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  • 1.1 嵌入式系统的概述 1.1.1 嵌入式系统的定义与组成 嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁减,适用于应用系统,对功能、可靠性、成本、体积和功耗等方面有特殊要求的专用的计算机系统。嵌入式...

    1.1 嵌入式系统的概述

    1.1.1 嵌入式系统的定义与组成

    嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可裁减,适用于应用系统,对功能、可靠性、成本、体积和功耗等方面有特殊要求的专用的计算机系统。嵌入式系统与通用计算机系统的本质区别在于系统应用不同,嵌入式系统是将一个计算机系统嵌入到对象系统中。这个对象可能是庞大的机器,也可能是小巧的手持设备,用户并不关心这个计算机系统的存在。嵌入式系统涉及计算机技术、微电子技术、电子技术、通信和软件等各行各业,它是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。

    嵌入式系统一般包含嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统和应用程序 4 个部分。任何嵌入式系统都包括硬件和软件两个方面。硬件包括微处理器、存储器、I/O 端口和图形控制器。软件包括操作系统软件和应用软件,应用软件控制着嵌入式系统的运作和行为,而操作系统则为应用程序提供必要的底层支持。图 1.1给出了典型嵌入式硬件平台的组成[3]

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    1.1 嵌入式硬件平台组成

    1.1.2 嵌入式系统的硬件

    嵌入式系统的核心部件是嵌入式处理器。据不完全统计,全世界嵌入式微处理器的品种数量已经超过 1000 多种,流行体系结构有 30 多个。近年来嵌入式微处理器的主要发展方向是小体积、高性能、低功耗。专业分工也越来越明显,出现了专业的 IP (Intellectual Property Core,知识产权核)供应商,如 ARM、MIPS 等,他们通过提供优质、高性能的嵌入式微处理器内核,由各个半导体厂商生产面向各个应用领域的芯片。一般可以将嵌入式微处理器分成4类,即嵌入式微处理器(MicroProcessor Unit,MPU)、嵌入式微控制器 (MicroController Unit,MCU)、嵌入式 DSP 处理器(Digital Signal Processor,DSP)和嵌入式片上系统(System on Chip,SOC)。

    嵌入式处理器一般具有以下4个特点:

    (1) 对实时多任务操作系统具有很强的支持能力。能够实现多任务并且有较短的中断响应时间,从而使内部的代码和实时内核的执行时间减少到最低限度。

    (2) 具有功能很强的存储区保护功能。由于嵌入式系统的软件结构一般为模块化,为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用,需要设计强大的存储区保护功能,同时也有利于软件故障诊断。

    (3) 处理器结构可扩展。能够快速开发出满足各种应用和高性能的嵌入式微处理器。

    (4) 低功耗。尤其是用于便携式的无线及移动计算和通信设备的嵌入式系统,功耗可以达到mW级甚至μW级。

    1.1.3 嵌入式系统的软件

    嵌入式系统的软件一般由嵌入式操作系统和应用软件组成。操作系统是连接计算机硬件与应用程序的系统程序。操作系统有两个基本功能:使计算机硬件便于使用;高效组织和正确地使用计算机的资源。 操作系统有 4 个主要任务:进程管理、进程间通信与同步、内存管理和 I/O 资源管理。

    嵌入式操作系统可以分为实时操作系统和分时操作系统两类。实时操作系统是指具有实时性,能支持实时控制系统工作的操作系统。实时操作系统的首要任务是调度一切可利用的资源完成实时控制任务;其次才着眼于提高计算机的使用效率,其重要特点是通过任务调度来满足对于重要事件在规定时间内做出正确的响应。对于分时操作系统,软件的执行在时间上的要求并不严格,时间上的延误或者时序上的错误,一般不会造成灾难性的后果。而对于实时操作系统,主要任务是对事件进行实时的处理,虽然事件可能在无法预知的时刻到达,但是软件必须在事件随机发生时,在严格的时限内做出响应(系统的响应时间)。即使是系统处在尖峰负荷下,也应如此,系统时间响应的超过就意味着致命的失败。另外,实时操作系统的重要特点是具有系统的可确定性,即系统能对运行的最好和最坏情况做出精确的估计。

