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簡介：第二章嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程,21設計22流程23硬件選擇24軟件流程25調試26BSP,嵌入式系統(tǒng)的架構,,在不同的應用場合，嵌入式系統(tǒng)呈現(xiàn)出的外觀和形式各不相同。但通過對其內部結構進行分析，可以發(fā)現(xiàn)，一個嵌入式系統(tǒng)一般都由嵌入式微處理器系統(tǒng)和被控對象組成，如下圖所示。其中嵌入式微處理器系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心，由硬件層、中間層、軟件層和功能層組成。被控對象可以是各種傳感器、電機等，可以接受嵌入式微處理器系統(tǒng)發(fā)出的控制命令，執(zhí)行所規(guī)定的操作或任務。,,硬件層由嵌入式微處理器、外圍電路和外設組成。在一片嵌入式微處理器基礎上增加電源電路、復位電路、調試接口和存儲器電路，就構成一個嵌入式核心控制模塊。其中操作系統(tǒng)和應用程序都可以固化在ROM或者FLASH中。為方便使用，有的模塊在此基礎上增加了LCD、鍵盤、USB接口，以及其他一些功能的擴展電路。嵌入式系統(tǒng)的硬件層是以嵌入式處理器為核心的，最初的嵌入式處理器都是為通用目的而設計的。后來隨著微電子技術的發(fā)展出現(xiàn)了ASIC（APPLICATIONSPECIFICINTEGRATEDCIRCUIT，專用的集成電路），ASIC是一種為具體任務而特殊設計的專用集成電路。由于ASIC在設計過程中進行了專門優(yōu)化，其性能、性價比都非常高。采用ASIC可以減少系統(tǒng)軟硬件設計的復雜度，降低系統(tǒng)成本。有的嵌入式微處理器利用ASIC來實現(xiàn)，但ASIC的前期設計費用非常高，而且ASIC一旦設計完成，就無法升級和擴展，一般只有在一些產量非常大的產品設計中才考慮使用ASIC。近年來，各種PLD（PROGRAMMABLELOGICDEVICE，可編程邏輯器件）的出現(xiàn)，改變了硬件設計方法，出現(xiàn)了“可重構計算”的概念。通過改寫PLD，允許在不改變硬件結構的情況下，實現(xiàn)不同的接口和功能。20世紀80年代中期以后出現(xiàn)了FPGA（FIELDPROGRAMMABLEGATEARRAY，現(xiàn)場可編程門陣列）器件，這是是一種大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?，具有保密性好、體積小、重量輕、可靠性高等一系列ASIC的優(yōu)點。FPGA的出現(xiàn)使得一個電子系統(tǒng)可以僅僅由三種標準模塊構成，即微處理器、存儲器和可編程邏輯器件。前兩種模塊都已標準化，系統(tǒng)中大量的控制邏輯由FPGA實現(xiàn)。這使得硬件的設計更具有靈活性和擴展性，并降低了后續(xù)產品開發(fā)的成本。,硬件層與軟件層之間為中間層，也稱為BSP（BOARDSUPPORTPACKAGE，板級支持包），將系統(tǒng)軟件與底層硬件部分隔離，使得系統(tǒng)的底層設備驅動程序與硬件無關，一般應具有相關硬件的初始化、數(shù)據(jù)的輸入/輸出操作和硬件設備的配置等功能。BSP是主板硬件環(huán)境和操作系統(tǒng)的中間接口，是軟件平臺中具有硬件依賴性的那一部分，主要目的是為了支持操作系統(tǒng)，使之能夠更好地運行于硬件主板上。純粹的BSP所包含的內容一般說來是與系統(tǒng)有關的驅動程序，如網絡驅動程序和系統(tǒng)中的網絡協(xié)議有關，串口驅動程序和系統(tǒng)的下載調試有關，等等。離開這些驅動程序系統(tǒng)就不能正常工作。軟件層主要是操作系統(tǒng)，有的還包括文件系統(tǒng)、圖形用戶接口和網絡系統(tǒng)等。操作系統(tǒng)是嵌入式應用軟件的基礎和開發(fā)平臺，實際上是一段程序，系統(tǒng)復位后首先執(zhí)行，相當于用戶的主程序，用戶的其他應用程序都建立在操作系統(tǒng)之上。操作系統(tǒng)是一個標準的內核，將中斷、I/O、定時器等資源都封裝起來，以方便用戶使用。操作系統(tǒng)的引入大大提高了嵌入式系統(tǒng)的功能，方便了應用軟件的設計，但同時也占用了寶貴的嵌入式系統(tǒng)資源。一般在大型的或需要多任務的應用場合才考慮使用嵌入式操作系統(tǒng)。功能層由基于操作系統(tǒng)開發(fā)的應用程序組成，用來完成對被控對象的控制功能。功能層是面向被控對象和用戶的，為了方便用戶操作，往往需要具有友好的人機界面。對于一些復雜的系統(tǒng)，在系統(tǒng)設計的初期階段就要對系統(tǒng)的需求進行分析，確定系統(tǒng)的功能，然后將系統(tǒng)的功能映射到整個系統(tǒng)的硬件、軟件和執(zhí)行裝置的設計過程中，這個過程稱為系統(tǒng)的功能實現(xiàn)。,21嵌入式系統(tǒng)設計,1．需求分析階段在需求分析階段需要分析系統(tǒng)的需求，系統(tǒng)的需求一般分功能需求和非功能需求兩方面。根據(jù)系統(tǒng)的需求，確定設計任務和設計目標，并提煉出設計規(guī)格說明書，作為正式指導設計和驗收的標準。2．體系結構設計需求分析完成后，根據(jù)提煉出的設計規(guī)格說明書，進行體系結構的設計。系統(tǒng)的體系結構描述了系統(tǒng)如何實現(xiàn)所述的功能和非功能需求，包括對硬件、軟件的功能劃分，以及系統(tǒng)的軟件、硬件和操作系統(tǒng)的選型等。3．硬件/軟件設計基于體系結構，對系統(tǒng)的軟、硬件進行詳細設計。對于一個完整的嵌入式應用系統(tǒng)的開發(fā)，應用系統(tǒng)的程序設計是嵌入式系統(tǒng)設計一個非常重要的方面，程序的質量直接影響整個系統(tǒng)功能的實現(xiàn)，好的程序設計可以克服系統(tǒng)硬件設計的不足，提高應用系統(tǒng)的性能，反之，會使整個應用系統(tǒng)無法正常工作。4．系統(tǒng)集成把系統(tǒng)中的軟件、硬件集成在一起，進行調試，發(fā)現(xiàn)并改進單元設計過程中的錯誤。5．代碼固化嵌入式軟件開發(fā)完成以后，大多數(shù)要在目標環(huán)境的非易失性存儲器中運行，程序寫入到FLASH中固化，保證每次運行后下一次運行無誤，所以嵌入式軟件開發(fā)與普通軟件開發(fā)相比，增加了固化階段。,22嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程,選擇嵌入式操作系統(tǒng)軟件平臺,選擇嵌入式處理器硬件平臺,開發(fā)嵌入式應用軟件,系統(tǒng)測試（固化代碼）,開發(fā)結束,測試通過,,,,,,,,,Y,N,硬件平臺和軟件平臺選擇,處理器、硬件部件、操作系統(tǒng)、編程語言、軟件開發(fā)工具、硬件調試工具、軟件組件處理器最重要，操作系統(tǒng)和編程語言非常關鍵處理器的選擇會限制操作系統(tǒng)的選擇，操作系統(tǒng)的選擇會限制開發(fā)工具的選擇。,23硬件平臺選擇,處理器的選擇嵌入式系統(tǒng)的核心部件是各種類型的嵌入式處理器ARM是近年來在嵌入式系統(tǒng)有影響力的微處理器架構，ARM的設計非常適用于小的供電系統(tǒng)。ARM微處理器有多達十幾種的內核結構，幾十個芯片生產廠家，以及千變萬化的內部功能配置組合，給開發(fā)人員在選擇方案時帶來一定的困難，所以，對ARM芯片做一些對比研究是十分必要的。ARM微處理器的應用選型以下從應用的角度出發(fā)，對在選擇ARM微處理器時所應考慮的主要問題做一些簡要的探討。,硬件平臺選擇,1ARM微處理器內核的選擇ARM微處理器包含一系列的內核結構，以適應不同的應用領域，用戶如果希望使用WINCE或標準LINUX等操作系統(tǒng)以減少軟件開發(fā)時間，就需要選擇ARM720T以上帶有MMU（MEMORYMANAGEMENTUNIT）功能的ARM芯片，ARM720T、ARM920T、ARM922T、ARM946T、STRONGARM都帶有MMU功能。而ARM7TDMI則沒有MMU，不支持WINDOWSCE和標準LINUX，但目前有UCLINUX等不需要MMU支持的操作系統(tǒng)可運行于ARM7TDMI硬件平臺之上。,硬件平臺選擇,2系統(tǒng)的工作頻率系統(tǒng)的工作頻率在很大程度上決定了ARM微處理器的處理能力。ARM7系列微處理器的典型處理速度為09MIPS/MHZ，常見的ARM7芯片系統(tǒng)主時鐘為20MHZ133MHZ，ARM9系列微處理器的典型處理速度為11MIPS/MHZ，常見的ARM9的系統(tǒng)主時鐘頻率為100MHZ233MHZ，ARM10最高可以達到700MHZ。不同芯片對時鐘的處理不同，有的芯片只需要一個主時鐘頻率，有的芯片內部時鐘控制器可以分別為ARM核和USB、UART、DSP、音頻等功能部件提供不同頻率的時鐘。,硬件平臺選擇,3芯片內存儲器的容量大多數(shù)的ARM微處理器片內存儲器的容量都不太大，需要用戶在設計系統(tǒng)時外擴存儲器，但也有部分芯片具有相對較大的片內存儲空間，如ATMEL的AT91F40162就具有高達2MB的片內程序存儲空間，用戶在設計時可考慮選用這種類型，以簡化系統(tǒng)的設計。,硬件平臺選擇,4片內外圍電路的選擇除ARM微處理器核以外，幾乎所有的ARM芯片均根據(jù)各自不同的應用領域，擴展了相關功能模塊，并集成在芯片之中，我們稱之為片內外圍電路，如USB接口、IIS接口、LCD控制器、鍵盤接口、RTC、ADC和DAC、DSP協(xié)處理器等，設計者應分析系統(tǒng)的需求，盡可能采用片內外圍電路完成所需的功能，這樣既可簡化系統(tǒng)的設計，同時提高系統(tǒng)的可靠性。,硬件平臺選擇,硬件選擇的其他因素考慮生產規(guī)模開發(fā)的市場目標軟件對硬件的依賴性盡量使用普通的硬件,嵌入式軟件開發(fā)流程,嵌入式軟件開發(fā)流程主要涉及代碼編程、交叉編譯、交叉連接、下載到目標板、調試。,軟件平臺選擇,操作系統(tǒng)提供的開發(fā)工具向硬件接口移植的難度內存要求是否熟悉操作系統(tǒng)機器提供的API是否提供硬件的驅動程序可剪裁性實時性能,軟件平臺選擇,編程語言通用性可移植性程度執(zhí)行效率可維護性集成開發(fā)環(huán)境系統(tǒng)調試器的功能，包括遠程調試環(huán)境支持庫函數(shù)編譯器開發(fā)商是否持續(xù)升級編譯器連接程序是否支持所有的文件格式和符合格式。,嵌入式軟件開發(fā)的特點,1．采用宿主機/目標機方式嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)能力，即使設計完成以后用戶通常也是不能對其中的程序功能進行修改的。嵌入式軟件以宿主機/目標機模式開發(fā)，所需要的開發(fā)環(huán)境稱為交叉開發(fā)環(huán)境，分為宿主機部分和目標機部分，兩者以統(tǒng)一的通信協(xié)議進行通信，宿主機向目標機發(fā)送命令，目標機接收、執(zhí)行命令并將結果返回宿主機，從而實現(xiàn)兩機之間的交互控制。2．為了保證穩(wěn)定性和實時性，選用RTOS開發(fā)平臺對簡單系統(tǒng)可以用傳統(tǒng)方法，從底層用匯編語言編寫程序，利用在線仿真器（ICE）、在線調試器（ICD）等開發(fā)工具進行軟件的調試。對于那些復雜的嵌入式系統(tǒng)，需要在優(yōu)化級可控的情況下預測其運行狀態(tài)，不利用實時操作系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺進行開發(fā)，是很難、甚至是不可能達到預定要求的。為了合理地調度多任務、利用系統(tǒng)資源，用戶必須選配RTOS開發(fā)平臺，這樣才能保證程序執(zhí)行的實時性、可靠性，并減少開發(fā)時間，保證軟件質量。3．生成代碼需要固態(tài)化存儲嵌入式應用程序開發(fā)環(huán)境是PC機，但運行的目標環(huán)境卻千差萬別，可以是PDA，也可以是儀器設備。而且應用軟件在目標環(huán)境下必須存儲在非易失性存儲器中，保證系統(tǒng)在掉電重啟后仍能正常使用。所以，應用軟件在開發(fā)完成以后，應生成固化版本，都固化在單片機本身或燒寫到目標環(huán)境的FLASH中運行。4．軟件代碼具有高質量、高可靠性,嵌入式軟件開發(fā)的特點,引入任務設計方法嵌入式系統(tǒng)設計采用DARTS設計方法進行任務的設計；DARTS給出了系統(tǒng)任務劃分的方法和定義任務間接口的機制。在系統(tǒng)設計階段，用多個并發(fā)的任務代替通用軟件的多個模塊，并定義了應用軟件任務間的接口；,嵌入式軟件開發(fā)的特點,需要固化程序嵌入式應用程序開發(fā)的環(huán)境是PC機，運行的目標環(huán)境是具體某個儀器設備；應用軟件在目標環(huán)境下必須存儲在非易失性存儲中，保證用戶用完關機后確保下次的使用。所以應用軟件在開發(fā)完成后，應生成固化版本，燒寫到目標環(huán)境的FLASH中運行。