第一講嵌入式系統(tǒng)概述

東南大學(xué)－國(guó)家專用集成電路系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心－蘇州市集成電路與系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)劉昊2012nicky_lh@研究方向：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)芯片及應(yīng)用技術(shù)課程介紹嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)是現(xiàn)代電子電氣、信息、自動(dòng)控制，儀器儀表等產(chǎn)品開(kāi)發(fā)基礎(chǔ),科學(xué)技術(shù)發(fā)展，模糊了學(xué)科差別基礎(chǔ)知識(shí)交叉，應(yīng)用點(diǎn)不同：路由器和數(shù)控機(jī)床

是相關(guān)知識(shí)綜合體現(xiàn)為產(chǎn)品價(jià)值的設(shè)計(jì)技術(shù)，綜合多門學(xué)科的應(yīng)用設(shè)計(jì)技術(shù)知識(shí)——能力先修課程相關(guān)知識(shí)電路，電子線路計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)（微機(jī)原理）C語(yǔ)言微處理器設(shè)計(jì)原理編譯原理高級(jí)C語(yǔ)言編程操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信原理可編程邏輯器件課程流程：選課理論課專題實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)12次上課（12周）嵌入式系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)課程計(jì)劃嵌入式系統(tǒng)概論：理論課36學(xué)時(shí)2學(xué)分嵌入式系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)：實(shí)際的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)試驗(yàn)課 程 目 標(biāo)了解嵌入式系統(tǒng)的組成和基本原理掌握一種處理器內(nèi)核及其指令體系、匯編語(yǔ)言：

ARM7TDMI，M3掌握嵌入式系統(tǒng)的一般開(kāi)發(fā)過(guò)程基于ARM處理器內(nèi)核的交叉編譯方法以及其開(kāi)發(fā)工具掌握硬件設(shè)計(jì)基本流程

一種原理圖和PCB設(shè)計(jì)工具，硬件設(shè)計(jì)基本知識(shí)掌握一種嵌入式操作系統(tǒng)：

學(xué)習(xí)嵌入式ucosII,驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)了解一般嵌入式應(yīng)用產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)流程，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)課程計(jì)劃嵌入式系統(tǒng)概念和基本組成嵌入式微處理器原理和ARM體系結(jié)構(gòu)(一，二）ARM編程原理和異常處理ARM指令集和匯編語(yǔ)言編程（作業(yè)一次）嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程和調(diào)試原理（一，二）嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)原理(一，二）嵌入式操作系統(tǒng)原理（一，二）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)芯片SEP6110及其開(kāi)發(fā)應(yīng)用復(fù)習(xí)測(cè)試本節(jié)課的內(nèi)容1.1嵌入式系統(tǒng)定義1.2嵌入式系統(tǒng)的組成原理硬件架構(gòu)軟件架構(gòu)開(kāi)發(fā)過(guò)程1.3嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)SOC系統(tǒng)芯片應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的概念“嵌入式智能工具將是PC機(jī)和因特網(wǎng)之后最偉大的發(fā)明”。

――美國(guó)著名未來(lái)學(xué)家尼葛洛龐帝IEEE（國(guó)際電子電氣工程師協(xié)會(huì)）定義：嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助其它設(shè)備、機(jī)器或車間運(yùn)行的裝置”

Devicesusedtocontrol，monitor、orassisttheoperationofequipment、machineryorplants.國(guó)內(nèi)普遍認(rèn)同的定義：以特定應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、功耗、成本、體積等嚴(yán)格約束的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。軟件巨頭微軟在2002年將嵌入式系統(tǒng)定義為： 完成某一特定功能、或是使用某一特定嵌入式應(yīng)用軟件的計(jì)算機(jī)或計(jì)算裝置。