    据调查,目前全世界的嵌入式系统已经有200多种。从20世纪80年代开始,出现了一些商用的嵌入式操作系统, 它们大部分都是为专有系统而开发的。随着嵌入式领域的发展,各种各样嵌入式操作系统相继问世。有许多商业的嵌入式操作系统,也有大量开放源码的嵌入式操作系统。常见的嵌入式操作系统有: Vxworks、Neculeus、WinCE、Embedded Linux、μC/OS 和μC/OS-II、PalmOS、QNX、Delta OS、Hopen OS、pSOS 等。 嵌入式系统的应用软件是针对特定的实际专业领域,基于相应的嵌入式硬件平台,并能完成用户预期任务的计算机软件。用户的任务可能有时间和精度的要求。有些应用软件需要嵌入式操作系统的支持,但在简单的应用场合下则不需要专门的操作系统。

    1.1.4 嵌入式系统的特点

    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优势。嵌入式系统具有很强的专用性,必须根据应用需求对软硬件进行裁减,满足应用系统功能、可靠性、成本、体积等要求。在嵌入式系统中,具体的应用将决定对硬件和软件的需求,如芯片、存储器、I/O 扩展和操作系统、应用程序编制等[3]

    嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有以下特点:

    (1) 嵌入式系统是面向特定系统应用的。嵌入式处理器大多数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,一般是包含各种外围设备接口的片上系统。

    (2) 嵌入式系统涉及计算机技术、微电子技术、电子技术、通信和软件等各行各业,它是一个技术密集、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。只有这样才能适用嵌入式系统应用的需要,在产品价格性能等方面具备竞争力。

    (4) 嵌入式系统的生命周期相当长。当嵌入式系统应用到产品以后,还可以进行软件升级,它的生命周期与产品的生命周期几乎一样长。

    (5) 嵌入式系统本身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。

    1.1.5 嵌入式系统的应用领域

    嵌入式系统概念的提出已有相当长的时间,主要被应用于军事领域和工业控制领域。随着数字技术的发展和新的体积更小的控制芯片和功能更强的操作系统的出现,嵌入式系统在很多领域得到了广泛的应用,如国防、工业控制、通信、办公自动化和消费电子领域。现今嵌入式系统带来的工业年产值已超过1 万亿美元。

    (1) 工业过程控制:目前已经有大量的 8、16、32 位嵌入式微控制器应用在工业过程控制、数控机床、电力系统、电网安全、电网设备监控、石油化工系统等领域。随着技术的发展,32、64 位的微处理器逐渐成为工业控制设备的核心,在未来的几年内必将获得更大的发展。

    (2) 交通管理:在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面,嵌入式系统技术已经获得了广泛的应用,内嵌 GPS 模块、GSM 模块的移动定位终端已经在各种运输行业成功使用。

    (3) 信息家电:这将成为嵌入式系统最大的应用领域,冰箱、空调等的网络化、智能化将引领人们的生活步入一个崭新的空间。即使不在家里,也可以通过电话线、网络进行远程控制。在这些设备中,嵌入式系统将大有用武之地。

    (4) 家庭智能管理系统:水、电、煤气表的远程自动抄表,安全防火、防盗系统,其中嵌入的专用控制芯片将代替传统的人工检查,并实现更高、更准确和更安全的性能。

    (5) POS 网络及电子商务:公共交 通无接触智能卡(Contactless Smatrcard,CSC)发行系统、公共电话卡发行系统、自动售货机、各种智能 ATM终端将全面走入人们的生活。

    (6) 环境监测:包括水文资料实时监测、防洪体系及水土质量监测、堤坝安全、地震监测网、实时气象信息网、水源和空气污染监测等。在很多环境恶劣、地况复杂的地区,嵌入式系统将实现无人监测。