,24嵌入式軟件開發(fā)的特點,軟件開發(fā)難度大嵌入式應用有實時性的要求特別是在硬實時系統(tǒng)中，實時性至關重要；實時性的體現(xiàn)一部分來源于實時操作系統(tǒng)的實時性，另一部分依賴于應用軟件本身的設計和代碼的質量嵌入式應用軟件對穩(wěn)定性、可靠性、抗干擾等性能的要求很嚴格和苛刻,嵌入式軟件開發(fā)的特點,需要提供強大的硬件開發(fā)工具和軟件包支持，需要開發(fā)者從速度、功能和成本綜合考慮；硬件功能強工具完備通信接口精簡系統(tǒng)內核以降低功耗和成本提供友好的多媒體人機界面,嵌入式軟件開發(fā)的要點,盡量使用高級語言開發(fā)，少用匯編語言，提高應用軟件的可移植性；局域化不可移植部分不可移植的代碼和匯編代碼通過宏定義和函數(shù)的形式分類集中在某幾個特定的文件中，從而提高移植的效率。提高軟件的可重用性；,25嵌入式系統(tǒng)的調試,調試是任何項目開發(fā)過程中必不可少的一部分，特別是在軟硬件結合非常緊密的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中。一般來說，大多數(shù)的調試工作是在RAM中進行的，只有當程序完成并能運行后才切換到ROM上。嵌入式系統(tǒng)的調試有多種方法，可分為模擬器方式、ICE（INCIRCUITEMULATOR，在線仿真器）方式、ICD（INCIRCUITDEBUGGER，在線調試器）方式和監(jiān)控器方式。1．模擬器方式調試工具和待調試的嵌入式軟件都在主機上運行，通過軟件手段模擬執(zhí)行為某種嵌入式處理器編寫的源程序。簡單的模擬器可以通過指令解釋方式逐條執(zhí)行源程序，分配虛擬存儲空間和外設，進行語法和邏輯上的調試。2．在線仿真器方式在線仿真器ICE是一種完全仿造調試目標CPU設計的儀器，目標系統(tǒng)對用戶來說是完全透明的、可控的。仿真器與目標板通過仿真頭連接，與主機有串口、并口、以太網口或USB口等連接方式。該仿真器可以真正地運行所有的CPU動作，并且可以在其使用的內存中設置非常多的硬件中斷點，可以實時查看所有需要的數(shù)據(jù)，從而給調試過程帶來很多便利。由于仿真器自成體系，調試時可以連接目標板，也可以不接目標板。使用ICE同使用一般的目標硬件一樣，只是在ICE上完成調試后，需要把調試好的程序重新下載到目標系統(tǒng)上而已。由于ICE價格昂貴，而且每種CPU都需要一種與之對應的ICE，使得開發(fā)成本非常高。,。,,3．監(jiān)控器方式主機和目標板通過某種接口（通常是串口）連接，主機上提供調試界面，被調試程序下載到目標板上運行監(jiān)控程序是一段運行于目標機上的可執(zhí)行程序，主要負責監(jiān)控目標機上被調試程序的運行情況，與宿主機端的調試器一起完成對應用程序的調試。監(jiān)控程序包含基本功能的啟動代碼，并完成必要的硬件初始化，等待宿主機的命令。被調試程序通過監(jiān)控程序下載到目標機，就可以開始進行調試。監(jiān)控器方式操作簡單易行，功能強大，不需要專門的調試硬件，適用面廣，能提高調試的效率，縮短產品的開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。正因為以上原因，監(jiān)控器方式才能夠廣泛應用于嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)之中。監(jiān)控器調試主要用于調試運行在目標機操作系統(tǒng)上的應用程序，不適宜用來調試目標操作系統(tǒng)。有的微處理器需要在目標板工作正常的前提下，事先燒制監(jiān)控程序，而且功能有限，特別是硬件調試能力較差。4．在線調試器方式使用ICD和目標板的調試端口連接，發(fā)送調試命令和接收調試信息，可以完成必要的調試功能。一般情況下，在ARM芯片的開發(fā)板上采用JTAG邊界掃描口進行調試。摩托羅拉公司采用專用的BDM調試接口。使用合適的開發(fā)工具可以利用這些接口。例如，ARM開發(fā)板，可以將JTAG調試器接在開發(fā)板的JTAG口上，通過JTAG口與ARM處理器核進行通信。由于JTAG調試的目標程序是在目標板上執(zhí)行，仿真更接近于目標硬件，因此許多接口問題，如高頻操作限制、電線長度的限制等被最小化了。該方式是目前采用最多的一種調試方式。,板級支持包（BSP）簡介,BSP是在標準開發(fā)板上運行的一部分軟件，主要功能是支持操作系統(tǒng)的引導與開發(fā)。通過BSP我們可以在開發(fā)板上快速的啟動操作系統(tǒng)以及分析操作系統(tǒng)的性能。有了BSP的支持，各個OEM原始設備制造商）廠商和獨立硬件開發(fā)商就可以縮短基于WINDOWSCE平臺產品的開發(fā)周期。,CPU支持包（CSP）OEM抽象層（OAL）,OALOEM抽象層位于操作系統(tǒng)內核和目標板硬件之間，負責操作系統(tǒng)和目標板的通信。由引導程序調用，隨后進行目標板的初始化工作，包括中斷服務，實時時鐘，內部計時器，調試部件，中斷使能等等由硬件OEM廠商提供,CPU支持包（CSP）OEM抽象層（OAL）,CSPCPU支持包包括用以支持特定CPU和相關芯片的OEM抽象層和設備驅動，這一部分是與特定開發(fā)板無關的。通常由操作系統(tǒng)開發(fā)商提供，WINCE操作系統(tǒng)是由微軟公司開發(fā)的。,板級支持包的組成,BSP架構,創(chuàng)建BSP的兩種方法,編寫全新的BSP需要編寫所有的部分包括OEM抽象層,驅動,引導程序大約消耗20人/月工作量改寫現(xiàn)有的BSP對與目標板具有相似硬件組成的BSP的基礎上進行某些改寫，使其適用與目標板，這是最簡單的方式。,BSP開發(fā)流程,如果操作系統(tǒng)映象可以直接引導，引導程序不是必須的但通常使用一個引導程序，以便日后的擴充。另外也可以用于支持制造過程中的下載測試引導程序的重要性在于可以支持開發(fā)過程中的運行時映象加載功能，也就是說在系統(tǒng)運行過程中，動態(tài)加載需要調試的模塊,引導程序可選,引導程序的功能,初始化目標設備內存和中斷控制器設置時鐘和內存管理單元直接引導現(xiàn)存的FLASH或RAM映象下載之前清空RAM內存讀寫測試下載OS映象到RAM或FLASH并口網卡,

簡介：第一章嵌入式應用技術概述,主要內容嵌入式系統(tǒng)的基本含義單片機發(fā)展概況MCU發(fā)展新特點及選型原則如何學習嵌入式應用技術嵌入式產品的一般構成與開發(fā)方法,嵌入式應用技術基礎教程課件,11嵌入式系統(tǒng)的基本含義,11嵌入式系統(tǒng)的基本含義,111嵌入式系統(tǒng)與單片機（1）嵌入式系統(tǒng)的由來計算機產生因科學家需要一個高速的計算工具而產生。計算機應用領域的發(fā)展數(shù)字計算→邏輯運算與推理→信息處理→通信→工業(yè)控制→家用電器嵌入式系統(tǒng)（EMBEDDEDSYSTEM）含義面向測控對象，嵌入到實際應用系統(tǒng)中，實現(xiàn)嵌入式應用的計算機稱之為嵌入式計算機系統(tǒng)，簡稱嵌入式系統(tǒng)。,嵌入式應用技術基礎教程課件,11嵌入式系統(tǒng)的基本含義,（2）單片機的含義,單片機（MICROCONTROLLERUNIT，MCU）是單片微型計算機的簡稱，也稱之為微控制器或嵌入式計算機EMBEDDEDCOMPUTER，即在一塊芯片上集成了中央處理單元CPU、存儲器RAM/ROM等、定時器/計數(shù)器及多種輸入輸出I/O接口的比較完整的數(shù)字處理系統(tǒng)。,嵌入式應用技術基礎教程課件,11嵌入式系統(tǒng)的基本含義,目前典型的MCU內部框圖,嵌入式應用技術基礎教程課件,11嵌入式系統(tǒng)的基本含義,嵌入式系統(tǒng)通常有4種①工控機；②通用CPU模塊；③嵌入式微處理器（EMBEDDEDPROCESSOR）；④嵌入式微控制器（EMBEDDEDMICROCONTROLLER，即單片機，簡稱MCU），它是最典型的、最廣泛的嵌入式系統(tǒng)。,（3）單片機與嵌入式系統(tǒng)的關系,嵌入式應用技術基礎教程課件,11嵌入式系統(tǒng)的基本含義,工業(yè)與農業(yè)方面儀器儀表與電訊方面日常生活用品方面導航控制與數(shù)據(jù)處理方面汽車控制方面,112單片機的主要應用領域,嵌入式應用技術基礎教程課件,返回,12單片機發(fā)展概況,12單片機發(fā)展概況,121單片機的發(fā)展簡史INTEL公司1971年首次宣布4004的4位微處理器；1980年推出MCS51；1983年推出MCS96系列16位單片機。MOTOROLA公司1974年開始推出MC6800微處理器；1979年開始生產單片機MC6801，在1983年前后發(fā)展成為較高性能的M68HC05系列；2000年前后推出了M68HC08系列單片機；2004年2004年6月MOTOROLA更名為FREESCALE半導體公司推出增強型8位單片機HCS08系列，使8位單片機的品種更加豐富。同時，其8位MCU、16位MCU、32位MCU并行發(fā)展，增加了市場份額，也方便了用戶的選型。其他公司德州儀器，三菱、日立、飛利浦、韓國LG等也開發(fā)了性能優(yōu)越的單片機。各類單片機不斷出現(xiàn)，據(jù)統(tǒng)計，至今已達500多種。,嵌入式應用技術基礎教程課件,12單片機發(fā)展概況,單片機在我國的應用始于上世紀70年代末，80年代各理工科院校陸續(xù)開設了有關應用課程，使其得以較廣泛的應用。80末至90年代初，巴黎統(tǒng)籌委員會限制向中國出口單片機，而INTEL公司通過香港轉口使其產品幾乎獨占了中國的單片機市場。1990年9月巴黎統(tǒng)籌委員會解除對中國的貿易禁令后，各公司的單片機紛紛進入中國，單片機應用的開發(fā)呈多樣性。目前，F(xiàn)REESCALE公司正在我國組織推廣新一代HC08系列單片機及增強型HCS08系列單片機，相信會對我國的單片機應用產生積極的影響?？梢灶A見，HC08及HCS08系列單片機將在我國得到廣泛的應用。,122單片機在我國的應用簡況,嵌入式應用技術基礎教程課件,返回,13MCU發(fā)展新特點及選型原則,13MCU發(fā)展新特點及選型原則,131MCU發(fā)展的新特點價格更低每片幾十元的MCU，其內部資源已經相當豐富。使用更加方便內部含有EPROM或ROM，不需要外部擴展總線；有的MCU內部甚至固化了晶振電路。功耗更低有等待狀態(tài)、睡眠狀態(tài)、關閉狀態(tài)等。低電壓型工作電壓只要27V，甚至18V。FLASH型具有閃速存儲器FLASHMEMORY，實現(xiàn)大規(guī)模電擦除。,嵌入式應用技術基礎教程課件,13MCU發(fā)展新特點及選型原則,（1）了解MCU對應用系統(tǒng)的適用性MCU是否含有所需的I/O端口數(shù)目MCU是否含有所需的外圍端口部件MCU的CPU是否有合適的吞吐量MCU的極限性能是否滿足要求,132MCU的選型原則,嵌入式應用技術基礎教程課件,13MCU發(fā)展新特點及選型原則,（2）了解MCU的可購買性MCU是否可直接購買到MCU是否有足夠的供應量MCU是否仍然在生產之中MCU是否在改進之中,132MCU的選型原則,嵌入式應用技術基礎教程課件,13MCU發(fā)展新特點及選型原則,（3）了解MCU的可開發(fā)性編譯軟件程序寫入工具調試工具技術支持語言體系與熟悉程度MCU制造商的歷史,132MCU的選型原則,嵌入式應用技術基礎教程課件,返回,14如何學習嵌入式應用技術,14如何學習嵌入式應用技術,首先，明確學習嵌入式應用技術的目的；其次，選擇入門的機型；第三，了解MCU基本性能，記憶MCU指令系統(tǒng)關鍵字；第四，勤于實踐；第五，注意軟件與硬件的結合。第六，緊密結合輸入輸出接口的學習。,嵌入式應用技術基礎教程課件,返回,15嵌入式產品的一般構成與開發(fā)方法,15嵌入式產品的一般構成與開發(fā)方法,151嵌入式產品的一般構成一個以MCU為核心的比較復雜嵌入式產品或實際嵌入式應用系統(tǒng)，包含模擬量的輸入、模擬量的輸出，開關量的輸入、開關量的輸出及數(shù)據(jù)通信的部分。,嵌入式應用技術基礎教程課件,15嵌入式產品的一般構成與開發(fā)方法,嵌入式應用系統(tǒng)框圖,嵌入式應用技術基礎教程課件,15嵌入式產品的一般構成與開發(fā)方法,嵌入式產品的開發(fā)應遵循軟件工程的原則（1）建立目錄做任何一個項目，首先要在計算機硬盤上建立一個獨立的文件夾，并在這個獨立的文件夾下，建立“文檔”、“硬件設計”、“軟件設計”、“實驗過程”等下一級文件夾，必要時還要建立一些以日期命名的文件夾，隨著工作的進展安排在相應的文件夾下?？傊?，要清晰、合理地放置您的工作資料。（2）需求與功能分析,152嵌入式產品的一般開發(fā)方法,嵌入式應用技術基礎教程課件,15嵌入式產品的一般構成與開發(fā)方法,（3）設計階段輸入分析→輸出分析→選擇評估系統(tǒng)并對與MCU相關的硬件進行初步評估→設計并制作硬件系統(tǒng)→進行硬件系統(tǒng)的模塊測試→軟件系統(tǒng)設計→系統(tǒng)測試→進一步工作（接收用戶信息反饋、完善、文檔分類整理等）。,152嵌入式產品的一般開發(fā)方法,嵌入式應用技術基礎教程課件,返回,本章介紹嵌入式系統(tǒng)及單片機的基本概念、發(fā)展歷史；單片機的應用領域、發(fā)展特點及選型原則；嵌入式產品的一般構成及開發(fā)方法；還對如何學習嵌入式應用技術提出了建議。理解嵌入式系統(tǒng)與單片機的基本概念和發(fā)展脈絡是學習嵌入式應用技術的第一課。特別是對單片機的一般組成、嵌入式系統(tǒng)與單片機的關系的理解有助于認識嵌入式系統(tǒng)。同時，重點理解嵌入式產品的一般構成與開發(fā)方法，為有目的地學習提供入門導引。,本章小結,嵌入式應用技術基礎教程課件,返回,