嵌入式系統(tǒng)，是區(qū)別與第一類常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)的第二類計(jì)算設(shè)備它是嵌入式到其他系統(tǒng)中的。世界正在改變…設(shè)備變得更加智能多功能適用性增強(qiáng)內(nèi)容正在數(shù)字化利用PC上的大量資源各種設(shè)備內(nèi)容共享設(shè)備變得更加互連與Internet,其他設(shè)備,PCs,Servers等的互連互通與原有IT基礎(chǔ)設(shè)施的互連各種設(shè)備的生態(tài)環(huán)境DeviceEcosystem 事實(shí)上，所有的通信都因?yàn)镻C而增強(qiáng)照片,音樂(lè),電影及其他視頻產(chǎn)品的存儲(chǔ)與管理中心時(shí)時(shí)需要高可靠性,在家里或車上2356898#147*DigitalVideoCameraWebPadsSecurityVideoConferencingPhone&VoicemailCellPhoneTVAutoPCHiFiAudioInternetGamesPocketPCs嵌入式系統(tǒng)的分類－按行業(yè)分類消費(fèi)類電子產(chǎn)品個(gè)人通信與娛樂(lè)系統(tǒng)（手機(jī)、DC、DV、MP3、PMP、VideoGameetc.）家電類產(chǎn)品辦公自動(dòng)化（打印機(jī)，復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)）網(wǎng)絡(luò)通信類產(chǎn)品通信類交換設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機(jī)、路由器、網(wǎng)絡(luò)安全）汽車電子類產(chǎn)品引擎控制安全系統(tǒng)汽車導(dǎo)航與娛樂(lè)系統(tǒng)工業(yè)控制類產(chǎn)品工控PC交互式終端（POS、稅控收款機(jī)、銀行終端）安全監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集與傳輸儀器儀表醫(yī)療電子軍工及航天嵌入式系統(tǒng)的特征和應(yīng)用相結(jié)合，一定是在執(zhí)行特定的功能。嵌入式系統(tǒng)和通用計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵區(qū)別就在于應(yīng)用不同。

嵌入式系統(tǒng)的核心思想：面向應(yīng)用,隱蔽在應(yīng)用表象后面的“控制者”！以嵌入式微處理器為核心：和通用計(jì)算機(jī)具有類似的體系結(jié)構(gòu)其軟件可大可小，簡(jiǎn)單如無(wú)操作系統(tǒng)的冰箱控制，復(fù)雜到飛行控制系統(tǒng)150個(gè)嵌入式處理器并行處理軟件以固件（Firmware）的形式存在，系統(tǒng)全自動(dòng)循環(huán)操作，嚴(yán)格的時(shí)序和穩(wěn)定性要求嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的特點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)工業(yè)是不可壟斷的高度分散的工業(yè)PC由WINTEL壟斷嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的基礎(chǔ)是以應(yīng)用為中心的“芯片”設(shè)計(jì)和面向應(yīng)用的軟件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。面向用戶、面向產(chǎn)品、面向應(yīng)用升級(jí)換代也是和具體產(chǎn)品同步,具有較長(zhǎng)的生命周期軟件和硬件結(jié)合緊密嵌入式處理器的發(fā)展也體現(xiàn)出穩(wěn)定性普通處理器18月嵌入式處理器8~10年嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)環(huán)境通用計(jì)算機(jī)具有完善的人機(jī)接口界面嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開(kāi)發(fā)能力，采用交叉編譯的方式這些工具和環(huán)境一般是基于通用計(jì)算機(jī)上的軟硬件設(shè)備以及各種邏輯分析儀、混合信號(hào)示波器等。開(kāi)發(fā)特性通用計(jì)算機(jī)具有完善的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序接口(API)，但一

般不是實(shí)時(shí)的。嵌入式系統(tǒng)則不同，應(yīng)用程序可以沒(méi)有操作系統(tǒng)直接在芯片上運(yùn)行。但為了保證程序執(zhí)行的實(shí)時(shí)性、可靠性，并減少開(kāi)發(fā)時(shí)間，保障軟件質(zhì)量。需要選配RTOS開(kāi)發(fā)平臺(tái)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員以應(yīng)用專家為主通用計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)人員一般是計(jì)算機(jī)科學(xué)或計(jì)算機(jī)工程方面的專業(yè)人士。嵌入式系統(tǒng)則是要和各個(gè)不同行業(yè)的應(yīng)用相結(jié)合的，其開(kāi)發(fā)人員往往是各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的專家。

因此開(kāi)發(fā)工具的易學(xué)、易用、可靠、高效是基本要求。

模塊化本節(jié)課的內(nèi)容1.1嵌入式系統(tǒng)定義1.2嵌入式系統(tǒng)的組成原理硬件架構(gòu)軟件架構(gòu)開(kāi)發(fā)過(guò)程1.3嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)SOC系統(tǒng)芯片應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的組成模式嵌入式系統(tǒng)是面向特定應(yīng)用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),具有和通用計(jì)算機(jī)類似的體系架構(gòu):硬件復(fù)雜嵌入式系統(tǒng)操作系統(tǒng)中間件應(yīng)用程序硬件簡(jiǎn)單嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件嵌入式系統(tǒng)完全架構(gòu)

嵌入式處理器為核心的硬件平臺(tái)

硬件抽象層（HAL），硬件驅(qū)動(dòng)程序啟動(dòng)代碼文件系統(tǒng)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議PPP,TCP/IPIEEE802.15嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)多媒體編解碼庫(kù)其他中間件