    随着信息技术的发展, 人类进入一个全新的数字时代, 可以毫不夸张地说,嵌入式系统已经进入到现代社会中人们生活的方方面面,可以说是“无处不在”,尤其是在控制方面的应用。在以后相当长的一段时间内,嵌入式技术将在消费电子领域飞速发展,嵌入式产品将与人们的生活结合得更为紧密。

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  • 关注、星标公众号,不错过精彩内容 整理:黄工 素材来源:C语言中文网、嵌入式资讯精选 我的公众号之前分享过关于Linux的...今天继续为大家:嵌入式系统为什么选了Linux,而没有选windows? UNIX 系统早在2...

    关注、星标公众,不错过精彩内容

    整理:黄工

    素材来源:C语言中文网、嵌入式资讯精选

    我的公众号之前分享过关于Linux的一些文章:

    Linux的起源:从一个故事说起

    盘点多款国产Linux桌面操作系统

    Ubuntu过去十年的10个关键时刻

    Linux 5.6 将正式支持USB4

    今天继续为大家:嵌入式系统为什么选了Linux,而没有选windows?

    UNIX 系统早在20世纪70年代,是开源而且免费的,但是在1979年的一天,AT&T公司宣布了对 UNIX 系统的商业化计划,随之开源软件业转变成了版权式软件产业,源代码被当作商业机密,成为专利产品,在此之后人们再也不能自由地享受科技成果。

    于是在 1984 年,Richard Stallman 面对于如此封闭的软件创作环境,发起了 GNU 源代码开放计划并制定了著名的 GPL 许可协议。

    Richard Stallman,理查德·马修·斯托曼,自由软件运动的领袖、GNU 计划的创立者。

    Richard Stallman

    1987 年时,GNU 计划获得了一项重大突破,即发布了 gcc 编译器,这使得程序员可以基于该编译器编写出属于自己的开源软件。随之,在 1991 年 10 月,芬兰赫尔辛基大学的在校生 Linus Torvalds 编写了一款名为 Linux 的操作系统,该系统因其较高的代码质量且基于 GNU GPL 许可协议的开放源代码特性,迅速得到了 GNU 计划和一大批黑客程序员的支持,随后 Linux 系统便进入了如火如荼的发展阶段。

    Linus Torvalds:Linux核心的创作者

    1994 年 1 月,Bob Young(红帽创始人)在 Linux 系统内核的基础之上,集成了众多的源代码和程序软件,发布了红帽系统并开始出售技术服务,这进一步推动了 Linux 系统的普及。

    Bob Young :红帽的联合创始人兼前首席执行官

    1998 年以后,随着 GNU 源代码开放计划和 Linux 系统的继续火热,以 IBM 和 Intel 为首的多家 IT 企业巨头开始大力推动开放源代码软件的发展。

    到了 2017 年年底,Linux 内核已经发展到了 4.13 版本,并且 Linux 系统版本也有数百个之多,但它们依然都使用 Linus Torvalds 开发、维护的 Linux 系统内核。RedHat 公司也成为了开源行业及 Linux 系统的带头公司。

    初步接触 Linux 的读者,或者有这样一个疑问,Windows 系统也很好用,也能满足日常工作需求,为什么要学习 Linux 系统呢?

    有些初学者会将“Linxu 系统是开源的”作为这个问题的答案,其实不然。开源的操作系统少说有 100 个,开源的软件至少也有十万个,为什么不去逐个学习?Linux 的开源特性只是一部分优势,并不是学习 Linux 的主要原因。

    对于用户来讲,开源精神仅具备锦上添花的效果,真正的原因在于,Linux 系统是一款优秀的软件产品,具有类似 UNIX 的程序界面,而且继承了 UNIX 的稳定性,能够较好地满足工作需求。

    大多数读者应该都是从微软的 Windows 系统开始了解计算机和网络的,客观来讲,Windows 系统确实很优秀,但是在安全性、高可用性与高性能方面却难以让人满意。例如,如果你经常使用 Windows,应该见过如下图所示界面:

