嵌入式系統

嵌入式系統:

國內普遍認同的嵌入式系統定義爲:以應用爲中心,以計算機技術爲基礎,軟硬件可裁剪,適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統。

  嵌入式系統是面向用戶、面向產品、面向應用的,它必須與具體應用相結合纔會具有生命力、才更具有優勢。因此可以這樣理解上述三個面向的含義,即嵌入式系統是與應用緊密結合的,它具有很強的專用性,必須結合實際系統需求進行合理的裁減利用。

  ◆嵌入式系統是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術和各個行業的具體應用相結合後的產物,這一點就決定了它必然是一個技術密集、資金密集、高度分散、不斷創新的知識集成系統。所以,介入嵌入式系統行業,必須有一個正確的定位。例如Palm之所以在PDA領域佔有70%以上的市場,就是因爲其立足於個人電子消費品,着重發展圖形界面和多任務管理;而風河的Vxworks之所以在火星車上得以應用,則是因爲其高實時性和高可靠性。
  ◆嵌入式系統必須根據應用需求對軟硬件進行裁剪,滿足應用系統的功能、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,然後在其上開發出適應各種需要的系統,是一個比較好的發展模式。目前的嵌入式系統的核心往往是一個只有幾K到幾十K微內核,需要根據實際的使用進行功能擴展或者裁減,但是由於微內核的存在,使得這種擴展能夠非常順利的進行。

 一般而言,嵌入式系統的構架可以分成四個部分:處理器、存儲器輸入輸出(I/O)和軟件(由於多數嵌入式設備應用軟件和操作系統都是緊密結合的,在這裏我們對其不加區分,這也是嵌入式系統和一般的PC操作系統的最大區別)。


 嵌入式系統的幾個重要特徵:

  1.系統內核小。由於嵌入式系統一般是應用於小型電子裝置的,系統資源相對有限,所以內核較之傳統的操作系統要小得多。比如Enea公司的OSE分佈式系統,內核只有5K,而Windows的內核?簡直沒有可比性。
  2.專用性強。嵌入式系統的個性化很強,其中的軟件系統和硬件的結合非常緊密,一般要針對硬件進行系統的移植,即使在同一品牌、同一系列的產品中也需要根據系統硬件的變化和增減不斷進行修改。同時針對不同的任務,往往需要對系統進行較大更改,程序的編譯下載要和系統相結合,這種修改和通用軟件的“升級”是完全兩個概念。
  3.系統精簡。嵌入式系統一般沒有系統軟件應用軟件的明顯區分,不要求其功能設計及實現上過於複雜,這樣一方面利於控制系統成本,同時也利於實現系統安全。
  4.高實時性的系統軟件(OS)是嵌入式軟件的基本要求。而且軟件要求固態存儲,以提高速度;軟件代碼要求高質量和高可靠性。
  5.嵌入式軟件開發要想走向標準化,就必須使用多任務的操作系統。嵌入式系統的應用程序可以沒有操作系統直接在芯片上運行;但是爲了合理地調度多任務、利用系統資源、系統函數以及和專家庫函數接口,用戶必須自行選配RTOS(Real-Time Operating System)開發平臺,這樣才能保證程序執行的實時性、可靠性,並減少開發時間,保障軟件質量
  6.嵌入式系統開發需要開發工具和環境。由於其本身不具備自舉開發能力,即使設計完成以後用戶通常也是不能對其中的程序功能進行修改的,必須有一套開發工具和環境才能進行開發,這些工具和環境一般是基於通用計算機上的軟硬件設備以及各種邏輯分析儀、混合信號示波器等。開發時往往有主機和目標機的概念,主機用於程序的開發,目標機作爲最後的執行機,開發時需要交替結合進行。


嵌入驅動

什麼是驅動:驅動是用來銜接軟件和硬件的程序, 在嵌入式開發中, 開發人員就可以通過驅動來操作硬件, 也就將軟件工程師和硬件工程師的工作隔離開來了

Linux的驅動

在Linux下, 驅動被看作文件(Linux有種說法: 一切皆是文件)
Linux下要將一個驅動載入內核可以採用模塊加載的方法(這種方法可以很好的控制內核大小, 隨時可以將不用的驅動卸載掉).

驅動的類型與主設備號, 從設備號

驅動分爲三類: 字符類型(鍵盤, 鼠標以單個字符傳輸的設備), 塊類型(可以進行塊傳輸 存儲器等), 網絡類型(需要聯網的設備)
確定了類型後, 需要再給不同的設備分配一個主設備號, 而享有同一個主設備號的
驅動需要實現的功能大多是結構體file_operations的成員(這個結構體的成員基本上都是指針函數)
ps: 似乎有些設備(例如USB需要用到更多功能, 應該有在別的結構體中
嵌入式底層驅動是指:針對某個嵌入式核心給它加上外圍設備的時候,需要對這些外圍設備進行諸如初始化設置、數據讀寫校對等基礎庫函數的開發,以便嵌入式操作系統調用,從而方便進行基於此嵌入式系統的高級應用開發。外圍設備通常是指除了核心板以外的設備,比如液晶面板、USB口、以太網口、音視頻口、鍵盤口、鼠標口、GSM模塊、GPS模塊等等~~ 

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