研究人員編制，覆蓋了天文，信息技術(shù)，化學(xué)，物理，工程，語言，生物等各個學(xué)科領(lǐng)域Linux系統(tǒng)的好處141一個真正杰出的學(xué)習(xí)系統(tǒng)很多頂級的系統(tǒng)開發(fā)平臺，友好的編程語言及編程工具都免費包含在操作系統(tǒng)里面病毒入侵，計算機的“后門”，軟件提供商的“特別要求”，強迫性的軟件升級，專有的文件格式，軟件使用許可證和市場策略，產(chǎn)品注冊登記，高得驚人的軟件價格，等等-------Linux都沒有Linux操作系統(tǒng)平臺保證它的“永久性”一個技術(shù)快速更新的平臺Linux系統(tǒng)的好處142嵌入式Linux介紹什么是嵌入式Linux嵌入式Linux的典型應(yīng)用嵌入式Linux的分類常見的嵌入式Linux143嵌入式Linux操作系統(tǒng)Linux是開放源碼和免費使用的，遍布全球的眾多Linux愛好者又是Linux開發(fā)的強大技術(shù)后盾。Linux的內(nèi)核小、功能強大、API豐富，系統(tǒng)健壯、效率高，易于定制剪裁，在價格上極具競爭力。Linux不僅支持x86CPU，還可以支持其他數(shù)十種CPU芯片。144嵌入式Linux操作系統(tǒng)嵌入式Linux(EmbeddedLinux)：是指對Linux經(jīng)過小型化裁剪后，能夠固化在容量只有幾百K字節(jié)或幾兆字節(jié)的存儲器芯片或單片機中，應(yīng)用于特定嵌入式場合的專用Linux操作系統(tǒng)。嵌入式Linux的開發(fā)和研究是目前操作系統(tǒng)領(lǐng)域的一個熱點。145嵌入式操作系統(tǒng)嵌入式Linux種類uCLinuxARMLinuxRT-Linux/RTAIEmbedixBlueCatLinuxHardHatLinuxUbuntu146Ubuntu：烏班圖，大意是“人道待人”，“天下共享的信念，連接起每個人”。具有ubuntu精神的人心胸開闊，樂于助人，見賢思齊而不忌妒賢能。Ubuntu是基于GNU/Linux，由全球化的專業(yè)開發(fā)團隊（CanonicalLtd）打造的開源GNU/Linux操作系統(tǒng)。Ubuntu操作系統(tǒng)將ubuntu精神帶到了軟件世界。Ubuntu對GNU/Linux的普及特別是桌面普及作出了巨大貢獻，由此使更多人共享開源的成果與精彩。

147Ubuntu：其首個版本于2004年10月20日發(fā)布，以每六個月發(fā)布一次新版本為目標，使得人們得以更頻繁地獲取新軟件。開發(fā)目的是為了使個人電腦變得簡單易用。與大多數(shù)發(fā)行版附帶數(shù)量巨大的可用可不用的軟件不同，Ubuntu的軟件包清單只包含那些高質(zhì)量的重要應(yīng)用程序。注重質(zhì)量，Ubuntu提供了一個健壯、功能豐富的計算環(huán)境，既適合家用又適用于商業(yè)環(huán)境。2013年1月3日，Ubuntu正式發(fā)布面向智能手機的移動操作系統(tǒng)。148選擇什么樣的嵌入式操作系統(tǒng)？149嵌入式操作系統(tǒng)選型

一般而言，在選擇嵌入式操作系統(tǒng)時，可以遵循以下6個原則：市場進入時間可移植性可利用資源系統(tǒng)定制能力成本中文內(nèi)核支持150嵌入式操作系統(tǒng)選型市場進入時間:制定產(chǎn)品時間表與選擇操作系統(tǒng)有關(guān)系例如Windows系列嵌入式操作系統(tǒng)WinCE，

由于具有豐富的人力資源。使用WinCE能夠很快進入市場。因為WinCE+X86做產(chǎn)品實際上是在做減法，去掉你不要的功能，能很快出產(chǎn)品。

缺點：成本偏高，核心競爭力差。但一些高效的操作系統(tǒng)可能由于編程人員缺乏，或由于這方面的技術(shù)積累不夠，影響開發(fā)進度。151嵌入式操作系統(tǒng)選型可移植性:當進行嵌入式軟件開發(fā)時，可移植性是要重點考慮的問題好的軟件應(yīng)該是移植性應(yīng)該也比較好，可以在不同平臺、不同系統(tǒng)上運行，跟操作系統(tǒng)無關(guān)。但軟件的通用性和軟件的性能通常是矛盾的。通用以損失某些特定情況下的優(yōu)化性能為代價。很難設(shè)想開發(fā)一個嵌入式瀏覽器而僅能在某一特定環(huán)境下應(yīng)用。反過來說，當產(chǎn)品與平臺和操作系統(tǒng)緊密結(jié)合時，往往你的產(chǎn)品的特色就蘊含其中。152嵌入式操作系統(tǒng)選型可利用資源:操作系統(tǒng)的可利用資源對于選型是一個重要參考條件產(chǎn)品開發(fā)不同于學(xué)術(shù)課題研究，其目的是快速、低成本、高質(zhì)量的推出適合用戶需求的產(chǎn)品。因此，要集中精力研發(fā)出產(chǎn)品的特色，其他功能盡量由操作系統(tǒng)附加或采用第三方產(chǎn)品實現(xiàn)。153嵌入式操作系統(tǒng)選型可利用資源:Linux和WinCE都有大量的資源可以利用。其它有些實時操作系統(tǒng)由于比較封閉，開發(fā)時可以利用的資源比較少，因此多數(shù)功能需要自己獨立開發(fā)。從而影響開發(fā)進度。近來的市場需求顯示，越來越多的嵌入式系統(tǒng)，均要求提供全功能的Web瀏覽器。而這要求有一個高性能、高可靠的GUI的支持。154嵌入式操作系統(tǒng)選型系統(tǒng)定制能力信息產(chǎn)品不同于傳統(tǒng)PC，用戶的需求是千差萬別的，硬件平臺也都不一樣，所以對系統(tǒng)的定制能力提出了要求。要分析產(chǎn)品是否對系統(tǒng)底層有改動的需求，這種改動是否伴生著產(chǎn)品特色？Linux由于其源代碼開放的天生魅力，在定制能力方面具有優(yōu)勢。隨著Wince3.0原碼的開放，以及微軟在嵌入式領(lǐng)域力度的加強，其定制能力會有所提升。155嵌入式操作系統(tǒng)選型成本:免費。Linux免費；而WinCE