嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計ppt課件

1、2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計1嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計98.02.192022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計2課程大綱第一章 嵌入式系統(tǒng)概述第二章嵌入式系統(tǒng)作業(yè)環(huán)境與系統(tǒng)開發(fā)程第三章嵌入式系統(tǒng)Xscale微架構(gòu)之系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第四章 Xscale指令系統(tǒng)第五章 XscalePXA270應(yīng)用處理器結(jié)構(gòu)和運用方法實作PXA270結(jié)構(gòu)與特性時脈與電源管理系統(tǒng)整合單元LCD控制UART控制USB控制GPIO控制2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計3嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計 第一章 嵌入式系統(tǒng)概述98.02.192022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計4第一章 課程大綱嵌入式系統(tǒng)概述

2、嵌入式系統(tǒng)特性嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)嵌入式系統(tǒng)之發(fā)展嵌入式系統(tǒng)軟體Linux作業(yè)系統(tǒng)WinCE作業(yè)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺嵌入式系統(tǒng)硬體Intel Xscale SOC系列Intel Xscale實驗平臺2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計5前言碩大便是美正好與IA( Information Appliance) 求小而美、小而省是背道而馳。半導(dǎo)體電子發(fā)展趨勢是符合摩爾定律資訊載具上之資訊軟體研發(fā)，具有量身訂做之特性，已從電腦中心設(shè)計(范紐曼結(jié)構(gòu))之時代轉(zhuǎn)向以消費者中心(3C)的設(shè)計。多產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)並存之網(wǎng)路架構(gòu)以及互動性、相容性高之系統(tǒng)軟體變成為研發(fā)廠商開發(fā)之首要目標(biāo)：節(jié)省人力本錢配合嵌入式系統(tǒng)

3、多功能化求新、求變2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計6計算機科學(xué)(Computer Science)Computer Science電腦科學(xué)是一門包含各種各樣與計算和資訊處理相關(guān)主題的系統(tǒng)學(xué)科，從籠統(tǒng)的演算法分析、方式化語法等等，到更具體的主題如程式設(shè)計語言、程式設(shè)計、軟體和硬體等。作為一門學(xué)科，它與數(shù)學(xué)、電腦程式設(shè)計、軟體工程和電腦工程有顯著的不同，卻通常被混淆，儘管這些學(xué)科之間存在不同程度的交叉和覆蓋。中國算盤(abacus)，遠(yuǎn)古就應(yīng)用在計算上。資訊理論資訊理論2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計7計算機科學(xué)(Computer Science)Computer scienc

4、e, or computing scienceIt is the study of the theoretical foundations of information and computation and their implementation and application in computer systems.Computation: It is a general term for any type of information processing that can be represented mathematically.Computation is a process f

5、ollowing a well-defined model that is understood and can be expressed in an algorithm, protocol, network topology, etc.2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計8計算機科學(xué)(Computer Science)Information:Generally speaking, the concept of information is closely related to notions of constraint, communication, control, data, fo

6、rm, instruction, knowledge, meaning, mental stimulus, pattern, perception, and representation.Information is the writing of knowldge of any subject.Information is the state of a system of interest. Message is the information materialized.The ASCII codes for the word Wikipedia represented in binary,

7、the numeral system most commonly used for encoding computer information.2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計9Information processing may more specifically be defined in terms by Claude E. Shannon as the conversion of latent information into manifest informationcitation needed. Latent and manifest information is def

8、ined through the terms of equivocation (remaining uncertainty, what value the sender has actually chosen), dissipation (uncertainty of the sender what the receiver has actually received) and transformation (saved effort of questioning - equivocation minus dissipation)citation needed.Practical Inform

9、ation Processing can be described as a cycle, where data (which may have no inherent meaning to the observer) is converted into information (which does have meaning to the observer). This conversion takes one of three forms:Computation utilizes mathematics (specifically arithmetics) to create the in

10、formation from data. Example: a cash register (either mechanical or digital) uses addition to convert the individual item prices (data) into the total amount owed to the store (information). Transduction is the conversion of one type of energy into another type. Example: A mechanical speaker convert

11、s an electric signal (data) into sound waves (information). Translation is the conversion of a string of symbols from one set into another. Example: a person fluent two languages could rewrite a document that is written in a language that the observer does not understand (data) into a language that

12、the observer does understand (information). Note that translation is the only Information processing form that can not yet be performed purely by a machine. It requires an organic brain (some electronic computer programs can translate but in reality they are using complex programs, which actually re

13、ly solely on computation to complete the process). 2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計10計算機科學(xué)(Computer Science)計算機科學(xué)研討的課題：電腦程式能做什麼和不能做什麼可計算性如何使程式更高效的執(zhí)行特定任務(wù)演算法和複雜性理論程式如何存取不同類型的資料資料結(jié)構(gòu)和資料庫程式如何顯得更具有智慧人工智慧； 人類如何與程式溝通人機互動和人機界面2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計11計算機科學(xué)(Computer Science)電腦(計算機)科學(xué)的大部分研討是基於“杜林機(Turing Machine)和“馮范紐曼電腦(J

14、ohn von Neumann ) 的，它們是絕大多數(shù)實際機器的計算模型。西元1937年，亞蘭杜林Alan Turing提出了Turing Machine的概念。Turing MachineTuring machines are extremely basic abstract symbol-manipulating devices which, despite their simplicity, can be adapted to simulate the logic of any computer that could possibly be constructed. Though the

15、y were intended to be technically feasible, Turing machines were not meant to be a practical computing technology, but a thought experiment about the limits of mechanical computation; thus they were not actually constructed. Studying their abstract properties yields many insights into computer scien

