2021年嵌入式系统组成结构简介讲义.ppt

一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统（可选），以及应用软件系统等四个部分组成
嵌入式系统的组成结构
嵌入式系统组成结构简介
2021/1/26
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嵌入式系统的组成结构
处理器
存储器
输入接口
操作系统
(驱动程序)
应用程序
软件子系统
硬件子系统
嵌入式系统组成
输出接口
外围设备
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嵌入式系统的组成结构
硬件是嵌入式系统软件环境运行的基础，它提供了嵌入式系统软件运行的物理平台和通信接口；
嵌入式操作系统和嵌入式应用软件是整个系统的控制核心，控制整个系统的运行，提供人机交互的信息等。
嵌入式系统和实际应用对象密切相关，而实际应用非常繁杂，应用也日新月异，很难用一种构架或模型加以描述。我们将主要围绕典型嵌入式系统的硬件组成和软件组成部分加以详细讲述。
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应用程序
实时操作系统（RTOS）
输入输出接口
处理器/ARM核
MMU/Cache
SOC/SOPC
USB
GPIO
IIS
LCD
UART和IrDA
ADC/DAC
FPGA/CPLD
DSP/浮点运算协处理器
DMA
图2-1 典型的嵌入式系统组成
人机交互接口LCD/触摸屏、键盘、鼠标
设备驱动程序、HAL、BSP
文件系统/图形用户应用程序接口
驱动层
OS层
应用层
软件
硬件
以太网
看门狗及复位电路
Timer/RTC
CAN
Flash
EEPROM
SDRAM
SRAM
内存
电源管理
嵌入式系统的组成结构图
作用：防止程序发生死循环（程序跑飞）。
工作原理：系统运行后即启动看门狗，开始自动计数，如果到一定时间未清看门狗，看门狗就会溢出从而引起看门狗中断，造成系统复位。
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软件系统
软件(software)是计算机系统中与硬件(hardware)相互依存的另一部分，它包括程序(program)、相关数据(data)及其说明文档(document)。 其中：
程序是按照事先设计的功能和性能要求执行的指令序列；
数据是程序能正常操纵信息的数据结构；
文档是与程序开发维护和使用有关的各种图文资料。
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嵌入式软件系统的分类
嵌入式软件
系统软件
支撑软件
应用软件
控制、管理计算机系统的资源
嵌入式操作系统
嵌入式中间件(CORBA、
Java)
等等
辅助软件开发的工具
系统分析设计工具
仿真开发工具
交叉开发工具
测试工具
配置管理工具
维护工具等
面向应用领域
手机软件
路由器软件
交换机软件
飞控软件等
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嵌入式软件系统的分类
从运行平台来分，嵌入式软件可以分为
运行在开发平台上的软件：设计、开发、测试工具等。
运行在嵌入式系统上的软件：嵌入式操作系统、应用程序、驱动程序及部分开发工具。
宿主机
目标机
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嵌入式软件系统的体系结构
硬件
应用层
驱动层
操作系统层
中间件层
板级
初始化
FLASH驱动
RTC/定时器驱动
串口
驱动
以太网驱动
LCD
驱动
键盘
驱动
其他
驱动
内核
TCP/IP
网络系统
文件
系统
嵌入式GUI
电源
管理
嵌入式CORBA
嵌入式JAVA
嵌入式
DCOM
面向应用领域的中间件
应用
任务1
应用
任务2
……
应用
任务n
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嵌入式软件运行流程
系统升级
引导/升级系统
系统初始化
应用初始化
多任务应用
上电复位、板级初始化
远程升级
本地升级
基于多任务操作系统的嵌入式软件的主要运行流程
该运行流程主要分为5个阶段
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BSP的概念和特点
BSP（板级支持包）是介于底层硬件和操作系统之间的软件层，它完成系统上电后最初的硬件和软件初始化，并对底层硬件进行封装，使得操作系统不再面对具体的操作。
BSP的特点：
硬件相关性：因为硬件具有应用相关性，所以，作为高层软件与硬件之间的接口，BSP必须为操作系统提供操作和控制具体硬件的方法。
操作系统相关性：不同的操作系统具有各自的软件层次结构，因此，针对不同的操作系统具有特定的接口形式。
Board Support Package
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