嵌入式系統應用考點總結(中國礦業大學徐海學院信息10--資料下載頁

　　

【正文】 始化硬件設備、建立內存空間的映射圖（有的CPU沒有內存映射功能如S3C44B0x） ，將系統的軟、硬件環境帶到一個合適的狀態，以便為最終調用操作系統內核或用戶應用程序準備好正確的環境。 通常的硬件初始化工作： 關閉處理器內部指令/數據cache等 關閉中斷 關閉看門狗 配置PLL 配置內存 初始化各工作模式的堆棧 配置中斷 拷貝RW段，初始化ZI段⒊設備驅動程序} 設備驅動程序是必不可少的。? 設備驅動程序是一組庫函數，用來對硬件進行初始化和管理，并向上層軟件提供訪問接口。} 不同功能的硬件設備，它們的設備驅動程序是不同的。? 硬件啟動（初始化）? 硬件關閉（關機）? 硬件停用（暫停）? 硬件啟用（重新啟用）? 讀操作（讀取數據）? 寫操作（寫入數據）操作系統的作用⑴操作系統的作用——抽象} 操作系統抽象作用是指提供硬件的高層界面(虛擬機)，取消硬件限制? 1) 操作系統提供無限的內存、無限的CPU、無限的設備? 2) 擴充機器，功能更強大，使用更方便 ? 【虛擬機】：使用戶和程序員在不必涉及和了解硬件工作細節的情況下能方便的使用計算機，而為用戶所提供的一個等價的擴展計算機，稱為虛擬計算機⑵操作系統的作用——資源管理} 操作系統可以管理計算機系統中硬件與軟件資源，使其得到充分而有效的利用? 1) 跟蹤資源狀態：時刻掌握計算機系統中資源的使用情況。? 2) 分配資源：處理對資源的使用請求，協調沖突，確定資源分配算法。? 3) 回收資源：回收用戶釋放的資源，以便下次重新分配。? 4) 保護資源：負責對系統資源的保護，避免受破壞。} 計算機資源主要包括? 處理機、存儲器、I/O設備、信息(程序與數據)} 可將操作系統分為相應的四類管理機制? 處理器管理——用于分配和控制處理機} 進程控制、進程同步、進程通信、進程調度? 存儲器管理——內存的分配與回收} 內存分配、內存保護、地址映射、內存擴充? I/O設備管理—— I/O設備的分配與操縱} 緩沖管理、設備分配、設備處理、設備獨立性、虛擬設備? 文件管理——文件的存取、共享和保護} 文件存儲空間的管理、目錄管理、文件的讀寫管理和存取控制⑶操作系統的作用——服務用戶} 服務用戶的觀點—OS用戶與裸機間接口： 操作系統為方便用戶使用計算機提供了二級訪問接口：} 1）命令接口:命令行。} 2）調用接口:形式上類似于過程調用，在應用編程中使用。} 3）圖形接口：圖形用戶界面GUI，方便用戶使用。} 編程更為容易，軟件可移植性增強；使用更為方便。嵌入式操作系統的定義運行在嵌入式硬件平臺上，對整個系統及其部件、裝置等資源進行統一協調、指揮和控制的系統軟件就叫做嵌入式操作系統。嵌入式操作系統的特點微型化 嵌入式操作系統模塊越小越好。實時性 嵌入式操作系統內核普遍采用可剝奪方式。高可靠 嵌入式操作系統對高可靠性是一個基本要求。易移植可固化 可配置、可剪裁 獨立的板級支持包，可修改 不同的CPU有不同的版本 應用的開發需要有集成的交叉開發工具任務的運行狀態l 每個任務都有確定的狀態，而同時只能是一個任務占有CPU；l 擁有運行權的任務一定是就緒任務中優先級最高的。216。 睡眠態（DORMANT）:指任務駐留在程序空間之中，還沒有交給操作系統管理 。216。 就緒態 ：通過調用兩個函數之一：OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()來建立任務,一旦建立任務就進入就緒態準備運行。216。 運行態：調用OSStart()函數可以啟動任務 ，即任務投入運行，它總是啟動擁有最高優先級的任務 216。 等待態：正在運行的任務需要延遲一段時間或等待某事件的發生，它將放棄讓出處理器進入等待狀態。216。 中斷態：正在運行的任務是可以被中斷的，除非該任務將中斷關了，或者操作系統將中斷關了。被中斷的任務就進入了中斷服務態（ISR）。 任務切換} 當多任務內核確定運行另外的任務時，它保存正在運行任務的當前狀態，即CPU寄存器中的全部內容。這些內容保存在任務自己的棧區之中。} 入棧工作完成后，就把下一個將要運行的任務的當前狀況從該任務的棧中重新裝入CPU的寄存器，并開始下一個任務的運行。} 任務切換過程增加了應用程序的額外負荷，CPU的內部寄存器越多，額外負荷就越重。第5章 ARM接口設計技術⑴S3C44B0X多功能I/O⑵端口控制寄存器① 端口配置寄存器（PCONAG）由于多數端口都是多功能口，因此，需要用“端口配置寄存器 PCONn”來設置每個引腳工作在哪一個功能模式。 ② 端口數據寄存器（PDATAG） 當端口被設置為輸出腳時，輸出數據的方法就是將數據寫入到PDATn的相應位中；當端口被設置位輸入腳時，讀入數據的方法就是將PDATn中的相應位讀出。