操作系統(tǒng)內(nèi)核

：任務(wù)調(diào)度：中斷管理：內(nèi)存管理：任務(wù)同步和通信：時(shí)鐘管理

圖形用戶界面（GUI）用戶開(kāi)發(fā)的各種應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具包：編輯器調(diào)試器編譯器鏈接器匯編器下載工具嵌入式處理器可編程邏輯器件存儲(chǔ)器電源模塊解決方案人機(jī)接口嵌入式系統(tǒng)必備接插件PowerPC微處理器ARM內(nèi)核微處理器TMS320C6000系列DSPIntel公司XscalePXA255MicrochipPIC24XXVirtexIIPlatformFPGAVirtex（E）系列FPGASpartan（XL）系列FPGASpartanII（E）系列FPGAXC95(XL)系列CPLDCoolRunner系列CPLD嵌入式系統(tǒng)硬件構(gòu)成XilinxTIPowerTrend嵌入式電源方案MAXIM電源芯片Liner公司電源芯片NS公司電源芯片懷特電子高可靠性存儲(chǔ)器系列IDT公司FIFO及雙口RAMCypress公司高速SRAM系列現(xiàn)代電子公司SDRAM系列Intel公司大容量Flash系列AMP公司接插件系列AI公司PCB插座系列AMP&AI嵌入式系統(tǒng)的硬件構(gòu)成STN/TFT液晶顯示屏鍵盤/鼠標(biāo)控制器芯片LED顯示Philips,cirrus公司音頻系列ADI,TI公司AD/DA系列通信接口以太網(wǎng)接口芯片TI,MAXIMRS485/232芯片西門子等無(wú)線通訊模塊總線嵌入式視頻服務(wù)器的架構(gòu)數(shù)碼多媒體產(chǎn)品基于嵌入式處理器的視頻監(jiān)控終端設(shè)計(jì)方案電源系統(tǒng)其他外設(shè)RJ45接口以太網(wǎng)MACNORFLASH

SDRAM攝像頭SA7111模擬視頻信號(hào)CCIR數(shù)字視頻信號(hào)圖像壓縮USB/GPRS無(wú)線傳輸模塊喇叭錄音CODEC時(shí)鐘G4ARM7TDMIAC97TIMERPWMRS232EMI存儲(chǔ)接口SPI、IICUSBC嵌入式微處理器的演變CharacteristicsCharacteristicsCharacteristicsCharacteristics198019901996199868000Z80808680x86CPU32680x0i960MIPSSPARCColdFIREAlphaSH1/2/3ARMSPARCi960MIPSPentium80x86PowerPCCPU32680x0100-500Kips

2

10mHz1-2Mips

1.0

25mHz10-25Mips

.5-.8

50-100mHz10-200Mips

.2-.5

100-300mHzSH4/5SH-DSPSH1/2/3ARMSPARCi960MIPSPentium80x86PowerPCCPU32680x0SA1500MAP1000AltiVECMercedMCORESHARC563xxLucent

16000C6xSI20TriCore嵌入式微處理器的發(fā)展：面向應(yīng)用多分支發(fā)展：深嵌入，高性能先進(jìn)工藝：40nm，28nm高性能嵌入式處理器和桌面處理器技術(shù)發(fā)展重疊：多核，超標(biāo)量，指令預(yù)測(cè)更強(qiáng)調(diào)效能比嵌入式微處理器Cortex系列S，M，A

cortexA12Imagnation收購(gòu)Aptive系列IBM開(kāi)放Powerpc架構(gòu)X86Atom系列高性能嵌入ARM公司概述

ARM（AdvancedRISCMachines）既是一個(gè)公司的名字，也是對(duì)一類微處理器的通稱，還可以認(rèn)為是一種技術(shù)的名字。

