,同濟(jì)大學(xué)軟件學(xué)院 2006,1. 嵌入式系統(tǒng),嵌入式軟件開發(fā)導(dǎo)論,目錄,什么是嵌入式系統(tǒng)? 嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn) 嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 嵌入式硬件 嵌入式軟件,目錄,什么是嵌入式系統(tǒng)? 嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn) 嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 嵌入式硬件 嵌入式軟件,什么是嵌入式系統(tǒng)？,嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)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(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 簡(jiǎn)而言之，它是完成特定任務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。,什么是嵌入式系統(tǒng)？,“所有的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都是通過編程來執(zhí)行任務(wù)的?” 嵌入式系統(tǒng)里的程序是被寫死的。系統(tǒng)上電后程序開始執(zhí)行直至系統(tǒng)關(guān)閉，程序是不能被改變的，除非開發(fā)人員采用特定的方法才能對(duì)程序進(jìn)行改進(jìn)并重新寫入系統(tǒng)。,什么是嵌入式系統(tǒng)？,嵌入式系統(tǒng)往往做為一個(gè)大型系統(tǒng)的組成部分被嵌入到該系統(tǒng)中(這也是它名稱的由來) ，嵌套關(guān)系可能相當(dāng)復(fù)雜，也可能非常簡(jiǎn)單，它的表現(xiàn)形式多種多樣。,嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,PDA 消費(fèi)電子 信息家電 移動(dòng)通信 GPS 智能識(shí)別系統(tǒng) 導(dǎo)航系統(tǒng) 汽車電子,嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,工業(yè)控制 火控系統(tǒng) 數(shù)字電視 飛行控制系統(tǒng) 測(cè)試儀器 醫(yī)療設(shè)備 游戲機(jī) 等等 ,目錄,什么是嵌入式系統(tǒng)? 嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn) 嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 嵌入式硬件 嵌入式軟件,嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn),實(shí)時(shí)性 小尺寸（資源，代碼，規(guī)格） 低功耗 高效率 ,什么是實(shí)時(shí)性?,對(duì)于實(shí)時(shí)系統(tǒng)，它的正確性不僅與系統(tǒng)的邏輯正確性相關(guān)，而且與系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間相關(guān)。如果系統(tǒng)的響應(yīng)不能滿足時(shí)限要求，即使它能得到正確的輸出，我們也只能說它是一個(gè)失敗的響應(yīng)。, Donald Gillies,什么是實(shí)時(shí)性?,操作系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)性: 操作系統(tǒng)對(duì)時(shí)限要求的一種響應(yīng)能力。, POSIX 標(biāo)準(zhǔn) 1003.1,實(shí)時(shí)系統(tǒng),在時(shí)限范圍內(nèi)的正確響應(yīng) 通常是嵌入式系統(tǒng) 通常是分布式系統(tǒng) 對(duì)時(shí)限要求的不同 硬實(shí)時(shí)系統(tǒng) 軟實(shí)時(shí)系統(tǒng),硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí),硬實(shí)時(shí) 系統(tǒng)對(duì)時(shí)限的要求特別嚴(yán)格，如果不滿足時(shí)限要求會(huì)給系統(tǒng)帶來災(zāi)難性后果。如飛行控制系統(tǒng)。 軟實(shí)時(shí) 系統(tǒng)對(duì)時(shí)限的要求不是很迫切，如果不能滿足時(shí)限要求，系統(tǒng)仍然可以正常工作，只是性能有所影響而已。如數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。,實(shí)時(shí)系統(tǒng),硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)應(yīng)用 汽車 (沃爾沃S80有19臺(tái)計(jì)算機(jī)) 飛機(jī) (JAS) 醫(yī)療設(shè)備 空間設(shè)備 (火星探測(cè)器) 軍方系統(tǒng) 工業(yè)自動(dòng)化,實(shí)時(shí)系統(tǒng),軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)應(yīng)用 游戲 DVD (MPEG 編碼) 英特網(wǎng)視頻和廣播 通訊,目錄,什么是嵌入式系統(tǒng)? 嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn) 嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 嵌入式硬件 嵌入式軟件,嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例,數(shù)字控制算法,數(shù)據(jù)日志,數(shù)據(jù)獲取和顯示,操作員界面,界面,工程系統(tǒng),遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng),實(shí)時(shí)時(shí)鐘,數(shù)據(jù)庫(kù),操作員控制臺(tái),顯示設(shè)備,實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī),目錄,什么是嵌入式系統(tǒng)? 嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn) 嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 嵌入式硬件 嵌入式軟件,嵌入式系統(tǒng)硬件,CPU Intel x86 PowerPC(Mac) G3,G4,G5 SPARC, Alpha ARM MIPS 位寬 8位控制器(仍然存在!) 16位控制器(主流) 32位控制器(開始流行) 64位控制器(高性能),嵌入式系統(tǒng)硬件,CPU市場(chǎng)份額,嵌入式硬件實(shí)例,問題,功耗和能量,為何擔(dān)心能量和電力？,“電能是嵌入式系統(tǒng)的最大約束” in: L. Eggermont (ed): Embedded Systems Roadmap 2002, STW,目前的UMTS電話系統(tǒng)幾乎不可能在數(shù)據(jù)一直被傳輸?shù)那闆r下被操作多于一小時(shí)的時(shí)間。 from a report of the Financial Times, Germany, on an analysis by Credit Suisse First Boston; http:/www.ftd.de/tm/tk/9580232.html?nv=se,目錄,什么是嵌入式系統(tǒng)? 嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn) 嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 嵌入式硬件 嵌入式軟件,嵌入式軟件 目標(biāo),設(shè)計(jì)可靠、穩(wěn)定、高效的嵌入式軟件， 需要考慮,繼承性 有限的資源 多樣性 可讀性,并發(fā)性 兼容性 實(shí)時(shí)性 層次,嵌入式系統(tǒng)軟件的特點(diǎn),嵌入式系統(tǒng),有限的資源,實(shí)時(shí)性,操作系統(tǒng)與用戶軟件 沒有明顯的界線,開發(fā)模式,嵌入式系統(tǒng)軟件的今天,嵌入式系統(tǒng)軟件的明