簡介：第5章S3C2440嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)工具,,大綱,51DMA2440XP開發(fā)平臺52DMA2440開發(fā)平臺的硬體架構53開發(fā)平臺週邊資源,P2/81,大綱,51DMA2440XP開發(fā)平臺52DMA2440開發(fā)平臺的硬體架構53開發(fā)平臺週邊資源,P3/81,DMA2440XP開發(fā)平臺基本包含下列的基本特性43吋TFT模式LCD（SHAP）ARM－SUPERJTAG模擬器（20PIN匯流排）電源ADAPTER（輸入AC100V～240V50HZ，輸出DC12V/2A）PARALLELPORTLPT並列通信纜線雙公頭串列通信線（雙母頭）乙太網通信線USB纜線觸控筆DMA2440資料光碟（CDROM）,511DMA2440XP開發(fā)平臺基本特性,P4/81,DMA2440XP開發(fā)平臺採用SAMSUNGARM9系列中的S3C2440，時脈為400MHZ。S3C2440開發(fā)平臺是針對一般嵌入式系統(tǒng)教學而設計的低成本、高性能的硬體平臺。而其可降低嵌入系統(tǒng)學習的門檻，使得嵌入系統(tǒng)的初學者很容易地能切入嵌入式系統(tǒng)的設計與應用，以及有機會接觸到高階的嵌入式處理器。DMA244XP開發(fā)平臺採用模組化的設計方式，便於對整個系統(tǒng)的整體結構的學習與除錯，以及增加整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。,P5/81,511DMA2440XP開發(fā)平臺基本特性,DMA2440XP開發(fā)平臺包含下列的核心與週邊資源中央處理器（CPU）SAMSUNGS3C244040處理器，ARM9核心，主頻400MHZ外部記憶體64MBYTES133MHZSDRAM2MBYTESNORFLASH記憶體SST39VF160或SST39VF16164MBYTESNANDFLASH記憶體K9F1208，使用者可自行更換16/32/128M的NANDFLASH記憶體串列埠配置兩通道5線式RS232非同步串列埠UART0與UART1。其中，一通道RS485由CPLD擴展出來。乙太網通道埠配置一通道10M乙太網路介面，採用CS8900晶片組一通道10/100M自動調整速率的乙太網路介面，採用DM9000AE晶片組,512DMA2440XP開發(fā)平臺的週邊資源,P6/81,DMA2440XP開發(fā)平臺包含下列的核心與週邊資源CAMERA介面配置一個25MM擴展介面，可直接連接130萬像素的攝像鏡頭USB介面配置各一個USB11DEVICE/HOST介面紅外線（IR）介面配置一通道紅外接收介面IRMS5642，整合串列通信，可直接進行紅外傳輸LCD與觸控螢幕配置LCD介面支援43吋夏普TFT螢幕，另開發(fā)平臺內置4線制電阻式觸控螢幕CAN匯流排界面配置一通道CAN匯流排界面，支持CAN20A與CAN20B音頻介面配置通過IIS匯流排接晶片UDA1341，外接8歐姆喇叭以及麥克風,P7/81,512DMA2440XP開發(fā)平臺的週邊資源,DMA2440XP開發(fā)平臺包含下列的核心與週邊資源記憶體設備配置一通道SD卡介面，可接標準SDCARD一通道CF卡介面（33V，介面信號均由74LVTH162245載入驅動，執(zhí)行在TRUEIDE模式）一通道IDE介面，（介面信號由74LVTH162245載入驅動）可直接外接硬碟VGA介面配置一通道標準VGA介面，可直接連接各種VGA介面和CRT顯示器或液晶顯示器，內含類比微調電容時脈配置內設即時時脈（由扭扣式鋰電池驅動）JTAG介面配置20PIN，JTAG介面，用於除錯及下載鍵盤介面配置配置有44鍵盤，使用者可自行定義功能,P8/81,512DMA2440XP開發(fā)平臺的週邊資源,DMA2440XP開發(fā)平臺包含下列的核心與週邊資源GSM模組介面配置提供GSM_GPRS介面，可透過GPRS模組機電介面配置各一個步進馬達與直流馬達擴展介面配置可另外擴展ADC與ADDR等擴展介面供使用者自行擴展與做試驗之用,P9/81,512DMA2440XP開發(fā)平臺的週邊資源,此外，也包含下列的DMA2440開發(fā)平臺基本配件DMA2440資料光碟35“TFT彩色LCD含觸控功能，直式，SHARPARMSUPERJTAG模擬器（20PIN匯流排）並列線（雙公頭）串列線雙母頭，交叉串列線，跳線網路線交叉網路線，跳線USB資料傳輸線觸控筆一個＋12V/2A直流電源,P10/81,512DMA2440XP開發(fā)平臺的週邊資源,DMA2440開發(fā)平臺可分別支援WINDOWSCE和LINUX嵌入作業(yè)系，相關資源，如下所列嵌入LINUX作業(yè)系統(tǒng)說明採用LINUX24以上的核心支援多種檔案系統(tǒng)，例如CRAMFS，F(xiàn)AT以及用於NANDFLASH記憶體的YAFFS檔案系統(tǒng)等支援LCD和觸控螢幕支援USBHOST支援QT支援MP3播放和視訊播放支援多種網路應用，例如FTP，HTTP，TELNET之類的網路應用兩個乙太網路路介面，一個10M，一個100M,513作業(yè)系統(tǒng)支援的驅動,P11/81,DMA2440開發(fā)平臺可分別支援WINDOWSCE和LINUX嵌入作業(yè)系，相關資源，如下所列WINCE作業(yè)系統(tǒng)說明WINCE42支援SD卡系統(tǒng)等支援LCD和觸控螢幕支援USBHOST支援音效乙太網路驅動（CS89）,P12/81,513作業(yè)系統(tǒng)支援的驅動,大綱,51DMA2440XP開發(fā)平臺52DMA2440開發(fā)平臺的硬體架構53開發(fā)平臺週邊資源,P13/81,DMA2440開發(fā)平臺可分別支援WINDOWSCE和LINUX嵌入作業(yè)系，相關資源，如下所列嵌入LINUX作業(yè)系統(tǒng)說明採用LINUX24以上的核心支援多種檔案系統(tǒng)，例如CRAMFS，F(xiàn)AT以及用於NANDFLASH記憶體的YAFFS檔案系統(tǒng)等支援LCD和觸控螢幕支援USBHOST支援QT支援MP3播放和視訊播放支援多種網路應用，例如FTP，HTTP，TELNET之類的網路應用兩個乙太網路路介面，一個10M，一個100M,521電源,P14/81,總電源這一部分電通道主要外接12V2A穩(wěn)壓電源，對整個開發(fā)平臺進行供電。並通過LM2956S，DC/DC轉換電位為5V對平臺進行供電。電源開關（BASE_SW18）DMA2440開發(fā)平臺上，設計了控制整個系統(tǒng)電源輸入的電源開關（BASE_SW18），此開關控制12V電源輸入的打開與關閉。因此，只要打開此電源，即會供應整個開發(fā)平臺的電源。,P15/81,521電源,注意在電源插座連接至外部電源前，請確保電源開關出於斷開（OFF）狀態(tài)。底板通用33V電源此部分電源是透過LM111733電壓調整器將主板的5V電位轉換為33V電位，並對底板所有使用33V晶片組進行供應電源。核心板供電電源整個開發(fā)平臺是由底板提供5V電源，並在頂板的核心板上，另加單獨5V轉33V電源來提供給VDD_ARM使用，保證核心的穩(wěn)定執(zhí)行。,P16/81,521電源,核心板核心電壓供電電源S3C2440需兩組供電電源33V與12/13V，其中核心電源13V的供電電源重置電源為了提高系統(tǒng)的可靠性，重置電源沒有採用一般最簡單的電阻與電容式電源重置方式，而是採用MAX811專用的重置晶片組來進行重置。同時，為了方便使用，在核心頂板與底板上都分別加裝了重置按鍵。重置按鍵部分的外觀圖，選擇啟動方式電源當TOP_J3JUMPER不接時，OM0信號提升，從NANDFLASH記憶體啟動。而當TOP_J3JUMPER接上時，OM0信號為低，從NORFLASH記憶體啟動。這部分的設定關係到整個記憶體啟動的方式，因此，讀者需特別瞭解此JUMPER的設定。,P17/81,521電源,由於NORFLASH記憶體的價格較NANDFLASH記憶體價格昂貴許多，但為了符合特定客戶的需求，NORFLASH記憶體電源採用了相容式設計。如下圖透過R3與R4電阻的配置，可選擇NORFLASH記憶體的定址範圍，進而實現(xiàn)不同容量的NORFLASH記憶體的相容設計。,522NORFLASH記憶體電源,P18/81,由於DMA2440XP開發(fā)平臺的底板面積原因，需要對位址資料位元進行必要的驅動，以保證這個開發(fā)系統(tǒng)的正常執(zhí)行。,523資料與位址匯流排驅動電路,P19/81,一個25毫米間距20PIN，CAMERA擴展介面TOP_J18。CAMERA攝影像鏡頭的工作需要3種電源，33V/28V/18V，其所提供的電源電通均在頂板上。注意嚴禁CAMERA攝影鏡頭設備在接上電源時，作插拔的動作。如有違規(guī)操作，可能造成系統(tǒng)的永久性損壞。,524CAMERA攝影鏡頭,P20/81,DMA2440XP系統(tǒng)開發(fā)平臺上的CPLD電源主要實現(xiàn)對系統(tǒng)部分信號的控制和緩衝，以及對外部部分晶片的選擇。如上一章所提及的，CPLD元件負責將諸多的週邊電路解碼與控制。,525CPLD,P21/81,DMA2440XP配置有一通道標準VGA介面。而VGA部分的電源電路，其中，使用ADV7123晶片組注意嚴禁VGA介面設備在接上電源時，作插拔的動作。如有違規(guī)操作，可能造成系統(tǒng)的永久性損壞。,526VGA介面,P22/81,由於DMA2440XP具備一個主與從USB介面，因此分別提供一通道USB_HOST與一通道USB_DEVICE週邊埠。USB介面電源是區(qū)分HOST與DEVICE，且USB週邊埠是支援熱插拔與即差即用的。,527USB介面,P23/81,USB_DEVICEBASE_J10信號定義,SB_HOSTBASE_J8信號定義,在DMA2440XP開發(fā)平臺的LCD介面是採用外接模組方式。注意嚴禁LCD設備在接上電源時，作插拔的動作。如有違規(guī)操作，可能造成系統(tǒng)的永久性損壞。此處介面採用防插錯設計，請在接上LCD面板時不要用太大力。以防元件受損。,528LCD介面,P24/81,在DMA2440XP開發(fā)平臺上，整合了一通道標準CAN匯流排界面，並可相容CAN20A與CAN20B。,529CAN介面,P25/81,在DMA2440XP開發(fā)平臺上，提供一組步進馬達，測試相關的實驗應用。在BASE_J27下方有BASE_J19與BASE_J43介面接腳，提供外部擴充步進馬達介面之用，並可由使用者外接其他品牌的步進馬達。,5210步進馬達,P26/81,在DMA2440XP開發(fā)平臺上，提供一個ADC類比調整器，用來調整ADC電位，並實驗ADC轉換等實驗。此外，利用碳膜型滑動變阻器對ADC電位進行較準確的調節(jié)。,5211ADC類比調整開關,P27/81,在DMA2440XP開發(fā)平臺上，提供一組44可配置型鍵盤，各個按鍵功能可由使用者可行配配置。此外，相關鍵盤與其電源電路圖是，讀者可以採用最基本的掃描及中斷觸發(fā)方式來確定鍵盤功能。,52134X4按鍵鍵盤,P28/81,在DMA2440XP開發(fā)平臺上，整合了一個8歐姆1/2W高傳真喇叭，及一通道麥克風可直接使用，進行錄音放音功能。同時，還具備各一個耳機與麥克風，用來外接耳機及麥克風。另外，DMA2440XP底板整合一個可用來控制的蜂鳴器BASE_LS1，用來測試相關的各種警報及試驗功能。喇叭連接底板背面，並可透過BASE_R158來調整喇叭音量。,5214系統(tǒng)音源,P29/81,在DMA2440XP開發(fā)平臺上，提供各一個10/100M自動調整速率的乙太網路介面（BASE_CON3）及10M乙太網路介面（BASE_CON2）。,5215乙太網路介面,P30/81,在DMA2440XP開發(fā)平臺上還整合了一個GSM_GPRS模組介面。,5216GSM模組,P31/81,在DMA2440XP開發(fā)平臺上提供兩通道5PIN非同步串列介面UART0（BASE_J14、UART1BASE_J12，均採用DB9公頭介面，一通道485串列介面（BASE_J5），以及一通道IR介面（U3）。注意嚴禁串列介面的設備在接上電源時，作插拔的動作，如有違規(guī)操作，可能造成系統(tǒng)部分性的永久損壞或PC主機損傷。,5217非同步串列與紅外線介面,P32/81,在DMA2440XP開發(fā)平臺上提供一通道標準SD卡介面，並支援熱插拔。,5218SD卡介面,P33/81,DMA2440XP開發(fā)平臺在頂板與底板上均提供有JTGA介面用於除錯及下載程式碼。其中，底板上為20PINJTGA介面（BASE_J20），頂板上為10PINJTGA串列（TOP_J4）。同時，頂板TOP_J4除JTGA功能外，另提供複合的其他功能。,5219JTGA介面,P34/81,頂板JTGA信號定義,P35/81,5219JTGA介面,在DMA2440XP開發(fā)平臺上，除了TOP_J4以外，還提供其他一擴展介面（BASE_J23）給使用者使用。BASE_J23介面信號定義如下表,5220系統(tǒng)擴展介面,P36/81,為了提供一些操作的顯示之用，在DMA2440XP開發(fā)平臺上配備有8位元指撥開關（BASE_SW1）。此8位元信號線均接入CPLD中，因此，使用者可根據(jù)自己需要來整合這8位元撥指撥開關來進行配置。相關具體配置，讀者可以參考光碟資料中的CPLD資料。,5221系統(tǒng)配置及狀態(tài)顯示介面,P37/81,5221系統(tǒng)配置及狀態(tài)顯示介面,而在DMA2440XP開發(fā)平臺上共有7顆狀態(tài)LED指示燈，頂板具備3顆（TOP_LED1/TOP_LED2/TOP_LED3），及底板具備4顆（BASE_LED1/BASE_LED2/BASE_LED3/BASE_LED4）。此外，TOP_LED2、TOP_LED3與底板上4顆狀態(tài)LED指示燈均接至GPIO，具體狀態(tài)顯示結果可透過軟體來加以配置。但須注意到，這4顆LED的排列不是有規(guī)則的，從左至右LED3，LED4，LED1與LED2。這部分的LED可透過後面章節(jié)的GPIO來設計與應用。,相關獨立的狀態(tài)顯示燈信號定義一覽表,5221系統(tǒng)配置及狀態(tài)顯示介面,P39/81,大綱,51DMA2440XP開發(fā)平臺52DMA2440開發(fā)平臺的硬體架構53開發(fā)平臺週邊資源,P40/81,相關獨立的狀態(tài)顯示燈信號定義一覽表,53開發(fā)平臺週邊資源,P41/81,外部中斷分配一覽表,A/D通道分配一覽表,P42/81,跳線分配表,核心板按鍵表,53開發(fā)平臺週邊資源,按鍵說明,P43/81,底板按鍵一覽表,核心板的LED指示燈一覽表,,53開發(fā)平臺週邊資源,LED指示燈說明,P44/81,底板的介面一覽表,53開發(fā)平臺週邊資源,53開發(fā)平臺週邊資源,,本章習題與討論,嵌入式軟體通常具有哪些特性何謂同步與非同步請試著說明何謂嵌入式系統(tǒng)本實驗所用的S3C2440支援哪兩種啟動模式,P46/81,