ARM公司1991年成立于英國(guó)劍橋，主要出售芯片設(shè)計(jì)技術(shù)的授權(quán)。目前，采用ARM技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)（IP）核的微處理器（即我們通常所說(shuō)的ARM微處理器），已遍及工業(yè)控制、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、無(wú)線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場(chǎng)。基于ARM技術(shù)的微處理器，其應(yīng)用占據(jù)了32位RISC處理器75%以上的市場(chǎng)份額。ARM技術(shù)正在逐步滲透到我們生活的各個(gè)方面。ARM（AdvancedRISCMachines）是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，設(shè)計(jì)了大量高性能、廉價(jià)、耗能低的RISC處理器、相關(guān)技術(shù)及軟件。技術(shù)具有性能高、成本低和能耗省的特點(diǎn)。適用于多種領(lǐng)域，比如嵌入控制、消費(fèi)/教育類多媒體、DSP和移動(dòng)式應(yīng)用等。ARM將其技術(shù)授權(quán)給世界上許多著名的半導(dǎo)體、軟件和OEM廠商，每個(gè)廠商得到的都是一套獨(dú)一無(wú)二的ARM相關(guān)技術(shù)及服務(wù)。利用這種合伙關(guān)系，ARM很快成為許多全球性RISC標(biāo)準(zhǔn)的締造者。目前，總共有100家半導(dǎo)體公司與ARM簽訂了硬件技術(shù)使用許可協(xié)議，其中包括Intel、IBM、LG半導(dǎo)體、NEC、SONY、飛利浦和國(guó)民半導(dǎo)體這樣的大公司。ARM處理器已經(jīng)占領(lǐng)了全球手機(jī)/平板市場(chǎng)。2006年，全球ARM芯片出貨量為20億片，2010年預(yù)計(jì)將達(dá)到45億片。ARM公司介紹ARM微處理器及其發(fā)展ARM微處理器的幾個(gè)系列：

ARM7系列、ARM9系列、ARM9E系列、ARM10E系列、SecurCore系列、Intel的XScale系列、Cortex系列。ARM體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展：（1）V1~V3版本；（2）V4T版本；（3）V5版本；（4）V6版本；（5）V7版本。ARM公司為新的ARMV7架構(gòu)定義了三大分工明確的系列：“A”系列面向尖端的基于虛擬內(nèi)存的操作系統(tǒng)和用戶應(yīng)用；“R”系列針對(duì)實(shí)時(shí)系統(tǒng)；“M”系列針對(duì)微控制器和低成本應(yīng)用系統(tǒng)。2010?ARM為實(shí)現(xiàn)高性能的數(shù)字信號(hào)控制推出了Cortex-M4處理器?Microsoft成為ARM架構(gòu)授權(quán)使用方?ARM和TSMC簽署了長(zhǎng)期協(xié)議以便基于ARM處理器（縮小到20納米）實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的片上系統(tǒng)?ARMMali成為被最廣泛授權(quán)的嵌入式GPU架構(gòu)2009?ARM宣布實(shí)現(xiàn)具有2GHz頻率的Cortex-A9雙核處理器?ARM推出體積最小、功耗最低和能效最高的處理器Cortex-M02008?ARM宣布銷售100億臺(tái)處理器2007?向移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)售出50億臺(tái)ARMPowered處理器?發(fā)布了ARMCortex-M1處理器?發(fā)布了AMBA自適應(yīng)驗(yàn)證IP?ARM推出Cortex-A9處理器以實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展性能和低功耗設(shè)計(jì)?ARM推出針對(duì)智能卡應(yīng)用的SecurCoreSC300處理器Dragonball---MX1Asic中心設(shè)計(jì)的SEP3203處理器的結(jié)構(gòu)低速低功耗傳感網(wǎng)SoC芯片“無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)SoC芯片和射頻芯片”（863計(jì)劃2007年課題）參加“低功耗傳感器網(wǎng)絡(luò)核心芯片及片上系統(tǒng)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”（03重大專項(xiàng)2009年課題）32位RISC處理器，運(yùn)行速率200MHz（可配置）