    Windows系统崩溃

    看到这里大家应该已经意识到,为什么要在需要长期稳定运行的网站服务器上、在处理大数据的集群系统中,以及需要协同工作的环境中要采用 Linux系统了。

    Linux相比Windows的优势

    Linux 系统相较于Windows系统区别在于Linux系统稳定且有效率,免费或少许费用,漏洞少且快速修补,多任务多用户,更加安全的用户及文件权限策略,适合小内核程序的嵌入系统,具有相对不耗资源等优势。

    参考来源:

    http://c.biancheng.net/view/5837.html

    ‧  END  

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  • 轻松构建你的第一个 Windows Embedded Standard 2011 镜像。通过本文你可以快速掌握如何使用Windows Embedded Standard 2011 CTP1 来构建一个镜像。注意:本文不包含对Toolkit介绍。本文适用的软件版本:CTP1所用...
    轻松构建你的第一个 Windows Embedded Standard 2011 镜像。

    通过本文你可以快速掌握如何使用Windows Embedded Standard 2011 CTP1 来构建一个镜像。
    注意:
    本文不包含对Toolkit介绍。
    本文适用的软件版本:CTP1
    所用图片从VMware Workstation中截取。

    硬件要求:
    512MB内存(最低512MB内存)
    足够的磁盘空间(根据选择的组件而定。)


    目前可以从https://connect.microsoft.com/windowsembedded/Downloads(需要注册)下载CTP1
    CTP1包含:
    Quebec CTP WES Toolkit (一个类似AIK的部署工具,可以生成自动应答文件)
    Quebec CTP 32Bit Runtime(32Bit的镜像构建工具)
    Quebec CTP 64Bit Runtime(32Bit的镜像构建工具)
    Quebec CTP Documentation(文档)
    本文只需要Quebec CTP 32Bit Runtime

    在开始之前您需要知道:
    Windows Embedded Standard 2011 CTP1(以下简称:WES 2011)与Windows Embedded Standard 2009 (以下简称:WES 2009)和 Windows XP Embedded(以下简称:XPE)存在很大区别。
    WES 2011(runtime)类似于POSReady 2009,它不是一个安装在一个系统上的开发工具(类似XPE的那种)。实际上WES 2011 (runtime)就是一个系统安装盘。你可以直接用WES 2011(runtime)生成一个定制的嵌入式系统。
    WES 2011(runtime)可定制的选项要比POSReady 2009多得多,并且又不像XPE给了你过多的选择(WES 2011 的开发更易于上手。)
    WES 2011在构建后不具备“打开关闭Windows功能”(POSReady 2009中成为:“添加删除Windows组件”)

    OK,现在开始。
    设置从虚拟机光盘启动。
    等待文件加载。
    我们选择第一项(构建一个镜像)
    1.jpg 
    2.jpg 
    选择接受许可协议
    3.jpg 
    这个我们选择"create a custom image”(您也可是选择使用模板)。
    4.jpg 
    选择镜像的语言、时间的格式、键盘的布局(这里所用的设置仅适合简体中文)。
    5.jpg 
    选择"Automatically detect devices"
    Automatically detect devices(自动查找驱动)
    Choose a PMQ(选择一个TAP.exe生成PMQ文件)
    Do not select additional drivers(不添加驱动,安装系统必须的驱动,最少的驱动安装)
    下载地址 
    Unmapped Devices(没有下列驱动)
    External Devices(用户已经加载的驱动)
    Inbox Devices(系统包含的驱动)
    注意:如果Unmapped Devices出现类似磁盘控制器(系统安装在该存储设备商)或必须加载的驱动后系统才能启动,您必须为其加载驱动!
    7.jpg 
    点一下 "Switch View”可以找找设备类型查看。
    8.jpg 
    按 "Add Devices"按钮,加载驱动。
    选择驱动程序存放的文件夹。
    注意:
    这个使用的驱动程序是我自己提取的,存放在一个U盘(USB KEY)中
    安装程序会自动搜索目录(包括子目录)中的INF文件。
    9.jpg 
    10.jpg 
    选择自己需要的组件
    Feature Packages 代表系统组件
    Language Packages 代表语言包
    注意:
    语言包的形式和Windows7 是一样的(不是英文+MUI的方式),不会像XPE使用英语与其他语言系统的体积会存在很大的差异。
    勾选 “Resolve optional dependencies”后当年添加一个组建后相关的组件也会被自动添加。
    直到算有与您添加的组件及其相关联的组件都被添加后你才能继续。
    按"Resolve dependencies" 按钮会根据当前添加的组件状况,自动添加相关的组件(类似XPE的进行关联性检查并且设置自动添加组件)。
    如果出现相关联的组件互斥或者相关联的组件需要选择一个或多个,则会出现几个对话框让用户选择。
    建议:去掉所有组件,不勾选“Resolve optional dependencies”(这样能获得的镜像体积最小。)选择要添加的组件,然后按"Resolve dependencies" 按钮。
    11.jpg 
    12.jpg 