16、ce and complexity theory.2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計12計算機科學(xué)(Computer Science)Turing Machine艾倫杜林的“通用電腦器(“universal computing machine)是由他(1936-1937)為他的多用途單機器電腦器模型命名，這模型可以“運行任何恣意但well-formed指令序列稱為 quintuples。這模型被一些人例如Davis (2000) 認(rèn)為是“存儲程式電腦的原點。每臺圖靈機從它的字母表得到字串計算一確定的固定偏可計算函數(shù)。從外觀上它的行為就像一臺運用固定程式的電腦。儘管如此，我們可以把任何杜

17、林機的動作表格編碼到一條字串。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計13計算機科學(xué)(Computer Science)Von Neumann or Stored program Computer最早的電腦器僅內(nèi)涵固定用途的程式，通常是為了簡化或教育目的。例如一個計算器僅有固定的數(shù)學(xué)計算程式，它不能拿來當(dāng)作文書處理軟體，更不能拿來玩遊戲。假想象要改變此機器的程式，則必須更改線路、更改結(jié)構(gòu)甚至重新設(shè)計此機器。范紐曼結(jié)構(gòu)型電腦，則是以儲存程式型電腦的概念改變了這一切。藉由創(chuàng)造一組指令集結(jié)構(gòu)，並將所謂的運算轉(zhuǎn)化成一串程式指令的執(zhí)行細(xì)節(jié)，讓此機器更有彈性。借著將指令當(dāng)成一種特別型態(tài)的靜態(tài)資料，一臺儲

18、存程式型電腦可輕易改變其程式，並在程式控制下改變其運算內(nèi)容。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計14計算機的通用架構(gòu) 西元1945年范紐曼方式von Neumann Model 最主要的精神在於儲存程式stored program的概念 2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計15uProcessor架構(gòu)Intel 80386為例Block diagram of the i3862022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計16計算機科學(xué)(Computer Science)計算機系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)從功能上看，現(xiàn)代電腦系統(tǒng)可分為五個層次級別，每一層都能進行程式設(shè)計。微程式設(shè)計級 這一級是由硬體直接

19、實現(xiàn)的，是電腦系統(tǒng)最底層的硬體系統(tǒng)。由機器硬體直接執(zhí)行微指令。只需採用微程式設(shè)計的電腦系統(tǒng)，才有這一級。假設(shè)某一個應(yīng)用程式直接用微指令來編寫，那麼可在這一級上運行應(yīng)用程式。普通機器級 也稱為機器語言級，它由微程式解釋機器指令系統(tǒng)。這一級也是硬體級，是軟體系統(tǒng)和硬體系統(tǒng)之間的紐帶。硬體系統(tǒng)的操作由此級控制，軟體系統(tǒng)的各種程式，必須轉(zhuǎn)換成此級的方式才干執(zhí)行。 2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計17計算機科學(xué)(Computer Science)作業(yè)系統(tǒng)級 由作業(yè)系統(tǒng)程式實現(xiàn)。這些作業(yè)系統(tǒng)由機器指令和廣義指令組成，廣義指令是作業(yè)系統(tǒng)定義和解釋的軟體指令，所以這一級也稱為混合級。電腦系統(tǒng)中硬體和

20、軟體資源由此級管理和統(tǒng)一調(diào)度，它支撐著其他系統(tǒng)軟體和應(yīng)用軟體，使電腦能夠自動運行，發(fā)揮高效率的特性。 組合語言級 給程式人員提供一種符號方式語言，以減少程式編寫的複雜性。這一級由組合語言程式支持和執(zhí)行。假設(shè)應(yīng)用程式採用組合語言編寫，則機器必須要有這一級的功能；假設(shè)應(yīng)用程式不採用組合語言編寫，則這一級可以不要。 高階語言級 導(dǎo)向用戶，為方便用戶編寫應(yīng)用程式而設(shè)置的。這一級由各種高階語言編譯程序支持和執(zhí)行。 2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計18計算機科學(xué)(Computer Science)電腦系統(tǒng)各層次之間的關(guān)係非常緊密，上層是下層的擴展，下層是上層的基礎(chǔ)除第一級外，其他各級都得到它下面

21、級的支持，同時也遭到運行在下面各級上的程式的援助。第一級到第三級編寫程式採用的語言，根本是二進位數(shù)字字化語言，機器執(zhí)行和解釋容易。第四、五兩級編寫程式所採用的語言是符號語言，用英文字母和符號來表示程式，因此便於大多數(shù)不瞭解硬體的人們運用電腦。 2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計19計算機系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)Ring 0Ring 1Ring 2Ring 3Ring 4Ring 5Ring 6Ring 0：硬體邏輯Ring 1：程序控制Ring 2：作業(yè)系統(tǒng)(OS)Ring 3：匯編程序Ring 4：高級語言匯編 或解釋程序Ring 5：應(yīng)用程序Ring 6：應(yīng)用系統(tǒng)羅及模型2022/7/19嵌入

22、式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計20計算機系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計21計算機科學(xué)(Computer Science)Computer Science與資訊工程(Information Engineering)西元1962年，史丹佛大學(xué)和普渡大學(xué)成立了全球最早的計算機科學(xué)系computer science departments臺灣最早的計算機科學(xué)系：交通大學(xué)計算機與控制工程系(1970)臺灣最早命名為資訊工程系的則是臺灣大學(xué)(1977)交大的計工系也於1988年更名為資訊工程系現(xiàn)在幾乎全球各主流大學(xué)，都設(shè)立了計算機科學(xué)的相關(guān)科系，足以顯示計算機一日千里的進展2022/7/19