低功耗，低成本實(shí)現(xiàn)2~8Mbps短距離帶寬傳輸雙模通信基帶適應(yīng)于不同中高速傳感網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景片內(nèi)集成可配置低中頻射頻收發(fā)器中高速傳感網(wǎng)SoC芯片本節(jié)課的內(nèi)容1.1嵌入式系統(tǒng)定義1.2嵌入式系統(tǒng)的組成原理硬件架構(gòu)軟件架構(gòu)開(kāi)發(fā)過(guò)程1.3嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)SOC系統(tǒng)芯片應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)軟件嵌入式系統(tǒng)是面向應(yīng)用的,所以嵌入式軟件是系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵,與通用計(jì)算機(jī)比較又有很多不同軟件一般都是固化存儲(chǔ)的為了提高執(zhí)行速度和系統(tǒng)可靠性,嵌入式系統(tǒng)的軟件一般都是固化在存儲(chǔ)器芯片或者SOC內(nèi)部存儲(chǔ)器中,不可隨意安裝或者卸載軟件代碼要求質(zhì)量高由于嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間有限,系統(tǒng)運(yùn)算能力也受限,所以要求程序員編制的代碼要求精簡(jiǎn)而高效很多情況下要求實(shí)時(shí)性在多任務(wù)的嵌入式系統(tǒng)中,對(duì)重要性不同的任務(wù)需要進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧的合理調(diào)度以保證每個(gè)任務(wù)及時(shí)執(zhí)行的關(guān)鍵多任務(wù)操作系統(tǒng)是嵌入式軟件的核心,是嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)為什么要使用嵌入式操作系統(tǒng)早期的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，一般都是由一個(gè)工程師完成的，軟件開(kāi)發(fā)工作只占全部工作的5%～10%；隨著科技的發(fā)展，80年代軟件開(kāi)發(fā)工作已經(jīng)占到全部工作的50％；近幾年，隨著硬件復(fù)雜性、多樣性和應(yīng)用復(fù)雜性的增加，軟件開(kāi)發(fā)工作急劇增長(zhǎng)，經(jīng)常達(dá)到全部工作的70％～80％。傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式已經(jīng)不能適應(yīng)系統(tǒng)復(fù)雜性的增長(zhǎng)，而嵌入式操作系統(tǒng)的引入，極大的方便了嵌入式軟件的開(kāi)發(fā)和維護(hù)嵌入式軟件危機(jī)低價(jià)位的RISC/32-位微處理器日益復(fù)雜的應(yīng)用產(chǎn)品推向市場(chǎng)的時(shí)間壓力開(kāi)發(fā)成本的提高嵌入式軟件危機(jī)1）早期的監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)init時(shí)鐘簡(jiǎn)單的任務(wù)調(diào)度2）專用實(shí)時(shí)OS依賴于特定硬件移植性不好3）通用RTOS嵌入式操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法1.模塊化2.應(yīng)用編程接口，層次化3.支持了系統(tǒng)協(xié)同開(kāi)發(fā)4.具有較高的可移植性，能實(shí)現(xiàn)設(shè)備獨(dú)立嵌入式操作系統(tǒng)和實(shí)時(shí)性嵌入式操作系統(tǒng)常常有實(shí)時(shí)要求早期:嵌入式操作系統(tǒng)=實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)近期:1)手持計(jì)算機(jī)和掌上計(jì)算機(jī)的出現(xiàn);2)CPU速度的提高;3)常規(guī)操作系統(tǒng)增加實(shí)時(shí)進(jìn)程調(diào)度的支持,如POSIX.4嵌入式操作系統(tǒng)<>實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)慣性稱為RTOSRTOS的實(shí)時(shí)性對(duì)于什么是實(shí)時(shí)系統(tǒng)，POSIX1003.b作了這樣的定義：指系統(tǒng)能夠在限定的響應(yīng)時(shí)間內(nèi)提供所需水平的服務(wù)實(shí)時(shí)系統(tǒng)根據(jù)其對(duì)于實(shí)時(shí)性要求的不同，可以分為軟實(shí)時(shí)和硬實(shí)時(shí)兩種類型硬實(shí)時(shí):必須在規(guī)定的時(shí)間完成,災(zāi)難性后果軟實(shí)時(shí):系統(tǒng)性能降低一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為了提供對(duì)于實(shí)時(shí)性的支持，它的操作系統(tǒng)必須對(duì)于CPU和其他資源進(jìn)行有效的調(diào)度和管理，即實(shí)時(shí)調(diào)度