簡介：嵌入式養(yǎng)醫(yī)結合,,,,國家衛(wèi)計委“醫(yī)養(yǎng)結合”有四種模式,國家關于醫(yī)養(yǎng)結合的11個重要政策,嵌入式養(yǎng)醫(yī)結合進社區(qū),智慧醫(yī)養(yǎng)科技手段讓專家用碎片時間進行健康指導,養(yǎng)老機構如何定位醫(yī)養(yǎng)結合,,,目錄,挖掘市場剛需，找到贏利點，實現(xiàn)可持續(xù),一、國家關于醫(yī)養(yǎng)結合的11個重要政策,,,1、國務院關于加快發(fā)展養(yǎng)老服務業(yè)的若干意見（國發(fā)201335號）推動醫(yī)養(yǎng)融合發(fā)展。各地要促進醫(yī)療衛(wèi)生資源進入養(yǎng)老機構、社區(qū)和居民家庭。衛(wèi)生管理部門要支持有條件的養(yǎng)老機構設置醫(yī)療機構。醫(yī)療機構要積極支持和發(fā)展養(yǎng)老服務，有條件的二級以上綜合醫(yī)院應當開設老年病科，增加老年病床數(shù)量，做好老年慢病防治和康復護理。要探索醫(yī)療機構與養(yǎng)老機構合作新模式，醫(yī)療機構、社區(qū)衛(wèi)生服務機構應當為老年人建立健康檔案，建立社區(qū)醫(yī)院與老年人家庭醫(yī)療契約服務關系，開展上門診視、健康查體、保健咨詢等服務，加快推進面向養(yǎng)老機構的遠程醫(yī)療服務試點。醫(yī)療機構應當為老年人就醫(yī)提供優(yōu)先優(yōu)惠服務。健全醫(yī)療保險機制。對于養(yǎng)老機構內設的醫(yī)療機構，符合城鎮(zhèn)職工（居民）基本醫(yī)療保險和新型農村合作醫(yī)療定點條件的，可申請納入定點范圍，入住的參保老年人按規(guī)定享受相應待遇。完善醫(yī)保報銷制度，切實解決老年人異地就醫(yī)結算問題。鼓勵老年人投保健康保險、長期護理保險、意外傷害保險等人身保險產品，鼓勵和引導商業(yè)保險公司開展相關業(yè)務。,2、國務院關于促進健康服務業(yè)發(fā)展的若干意見（國發(fā)201340號）推進醫(yī)療機構與養(yǎng)老機構等加強合作。在養(yǎng)老服務中充分融入健康理念，加強醫(yī)療衛(wèi)生服務支撐。建立健全醫(yī)療機構與養(yǎng)老機構之間的業(yè)務協(xié)作機制，鼓勵開通養(yǎng)老機構與醫(yī)療機構的預約就診綠色通道，協(xié)同做好老年人慢性病管理和康復護理。增強醫(yī)療機構為老年人提供便捷、優(yōu)先優(yōu)惠醫(yī)療服務的能力。推動二級以上醫(yī)院與老年病醫(yī)院、老年護理院、康復療養(yǎng)機構等之間的轉診與合作。各地要統(tǒng)籌醫(yī)療服務與養(yǎng)老服務資源，合理布局養(yǎng)老機構與老年病醫(yī)院、老年護理院、康復療養(yǎng)機構等，形成規(guī)模適宜、功能互補、安全便捷的健康養(yǎng)老服務網絡。,3、發(fā)展改革委、民政部等部門關于加快推進健康與養(yǎng)老服務工程建設的通知（發(fā)改投資〔2014〕2091號）養(yǎng)老服務體系主要任務包括為老年人提供膳食供應、個人照顧、保健康復、娛樂和交通接送等日間服務的社區(qū)老年人日間照料中心，主要為失能、半失能老人提供生活照料、健康護理、康復娛樂等服務的老年養(yǎng)護院等專業(yè)養(yǎng)老服務設施，具備餐飲、清潔衛(wèi)生、文化娛樂等服務的養(yǎng)老院和醫(yī)養(yǎng)結合服務設施，以及為農村老年人提供養(yǎng)老服務的農村養(yǎng)老服務設施建設。,4、國務院辦公廳關于印發(fā)全國醫(yī)療衛(wèi)生服務體系規(guī)劃綱要（20152020年）的通知（國辦發(fā)〔2015〕14號）推進醫(yī)療機構與養(yǎng)老機構等加強合作。推動中醫(yī)藥與養(yǎng)老結合，充分發(fā)揮中醫(yī)藥“治未病”和養(yǎng)生保健優(yōu)勢。建立健全醫(yī)療機構與養(yǎng)老機構之間的業(yè)務協(xié)作機制，鼓勵開通養(yǎng)老機構與醫(yī)療機構的預約就診綠色通道，協(xié)同做好老年人慢性病管理和康復護理。增強醫(yī)療機構為老年人提供便捷、優(yōu)先優(yōu)惠醫(yī)療服務的能力。支持有條件的醫(yī)療機構設置養(yǎng)老床位。推動二級以上醫(yī)院與老年病醫(yī)院、老年護理院、康復療養(yǎng)機構、養(yǎng)老機構內設醫(yī)療機構等之間的轉診與合作。在養(yǎng)老服務中充分融入健康理念，加強醫(yī)療衛(wèi)生服務支撐。支持有條件的養(yǎng)老機構設置醫(yī)療機構。統(tǒng)籌醫(yī)療服務與養(yǎng)老服務資源，合理布局養(yǎng)老機構與老年病醫(yī)院、老年護理院、康復療養(yǎng)機構等，研究制訂老年康復、護理服務體系專項規(guī)劃，形成規(guī)模適宜、功能互補、安全便捷的健康養(yǎng)老服務網絡。,5、國務院辦公廳關于印發(fā)中醫(yī)藥健康服務發(fā)展規(guī)劃（20152020年）的通知（國辦發(fā)〔2015〕32號）發(fā)展中醫(yī)藥特色養(yǎng)老機構。鼓勵新建以中醫(yī)藥健康養(yǎng)老為主的護理院、療養(yǎng)院。有條件的養(yǎng)老機構設置以老年病、慢性病防治為主的中醫(yī)診室。推動中醫(yī)醫(yī)院與老年護理院、康復療養(yǎng)機構等開展合作。促進中醫(yī)藥與養(yǎng)老服務結合。二級以上中醫(yī)醫(yī)院開設老年病科，增加老年病床數(shù)量，開展老年病、慢性病防治和康復護理，為老年人就醫(yī)提供優(yōu)先優(yōu)惠服務。支持養(yǎng)老機構開展融合中醫(yī)特色健康管理的老年人養(yǎng)生保健、醫(yī)療、康復、護理服務。有條件的中醫(yī)醫(yī)院開展社區(qū)和居家中醫(yī)藥健康養(yǎng)老服務，為老年人建立健康檔案，建立醫(yī)療契約服務關系，開展上門診視、健康查體、保健咨詢等服務。,,,7、九部委關于推進醫(yī)療衛(wèi)生與養(yǎng)老服務相結合指導意見意見明確了五方面重點任務。一是建立健全醫(yī)療衛(wèi)生機構與養(yǎng)老機構合作機制。鼓勵養(yǎng)老機構與周邊的醫(yī)療衛(wèi)生機構開展多種形式的協(xié)議合作。通過建設醫(yī)療養(yǎng)老聯(lián)合體等多種方式，為老年人提供一體化的健康和養(yǎng)老服務。二是支持養(yǎng)老機構開展醫(yī)療服務。養(yǎng)老機構可根據(jù)服務需求和自身能力，按相關規(guī)定申請開辦醫(yī)療機構，提高養(yǎng)老機構提供基本醫(yī)療服務的能力。三是推動醫(yī)療衛(wèi)生服務延伸至社區(qū)、家庭。推進基層醫(yī)療衛(wèi)生機構和醫(yī)務人員與社區(qū)、居家養(yǎng)老結合，與老年人家庭建立簽約服務關系，為老年人提供連續(xù)性的健康管理服務和醫(yī)療服務。四是鼓勵社會力量興辦醫(yī)養(yǎng)結合機構。在制定醫(yī)療衛(wèi)生和養(yǎng)老相關規(guī)劃時，要給社會力量舉辦醫(yī)養(yǎng)結合機構留出空間，鼓勵有條件的地方提供一站式便捷服務。五是鼓勵醫(yī)療衛(wèi)生機構與養(yǎng)老服務融合發(fā)展。統(tǒng)籌醫(yī)療衛(wèi)生與養(yǎng)老服務資源布局，提高綜合醫(yī)院為老年患者服務的能力，提高基層醫(yī)療衛(wèi)生機構康復、護理床位占比，全面落實老年醫(yī)療服務優(yōu)待政策。,8、民政部、衛(wèi)生計生委關于做好醫(yī)養(yǎng)結合服務機構許可工作的通知民發(fā)〔2016〕52號通知要求，申辦人擬舉辦醫(yī)養(yǎng)結合服務機構的，民政、衛(wèi)生計生部門應當在接到申請后，按照首接責任制原則，及時根據(jù)各自職責辦理審批，不得將彼此審批事項互為審批前置條件，不得互相推諉。通知指出，支持醫(yī)療機構設立養(yǎng)老機構，支持養(yǎng)老機構設立醫(yī)療機構。通知要求，各地民政、衛(wèi)生計生部門高度重視做好醫(yī)養(yǎng)結合服務機構許可工作，加強溝通、密切配合，打造“無障礙”審批環(huán)境。,9、民政部、衛(wèi)生計生委關于確定第一批國家級醫(yī)養(yǎng)結合試點單位的通知國衛(wèi)辦家庭函〔2016〕644號確定北京市東城區(qū)等50個市（區(qū)）作為第一批國家級醫(yī)養(yǎng)結合試點單位。通知要求各試點單位要結合實際，統(tǒng)籌各方資源，全面落實醫(yī)養(yǎng)結合工作重點任務；要在各省級衛(wèi)生計生部門和民政部門的指導下，制訂年度工作計劃，建立部門協(xié)作、經費保障和人員保障機制，加強管理，確保試點取得積極進展，收到良好社會效果。同時指出各?。▍^(qū)、市）要積極探索地方醫(yī)養(yǎng)結合的不同模式，并積極協(xié)調解決存在的困難和問題，2016年底前每省份至少啟動1個省級試點，積累經驗、逐步推開。國家衛(wèi)生計生委和民政部將會同相關部門適時組織督導調研。,10、人力資源社會保障部辦公廳關于開展長期護理保險制度試點的指導意見（人社廳發(fā)〔2016〕80號）協(xié)同推進長期護理服務體系建設和發(fā)展。積極推進長期護理服務體系建設，引導社會力量、社會組織參與長期護理服務，積極鼓勵和支持長期護理服務機構和平臺建設，促進長期護理服務產業(yè)發(fā)展。充分利用促進就業(yè)創(chuàng)業(yè)扶持政策和資金，鼓勵各類人員到長期護理服務領域就業(yè)創(chuàng)業(yè)，對其中符合條件的，按規(guī)定落實相關補貼政策。加強護理服務從業(yè)人員隊伍建設，加大護理服務從業(yè)人員職業(yè)培訓力度，按規(guī)定落實職業(yè)培訓補貼政策。逐步探索建立長期護理專業(yè)人才培養(yǎng)機制。充分運用費用支付政策對護理需求和服務供給資源配置的調節(jié)作用，引導保障對象優(yōu)先利用居家和社區(qū)護理服務，鼓勵機構服務向社區(qū)和家庭延伸。鼓勵護理保障對象的親屬、鄰居和社會志愿者提供護理服務。,11、民政部、國家發(fā)展改革委民政事業(yè)發(fā)展第十三個五年規(guī)劃（民發(fā)〔2016〕107號）對醫(yī)養(yǎng)結合發(fā)展，規(guī)劃提出，統(tǒng)籌醫(yī)療衛(wèi)生與養(yǎng)老服務資源布局，支持養(yǎng)老機構開展醫(yī)療服務。重點發(fā)展醫(yī)養(yǎng)結合型養(yǎng)老機構，增加養(yǎng)護型、醫(yī)護型養(yǎng)老床位，提高養(yǎng)老服務有效供給。到2020年每千名老年人口擁有養(yǎng)老床位數(shù)達到3540張，其中護理型床位比例不低于30。,6、十部委關于鼓勵民間資本參與養(yǎng)老服務業(yè)發(fā)展的實施意見（民發(fā)〔2015〕33號）支持有條件的養(yǎng)老機構內設醫(yī)療機構或與醫(yī)療衛(wèi)生機構簽訂協(xié)議，為老年人提供優(yōu)質便捷的醫(yī)療衛(wèi)生服務。各級衛(wèi)生計生行政部門要對養(yǎng)老機構設立醫(yī)務室、護理站等醫(yī)療機構給予大力支持，積極提供便利；按規(guī)定進行設置審批和執(zhí)業(yè)登記。養(yǎng)老機構內設醫(yī)療機構符合職工基本醫(yī)療保險、城鎮(zhèn)居民基本醫(yī)療保險和新型農村合作醫(yī)療定點醫(yī)療機構條件的，要按規(guī)定申請納入定點范圍。在定點醫(yī)療機構發(fā)生的符合規(guī)定的醫(yī)療康復項目費用，可按規(guī)定納入基本醫(yī)療保險支付范圍。扶持和發(fā)展護理型養(yǎng)老機構建設。對民間資本投資舉辦的護理型養(yǎng)老機構，在財政補貼等政策上要予以傾斜。