2011軟件水平考試嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師輔導(dǎo)筆記(16)
1、嵌入式軟件基礎(chǔ)
(1)嵌入式軟件的特點(diǎn)：
A、規(guī)模較小。
B、開發(fā)難度大。
C、實(shí)時(shí)性和可靠性要求高。
D、要求固化存儲(chǔ)。
(2)嵌入式軟件分類：
A、系統(tǒng)軟件：控制和管理嵌入式系統(tǒng)資源，如嵌入式操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)程序、中間件等。
B、應(yīng)用軟件：定義嵌入式設(shè)備的主要功能和用途，負(fù)載與用戶進(jìn)行交互。
C、支撐軟件：輔助軟件開發(fā)的工具軟件。
(3)無(wú)操作系統(tǒng)的嵌入式軟件的兩種實(shí)現(xiàn)方式：
A、循環(huán)輪轉(zhuǎn)
優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、直觀、開銷小、可預(yù)測(cè)。
缺點(diǎn)：過(guò)于簡(jiǎn)單，所有代碼順序執(zhí)行，無(wú)法處理異步事件，缺乏并行處理能力。
B、前后臺(tái)系統(tǒng)(在循環(huán)輪轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上增加了中斷處理功能)
前臺(tái)(事件處理級(jí))：中斷服務(wù)程序，負(fù)載處理異步事件。
后臺(tái)(任務(wù)級(jí))：一個(gè)無(wú)限循環(huán)，負(fù)載資源分配、任務(wù)管理和系統(tǒng)調(diào)度。
(4)有操作系統(tǒng)的三大優(yōu)點(diǎn)：
A、提高系統(tǒng)的可靠性。
B、提高了系統(tǒng)的開發(fā)效率，降低了開發(fā)成本，縮短了開發(fā)周期。
C、有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展與移植。
(5)設(shè)備驅(qū)動(dòng)層(也叫板級(jí)支持包BSP：包含了嵌入式系統(tǒng)中所有與硬件相關(guān)的代碼)
大多數(shù)的嵌入式硬件設(shè)備都需要某種類型軟件的初始化和管理。這部分工作由設(shè)備驅(qū)
動(dòng)層來(lái)完成的，它負(fù)責(zé)直接與硬件大交道，對(duì)硬件進(jìn)行管理和控制，為上層軟件提供所需的
驅(qū)動(dòng)支持，類似PC 系統(tǒng)中的BIOS 和驅(qū)動(dòng)程序。
(6)板級(jí)支持包BSP 的基本思想
把嵌入式操作系統(tǒng)與具體的硬件平臺(tái)隔離開來(lái)。在BSP 當(dāng)中，把所有與硬件相關(guān)的代
碼都封裝起來(lái)，并向上提供一個(gè)虛擬的硬件平臺(tái)，而操作系統(tǒng)就運(yùn)行在這個(gè)虛擬的硬件平臺(tái)
上。它使用一組定義好的編程接口來(lái)與BSP 進(jìn)行交互，并通過(guò)BSP 來(lái)訪問(wèn)真正的硬件。
(7)一般來(lái)說(shuō)。BSP 主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：
A、引導(dǎo)加載程序BootLoader。
B、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。
(8)關(guān)于引導(dǎo)加載程序BoorLoader
引導(dǎo)加載程序是嵌入式系統(tǒng)加電后運(yùn)行的第一段軟件代碼，是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之
前運(yùn)行的一段小程序，它的實(shí)現(xiàn)高度依賴于具體的硬件平臺(tái)，主要的基本功能如下：
A、片級(jí)初始化：純硬件初始化過(guò)程，把微處理器從上電的默認(rèn)狀態(tài)設(shè)置成系
統(tǒng)要求的工作狀態(tài)。
B、板級(jí)初始化：同時(shí)有軟件和硬件在內(nèi)的初始化過(guò)程，設(shè)置各種硬件的寄
存器和設(shè)置某些軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和參數(shù)。
C、加載內(nèi)核：將操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的映象從Flash 存儲(chǔ)器復(fù)制到系統(tǒng)內(nèi)存
當(dāng)中，然后跳轉(zhuǎn)到系統(tǒng)內(nèi)核的第一條指令處繼續(xù)執(zhí)行。
補(bǔ)充：PC 系統(tǒng)的引導(dǎo)加載過(guò)程。
PC 系統(tǒng)的引導(dǎo)加載程序由兩部分代碼組成――BIOS 和MBR 中的引導(dǎo)程序。BIOS 在完成硬件檢測(cè)和資源
配置后，將硬盤主引導(dǎo)記錄MBR 中的引導(dǎo)程序讀到系統(tǒng)的內(nèi)存當(dāng)中，然后將控制權(quán)交給它，由它負(fù)責(zé)把操
作系統(tǒng)的內(nèi)核映象從硬盤讀入到內(nèi)存，然后跳轉(zhuǎn)到內(nèi)核入口去運(yùn)行，即啟動(dòng)操作系統(tǒng)。
(9)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序
在一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)可能有也可能無(wú)，但是設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是必不可少的。
設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，就是一組庫(kù)函數(shù)，用來(lái)對(duì)硬件進(jìn)行初始化和管理，并向上層軟件提供良好
的訪問(wèn)接口。大多數(shù)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序都具備下面的基本功能：?jiǎn)?dòng)、關(guān)閉、停用、啟用、讀
操作、寫操作。這些功能一般用函數(shù)的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些函數(shù)之間的組織結(jié)構(gòu)主要有兩種：
分層結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)。
(10)關(guān)于分層結(jié)構(gòu)
A、硬件接口：直接操作和控制硬件。
B、調(diào)用接口：不直接跟硬件大交道，為上層軟件提供服務(wù)和函數(shù)接口。
C、優(yōu)點(diǎn)：把所有與硬件相關(guān)的細(xì)節(jié)都封裝在硬件接口中，在硬件需要升級(jí)，需要更新
設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的時(shí)候，只需要改動(dòng)硬件接口中的函數(shù)即可，而上層調(diào)用接口中的函數(shù)不用做
任何修改。
D、混合結(jié)構(gòu)：在設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序當(dāng)中，沒有明確的層次關(guān)系，上層接口和硬件接口混在
一起，相互調(diào)用。
(11)嵌入式中間件
它是在操作系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用軟件之外的所有系統(tǒng)軟件，其基本思路是：
把原本屬于應(yīng)用軟件層的一些通用的功能模塊抽取出來(lái)，形成獨(dú)立的一層軟件，從而為運(yùn)行
在它上面的那些應(yīng)用軟件提供一個(gè)靈活、安全。移植性好、相互通信、協(xié)同工作的平臺(tái)。
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