RTOS的演變*PercentoftotalsoftwaresuppliedbyRTOSvendorinatypicalembeddeddevice198019901996199810%*Kernel30%*KernelNetworkingFileSystem75%*KernelNetworkingFileSystemMultiprocessingMemoryManagementNetworkingUtilityWindowsAPIApplicationApplicationApplicationApplication90%*KernelNetworkingFileSystemMultiprocessingFaultToleranceDistributedObjectsAdvancedNetworkingAdvancedInterconnectJavaBrowser/GUI近年來(lái)嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展：面向應(yīng)用多分支發(fā)展深嵌入強(qiáng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Vxworks，ucosII移動(dòng)智能終端操作系統(tǒng)iOSAndroidWindowsVxWorks美國(guó)WindRiver統(tǒng)一空間函數(shù)接口多（3000多）是UNIX的遠(yuǎn)房變種，但區(qū)別也很大為不帶MMU的處理器設(shè)計(jì)的，當(dāng)然允許可選可剝奪調(diào)度采用優(yōu)先級(jí)繼承方法解決倒置問(wèn)題支持消息、信號(hào)、管道等進(jìn)程間通信支持POSIX網(wǎng)絡(luò)支持很全面新版本：VxWorksAE,分離空間QNX加拿大QNXSoftwareSystem公司類似于MACH進(jìn)程管理、文件系統(tǒng)管理、設(shè)備管理、網(wǎng)絡(luò)管理都在內(nèi)核之外符合POSIX采用消息作為進(jìn)程間通信可剝奪GUI類似于XWINDOWS支持網(wǎng)絡(luò)和分布式計(jì)算pSOS原美國(guó)IntegratedSystem公司產(chǎn)品，現(xiàn)被WindRiver收購(gòu)接近單一內(nèi)核的微內(nèi)核系統(tǒng)文件系統(tǒng)移到內(nèi)核外采用優(yōu)先級(jí)繼承和優(yōu)先級(jí)封頂技術(shù)存儲(chǔ)管理可以根據(jù)需要舍取消息和事件作為進(jìn)程間通信設(shè)備驅(qū)動(dòng)留在內(nèi)核中Socket提供網(wǎng)絡(luò)接口移動(dòng)智能終端操作系統(tǒng)Symbian諾基亞為主，受谷歌沖擊2010年2月開(kāi)源，S60是主流WindowsCE微軟：“WindowsMobile將熟悉的Windows體驗(yàn)擴(kuò)展到了移動(dòng)環(huán)境中，所以您可以立即使用它投入工作?！爆F(xiàn)在更名為WindowsPhone7RIM加拿大BlackBerry（黑莓），郵件是特色對(duì)輸入設(shè)備都做過(guò)特別設(shè)計(jì)，使輸入設(shè)備可以頻繁使用iPhoneOSMacOSX的衍生，類Unix系統(tǒng)，Objective-CPalmOS3Com公司的產(chǎn)品，專用于掌上電腦，PalmOS節(jié)能、占有非常小的內(nèi)存、內(nèi)置數(shù)據(jù)庫(kù)，封閉操作系統(tǒng)MeeGo英特爾和諾基亞宣布整合Moblin和MaemoAndroid，MontaVista基于嵌入式LinuxSymbian摩托羅拉、西門子、諾基亞→諾基亞→開(kāi)源前身是Psion公司的EPOC系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、多任務(wù)的純32位操作系統(tǒng)搶占式的多任務(wù)調(diào)度和內(nèi)存保護(hù)具有功耗低、內(nèi)存占用少等特點(diǎn)三個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則是：用戶數(shù)據(jù)的完整性和安全性至關(guān)重要不能浪費(fèi)用戶的時(shí)間所有的資源都是稀少的第二代內(nèi)核EKA2可以運(yùn)行在單處理器的手機(jī)：用戶應(yīng)用程序和手機(jī)信號(hào)棧兩者都運(yùn)行在一個(gè)處理器上SymbianOS操作系統(tǒng)按內(nèi)核版本分有v6.1，v7.0，v8.0，v8.1，v9.1，v9.2等按用戶平臺(tái)（界面）分有S60，S80，S90，UIQ，MOAP等。46WinCE微軟從計(jì)算機(jī)到嵌入式系統(tǒng)1996-CE1.0，手持計(jì)算機(jī)（HandheldPC），屏幕為480x240pixels、四色灰階、2MB內(nèi)存、44MHz處理器1997-CE2.x，PalmPC，支持彩色屏幕-與palm的糾紛2000-CE3.0，PocketPC，CompaqiPAQ2001-PocketPC2002，WinCE3.0核心，加入了手機(jī)功能的支持；同年針對(duì)小型化智能型手機(jī)發(fā)表Smartphone20022002-WindowsCE4.0.NET2003-WindowsMobile2003，以WindowsCE4.0.NET為核心2005-以WinCE5.0為核心的操作系統(tǒng)WindowsMobile5.0，支持3G網(wǎng)絡(luò)，具備永續(xù)性內(nèi)存儲(chǔ)存一個(gè)版本到兩個(gè)版本（pocketpc，mobile），再回到一個(gè)版本精簡(jiǎn)的Windows95可以使用Windows平臺(tái)上的編程工具（如VB、VC等）47Windowsphone7.0WindowsMobile微軟的手持設(shè)備，主要有手機(jī)、PDA、隨身音樂(lè)播放器等2009年2月推出了WindowsMobile6.5的手機(jī)Phone7HTCWindowsMobile6.5微軟4月底發(fā)布了WindowsPhone開(kāi)發(fā)者工具CTP（社區(qū)技術(shù)預(yù)覽版）的最新版本整合了最新發(fā)布的VisualStudio2010正式版為WindowsPhone仿真器升級(jí)了WindowsPhone7系統(tǒng)鏡像2010年6月6日微軟已經(jīng)委托游戲開(kāi)發(fā)公司TouchDimensions為WindowsPhone7手機(jī)平臺(tái)開(kāi)發(fā)20+休閑娛樂(lè)游戲硬件ARMv7-basedapplicationsprocessorHardwareaccelerationfortheDirectX?applicationprogramminginterfaceCapacitivemulti-touchscreenDigitalcameraBluetoothandWi-FiconnectivityFMradioreceiverA-GPSAccelerometer,compass,light,androximitysensors軟件基于WindowsCE7內(nèi)核Windowsphone7.049PalmOSPalmOS是3Com公司的產(chǎn)品，專用于掌上電腦。主要特點(diǎn)：良好的節(jié)能功能。合理的內(nèi)存管理，PalmOS占有非常小的內(nèi)存。數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)庫(kù)的格式存儲(chǔ)1996-PalmPilot10002002-handera330胖梨PalmPre奔邁TreoProIPhoneOSiPhoneOS或OSXiPhone是由蘋果公司為iPhone開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)iPhone、iPodtouch以及iPad系統(tǒng)架構(gòu)分為四個(gè)層次內(nèi)核操作系統(tǒng)層（theCoreOSlayer）內(nèi)核服務(wù)層（theCoreServiceslayer）媒體層（theMedialayer）可輕觸層（theCocoaTouchlayer）系統(tǒng)操作占用大概240MB的內(nèi)存空間源碼模式：封閉源碼+開(kāi)放源碼組件52嵌入式Linux目前正在開(kāi)發(fā)的嵌入式系統(tǒng)中，49%的項(xiàng)目選擇Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)。Linux現(xiàn)已成為嵌入式操作的理想選擇。所有基于Linux的EOS大多數(shù)具有以下特點(diǎn)：精簡(jiǎn)的內(nèi)核。性能高、穩(wěn)定，多任務(wù)。持多種體系結(jié)構(gòu)。提供良好的開(kāi)發(fā)環(huán)境。能夠提供完善的嵌入式GUI以及嵌入式X-Windows。支持大量嵌入式應(yīng)用程序。用戶可定制?？商峁﹫D形化的定制和配置工具。豐富的硬件驅(qū)動(dòng)。提供完善的解決方案。針對(duì)嵌入式的存儲(chǔ)方案，提供實(shí)時(shí)版本和完善的嵌入式解決方案。完善的中文支持。開(kāi)放源碼。手機(jī)linux操作系統(tǒng)AndroidMontaVista系統(tǒng)同期市場(chǎng)份額增長(zhǎng)率（全球第二季度，數(shù)據(jù)由Canalys提供）3G網(wǎng)絡(luò)生態(tài)環(huán)境（開(kāi)放性）軟件數(shù)量（截止至8月，數(shù)據(jù)來(lái)自Distimo提供）系統(tǒng)特點(diǎn)Android886%TD-SCDMAWCDMACDMAEVDO開(kāi)源20萬(wàn)以上