要將養(yǎng)老機構內設醫(yī)療機構及其醫(yī)護人員納入衛(wèi)生計生行政部門統(tǒng)一指導，在資格認定、職稱評定、技術準入和推薦評優(yōu)等方面，與其他醫(yī)療機構同等對待。,二、國家衛(wèi)計委“醫(yī)養(yǎng)結合”有四種模式,,,,“嵌入式”醫(yī)養(yǎng)結合進社區(qū),1、嵌入社區(qū)，不脫離居住活環(huán)境，便利；2、充分利用社區(qū)閑置資源，公建民營；3、通過體檢實現(xiàn)社區(qū)健康數(shù)據(jù)的統(tǒng)籌管理，提供健康指導、健康預警、用藥管理、術后照護，找到醫(yī)養(yǎng)服務亮點；4、合理分配資源，1中心多站點，嫁接技術平臺、智能終端實現(xiàn)居家醫(yī)養(yǎng)；5、規(guī)模小、投資少、覆蓋面廣、易復制。,,,嵌入式“大社區(qū)，小居家，大服務”規(guī)模小、投資少、易復制,建立健康大數(shù)據(jù)，通過互聯(lián)網智能終端，利用專家碎片時間讓老人足不出戶實現(xiàn)與專家線上互動,四、智慧醫(yī)養(yǎng)科技手段讓專家用碎片時間進行健康管理,,,,,便利,,省時,,省力,,省錢,智慧醫(yī)養(yǎng)優(yōu)勢,資源優(yōu)化整合價值最大化,,,,,輕資產,1、面臨問題老年人絕大多數(shù)不用智能手機，離互聯(lián)網比較遠；老年人由于觀念和收入原因，支付能力不足；子女對老年人遠沒有對兒童那么關注。2、產生的商業(yè)機會適老化智能產品的研發(fā)，打開居家醫(yī)養(yǎng)服務窗口；智能化服務平臺的整合，刺激惠老消費；子女APP軟件的研發(fā)帶動子女孝文化消費；大數(shù)據(jù)管理帶來的精準化醫(yī)養(yǎng)服務,互聯(lián)網智慧醫(yī)養(yǎng)助力養(yǎng)老輕資產,,,1、“醫(yī)養(yǎng)結合”還是“養(yǎng)醫(yī)結合”醫(yī)療服務僅僅是養(yǎng)老服務內容之一，國家之所以提出醫(yī)養(yǎng)結合，是為了解決養(yǎng)老機構醫(yī)療服務的職能缺失，提高養(yǎng)老服務水平。醫(yī)療功能投入成本高、風險大，需要根據(jù)養(yǎng)老項目的定位綜合考慮醫(yī)療職能的合理配置。養(yǎng)老機構是養(yǎng)為主，醫(yī)為輔，養(yǎng)老機構醫(yī)療服務主要以術后康復、慢病管理為主、它屬于預防醫(yī)學范疇。,五、養(yǎng)老機構如何定位醫(yī)養(yǎng)結合,2、養(yǎng)老機構適合提供那些醫(yī)療服務健康體檢、檔案維護、健康預警、健康指導、慢病分類管理、康復理療、用藥管理、家庭病床、運動養(yǎng)生、臨終關懷等，幫助老人做好疾病風險防控、減少發(fā)病頻次、促進康復，幫助臨終老人減輕臨終痛苦，獲得心理慰藉。,,,養(yǎng)老中心,,,六、挖掘市場剛需，找到贏利點，實現(xiàn)可持續(xù),,,2015年中國養(yǎng)老服務需求調研數(shù)據(jù),,,醫(yī),康,健康體檢、專家咨詢、就醫(yī)通道、臨床護理、遠程醫(yī)療（慢病、術后、失能半失能老人）,康復指導、中醫(yī)理療、康復鍛煉、中藥膳食、養(yǎng)生運動（亞健康老人）,享,培訓學習、旅居、社團娛樂、文化交流（健康、活力老人）,居,助餐、助浴、助行、超市配送、家政服務、安全監(jiān)護（居家老人）,分析國內養(yǎng)老市場將養(yǎng)老服務群體定位4大類,養(yǎng)老五環(huán)五大養(yǎng)老方式,智能養(yǎng)老,,,,,自助養(yǎng)老,,科技養(yǎng)老,,,謝謝,

簡介：嵌入式系統(tǒng)及應用,第九章嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā),主要內容,嵌入式軟件開發(fā)工具嵌入式系統(tǒng)開發(fā)模式實時軟件分析設計方法,第一節(jié)嵌入式軟件開發(fā)工具,嵌入式軟件開發(fā)工具的分類嵌入式軟件的交叉開發(fā)環(huán)境嵌入式軟件實現(xiàn)階段的開發(fā)過程嵌入式軟件開發(fā)工具的發(fā)展趨勢,,嵌入式軟件開發(fā)工具,“工欲善其事，必先利其器”嵌入式軟件開發(fā)工具的集成度和可用性將直接關系到嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)效率。,嵌入式軟件開發(fā)工具的分類,,嵌入式軟件開發(fā)階段,需求分析（REQUIREMENTANALYSIS）,設計（SOFTWAREDESIGN）,編碼（CODING）,測試（TEST）,發(fā)布、維護（RELEASE）,嵌入式軟件開發(fā)工具的分類,根據(jù)不同的階段，嵌入式軟件開發(fā)工具可以分為需求分析工具（REQUIREMENTANALYSISTOOLS）軟件設計工具SOFTWAREDESIGNTOOLS編碼、調試工具CODINGTOOLS測試工具TESTINGTOOLS配置管理工具、維護工具等,主要嵌入式軟件開發(fā)工具產品,嵌入式軟件開發(fā)工具的分類,嵌入式軟件的開發(fā)可以分為以下幾種編寫簡單的板級測試軟件，主要是輔助硬件的調試開發(fā)基本的驅動程序開發(fā)特定嵌入式操作系統(tǒng)的驅動程序（板級支持包）開發(fā)嵌入式系統(tǒng)軟件，如嵌入式操作系統(tǒng)等開發(fā)應用軟件,嵌入式軟件開發(fā)工具的分類,從以上嵌入式軟件開發(fā)分類來看，嵌入式軟件開發(fā)工具可以分為與嵌入式OS相關的開發(fā)工具，用于開發(fā)基于嵌入式OS的應用部分驅動程序等與嵌入式OS無關的開發(fā)工具，用于開發(fā)基本的驅動程序輔助硬件調試程序系統(tǒng)軟件等,嵌入式軟件的交叉開發(fā)環(huán)境,交叉開發(fā)環(huán)境是指用于嵌入式軟件開發(fā)的所有工具軟件的集合，一般包括文本編輯器交叉編譯器交叉調試器仿真器下載器等交叉開發(fā)環(huán)境由宿主機和目標機組成，宿主機與目標機之間在物理連接的基礎上建立起邏輯連接。,交叉開發(fā)環(huán)境,,,目標機硬件,,目標機應用系統(tǒng),應用軟件,應用中間件,目標機,OS,,宿主機硬件,,宿主機,OS,,調,試,代,理,,運,行,庫,,宿主機開發(fā)環(huán)境,編輯,編譯,連接,調試,,運行平臺,TARGET,開發(fā)平臺,HOST,DOWNLOAD,嵌入式軟件的交叉開發(fā)環(huán)境,宿主機（HOST）是用于開發(fā)嵌入式系統(tǒng)的計算機。一般為PC機（或者工作站），具備豐富的軟硬件資源，為嵌入式軟件的開發(fā)提供全過程支持。目標機（TARGET）即所開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)，是嵌入式軟件的運行環(huán)境，其硬件軟件是為特定應用定制的。在開發(fā)過程中，目標機端需接收和執(zhí)行宿主機發(fā)出的各種命令如設置斷點、讀內存、寫內存等，將結果返回給宿主機，配合宿主機各方面的工作。,嵌入式軟件的交叉開發(fā)環(huán)境,物理連接和邏輯連接物理連接是指宿主機與目標機通過物理線路連接在一起，連接方式主要有三種串口以太口OCD（ONCHIPDEBUG）方式，如JTAG、BDM等物理連接是邏輯連接的基礎。邏輯連接指宿主機與目標機間按某種通信協(xié)議建立起來的通信連接，目前逐步形成了一些通信協(xié)議的標準。,嵌入式軟件實現(xiàn)階段的開發(fā)過程,設計完成后，嵌入式軟件的開發(fā)進入實現(xiàn)階段，可分為三個步驟生成、調試和固化運行。軟件的生成主要是在宿主機上進行，利用各種工具完成對應用程序的編輯、交叉編譯和鏈接工作，生成可供調試或固化的目標程序。調試是通過交叉調試器完成軟件的調試工作。調試完成后還需進行必要的測試工作。固化運行是先用一定的工具將應用程序固化到目標機上，然后啟動目標機，在沒有任何工具干預的情況下應用程序能自動地啟動運行。,嵌入式軟件生成階段,三個過程源代碼程序的編寫編譯成各個目標模塊鏈接成可供下載調試或固化的目標程序,編輯器,交叉編譯器,交叉鏈接器,源程序,目標模塊,可供調試/固化,庫文件,,,,,,,交叉編譯,把在宿主機上編寫的高級語言程序編譯成可以運行在目標機上的代碼，即在宿主機上能夠編譯生成另一種CPU（嵌入式微處理器）上的二進制程序。,嵌入式軟件的調試,交叉調試器是指調試程序和被調試程序運行在不同機器上的調試器調試器通過某種方式能控制目標機上被調試程序的運行方式通過調試器能查看和修改目標機上的內存、寄存器以及被調試程序中的變量等,嵌入式軟件的調試,交叉調試方式CRASHANDBURNROMMONITORROMEMULATORINCIRCUITEMULATORONCHIPDEBUGGINGSIMULATOR方式（非交叉）,CRASHANDBURN,最早的嵌入式應用軟件調試方法。,在宿主機上編寫代碼,反復檢查代碼，直到編譯通過，生成可執(zhí)行程序,將程序固化（BURN）到目標機的非易失性存儲器（E2PROM、FLASH等）中,在宿主機上反復檢查碼，查找問題根源,改寫代碼,啟動目標機運行，觀察程序是否正常工作,,,,,,N,Y,,,結束,,,,ROMMONITOR,ROMMONITOR是被固化且運行在目標機上的一段程序，負責監(jiān)控目標機上被調試程序的運行，與宿主機端的調試器一起完成對應用程序的調試。調試器與ROMMONITOR之間的通信遵循遠程調試協(xié)議。,ROMMONITOR調試方式,調試器WINDOWS或其它桌面操作系統(tǒng)PC機等硬件,嵌入式硬件,,,監(jiān)控程序ROMMONITOR,被調試程序,,,宿主機,目標機,邏輯上的連接,物理上的連接,ROMMONITOR,在目標機上電或復位后首先執(zhí)行的就是ROMMONITOR，它對目標機進行一些必要的初始化初始化要求的外圍設備，如最基本的串口和用于內存刷新的系統(tǒng)計時器芯片；初始化用于下載映像的內存系統(tǒng)；初始化中斷控制器和安裝中斷處理程序。初始化自己的程序空間等待宿主機端的命令,ROMMONITOR,ROMMONITOR能配合調試器完成程序映像下載對目標機系統(tǒng)內存的讀寫對寄存器的讀寫設置和清除不同類型的斷點單步執(zhí)行指令復位系統(tǒng)等調試功能,ROMMONITOR,調試過程（1）啟動目標機，監(jiān)控器掌握對目標機的控制，等待和調試器建立連接；（2）啟動調試器，并和監(jiān)控器建立起通信連接；（3）使用調試器將應用程序下載到目標機上的RAM空間中；（4）使用調試器進行調試，發(fā)出各種調試命令，監(jiān)控器解釋并執(zhí)行這些命令，通過目標機上的各種異常來獲取對目標機的控制，將命令執(zhí)行結果回傳給調試器；（5）如果程序有問題，在調試器的幫助下定位錯誤；修改之后再重新編譯鏈接并下載程序，開始新的調試，如此反復直至程序正確運行為止。,ROMMONITOR,優(yōu)點提高調試程序的效率，縮短開發(fā)周期，降低成本簡單、方便可擴展性強，可支持許多高級調試功能成本低廉，不需專門的調試硬件支持幾乎所有的交叉調試器都支持這種方式,ROMMONITOR,缺點DEBUGMONITOR需要用CRASHANDBURN方法開發(fā)。當ROMMONITOR占用CPU時，應用程序不響應外部的中斷，因此不便調試有時間特性的程序。某些調試功能依賴于CPU硬件的支持（如硬件斷點功能）ROMMONITOR要占用目標機一定數(shù)量的資源，如CPU、RAM、ROM和通信設備等資源。調試環(huán)境不同于實際目標環(huán)境。,仿真開發(fā)方式,嵌入式應用的開發(fā)經常會遭遇缺少目標機環(huán)境、缺乏目標機芯片等資源的問題，而開發(fā)過程又不可能停止，因此自然就提出了根據(jù)不同的應用需要，利用仿真器件、仿真環(huán)境進行開發(fā)的方法。,硬件仿真開發(fā)ROMEMULATORICEOCD軟件仿真開發(fā),ROMEMULATOR,ROMEMULATOR是一種用于替代目標機上的ROM芯片的設備，即ROM仿真器。利用這種設備，目標機可以沒有ROM芯片，但目標機的CPU可以讀取ROMEMULATOR設備上ROM芯片的內容ROMEMULATOR設備上的ROM芯片的地址可以實時地映射到目標機的ROM地址空間，從而仿真（EMULATION）目標機的ROM。,ROMEMULATOR,ROMEMULATOR的調試方式是一種不完全的調試方式ROMEMULATOR設備只是為目標機提供ROM芯片和在TARGET和HOST間建立一條高速的通信通道，因此它經常和前面兩種調試方式結合起來形成一種完備的調試方式。ROMEMULATOR的典型應用就是和ROMMONITOR的調試方式相結合。,ROMEMULATOR,優(yōu)點目標機可以沒有ROM芯片、可以使用ROMEMULATOR提供的ROM空間且不需要用別的工具來寫ROM。缺點目標機必須能支持外部ROM存儲空間，而且由于其通常要和ROMMONITOR配合使用，因此它擁有ROMMONITOR的所有缺點。,ICE,ICE（INCIRCUITEMULATOR）是一種用于替代目標機上CPU的設備，即在線仿真器。它比一般的CPU有更多的引出線，能夠將內部的信號輸出到被控制的目標機。ICE上的MEMORY也可以被映射到用戶的程序空間，這樣即使目標機不存在的情形下也可以進行代碼的調試。,ICE調試結構,連接ICE和目標機時，一般是將目標機的CPU取下，而將ICE的CPU引出線接到目標機的CPU插槽。用ICE進行調試時，在HOST端運行的調試器通過ICE來控制目標機上運行的程序。