23、嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計22摩爾定律是由英特爾Intel創(chuàng)始人之一戈登摩爾Gordon Moore提出來的。其內(nèi)容為：積體電路上可容納的電晶體數(shù)目，約每隔18個月便會添加一倍，性能也將提升一倍，而價格下降一半；或者說，每一美圓所能買到的電腦性能，將每隔18個月翻兩倍以上。1這一定律提示了資訊技術(shù)進步的速度。計算機科學(xué)(Computer Science)2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計23第一章 課程大綱嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)特性嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)嵌入式系統(tǒng)之發(fā)展嵌入式系統(tǒng)軟體Linux作業(yè)系統(tǒng)WinCE作業(yè)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺嵌入式系統(tǒng)硬體Intel Xscale SOC系列In

24、tel Xscale實驗平臺2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計24嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)特性何謂嵌入式系統(tǒng)？何謂系統(tǒng)：根據(jù)一個固定之計畫、一個程式或一系列的規(guī)則，處理執(zhí)行一個或多個任務(wù)之方法，系統(tǒng)也可以是根據(jù)計畫或程式來整合一切硬體的協(xié)同任務(wù)。例如：手錶、洗衣機、汽車電子、電腦(含OS)嵌入式系統(tǒng)是在一些大型系統(tǒng)內(nèi)，由硬體與軟體所構(gòu)成的一個元件，處理一些不需由人們來操作且特定之一些功能。大多是以電腦為基礎(chǔ)之系統(tǒng)(Computer-Based)的應(yīng)用程式或產(chǎn)品。內(nèi)含軟體(OS、AP)於ROM之中的單一微電腦機板，執(zhí)行特種功能。交融驗?zāi)X軟/硬體技術(shù)、通訊技術(shù)與半導(dǎo)體微電子技術(shù)，是資訊技術(shù)

25、IT( Information Technology)之最終產(chǎn)品。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計25嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)特性何謂嵌入式系統(tǒng)？從應(yīng)用之層面，根據(jù)IEEE的定義：嵌入式系統(tǒng)是控制、監(jiān)視或者輔助裝置、機器和設(shè)備執(zhí)行之裝置，亦可說是軟體與硬體之綜合體。以應(yīng)用為中心、以電腦技術(shù)為基礎(chǔ)、軟體硬體可隨需求而更新、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、本錢、體積、功耗嚴(yán)格要求之專用電腦系統(tǒng)。當(dāng)今稱嵌入式系統(tǒng)是針對具有作業(yè)系統(tǒng)之嵌入式系統(tǒng)2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計26嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)特性配合特定應(yīng)用之特殊設(shè)計用戶導(dǎo)向、產(chǎn)品導(dǎo)向、應(yīng)用導(dǎo)向，與應(yīng)用緊密結(jié)合。高效率、穩(wěn)定

26、之系統(tǒng)先進之電腦、半導(dǎo)體和電子等技術(shù)交融一體。產(chǎn)品壽命長與實際系統(tǒng)需求緊密結(jié)合，與具體產(chǎn)品同步升級、更新。不易被竊取和高平安性嵌入式系統(tǒng)本身不具有自主開發(fā)之才干，普通運用者無法對其中功能進行修正，必須有一套開發(fā)工具與環(huán)境才干進行開發(fā)，如硬體模擬之ICE或軟體模擬之ADS(ARM Developer Suite)、RealView Developer Suite等。容易操作微型化2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計27嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)早期應(yīng)用於軍事、航空航太為主，逐漸轉(zhuǎn)移工業(yè)控制、汽車電子、通訊及家用消費等領(lǐng)域。嵌入式系統(tǒng)主要區(qū)分硬體與軟體二部分，其架構(gòu)可分為四個部份：處理

27、器中心記憶體輸入與輸出嵌入式作業(yè)系統(tǒng)與應(yīng)用軟體(與普通性之PC有極大之區(qū)別 )結(jié)合特定功能之應(yīng)用嵌入式作業(yè)系統(tǒng)存入FLASH或EEPROMBootloader Vs. BIOS2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計28第一章 課程大綱嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)特性嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)嵌入式系統(tǒng)之發(fā)展嵌入式系統(tǒng)軟體Linux作業(yè)系統(tǒng)WinCE作業(yè)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺嵌入式系統(tǒng)硬體Intel Xscale SOC系列Intel Xscale實驗平臺2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計29嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)重要名詞解釋uprocessorSOCICEMIPSPIPELINE結(jié)構(gòu)

28、作業(yè)系統(tǒng)指令主頻MMC2022/7/1930嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)圖嵌入式系統(tǒng)採用“量身訂作的方式，把所需求之功能嵌入至各種應(yīng)用系統(tǒng)中，隨應(yīng)用方式之不同，區(qū)分：IPIntellectual Property級-系統(tǒng)級晶片SOCSystom on Chip的方式晶片級 -目前嵌入式系統(tǒng)最常見的方式 模組級 -常出現(xiàn)在工業(yè)控制和儀器儀表中2022/7/1931嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)IPIntellectual Property級-系統(tǒng)級晶片SOC在一個矽晶片上實現(xiàn)一個更為複雜系統(tǒng)各種通用處理器中心將成為 SoC 設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)庫，成為 VLSI 設(shè)計中一種標(biāo)準(zhǔn)的器件，