免費(fèi)60%以上具有絕佳的智能觸控、豐富互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、炫酷個(gè)性化界面體驗(yàn)。iPhone61%WCDMA非開(kāi)源20萬(wàn)以上

免費(fèi)25%以下應(yīng)用程序較多，多媒體體驗(yàn)較好，但免費(fèi)軟件較少，使用成本較高。Symbian41%WCDMACDMAEVDO非開(kāi)源9萬(wàn)以上

免費(fèi)15%以下系統(tǒng)易用性和穩(wěn)定性略低，但產(chǎn)品較豐富，價(jià)格相對(duì)低廉。WindowsMobile-10.2%TD-SCDMAWCDMACDMAEVDO非開(kāi)源3萬(wàn)以上免費(fèi)25%以下產(chǎn)品較少，操作比較復(fù)雜，但與PC平臺(tái)的windows服務(wù)兼容性較好。市場(chǎng)流行智能系統(tǒng)對(duì)比中國(guó)智能手機(jī)市場(chǎng)各操作系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)目前主流的幾大操作系統(tǒng)為Android、Symbian、Windows、IOS等Symbian操作系統(tǒng)較老，從2010年至今，整體呈迅速下降趨勢(shì)Windows由于今年上市機(jī)型較少，份額迅速下降IOS是蘋果公司獨(dú)有的、系統(tǒng)封閉Android是開(kāi)放的，從07年推出以來(lái)，每年都以迅猛速度不斷增長(zhǎng)，在本季度上升10個(gè)百分點(diǎn)Android智能手機(jī)各操作系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)計(jì)2011年三季度，Android在中國(guó)將成為第一大操作系統(tǒng)!Android獲得42.4%的關(guān)注比例，成為最受用戶關(guān)注的智能操作系統(tǒng)！由于Android的開(kāi)放性，眾多主流廠商將爭(zhēng)選Android，未來(lái)Android的增長(zhǎng)速度會(huì)更加迅猛Android引領(lǐng)智能手機(jī)未來(lái)趨勢(shì)Android引領(lǐng)智能手機(jī)未來(lái)趨勢(shì)Android美國(guó)市場(chǎng)份額達(dá)40.1%