,ICE,ICE,功能特點同時支持軟斷點和硬件斷點的設置設置各種復雜的斷點和觸發(fā)器實時跟蹤目標程序的運行，并可實現(xiàn)選擇性的跟蹤支持“TIMESTAMP”允許用戶設置“TIMER”提供“SHADOWRAM”，能在不中斷被調試程序的運行下查看內存和變量即非干擾調試查詢,ICE,適用于調試實時的應用系統(tǒng)調試設備驅動程序對硬件進行功能和性能的測試實時性能分析缺點價格太昂貴，不利于團隊開發(fā)所仿CPU有限,OCD,OCD（ONCHIPDEBUGGING）是CPU芯片提供的一種調試功能（片上調試），可以認為是一種廉價的ICE功能OCD的價格只有ICE的20，但提供了ICE80的功能。,OCD調試結構,OCD,調試方法將CPU的模式分為一般模式和調試模式一般模式下，CPU從內存讀取指令執(zhí)行調試模式下，CPU首先從調試端口讀取指令，通過調試端口可以控制CPU進入和退出調試模式；HOST端的調試器可以直接向目標機發(fā)送要執(zhí)行的指令，讀寫目標機的內存和各種寄存器，控制目標程序的運行以及完成各種復雜的調試功能。,OCD,優(yōu)點不占用目標機的資源調試環(huán)境和最終的程序運行環(huán)境基本一致支持軟硬斷點、TRACE功能精確計量程序的執(zhí)行時間提供時序分析功能,OCD,缺點調試的實時性不如ICE不支持非干擾調試查詢CPU必需具有OCD功能,OCD,存在各種實現(xiàn)BDM（BACKGROUNDDEBUGGINGMODE）JTAG（JOINTTESTACCESSGROUP）（主流方式）ONCE（ONCHIPEMULATION）,各種OCD仿真器實例,邊界掃描技術（JTAG）,JTAG標準測試訪問接口與邊界掃描結構（STANDARDTESTACCESSPORTANDBOUNDARYSCANARCHITECTURE），已被IEEE11491標準所采納，是面向用戶的測試接口。該接口一般由4個引腳組成測試數(shù)據(jù)輸入（TDI）測試數(shù)據(jù)輸出（TDO）測試時鐘（TCK）測試模式選擇引腳（TMS）異步測試復位引腳（TRST，可選）,邊界掃描技術（JTAG）,優(yōu)點可以通過邊界掃描操作測試整個板的電氣連接，特別為表面貼元件提供方便各個引腳信號的采樣，并可強制引腳輸出用以測試外圍芯片可以軟件下載、執(zhí)行、調試和控制，為復雜的實時跟蹤調試提供路徑可以進行多內核和多處理器的板級和芯片級的調試，通過串接，為芯片制造商提供芯片生產、測試的途徑不占用系統(tǒng)資源，能夠調試沒有外部總線的芯片，代價非常小,邊界掃描技術（JTAG）,缺點通過串口依次傳遞數(shù)據(jù)，速度比較慢只能進行軟件斷點級別的調試不能完成實時跟蹤和多種事件觸發(fā)等復雜調試功能幾種增強版本ARM芯片的實時調試方案（ETRACE）背景調試模式BDM片上仿真ONCE,NEXUS標準,提出一個在JTAG之上的嵌入式處理器調試的統(tǒng)一標準將調試開發(fā)分成四級第一級使用JTAG的簡單靜態(tài)調試；第二級支持編程跟蹤和實時多任務的跟蹤，并允許用戶用I/O引腳作為多路復用輔助調試口；第三級包括處理器運行時的數(shù)據(jù)寫入跟蹤和存儲器的讀寫跟蹤；第四級增加了存儲替換并觸發(fā)復雜的硬件斷點。,NEXUS標準,通過NEXUS標準可以解決以下問題調試內部總線沒有引出的處理器，如含有片內存儲器的芯片傳統(tǒng)在線仿真器無法實現(xiàn)的高速調試深度流水線和有片上CACHE的芯片，能夠探測具體哪條指令被取指和最終執(zhí)行可以穩(wěn)定地進行多內核處理器的調試,SIMULATOR,交叉開發(fā)方式存在如下缺點硬件支持必須有目標機或評估板易使用性普通編程人員不熟悉廉價性成本高可移植性、可擴展性不高團隊開發(fā)較難開發(fā)周期較長,SIMULATOR,一種軟件仿真器，在宿主機上創(chuàng)建一個虛擬的目標機環(huán)境，再將應用系統(tǒng)下載到這個虛擬目標機上運行／調試。軟件仿真的對象仿真處理器仿真外設仿真環(huán)境軟件仿真的級別指令級仿真開發(fā)API級仿真開發(fā),應用仿真開發(fā)環(huán)境示意圖,結合了仿真的軟件開發(fā)過程,SIMULATOR,優(yōu)點最大好處就是可以不用真正的目標機，可以在目標機環(huán)境并不存在的條件下開發(fā)目標機上的應用系統(tǒng)，并且在調試時可以利用HOST資源提供更詳細的錯誤診斷信息。,SIMULATOR,缺點和實際的運行環(huán)境差別很大設備模擬的局限性較大實時特性較差對HOST的資源要求較高適用范圍對時間特性沒有嚴格要求、沒有特殊外設、只需要驗證邏輯正確的應用程序。,嵌入式軟件的測試,測試工具能夠用來輔助測試的工具，主要用來支持測試人員的工作，本身不能直接用來進行測試。測試工具一般都是通用工具，測試人員應該根據(jù)實際情況對它們進行適當?shù)恼{整。嵌入式軟件測試中經常用到的測試工具有內存分析工具性能分析工具覆蓋分析工具缺陷跟蹤工具等,嵌入式軟件的測試,內存分析工具嵌入式系統(tǒng)的內存資源通常是受限的，內存分析工具可以用來處理在進行動態(tài)內存分配時產生的缺陷。當動態(tài)分配的內存被錯誤地引用時，產生的錯誤通常難以再現(xiàn)，出現(xiàn)的失效難以追蹤，使用內存分析工具可以很好地檢測出這類缺陷。目前常用的內存分析工具有軟件和硬件兩種基于軟件的內存分析工具可能會對代碼的執(zhí)行性能帶來很大影響，從而影響系統(tǒng)的實時性；基于硬件的內存分析工具對系統(tǒng)性能影響小，但價格昂貴，并且只能在特定的環(huán)境中使用。,嵌入式軟件的測試,性能分析工具嵌入式系統(tǒng)的性能通常是一個非常關鍵的因素，開發(fā)人員一般需要對系統(tǒng)的某些關鍵代碼進行優(yōu)化來改進性能。性能分析工具可以提供有關數(shù)據(jù)，幫助確定哪些任務消耗了過多的執(zhí)行時間，從而可以決定如何優(yōu)化軟件，以獲得更好的時間性能。引導開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)在系統(tǒng)調用中存在的錯誤以及程序結構上的缺陷。,嵌入式軟件的測試,覆蓋分析工具在進行白盒測試時，可以使用代碼覆蓋分析工具追蹤哪些代碼被執(zhí)行過分析過程一般通過插樁來完成，插樁可以是在測試環(huán)境中嵌入硬件，也可以是在可執(zhí)行代碼中加入軟件，或者是兩者的結合。開發(fā)人員通過對分析結果進行總結，可以確定哪些代碼被執(zhí)行過，哪些代碼被遺漏了。目前常用的覆蓋分析工具一般都提供有關功能覆蓋、分支覆蓋、條件覆蓋等信息。,覆蓋分析工具實例,測試工具實例邏輯分析儀,工作機理在不打斷被測程序運行流程的基礎上，對程序運行中的相關信息進行采集和分析，然后通過真實再現(xiàn)程序運行的邏輯流程和分析程序運行數(shù)據(jù)，幫助用戶優(yōu)化系統(tǒng)設計和解決出現(xiàn)的問題。與調試工具的對比調試器照相機邏輯分析儀攝像機,測試工具實例邏輯分析儀,主要功能真實再現(xiàn)程序運行流程發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)死鎖及軟件造成的死機發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內存泄漏指導對任務的合理劃分指導關鍵路徑設計與驗證指導合理分配任務堆棧CPU使用率統(tǒng)計指導合理設計中斷服務程序,測試工具實例邏輯分析儀,嵌入式應用軟件運行的邏輯流程,測試工具實例邏輯分析儀,系統(tǒng)堆棧使用率分析,嵌入式軟件的固化運行,當調試完成之后，程序代碼需要被完全燒入到目標板的非易失性存儲器（如ROM或閃存）中，并且在真實的硬件環(huán)境上運行，這個過程叫做固化。調試環(huán)境與固化環(huán)境的區(qū)別代碼定位不同初始化部分不同,嵌入式軟件的固化運行,嵌入式軟件的固化運行,BOOT模塊當應用程序在真實的目標環(huán)境下運行時將首先執(zhí)行該程序，它至少由系統(tǒng)加電時執(zhí)行的代碼組成。BOOT模塊的主要功能初始化CPU環(huán)境，使目標機硬件到已知的狀態(tài)初始化芯片的引腳初始化系統(tǒng)外部控制寄存器初始化基本輸入輸出設備初始化MMU，包括片選控制寄存器等執(zhí)行數(shù)據(jù)拷貝,嵌入式軟件開發(fā)工具發(fā)展趨勢,向著開放的、集成化的方向發(fā)展具有系統(tǒng)設計、可視化建模、仿真和驗證功能自動生成代碼和文檔具有更高的靈活性,第二節(jié)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)模式,概述處理器及硬件開發(fā)平臺的選定操作系統(tǒng)選定開發(fā)環(huán)境選定,,嵌入式系統(tǒng)開發(fā)模式概述,最大特點軟硬件綜合開發(fā)。,原因,嵌入式產品是軟硬件的結合體,軟件針對硬件開發(fā)、固化，不能進行任意修改,嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程,,,,,,,,,,YES,,,NO,,,,,,硬件設計制作,,,功能模塊圖設計,,,邏輯電路圖設計,,,軟件設計實現(xiàn),軟硬件協(xié)同開發(fā),通常的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)軟/硬件協(xié)同開發(fā),處理器及硬件開發(fā)平臺的選定,選擇依據(jù)應用的類型及I/O接口主頻及功耗對不同類型存儲器的支持封裝產品生命力和廠家實力、技術支持及第三方軟件的支持硬件開發(fā)平臺的選擇,操作系統(tǒng)選定,選擇依據(jù)選擇嵌入式OS的必要性自建、購買或使用開源軟件對嵌入式操作系統(tǒng)的功能、性能要求與硬件平臺和開發(fā)工具的關系行業(yè)標準技術支持版稅或服務費,操作系統(tǒng)與硬件平臺的關系,操作系統(tǒng)應支持選定的硬件平臺如果不支持，需考慮移植工作不同類型嵌入式微處理器之間的移植任務上下文切換、時鐘、中斷等同類型微處理器但不同類型硬件板之間的移植硬件接口及設備驅動程序,操作系統(tǒng)與開發(fā)工具的關系,工具是否能為基于特定操作系統(tǒng)的應用開發(fā)提供最大支持運行庫與OS相結合提供應用工程創(chuàng)建和管理功能，構建基于特定操作系統(tǒng)的應用框架對操作系統(tǒng)的剪裁與配置提供高級調試功能提供配套的應用邏輯分析工具、覆蓋測試工具等,開發(fā)環(huán)境及工具選定,對硬件平臺的支持所使用的編程語言C/C匯編語言JAVA與嵌入式操作系統(tǒng)的關系,第三節(jié)實時軟件分析設計方法,DARTS分析設計方法,,DARTS分析設計方法,嵌入式實時軟件系統(tǒng)的生存周期需求分析與說明系統(tǒng)設計－DARTS設計方法數(shù)據(jù)流分析劃分任務定義任務接口任務設計模塊構筑任務與系統(tǒng)集成,嵌入式實時軟件系統(tǒng)的生命周期,需求分析與詳細說明系統(tǒng)設計任務分解,定義任務間接口關系任務設計按模塊方式設計每個任務，定義模塊間接口模塊構筑完成每個模塊的詳細設計、編碼和單元測試任務與系統(tǒng)集成系統(tǒng)測試,實例說明機器人控制器系統(tǒng),控制面板,控制設備由內部控制器和外部控制面板組成控制器控制六個轉軸，并與數(shù)字I/O傳感器交互作用。轉軸和I/O由程序控制該程序由控制面板操作啟動執(zhí)行,按下“上電”按鈕，系統(tǒng)進入了上電狀態(tài)。上電成功后，系統(tǒng)進入了手動狀態(tài)。此時，操作者可以通過程序選擇開關選擇程序按下“運行”按鈕，則選定的程序開始運行，系統(tǒng)轉為運行態(tài)。程序運行中如果按下“停止”鍵，程序被掛起。之后，操作者可以按下“運行”鍵，使程序恢復執(zhí)行，也可按下“結束”鍵，結束程序。按下“結束”鍵后，系統(tǒng)進入終止態(tài)。當程序最終終止執(zhí)行時，系統(tǒng)返回手動狀態(tài)。,控制執(zhí)行過程,需求分析與說明,,上電,,上電成功,,斷電,,啟動,,程序選擇,,程序終止,,結束,,,啟動,停止,狀態(tài)變遷圖,系統(tǒng)設計,系統(tǒng)設計說明該系統(tǒng)如何被分解成多個任務，如何定義任務間的關系任務劃分方法DARTS設計方法,DARTS設計方法,數(shù)據(jù)流分析每個數(shù)據(jù)流圖都包含變換圈,表示系統(tǒng)完成的功能箭頭，表示變換間的數(shù)據(jù)流動數(shù)據(jù)存儲區(qū)，表示數(shù)據(jù)的存儲場所數(shù)據(jù)字典，定義了數(shù)據(jù)流和數(shù)據(jù)存儲區(qū)所包含的數(shù)據(jù)項,機器人控制器數(shù)據(jù)流圖,程序,,解釋程序各語句,,按下按鈕,,面板輸入,,,有效的面板輸入,,運行開始結束,,動作命令,,動作確認,,I/O命令,,傳感器值,,輸入,,傳感器輸入,,傳感器輸出,,輸出,,面板輸出,,顯示燈,,運行停止重啟動,,軸塊,,軸確認,,軸輸入,,軸輸出,,動作塊,劃分任務就是識別出并行性的功能需要考慮的是系統(tǒng)內功能的異步性。分析數(shù)據(jù)流圖中的變換，確定哪些變換可以并行，哪些變換本質上是順序的。一個任務可對應一個變換，也可對應多個變換。