29、可以用標(biāo)準(zhǔn)的 VHDL 等語言描畫，並儲存在元件庫中。除個別無法集成的元件以外，整個嵌入式系統(tǒng)大部分均可集成到一塊或幾塊晶片中應(yīng)用系統(tǒng)電路板將變得很簡潔，對於減小體積和功率耗費、提高可靠性非常有利。 SOC可以分為通用和專用兩類：專用SOC通常用於某類系統(tǒng)中，而不為普通用戶所知。通用型SOC如：ARM系列晶片元件。2022/7/1932嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)晶片級嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)又稱單晶片，就是將整個電腦系統(tǒng)匯集到一塊晶片中是以某一種微處理器內(nèi)核為中心，晶片內(nèi)部整合。ROM/EPROM、RAM、匯流排、匯流排邏輯、定時/計數(shù)器、Wa

30、tchDog、I/O、串列埠、脈寬調(diào)變輸出、類比轉(zhuǎn)數(shù)位(A/D)、數(shù)位轉(zhuǎn)類比(D/A)、Flash RAM、EEPROM等各種必要功能和週邊設(shè)備。為適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，一個單晶片系列具有許多種衍生產(chǎn)品，每種衍生產(chǎn)品的處理器內(nèi)中心都是一樣的，不同的是記憶體和週邊設(shè)備的配置與封裝。最大特點是單晶片化，體積大幅減小，因此使功率耗費和本錢下降、可靠性提高。是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。微控制器晶片上週邊設(shè)備資源通常比較豐富，適合於控制用途，因此稱之為微控制器。 市佔率約70的嵌入式市場。 2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計33嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)嵌入式 DSP 處理器(Embedde

31、d Digital Signal Processor, EDSP)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進行了特殊的設(shè)計，使其適合於執(zhí)行DSP演算法，提高編譯效率和指令執(zhí)行速度。DSP應(yīng)用正從以普通指令實現(xiàn)DSP功能的通用單晶片中，過渡到採用嵌入式DSP處理器。2022/7/1934嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)模組級 -常出現(xiàn)在工業(yè)控制和儀器儀表中基礎(chǔ)就是通用電腦中的中央處理器 ( CPU )裝配在專門設(shè)計的電路板上，只保管和嵌入式應(yīng)用相關(guān)的母板功能在任務(wù)溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面普通都做了各種加強。具有體積小、分量輕、本錢低、可靠性高的優(yōu)點在電路板上必須包括 ROM、RAM、匯流排界面、和各種週邊設(shè)備，因此

32、降低了系統(tǒng)的可靠性，技術(shù)嚴(yán)密性也較差嵌入式微處理器及其記憶體、匯流排、週邊設(shè)備等安裝在一塊電路板上，亦稱之為單板電腦。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計35嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)ARM簡介Advance RISC Machine, ARM是一個公司名，已可說是微處理器之通稱，例如：SONYARM公司是專門RISC技術(shù)晶片設(shè)計開發(fā)公司，作為之是產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商，不從事晶片生產(chǎn)，賣轉(zhuǎn)讓設(shè)計許可。ARM微處理器之應(yīng)用領(lǐng)域：工業(yè)控制無線通訊網(wǎng)路應(yīng)用消費類電子影像與平安類產(chǎn)品2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計36嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)ARM微處理器之特點體積小、低功耗、低本

33、錢、高性能援助16/32位元等級之微處理器大量運用微處理器，指令執(zhí)行速度快大多數(shù)指令操作是在暫存器中執(zhí)行。定址方式靈活簡單，執(zhí)行效率高。指令長度固定2022/7/1937嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)ARM微處理器系列通用型：ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E Intel 的StrongARM、Xscale等。專用型：SecurCoreARM提供一系列方案：CPU內(nèi)核小型、快速、低能耗、ARM 指令集 Thumb 指令集之整合式RISC內(nèi)核，採用多層管線 ( Pipeline ) 架構(gòu)，以增進處理效能。體系擴展Thumb:以16位元系統(tǒng)的本錢，提供32位元RISC性能，特別留意的是

34、它所需的記憶體容量非常小。嵌入式ICE調(diào)校由於整合了類似於ICE的CPU內(nèi)核調(diào)校技術(shù)，所以原型設(shè)計和系統(tǒng)晶片的調(diào)校得到了極大的簡化。微處理器Thumb指令集是ARM指令集之一個子集，允許指令編碼為16為元之長度，其優(yōu)勢是節(jié)省系統(tǒng)儲存之空間。Thumb指令集可援助ARM指令， Thumb的編碼程式亦可對應(yīng)至ARM編碼程式。期付程式亦可相互呼叫運用。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計382022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計39嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)ARM7微處理器具有嵌入式ICE-RT 輯，除錯開發(fā)方極低的功耗，適合對功耗要求嚴(yán)格的應(yīng)用，如攜帶型產(chǎn)品；能夠提供0.9MIPS

35、/MHz 的三級水線結(jié)構(gòu)；程式密高並相容16 位元的Thumb 指集；對作業(yè)系統(tǒng)的援助廣泛，包括Windows CE、Linux、Palm OS 等；指系統(tǒng)與ARM9、ARM9E 和ARM10E 系相容，於運用者的產(chǎn)品升級換代；主頻最高可達130MIPS，高速的運算處能能勝任絕大多的複雜應(yīng)用。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計40嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)ARM7 系微處器的主要應(yīng)用域為：工業(yè)控制、Internet 設(shè)備、網(wǎng)和據(jù)機設(shè)備、動電話等多種多媒體和嵌入式應(yīng)用。ARM7 系微處器包括如下幾種型的中心：ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ。其中