③ 端口上拉設置寄存器（PUPCG） 端口上拉寄存器用來設定PCPG這幾組端口是否具有內部上拉。當PUPn的對應位為0時，該引腳上的上拉使能，當為1時，該引腳上的上拉禁能。對I/O口的操作是通過對相關各個寄存器的讀／寫實現的。要對寄存器進行讀／寫操作，首先要對寄存器進行定義。//Port F控制寄存器 define rPCONF （*（volatile unsigned*）0x01D20034）//Port F數據寄存器 define rPDATF （*（volatile unsigned*）0x01D20038）//Port F上拉電阻禁止寄存器define rGPUPF （*（volatile unsigned*）0x01D2003C）⑶ARM芯片的鍵盤接口使鍵盤上某一行線為低電平，而其余行為高電平，然后讀取列值。若列值中有某位為低電平，表明行列交叉點處的按鍵被按下；否則掃描下一行，直到掃描完所有行線為止。 PF端口用作鍵盤接口q PF端口的寄存器有3個：PDATF、PUPF和PCONFPF 口 數 據 寄 存 器PF 口 上 拉 電 阻 寄 存 器PF 口 控 制 寄 存 器q PF端口寄存器的設置include include char ReadKeyVal(void){ unsigned char i,j,H_val,L_val。 char keyval = 1。 rPCONF = 0x55。 rPUPF = 0xff。 rPDATF = 0xf0。 if((L_val=(rPDATFamp。0xf0)) != 0xf0) { H_val = 0xfe。 for(i=0。i4。i++) { rPDATF = H_val。 for(j=0。j100。j++)。 if((L_val = (rPDATFamp。0xf0)) != 0xf0) { L_val = ((L_val4))|0xf0。 Keyval = get_val(H_val)*4+get_val(L_val)。 return keyval。 } else H_val = (H_val 1)|1。 } } return keyval。 }char get_val(unsigned char val){ unsigned char I,x。 x = 0。 for (i=0。i4。i++) { if((~val)==1) return x。 val = (val1)|0x80。 x= x+1。 }}⑷LED顯示器接口37 / 37ARM芯片的LED顯示接口q PF端口的寄存器有3個：PDATF、PUPF和PCONFq PG端口的寄存器有3個：PDATG、PUPG和PCONG編程制作LED字符與碼段對應表，以數組形式表示，如下面代碼所示，seg7table[0]seg7table[15]的值分別代表顯示字符0F時，各碼段的輸入數據。 unsigned char seg7table[16] = { /* 0 1 2 3 4 5 6 7*/ 0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, /* 8 9 A B C D E F*/ 0x80, 0x90, 0x88, 0x83, 0xc6, 0xa1, 0x86, 0x8e }。 通過查詢LED字符與碼段對應表獲得各碼段的輸入數據，然后將該數據寫入LED數據寄存器即可實現在數碼管上顯示相應字符。如下面的代碼將在第一個數碼管上顯示字符“0”。 *((U8*) 0x02000006) = 0x3E。 /* 使能第一個數碼管, 位0 = 0*/ *((U8*) 0x02000004) = seg7table[0]。 /* 輸出數據 0 */第6章 嵌入式系統設計技術嵌入式系統設計的特點 ? 嵌入式系統通常是面向特定應用的系統；? 嵌入式系統的硬件和軟件都必須高效地設計，量體裁衣、去除冗余；? 嵌入式系統設計需要交叉開發環境； ? 嵌入式系統的程序需要固化； ? 嵌入式系統的軟件開發難度較大 ；? 嵌入式系統還需要提供強大的硬件開發工具和軟件包的支持，需要設計者從速度、功能和成本綜合考慮。“宿主機/目標機”方式? 嵌入式系統的開發通常采用“宿主機/目標機”方式。? 宿主機（Host）是一臺通用的計算機，一般是PC機。它通過串口或網絡連接與目標機進行通信。 ? 目標機（Target）常用在嵌入式系統的開發過程期間。目標機可以是嵌入式系統的實際運行環境，也可以是能替代實際環境的仿真系統。216。 首先，利用宿主機上豐富的設備資源以及良好的開發環境來開發和仿真調試目標機上的軟件。216。 然后，通過UART接口或Ethernet接口將交叉編譯生成的目標代碼傳輸并下載到目標機上，并用交叉調試器在實時內核/操作系統或監控程序的支持下進行實時分析和調試。216。 最后，目標機在特定的環境下運行。