,DARTS設計方法,劃分任務原則I/O依賴性功能的時間關鍵性計算需求功能內聚時間內聚周期執(zhí)行,DARTS設計方法,I/O依賴性,DEVICE,I/OTASK,APPTASK,,,如果變換依賴于I/O，速度受限I/O，可獨立成任務在系統(tǒng)中創(chuàng)建與I/O設備數(shù)目相當?shù)腎/O任務I/O任務只實現(xiàn)與設備相關的代碼I/O任務的執(zhí)行只受限于I/O設備的速度，而不是處理器在任務中分離設備相關性,功能的時間關鍵性,將有時間關鍵性（DEADLINE）的功能分離出來，組成獨立運行的任務賦予這些任務高的優(yōu)先級，以滿足對時間的需要,計算量大的功能占用CPU的時間多，把計算功能捆綁成任務，以消耗CPU的剩余時間賦予計算任務較低優(yōu)先級,能被高優(yōu)先級的任務搶占，保持高優(yōu)先級的任務是輕量級的多個計算任務可安排成同優(yōu)先級，按時間片循環(huán)輪轉,計算需求,功能內聚,將緊密相關的功能變換組成一個任務，減少通信的開銷把每個變換都作為同一任務中一個個獨立的模塊，不僅保證了模塊級的功能內聚，也保證了任務級的功能內聚,時間內聚,將在同一時間內完成的各功能（即使這些功能是不相關的）形成一個任務功能組的各功能是由相同的外部事件驅動的（如時鐘等），這樣每次任務接收到一個事件，它們都可以同時執(zhí)行由于減少了任務調度及切換的次數(shù)，減少了系統(tǒng)的開銷,周期執(zhí)行,一個需要周期執(zhí)行的變換可以作為一個獨立的任務，按一定的時間間隔被激活將在相同周期內執(zhí)行的各功能組成一個任務頻率高的任務賦予高優(yōu)先級,I/O,時間內聚,功能內聚,時間內聚,,定義任務接口任務間通信模塊TCM（TASKCOMMUNICATIONMODULE）任務同步模塊TSM（TASKSYNCHRONIZATIONMODULE）,DARTS設計方法,消息通信模塊信息隱藏模塊,任務間通信模塊,信息隱藏模塊,,任務同步模塊,,任務設計,任務體系結構詳細定義任務包含的子模塊和模塊間的關系任務執(zhí)行流程盡可能詳細地描述任務的處理過程任務內數(shù)據(jù)結構任務內模塊間接口,詳細說明系統(tǒng)中各任務的設計考慮和執(zhí)行流程，以利于程序員編制程序。,任務設計,,任務設計,,模塊構筑,系統(tǒng)和任務設計完成后，進行每個模塊的詳細設計，直到每個具體的函數(shù)在單元測試前不必編完模塊全部程序，可以分階段編碼和測試模塊的詳細設計應一氣呵成，避免系統(tǒng)以非結構化方式形成,函數(shù)設計,函數(shù)描述給出對該函數(shù)的簡要描述，說明設計目的、意義以及特點功能說明該函數(shù)應具有的功能，可采用IPO圖（輸入一處理一輸出圖）形式性能說明對該函數(shù)的性能要求，包括精度、靈活性和時間特性等輸入定義每個輸入項的特性，包括名稱、標識、數(shù)據(jù)類型和格式、取值范圍、輸入方式、數(shù)據(jù)來源、保密方式等輸出定義每個輸入項的特性，特征同輸入,算法詳細說明本函數(shù)所選用的算法，具體的計算公式和計算步驟流程用流程圖輔以必要的說明來表示本函數(shù)的邏輯流程接口說明本函數(shù)與其他函數(shù)的調用關系，包括說明參數(shù)賦值和調用方式以及相關數(shù)據(jù)結構（如數(shù)據(jù)庫、文件）。存儲分配說明本函數(shù)的存儲分配限制條件說明本函數(shù)運行所受限制測試計劃說明對本函數(shù)的測試計劃，包括技術要求、輸入數(shù)據(jù)、預期結果、人員安排等,函數(shù)設計,任務與系統(tǒng)集成,模塊逐個連接、測試以構成任務任務被逐個連接和測試形成最終系統(tǒng)可分兩步集成在宿主機上模擬集成（軟集成）在目標機上集成,謝謝,

簡介：嵌入式實時操作系統(tǒng)ΜC/OS原理與實踐,教材嵌入式實時操作系統(tǒng)ΜC/OS原理與實踐電子工業(yè)出版社作者盧有亮LUYLUESTCEDUCN電子科技大學能源科學與工程學院,第7章移植,71移植說明72在VC6上實現(xiàn)基于WINDOWS的虛擬ΜC/OSII移植73在基于NIOS軟核的FPGA嵌入式系統(tǒng)下的ΜC/OSII移植習題,71移植說明,ΜC/OSII作為嵌入式實時操作系統(tǒng)，最終要應用在嵌入式系統(tǒng)上，如單片機、ARM、FPGA、DSP等。本章中首先給出的就是說明如何移植到虛擬WINDOWS平臺。接下來就是在一個實際的嵌入式系統(tǒng)，基于軟核的FPGA系統(tǒng)下的移植。在掌握了這兩個平臺的移植后，移植到其他的平臺都是不難實現(xiàn)。,711ΜC/OSII的代碼結構,,,,,移植必看的重要代碼1操作系統(tǒng)配置文件OS_CONFIGH2操作系統(tǒng)頭文件UCOS_IIH3操作系統(tǒng)內核C文件4與CPU相關代碼部分,712操作系統(tǒng)中與CPU相關的代碼解析,7121頭文件OS_CPUH表72OS_CPUH定義的數(shù)據(jù)類型表73OS_CPUH除類型定義外的其他代碼示例進入臨界區(qū)有三種方法方法1定義一個全局變量FLAGEN，進入臨界區(qū)時中斷服務程序判定該值為0，就不進行中斷服務。離開臨界區(qū)時將FLAGEN置1。這種方法只在虛擬平臺上使用時使用。其缺點是不能進行中斷嵌套。方法2OS_ENTER_CRITICAL時將CPU狀態(tài)寄存器（如PSW）入棧，關中斷，定時器中斷被禁止。OS_EXIT_CRITICAL時退棧即可恢復CPU狀態(tài)寄存器的值，這樣中斷也恢復到了原來的狀態(tài)。方法3OS_ENTER_CRITICAL時將CPU狀態(tài)寄存器（如PSW）的值保存到局部變量，關中斷，定時器中斷被禁止。OS_EXIT_CRITICAL時從局部變量恢復CPU狀態(tài)寄存器的值，這樣中斷也恢復到了原來的狀態(tài)。這需要編譯器支持處理狀態(tài)寄存器的值的函數(shù)。,7122包含匯編的C文件OS_CPUC,1OSTASKSTKINIT是由OSTASKCREATE或OSTASKCREATEEXT在創(chuàng)建任務的時候，在對控制塊進行初始化之前，對任務堆棧進行初始化時調用。它實現(xiàn)的功能是將任務參數(shù)地址、任務函數(shù)入口地址、各CPU寄存器地址壓入任務堆棧。需要注意的是，雖然這時候任務還沒有運行過，不需要保存當前CPU寄存器的真實值到任務堆棧，但初始化的結果是將堆?？雌饋砗孟駝倓偘l(fā)生了中斷一樣。請參考本書中241和242。,,,,,2OSSTARTHIGHRDY在多任務啟動函數(shù)OSSTART中被調用。這時候沒有任務在運行，OSSTARTHIGHRDY開始啟動多任務。在OSSTARTHIGHRDY運行前，OSSTART已將任務控制塊指針OSTCBCUR指向優(yōu)先級最高的就緒任務的TCB，OSSTARTHIGHRDY首先將OSRUNNING的值設置為真，然后使用匯編語句將堆棧寄存器的值設置為該任務堆棧的地址，然后將各堆棧中內容退棧給各寄存器，接著是任務地址和任務參數(shù)，并轉到任務地址去執(zhí)行。,3OSCTXSW是非中斷處理情況下的任務切換函數(shù)。它在任務被阻塞、刪除、創(chuàng)建等多種情況下被調用。直接調用它的函數(shù)就是OS_SCHED。,4OSINTCTXSW是中斷處理情況下的任務切換函數(shù)。例如系統(tǒng)的每10毫秒進行時鐘中斷，那么都要使用它進行任務切換。因為在中斷產生后，所以PSW、CS、IP（80X86）已經被壓入了堆棧在其他硬件環(huán)境下應是不同的寄存器，而ISR服務程序首先需將其他的寄存器也壓入堆棧，所以不需要再去保存環(huán)境，所以中斷中任務切換和非中斷的情況下是不同的。,5用戶時鐘中斷服務程序OSTICKISRUSER。用戶時鐘中斷服務程序也就是時鐘節(jié)拍服務程序，是系統(tǒng)的心臟跳動。,713ΜC/OSII移植步驟,1選擇合適的開發(fā)軟件，為ΜC/OSII操作系統(tǒng)建立一目錄，將操作系統(tǒng)內核代碼拷貝到一個目錄，最好是該目錄下一個子目錄。2在該目錄下創(chuàng)建工程。加入ΜC/OSII內核文件到這個工程。3建立主程序，如MAINC。在主文件中編寫TASKSTART代碼，該代碼能設置定時器中斷。在主文件中聲明用戶堆棧數(shù)組，創(chuàng)建用戶堆棧。主程序中的入口函數(shù)應先執(zhí)行操作系統(tǒng)初始化函數(shù)OS_INIT,然后使用OSTASKCREATE或OSTASKCREATEEXT創(chuàng)建TASKSTART。之后如果有用戶任務應使用OSTASKCREATE或OSTASKCREATEEXT創(chuàng)建所有用戶任務。然后調用OSSTART啟動多任務。注意TASKSTART的優(yōu)先級必須是最高的。4根據(jù)712中對OS_CPUH的說明，根據(jù)用戶硬件環(huán)境修改OS_CPUH。5根據(jù)712中對OS_CPUC的說明，根據(jù)用戶硬件環(huán)境修改OS_CPUC。6編譯，下載到硬件運行，查看結果和進行修改，直到成功。,,,,,72在VC6上實現(xiàn)基于WINDOWS的虛擬ΜC/OSII移植,,,,,,,,代碼修改,表76移植代碼OS_CPUH解析OS_CPUC中修改的代碼1堆棧初始化OSTASKSTKINIT代碼實現(xiàn)表77堆棧初始化函數(shù)OSTASKSTKINIT在虛擬平臺下的移植2啟動高優(yōu)先級任務OSSTARTHIGHRDY代碼實現(xiàn)表78啟動高優(yōu)先級任務函數(shù)OSSTARTHIGHRDY在虛擬平臺下的移植3任務切換OSCTXSW代碼實現(xiàn)表79OS_TASK_SW在虛擬平臺下的移植4中斷中的任務切換OSINTCTXSW代碼實現(xiàn)表710OSINTCTXSW在虛擬平臺下的移植5時鐘中斷服務OSTICKISRUSER代碼實現(xiàn)表711OSTICKISRUSER在虛擬平臺下的移植6主程序代碼實現(xiàn)表712虛擬平臺下的移植中主程序的實現(xiàn),,,,,表712虛擬平臺下的移植中主程序的實現(xiàn),73在基于NIOS軟核的FPGA嵌入式系統(tǒng)下的ΜC/OSII移植,,大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷﨔PGA開發(fā)技術已經成為我們這個時代先進的和普遍應用的技術。在QUARTUS下可以編寫硬件描述語言VERILOG或其他語言實現(xiàn)對FPGA的編程，這是所謂的純硬件設計。除此之外，在FPGA的內部可以采用SOPC技術編制CPU，即NIOSII處理器，并在NOISIDE應用程序環(huán)境下編寫C和匯編軟件，實現(xiàn)類似于帶有處理器和存儲器的系統(tǒng)的編程，這就是軟核技術。在軟核下，一些需要提供快速處理的子功能同樣可以用硬件實現(xiàn)，而軟核的優(yōu)點在于便于實現(xiàn)比較復雜的功能。而軟核下最顯著的優(yōu)勢就在于移植嵌入式操作系統(tǒng)。,731系統(tǒng)結構,系統(tǒng)結構包含系統(tǒng)整體硬件的結構和系統(tǒng)CPU的結構。實際上硬件包含了FPGA及其他的接口和功能器件，集中在電路板上，這一部分將給出原理框圖；另外，使用SOPC技術在FPGA內部設計NIOSII處理器。,,,731系統(tǒng)結構,NIOSIICPU的設計,,,731系統(tǒng)結構,QUARTUSII81下的整體結構設計,,,732NIOSII寄存器,,,732NIOSII寄存器,,,733OS_CPUH的移植代碼,表715INCLUDESH的移植代碼,,,734OS_CPUC的移植代碼,表716OS_CPUC的移植代碼,735OS_CPUS的移植代碼,表716OS_CPUS的移植代碼,736工程的創(chuàng)建和移植測試,在NIOS下，最方便的方法是直接創(chuàng)建一個ΜC/OSII的工程。如下圖，選擇我們編譯好的硬件系統(tǒng)文件NIOSTESTREALPTF，并在NAME域給工程命名，然后按“FINISH”即可。,,,,,,這時候，NIOS已為ΜC/OSII系統(tǒng)構建了環(huán)境，這體現(xiàn)了NIOS與ΜC/OSII的良好接口，我們將ΜC/OSII291版的操作系統(tǒng)C文件復制到“D\ALTERA\81\NIOS2EDS\COMPONENTS\MICRIUM_UC_OSII\UCOSII\SRC”目錄，將頭文件復制到“D\ALTERA\81\NIOS2EDS\COMPONENTS\MICRIUM_UC_OSII\UCOSII\INC”目錄。然后編寫主文件表718包含測試任務的主程序代碼運行結果如圖,習題1操作系統(tǒng)移植部分需要改動的代碼有哪些，為什么。2論述操作系統(tǒng)移植的步驟。3論述將操作系統(tǒng)移植到軟核FPGA系統(tǒng)的過程。4在FPGA上構建軟核，移植操作系統(tǒng)，實現(xiàn)本書中信號量管理和郵箱管理的例程。5FPGA上構建軟核，移植操作系統(tǒng)，實現(xiàn)頻率為10赫茲的LED流水燈。（從左到右再從右到左）,