36、，ARM7TMDI 是目前運用最廣泛的32 位元嵌入式RISC 處器，屬低端ARM 處器中心。TDMI 的根本含義為：T：援助16 位元壓縮指集Thumb；D：援助晶片上Debug；M：內(nèi)嵌硬體乘法器Multiplier；I： 嵌入式ICE，援助晶片上中斷點和除錯點。ARM7 不具有MMU功能。2022/7/1941嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)ARM9微處理器： ARM9 系微處器在高性能和低功耗特性方面提供最正確的性能。具有以下特點：提供1.1MIPS/MHz5 級水線結(jié)構(gòu)；援助32 位元ARM 指集和16 位元Thumb 指集；援助32 位元的高速AMBA 匯排介面；全性能MMU，援助

37、Windows CE、Linux、Palm OS 等主嵌入式作業(yè)系統(tǒng)；MPU 援助即時操作系統(tǒng)；援助資Cache 和指Cache，具有高的指和資處能。ARM9 系微處器主要應(yīng)用於無線設(shè)備、儀器儀表、平安系統(tǒng)、機頂盒、高端印表機、位照相機和位攝像機等。它包含ARM920T、ARM922T 和ARM940T 三種型。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計42嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)ARM9E微處理器ARM9E 系微處器為可綜合處器，運用單一的處器中心提供微控制器、DSP、Java 應(yīng)用系統(tǒng)的解決方案，極大地減少晶片的面積和系統(tǒng)的複雜程。ARM9E系微處器提供增強的DSP 處能，很適合於

38、那些需求同時運用DSP 和微控制器的應(yīng)用場合。ARM9E 系微處器的主要特點如下：援助DSP 指集，適合於需求高速位信號處的場合； 5 級整水線，指執(zhí)效高；2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計43嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)ARM9E援助32 位元ARM 指集和16 位元Thumb 指集；援助32 位的高速AMBA 匯排介面；援助VFP9 浮點處輔助運算器；全性能MMU，援助Windows CE、Linux、Palm OS 等主嵌入式作業(yè)系統(tǒng)；MPU 援助即時操作系統(tǒng)；援助資Cache 和指Cache，具有高的指和資處能；主頻最高可達300MIPS。ARM9E 系微處器主要應(yīng)用於下一

39、代無線設(shè)備、位消費品、影像設(shè)備、工業(yè)控制、儲存設(shè)備和網(wǎng)設(shè)備等域。它包含ARM926EJ-S、ARM946E-S 和ARM966E-S 三種型。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計44嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)ARM10E 系微處器具有高性能、低功耗的特點，由於採用新的體系結(jié)構(gòu)，與同等的ARM9 元件相比較，在同樣的時鐘頻下，性能提高近50，同時，ARM10E 系微處器採用種先進的節(jié)能方式，使其功耗極低。ARM10E 系微處器的主要特點如下：援助DSP 指集，適合於需求高速位信號處的場合；6 級整水線，指執(zhí)效高；援助DSP 指集，適合於需求高速位信號處的場合；6 級整水線，指執(zhí)效高；

40、2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計45嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)援助32 位元ARM 指集和16 位元Thumb 指集；援助32 位元的高速AMBA 匯排介面；援助VFP10 浮點處輔助運算器；全性能MMU，援助Windows CE、Linux、Palm OS 等主嵌入式作業(yè)系統(tǒng)；援助資Cache 和指Cache，具有高的指和資處能；主頻最高可達400MIPS；內(nèi)嵌並/寫操作元件。ARM10E 系微處器主要應(yīng)用於下一代無線設(shè)備、位消費品、影像設(shè)備、工業(yè)控制、通訊和資訊系統(tǒng)等域。它包含ARM1020E、ARM1022E 和ARM1026EJ-S 三種型。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)

41、組織架構(gòu)與設(shè)計46嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)SecurCore 微處器系SecurCore 系微處器專為平安需求而設(shè)計，提供完善的32 位元RISC 技術(shù)的平安解決方案，因此它除具有ARM 體系結(jié)構(gòu)的低功耗、高性能的特點外，還具有其獨特的優(yōu)勢，即提供對平安解決方案的援助。SecurCore 系微處器在系統(tǒng)平安方面具有如下的特點：帶有活的保護單元，以確保作業(yè)系統(tǒng)和應(yīng)用資的平安；採用軟中心技術(shù)，防止外部對其進掃描探測；可集成運用者本人的平安特性和其他輔助運算器。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計47嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)SecurCore 系微處器主要應(yīng)用於一些對平安性要求

42、較高的應(yīng)用產(chǎn)品及應(yīng)用系統(tǒng)，如電子商務(wù)、電子政府服務(wù)、電子銀業(yè)務(wù)、網(wǎng)和認(rèn)證系統(tǒng)等域。它包含SecurCoreSC100、SecurCore SC110、SecurCore SC200 和SecurCore SC210 四種型。 SecurCore 系微處器主要應(yīng)用於一些對平安性要求較高的應(yīng)用產(chǎn)品及應(yīng)用系統(tǒng)，如電子商務(wù)、電子政府服務(wù)、電子銀業(yè)務(wù)、網(wǎng)和認(rèn)證系統(tǒng)等域。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計48嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)StrongARM 微處器系Intel StrongARM SA-1100 以及Intel StrongARM SA-1110 處器是採用ARM 體系結(jié)構(gòu)，高集