    出现了要选择相关联的组件,这里选第一项。
    13.jpg 
    14.jpg 
    15.jpg 
    16.jpg 
    20.jpg 
    19.jpg 
    18.jpg 


    在这里选择了大部分的组件,这样可以构建一个与Windows 7很相进同时也具有嵌入式特性的系统。
    您可以根据自己的需要裁减组件。

    选择组件之后,会出现一个报告界面。这个界面包换一些警告信息。

    选择要安装的磁盘和对磁盘分区。
    注意:
    如果您看不到可用的磁盘您可能需要加载驱动后才能认出磁盘。
    如果勾选了"Create separate system partition"则会建立一个100MB的分区(第一个分区,主分区,活动)存储引导器(Bootmgr)不会给这个分区分配盘符(这个分区是隐藏的)。
    22.jpg 

    之后开始安装。
    23.jpg 
    24.jpg 
    25.jpg 


    还需要设置一些信息(OOBE)。
    26.jpg 


    CTP 可以使用1080天(180x6)


    happymy 版权所有,欢迎转帖。请注明转帖出处。
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  • Windows CE嵌入式导航系统研究(总结)

    千次阅读 2010-08-02 21:52:00
    当前,以具有无线通讯功能的个人数字助理 PDA、手持个人电脑 HPC、交互式网络信息家电、车载多媒体系统为代表的新一轮智能型 3C(Computer、Communication、Consumer)合一的类 PC 嵌入式系统与技术进入了一个崭新的...

           当前,以具有无线通讯功能的个人数字助理 PDA、手持个人电脑 HPC、交互式网络信息家电、车载多媒体系统为代表的新一轮智能型 3C(Computer、Communication、Consumer)合一的类 PC 嵌入式系统与技术进入了一个崭新的智能化、网络化的发展阶段,类 PC 嵌入式系统与产品的嵌入式操作系统及其应用软件也同时得到了空前的发展与繁荣。同时,社会经济的发展,交通路网通过能力已满足不了交通量增长的需要,交通拥挤和阻塞现象日趋严重,交通污染和事故的问题也日益明显。为解决上述问题,大幅度地提高道路的通行能力和服务质量,智能交通系统(Intelligent Transport System,ITS)应运而生。ITS是一种实时、高效的交通运输综合管理和控制系统,它的主要目标就是要充分地利用现有的交通资源,达到现有交通资源效益最大化。

          经过10年的发展,以车载导航系统为主的ITS已经得到很大发展,并趋于成熟。接下来的10年,高度信息交互时代到来,车载导航系统将发送巨大变化,以单一的导航功能,已经远远不能满足市场的要求。鉴于此、本系统定位于集导航、3G、多媒体三位一体的车载系统。本系统以导航功能为主,故称之为车载导航系统。

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