簡介：嵌入式系統(tǒng),20163,教學設計大綱,一、課程設置二、課程設計三、課程實施四、教學資源五、課程特點六、改革思路,一、課程設置專業(yè)培養(yǎng)目標,培養(yǎng)對象嵌入式，物聯(lián)網培養(yǎng)目標面向軟件服務外包和物聯(lián)網應用行業(yè)，在各類電子企業(yè)、嵌入式軟件及服務外包企業(yè)的嵌入式軟件編碼、嵌入式系統(tǒng)測試、物聯(lián)網技術應用和嵌入式產品的售前、售后技術服務等領域需要的高素質技術人才、管理人才和創(chuàng)業(yè)人才。,主要崗位,研發(fā)工程師軟件程序員產品測試員客服工程師銷售工程師信息監(jiān)理師,一、課程設置職業(yè)崗位分析,一、課程設置職業(yè)崗位分析,一、課程設置職業(yè)崗位分析,一、課程設置專業(yè)課程體系,,,電路分析,模擬電路,數(shù)字電路,VC程序設計,專業(yè)基礎領域,單片機應用技術與開發(fā),嵌入式系統(tǒng)硬件設計與實現(xiàn),專業(yè)技術領域,C語言,,,,,一、課程設置教學目標,,能力目標1）能夠根據(jù)項目需求完成項目分析2）能夠利用ARM開發(fā)應用系統(tǒng)3）能夠完成操作系統(tǒng)移植定制4）能夠制定嵌入式系統(tǒng)項目架構,一、課程設置教學目標,,知識目標1）掌握ARM7體系結構2）掌握ARM7指令系統(tǒng)3）掌握ARM7硬件開發(fā)流程4）能夠開發(fā)小型嵌入式系統(tǒng),二、課程設計理念與思路,,,教學載體,實際產品,,行動重構,知識解構,,崗位分析,能力需求,,教學平臺,保障實施,二、課程設計課程解析,,INTERNET,,,,8位單片機信號采集控制系統(tǒng),ZIGBEE數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),,ZIGBEE數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),,32位嵌入式信號采集控制系統(tǒng),,,,,,,,,,,,智能家居系統(tǒng)結構解析圖,,二、課程設計內容組織,,二、課程設計重點與難點,,,三、課程實施學習情境設計,B智能大棚系統(tǒng)開發(fā)（鞏固拓展檢驗項目）,三、課程實施學習情境設計,按照項目實施過程設置,按照工作過程設置任,三、課程實施教學組織,,計劃,決策,實施,檢查,評估,,,以項目為載體，通過任務驅動、角色扮演、小組合作，學生自主學習與教師導學相結合，滲透職業(yè)素質教育。,資訊,三、課程實施考核評價,三、課程實施考核評價,四、教學資源課程團隊,四、教學資源教材選用,教材王浩，林藝春WINDOWSCEC嵌入式應用開發(fā)北京中國水利水電出版社，2010參考教材薛大龍，WINDOWSCE嵌入式系統(tǒng)開發(fā)從基礎到實踐,北京電子工業(yè)出版社，2008,四、教學資源其他資源,1）配合教學，開發(fā)了配套課件2）相關參考網站HTTP//THINGSLINKCOM/國防科學技術大學嵌入式系統(tǒng)HTTP//JPKC2009NUDTEDUCN/QRSXT/西南科技大學嵌入式技術與應用HTTP//WWWJPKCSWUSTEDUCN/C443/KCMS1HTM重慶郵電大學嵌入式系統(tǒng)及應用HTTP//ACCQUPTEDUCN/JSP/QRS/INITJSPTYPESECONDNAME????Μ?SMK_ID98MK_ID3,五、課程特色,,2融入嵌入式最新發(fā)展技術,,六、改革思路,,不斷豐富課程教學資源，開發(fā)更多教學項目，優(yōu)化教學設計。建設課程網站，提供網絡教學資源，加強師生網絡交流。,

簡介：嵌入式系統(tǒng)教案,武漢創(chuàng)維特信息技術有限公司,2024/3/10,2,,提綱,1,3,2,何謂嵌入式系統(tǒng),未來嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,嵌入式系統(tǒng)的應用領域,第一章嵌入式系統(tǒng)簡介,3,,,,嵌入式技術無處不在,處理文檔、進行工作管理和生產控制的計算機,各種使用嵌入式技術的電子產品，如MP3、PDA、手機、智能玩具，網絡家電、智能家電、車載電子設備等,在工業(yè)和服務領域中，大量嵌入式技術也已經應用于工業(yè)控制、數(shù)控機床、智能工具、工業(yè)機器人、服務機器人等各個行業(yè)，正在逐漸改變著傳統(tǒng)的工業(yè)生產和服務方式,何謂嵌入式系統(tǒng),4,國際芯片市場來看,據(jù)統(tǒng)計每年只有1020的計算機芯片是為臺式PC或膝上電腦而設計的。,,,嵌入式系統(tǒng)設計制造的CPU每年大概有1020億片。,每年又有1萬個新的嵌入式系統(tǒng)計劃產生，而且越來越多的系統(tǒng)需要復雜的嵌入式操作系統(tǒng)。,如手持設備市場。2000年的全球產銷量為1290萬部，而到今年時預計將為6340萬部。,何謂嵌入式系統(tǒng),5,中國信息家電市場,2001年達到500億～700億元，今年有望達到3500億～5000億元。,國內現(xiàn)有8000萬有線電視網用戶、3億多臺彩色電視機和7000多萬臺VCD／DVD機。,業(yè)內分析，未來10年是國內機頂盒生產的黃金時期，10年總量可望達到1～15億臺，總產值在600～1500億元人民幣之間。,僅此一項，嵌入式軟件開發(fā)商每年獲得的授權收入即可達到10～15億元。,何謂嵌入式系統(tǒng),6,嵌入式技術將成為后PC時代的主宰,嵌入式技術成為當前微電子技術與計算機技術中的一個重要分支。,,,,使計算機的分類從以前的巨型機、大型機、小型機、微機之分變?yōu)榱送ㄓ糜嬎銠C和嵌入式系統(tǒng)之分。,嵌入式的應用更是涉及金融、航天、電信、網絡、信息家電、醫(yī)療、工業(yè)控制、軍事等各個領域，以致一些學者斷言嵌入式技術將成為后PC時代的主宰。,何謂嵌入式系統(tǒng),7,后PC時代產品的蓬勃發(fā)展,何謂嵌入式系統(tǒng),8,什么是嵌入式系統(tǒng),根據(jù)IEEE（國際電氣和電子工程師協(xié)會）的定義嵌入式系統(tǒng)是“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機器和設備的裝置”（原文為DEVICESUSEDTOCONTROL,MONITOR,ORASSISTTHEOPERATIONOFEQUIPMENT,MACHINERYORPLANTS）。,何謂嵌入式系統(tǒng),9,簡單地講,嵌入性嵌入到對象體系中，有對象環(huán)境要求,專用性軟、硬件按對象要求裁減,計算機實現(xiàn)對象的智能化功能,就是嵌入到對象體中的專用計算機系統(tǒng),三要素嵌入、專用、計算機,嵌入式系統(tǒng)的特點由三要素引出,何謂嵌入式系統(tǒng),10,廣義地說,一個嵌入式系統(tǒng)就是一個具有特定功能或用途的計算機軟硬件集合體。,即以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟件硬件可裁剪、適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。,嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的最高形式片上系統(tǒng)（SOC）,何謂嵌入式系統(tǒng),11,嵌入式系統(tǒng)的分類,▲芯片級嵌入（含程序或算法的處理器）▲模塊級嵌入（系統(tǒng)中的某個核心模塊）▲系統(tǒng)級嵌入,▲非實時系統(tǒng)（PDA）▲軟實時系統(tǒng)（消費類產品）▲硬實時系統(tǒng)（工業(yè)和軍工系統(tǒng)）,何謂嵌入式系統(tǒng),按表現(xiàn)形式分（硬件范疇）,按實時性要求分（軟件范疇）,12,嵌入式處理器的分類和現(xiàn)狀,微控制器（MCU）,何謂嵌入式系統(tǒng),數(shù)字信號處理器（DSP）,片上系統(tǒng)（SOC）,可編程片上系統(tǒng)（SPOC）,13,MCU,何謂嵌入式系統(tǒng),嵌入式微控制器的典型代表是單片機這種８位的電子器件,目前在嵌入式設備中仍然有著極其廣泛的應用。,單片機芯片內部集成ROM/EPROM、RAM、總線邏輯、定時/計數(shù)器、看門狗、I/O、串行口、脈寬調制輸出、A/D、D/A、FLASH、EEPROM等各種必要功能和外設。,14,MCU處理能力非常有限,何謂嵌入式系統(tǒng),MCU微控制器，總線寬度一般為4位、8位或16位，處理速度有限，一般在幾個MIPS，進行一些復雜的應用很困難，運行操作系統(tǒng)就更難。,15,MPU,何謂嵌入式系統(tǒng),嵌入式微處理器（MICROPROCESSORUNIT,MPU嵌入式微處理器是由通用計算機中的CPU演變而來的，80386－80387,與計算機處理器不同的是，在實際嵌入式應用中，只保留和嵌入式應用緊密相關的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，這樣就以最低的功耗和資源實現(xiàn)嵌入式應用的特殊要求。,16,DSP,何謂嵌入式系統(tǒng),DSP處理器是專門用于信號處理方面的處理器，其在系統(tǒng)結構和指令算法方面進行了特殊設計，在數(shù)字濾波、FFT、頻譜分析等各種儀器上DSP獲得了大規(guī)模的應用。,DSP是運算密集處理器，一般用在快速執(zhí)行算法，做控制比較困難。為了追求高執(zhí)行效率，不適合運行操作系統(tǒng)，核心代碼使用匯編。,17,SOC,何謂嵌入式系統(tǒng),SOC（片上系統(tǒng)）是IC設計的發(fā)展趨勢。采用SOC設計技術，可以大幅度地提高系統(tǒng)的可靠性，減少系統(tǒng)的面積和功耗，降低系統(tǒng)成本，極大地提高系統(tǒng)的性能價格比。SOC芯片已經成為提高移動通信、網絡、信息家電、高速計算、多媒體應用及軍用電子系統(tǒng)性能的核心器件。,18,SPOC,何謂嵌入式系統(tǒng),用可編程邏輯技術把整個系統(tǒng)放到一塊硅片上，稱作SOPC?？删幊唐舷到y(tǒng)（SOPC）是一種特殊的嵌入式系統(tǒng),首先它是片上系統(tǒng)（SOC），即由單個芯片完成整個系統(tǒng)的主要邏輯功能；,其次，它是可編程系統(tǒng)，具有靈活的設計方式，可裁減、可擴充、可升級，并具備軟硬件在系統(tǒng)可編程的功能。,19,應用領域,社會經濟的發(fā)展產生了一些新的需求，同時促進了嵌入式技術的廣泛應用中國正在成為世界制造大國，在消費電子、工業(yè)應用、軍事國防、網絡設備等領域都有嵌入式系統(tǒng)的應用,嵌入式系統(tǒng)的應用領域,20,嵌入式技術刺激了許多新的應用需求,嵌入式技術發(fā)展又在不斷刺激新的技術產生－信息家電、醫(yī)療電子病歷、微小型智能武器,嵌入式系統(tǒng)的應用領域,21,工業(yè)控制工業(yè)設備是機電產品中最大一類,過去在工業(yè)過程控制、數(shù)字機床、電力系統(tǒng)、電網安全、電網設備監(jiān)測、石油化工系統(tǒng)等方面，大部分低端型設備主要采用是８位單片機。,,,嵌入式系統(tǒng)的應用領域,隨著技術發(fā)展，目前許多設備除了進行實時控制，還須將設備狀態(tài)，傳感器的信息等在顯示屏上實時顯示。,22,嵌入式系統(tǒng)的應用領域,23,信息家電,信息家電將成為嵌入式系統(tǒng)最大的應用領域。,,嵌入式系統(tǒng)的應用領域,只有按鈕、開關的電器顯然已經不能滿足人們的日常需求。,具有用戶界面，能遠程控制，智能管理的電器是未來的發(fā)展趨勢，如冰箱、空調等的網絡化、智能化等。,24,嵌入式系統(tǒng)的應用領域,25,嵌入式系統(tǒng)的應用領域,26,消費類電子智能玩具、手持通訊的核心,嵌入式系統(tǒng)的應用領域,27,交通管理、環(huán)境監(jiān)測,交通管理在車輛導航、流量控制、信息監(jiān)測與汽車服務方面，目前GPS設備已經從尖端產品進入了普通百姓的家庭,,嵌入式系統(tǒng)的應用領域,水文資料實時監(jiān)測，防洪體系及水土質量監(jiān)測、堤壩安全，地震監(jiān)測網，實時氣象信息網，水源和空氣污染監(jiān)測。,加油站、停車場管理,28,嵌入式系統(tǒng)的應用領域,29,智能玩具與機器人,嵌入式系統(tǒng)的應用領域,30,嵌入式INTERNET應用,嵌入式系統(tǒng)的應用領域,31,汽車電子,嵌入式系統(tǒng)的應用領域,32,軍事國防領域,嵌入式系統(tǒng)的應用領域,33,航天領域,嵌入式系統(tǒng)的應用領域,34,未來嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,互聯(lián)網的普及半導體技術的改善3C（COMPUTE,COMMUNICATION,CONSUMER）技術的快速融合使用者的需求信息服務應用生活化,未來嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,35,技術的滲透性和融合性,未來嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,36,設備的關聯(lián)性,未來嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,37,個性化服務,未來嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,38,ANYTIME,ANYWHERE,ANYMEDIUM,ANYCONTENT,未來嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,

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