43、成的32 位元RISC 微處器。交融Intel 公司的設(shè)計和處技術(shù)以及ARM 體系結(jié)構(gòu)的電源效，採用在軟體上相容ARMv4 體系結(jié)構(gòu)、同時採器具有Intel 技術(shù)優(yōu)點的體系結(jié)構(gòu)。Intel StrongARM 處器是攜帶型通訊產(chǎn)品和消費型電子產(chǎn)品的想選擇，已勝利應(yīng)用於多家公司的掌上型PDA 系產(chǎn)品。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計49嵌入式系統(tǒng)概述由於ARM 微處器有多達十幾種的中心結(jié)構(gòu)，幾十個晶片生產(chǎn)廠家，以及千變?nèi)f化的內(nèi)部功能配置組合，因此以介紹ARM 微處器為主，但ARM系列中心之功能亦有不同，其較大差異說明如后：作業(yè)系統(tǒng)：WinCE 或標(biāo)準(zhǔn)Linux 作業(yè)系統(tǒng)，就需求選擇AR

44、M720T 以上帶有MMUMemory Management Unit功能的ARM 晶片，ARM720T、ARM920T、ARM922T、ARM946T、Strong-ARM 都帶有MMU 功能。ARM7TDMI 則沒有MMU，援助Windows CE 和標(biāo)準(zhǔn)Linux，但目前有uCLinux以及uC/OS-II 等需求MMU 援助的作業(yè)系統(tǒng)可執(zhí)於ARM7TDMI 硬體平臺之上。本課程教學(xué)實驗系統(tǒng)運用的PXA270 為一款具有MMU 的ARM 微處器，可在其上執(zhí)Linux、Windows CE 和uC/OS-II 等作業(yè)系統(tǒng)。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計50嵌入式系統(tǒng)概述系統(tǒng)的任

45、務(wù)頻：系統(tǒng)的任務(wù)頻在很大程上決定ARM 微處器的處能。ARM7 系微處器的典型處速為0.9MIPS/MHz，常ARM7 晶片系統(tǒng)主時鐘20MHz-133MHz。ARM9 系微處器的典型處速為1.1MIPS/MHz，常ARM9 的系統(tǒng)主時鐘頻為100MHz-233MHz；ARM10 最高可以達到700MHz。同晶片對時鐘的處同，有的晶片只需求一個主時鐘頻，有的晶片內(nèi)部時鐘控制器可以分別為ARM 中心和USB、UART、DSP、音頻等功能元件提供同頻的時鐘。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計51嵌入式系統(tǒng)概述晶片內(nèi)記憶體的容：大多ARM 微處器片內(nèi)記憶體的容都大，需求運用者在設(shè)計系統(tǒng)時外擴

46、記憶體，但也有部分晶片具有相對較大的晶片內(nèi)儲存空間，如 ATMEL 的AT91F40162 就具有高達2MB 的晶片內(nèi)程式儲存空間，運用者在設(shè)計時可考慮選用這種型，以簡化系統(tǒng)的設(shè)計。晶片內(nèi)週邊電的選擇：除ARM 微處器中心以外，幾乎一切的ARM 晶片均根據(jù)各自同的應(yīng)用域，擴充相關(guān)功能模組，並集成在晶片之中，我們稱之為晶片內(nèi)週邊電，如USB 介面、IIS 介面、LCD 控制器、鍵盤介面、RTC、ADC 和DAC、DSP 輔助運算器等。設(shè)計者應(yīng)分析系統(tǒng)的需求，盡能夠採用晶片內(nèi)週邊電完成所需的功能，以簡化系統(tǒng)的設(shè)計，提高系統(tǒng)的可靠性。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計52第一章 課程大綱嵌入

47、式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)特性嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)嵌入式系統(tǒng)之發(fā)展嵌入式系統(tǒng)軟體Linux作業(yè)系統(tǒng)WinCE作業(yè)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺嵌入式系統(tǒng)硬體Intel Xscale SOC系列Intel Xscale實驗平臺2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計53嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)嵌入式系統(tǒng)之發(fā)展應(yīng)用軟體的開發(fā)需求強大的開發(fā)工具和作業(yè)系統(tǒng)的援助 網(wǎng)路成為必然趨勢援助小型電子設(shè)備實現(xiàn)小尺寸、低功率和低本錢提供精巧的多媒體人機界面2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計54第一章 課程大綱嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)特性嵌入式系統(tǒng)體系架構(gòu)嵌入式系統(tǒng)之發(fā)展嵌入式系統(tǒng)軟體Linux作業(yè)系統(tǒng)WinCE

48、作業(yè)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺嵌入式系統(tǒng)硬體Intel Xscale SOC系列Intel Xscale實驗平臺2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計55嵌入式系統(tǒng)軟體嵌入式作業(yè)系統(tǒng)限於儲存空間等要素，相對地作業(yè)系統(tǒng)規(guī)模較為精簡，精簡之方式主要是透過減少內(nèi)核中心、減少動態(tài)連結(jié)庫、減少應(yīng)用程式等，以達到減少各種程式碼佔用記憶體空間之目的。嵌入式系統(tǒng)需求增強即時性之特殊功能，這可透過修正流程調(diào)度演算法和運用雙中心系統(tǒng)達成。嵌入式系統(tǒng)具有主機模擬的環(huán)境(跨平臺)來進行發(fā)展之優(yōu)勢。模擬MS Windows的Cygwin或VMWare等嵌入式作業(yè)系統(tǒng)最常用之作業(yè)系統(tǒng)嵌入式Linux uclinuxFed

49、oraWinCE2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計56嵌入式系統(tǒng)軟體Linux作業(yè)系統(tǒng)WinCE作業(yè)系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)平臺2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計57嵌入式系統(tǒng)軟體軟體系統(tǒng)可以進一步劃分為系統(tǒng)軟體、支撐軟體和應(yīng)用軟體三個層次。系統(tǒng)軟體是電腦系統(tǒng)中基礎(chǔ)的軟體系統(tǒng)，它包括作業(yè)系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)和資料庫等。其中作業(yè)系統(tǒng)在軟體系統(tǒng)的最下層，緊接著底層硬體.支撐軟體包括網(wǎng)路通訊程式、多媒體援助軟體、硬體介面程式、實用軟體工具以及軟體發(fā)展工具等等。網(wǎng)路通訊程式完成電腦網(wǎng)路通訊的功能。多媒體援助軟體協(xié)助電腦系統(tǒng)實現(xiàn)對圖形、圖像、語音和視頻等多媒體資訊的處理。硬體介面程式提供與各種電腦外

50、部設(shè)備的連接援助。 實用軟體工具則提供了多種系統(tǒng)維護和操作的手段，而軟體發(fā)展工具為程式設(shè)計人員編寫代碼提供了良好、便利的環(huán)境。 2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計58嵌入式系統(tǒng)軟體Linux作業(yè)系統(tǒng)Linux OS之種類：桌面與伺服器方式之OS：Fedora Linux嵌入式Linux OS：RT-Linux、uCLinux、XLinux、紅旗嵌入式Linux 2022/7/1959嵌入式系統(tǒng)軟體Linux作業(yè)系統(tǒng)Linux 系統(tǒng)分成三個重要的部份：中心 Shell 工具程式(檔案結(jié)構(gòu)、實用工具)為何稱它為 Shell 呢? Shell 的本意是 殼 的意思呢!沒錯，在中心的外面，包覆

51、著一層外殼，用來負(fù)責(zé)接納運用者輸入的指令，然後將指令解譯成中心能夠了解的方式，傳給中心去執(zhí)行，再將結(jié)果傳回至預(yù)設(shè)的輸出周邊。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計60嵌入式系統(tǒng)軟體嵌入式Linux嵌入式Linux系統(tǒng)包含：內(nèi)核中心和應(yīng)用程式二部分。內(nèi)核中心為應(yīng)用程式提供一個虛擬之硬體平臺，以統(tǒng)一之方式對資源進行分配。應(yīng)用程式負(fù)責(zé)系統(tǒng)之部分初始化、根本之人機介面、必要之指令等內(nèi)容。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計61嵌入式系統(tǒng)軟體中心在電腦科學(xué)中，中心是作業(yè)系統(tǒng)最根本的部分。它是為眾多應(yīng)用程式提供對電腦硬體的平安訪問的一部分軟體，這種訪問是有限的，並且內(nèi)核決定一個程式在什麼時候?qū)δ?/p>

52、部分硬體操作多長時間。直接對硬體操作是非常複雜的；所以中心通常提供一種硬體籠統(tǒng)的方法，來完成這些操作。硬體籠統(tǒng)隱藏了複雜的部分，為應(yīng)用軟體和硬體提供了一套簡潔，統(tǒng)一的介面，使程式設(shè)計更為簡單。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)軟體中心中心可分為四大類：單內(nèi)核：它為潛在的硬體，提供了大量完善的硬體籠統(tǒng)操作。如：Linux中心、UNIX、Windows 9x。 微內(nèi)核 ：只提供了很小一部分的硬體籠統(tǒng)，大部分功能由一種特殊的用戶態(tài)(user mode)程式：伺服器來完成。如：MINIX 混合內(nèi)核 ：它很像微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，只不過它的的元件更多的在內(nèi)核態(tài)(supervisor mode)中運行，以獲得更快的執(zhí)行速

53、度。如：Windows XP、Vista、NT。 外內(nèi)核 ：這種內(nèi)核不提供任何硬體籠統(tǒng)操作，但是允許為內(nèi)核添加額外的函式庫(library)，通過這些函式庫應(yīng)用程式可以直接地或者接近直接地對硬體進行操作。Linux2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計63嵌入式系統(tǒng)軟體四大類中心表示圖：單內(nèi)核微內(nèi)核混合內(nèi)核單內(nèi)核結(jié)構(gòu)的例子：傳統(tǒng)的UNIX內(nèi)核，例如伯克利大學(xué)發(fā)行的版本Linux內(nèi)核MS-DOS, Windows 9x (Windows 95, 98, Me)微內(nèi)核結(jié)構(gòu)的例子：AIX BeOS L4微內(nèi)核系列 Mach,用於GNU Hurd和Mac OS X Minix 2022/7/19嵌

54、入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計64嵌入式系統(tǒng)軟體Linux中心中心是系統(tǒng)的心臟，是執(zhí)程式和管像磁片和印表機等硬體設(shè)備的中心程式。它從運用者那裏接受指並把指送給中心去執(zhí)。中心(kernel)指的是一個提供硬體籠統(tǒng)層、磁片及檔案系統(tǒng)控制、多工等功能的系統(tǒng)軟體。一個中心不是一套完好的作業(yè)系統(tǒng)。一套基於Linux中心的完好作業(yè)系統(tǒng)叫作Linux作業(yè)系統(tǒng)，或是GNU/Linux。 Linux中心是由芬蘭之網(wǎng)路駭客Linus Torvalds以Andrew Stuart Tanenbaum教授(美國)所開發(fā)之MINIX OS為基礎(chǔ)發(fā)展而成。是由GNU組織所發(fā)布，是目前自在軟體中最杰出之軟體程式。Linux：202

55、2/7/1965嵌入式系統(tǒng)軟體Linux中心 Linux 中心的功能大致分成如下幾個部分：進程(process)管：進程管功能負(fù)責(zé)建和撤銷進程以及處他們和外部世界的接。同進程之間的通訊是整個系統(tǒng)的根本功能，因此也由中心處。除此之外，控制進程如何共用CPU 資源的調(diào)程式也是進程管的一部分。概括的，中心的進程管活動就是在單個或多個CPU 上實現(xiàn)多進程的籠統(tǒng)。記憶體管：記憶體是電腦的主要資源之一，用管記憶體的策是決定系統(tǒng)性能的一個關(guān)鍵要素。中心在有限的可用資源上為每個進程都建一個虛擬定址空間。中心的同部分在和記憶體管子系統(tǒng)交互時運用一套一樣的系統(tǒng)呼叫，包括從簡單的malloc/free 到其他一些常

56、用的系統(tǒng)呼叫。Linux：2022/7/1966嵌入式系統(tǒng)軟體Linux中心檔案系統(tǒng)：Linux 在很大程上依賴於檔案系統(tǒng)的概，Linux 中的每個物件幾乎都是可以被視為檔案的。中心在沒有結(jié)構(gòu)硬體上構(gòu)造結(jié)構(gòu)化的檔案系統(tǒng)。所構(gòu)造的檔案系統(tǒng)籌向在整個系統(tǒng)中廣泛運用。另外，Linux 援助多種檔案系統(tǒng)型，即在物介質(zhì)上組織的結(jié)構(gòu)同。設(shè)備控制：幾乎每個系統(tǒng)操作最終都會映射到物設(shè)備上。除處器，記憶體以及其他很有限的的幾個實體外，一切的設(shè)備控制操作都由與被控制設(shè)備相關(guān)的程式完成。這段程式叫做設(shè)備驅(qū)動程式，中心必須為系統(tǒng)中的每件外部設(shè)備嵌入相應(yīng)的驅(qū)動程式。Linux2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計6

57、7嵌入式系統(tǒng)軟體Linux中心網(wǎng)功能：網(wǎng)功能也必須有作業(yè)系統(tǒng)管，因為大部分網(wǎng)操作都和具體的進程無關(guān)。在每個進程處這些資之前，資報必須已經(jīng)被搜集、標(biāo)、和分發(fā)。系統(tǒng)負(fù)責(zé)在應(yīng)用程式和網(wǎng)之間傳遞資。另外，一切的由和位址解析問題都由中心處。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計68嵌入式系統(tǒng)軟體嵌入式Linux內(nèi)核中心嵌入式Linux內(nèi)核中心可以分為六部分：程序管理，記憶體管理，檔案系統(tǒng)，程序間通訊，網(wǎng)路，設(shè)備驅(qū)動。這六個部分間之關(guān)係，如下圖： 網(wǎng)路檔案系統(tǒng)程序間通訊驅(qū)動程式記憶體管理程序調(diào)度虛擬硬體層實體硬體層表示相依關(guān)係2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計69嵌入式系統(tǒng)軟體嵌入式Linux

58、內(nèi)核中心程序管理：控制CPU之資源分配，Linux值型基於優(yōu)先順序的搶占式多工。即時處理需求多，因此需求改變程序調(diào)度來執(zhí)行及時程序程序調(diào)度普通是透過時鐘中斷執(zhí)行，因此與硬體有關(guān)。程序調(diào)度程式碼普通是以組合語言撰寫記憶體管理系統(tǒng)：管理記憶體資源，援助虛擬記憶體。執(zhí)行程序間之記憶體保護、記憶體共用、分配等管理。與記憶體硬體有關(guān)：初始化記憶體、分頁處理機制。與記憶體硬體無關(guān)：記憶體分配與記憶體映射(memory mapping)2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計70嵌入式系統(tǒng)軟體嵌入式Linux內(nèi)核中心檔案系統(tǒng)：虛擬檔案系統(tǒng)介面(VFS) ，真實之檔案系統(tǒng)皆掛在VFS之下，在統(tǒng)一之介面下，進

59、行查詢。邏輯檔案系統(tǒng)與設(shè)備驅(qū)動程式在嵌入式Linux系統(tǒng)，檔案系統(tǒng)皆是建立在區(qū)塊裝置方式，如RAM、FLASH程序間通訊：一切程序皆在本人之記憶體位址空間執(zhí)行，部會相互關(guān)擾。而程序間資訊之護船，則是經(jīng)由程序通訊機制。Pipe、Signal、網(wǎng)路通訊等2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計71嵌入式系統(tǒng)軟體嵌入式Linux內(nèi)核中心網(wǎng)路援助多種網(wǎng)路協(xié)定：IP、IPv6、Bluetooth等中心網(wǎng)路程式碼與硬體無關(guān)驅(qū)動程式Linux除CPU和記憶體以外之資源皆用驅(qū)動程式的方式管理，內(nèi)核中心原始程式碼大部分是各種驅(qū)動程式Linux有三類設(shè)備：字元設(shè)備、區(qū)塊裝置及網(wǎng)路設(shè)備。2022/7/19嵌入式系

60、統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計72嵌入式系統(tǒng)軟體Linux shell由於中心的部份相當(dāng)?shù)碗A, 操作者不易和它直接溝通, 因此, 必須要有一個友善的介面(interface), 使得操作時能更為方便, 這個介面便是 Shell.換言之, Shell 就是一個居於中心和操作者之間的一層運用者介面. 為何稱它為 Shell 呢? Shell 的本意是 殼 的意思呢!沒錯，在中心的外面，包覆著一層外殼，用來負(fù)責(zé)接納運用者輸入的指令，然後將指令解譯成中心能夠了解的方式，傳給中心去執(zhí)行，再將結(jié)果傳回至預(yù)設(shè)的輸出周邊。2022/7/19嵌入式系統(tǒng)組織架構(gòu)與設(shè)計73嵌入式系統(tǒng)軟體Linux shell2022/7/19嵌