穩(wěn)居首位數(shù)據(jù)來(lái)源：2011年7月份comScore發(fā)布的最新調(diào)查報(bào)告2.1Eclair（法式奶油夾心甜點(diǎn)）2010年1月2.2Froyo（凍酸奶）2010年5月1.6Donut（甜甜圈）2009年9月1.5Cupcake（紙杯蛋糕）2009年4月支持虛擬全鍵盤支持窗口小部件支持GPS和A-GPS技術(shù)支持重力感應(yīng)。。。。。。支持多點(diǎn)觸控支持藍(lán)牙2.1傳輸谷哥應(yīng)用升級(jí)。。。。。。支持動(dòng)態(tài)壁紙支持3G媒體庫(kù)支持智能節(jié)電模式主屏由3個(gè)增加到5個(gè)。。。。。。支持3G熱點(diǎn)功能支持Flash10.1支持程序安裝至SD卡速度提升2-5倍。。。。。。2.3

Gingerbread（姜餅）

2010年12月精致用戶界面簡(jiǎn)約高速更快更直觀的文字輸入一鍵文字選擇和復(fù)制改進(jìn)的耗電管理管理應(yīng)用的快捷方式互聯(lián)網(wǎng)電話下載管理。。。。。。Android的主要系統(tǒng)版本Android智能系統(tǒng)三大特色:開(kāi)放性指的是：每個(gè)人都可以成為開(kāi)發(fā)者

免費(fèi)向開(kāi)發(fā)人員提供開(kāi)放性平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)：無(wú)限擴(kuò)展-免費(fèi)特色一、最開(kāi)放的平臺(tái)運(yùn)營(yíng)商手機(jī)廠商軟硬件公司開(kāi)放手機(jī)聯(lián)盟OpenHandsetAlliance特色二、最個(gè)性便捷的界面輕松添加圖標(biāo)使用得心應(yīng)手隨心所欲設(shè)定打造個(gè)性主屏特色三、最豐富的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用支持全方位網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，豐富最新網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)智件園MSN新浪微博必應(yīng)搜索QQ百度搜索掌上淘寶…..…..Android平臺(tái)簡(jiǎn)介Android是基于Linux內(nèi)核的操作系統(tǒng)。主要使用在移動(dòng)設(shè)備中（手機(jī)、平板電腦、MP5、GPS導(dǎo)航儀、車載智能終端等）。Android是Google在2005年收購(gòu)Android公司的核心產(chǎn)品，Android的創(chuàng)始人就是Android之父AndyRubin（安迪·羅賓）。

Google在2007年正式推出了Android，并于2008年11月推出了世界上第一部基于Android的智能手機(jī)G1。Android共經(jīng)歷了15個(gè)版本，其中Android2.3.4并未對(duì)API進(jìn)行升級(jí)目前，最新的版本是4.2.2（果凍豆），正在準(zhǔn)備發(fā)布4.3Android特征提供訪問(wèn)硬件的API函數(shù)，簡(jiǎn)化像攝像頭、GPS等硬件的訪問(wèn)過(guò)程具有自己的運(yùn)行時(shí)庫(kù)和虛擬機(jī)提供豐富的界面控件供使用者之間調(diào)用，加快用戶界面的開(kāi)發(fā)速度，保證Android平臺(tái)上程序界面的一致性提供輕量級(jí)的進(jìn)程間通訊機(jī)制Intent，使跨進(jìn)程組件通信和發(fā)送系統(tǒng)級(jí)廣播成為可能提供了Service作為無(wú)用戶界面，長(zhǎng)時(shí)間后臺(tái)運(yùn)行的組件支持高效、快速的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式Android體系結(jié)構(gòu)采用軟件堆層的架構(gòu)，共分為四層Android體系結(jié)構(gòu)Linux內(nèi)核硬件和其他軟件堆層之間的一個(gè)抽象隔離層提供安全機(jī)制、內(nèi)存管理、進(jìn)程管理、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議堆棧、和驅(qū)動(dòng)程序等Android體系結(jié)構(gòu)中間件層由函數(shù)庫(kù)和Android運(yùn)行時(shí)構(gòu)成函數(shù)庫(kù)，主要提供一組基于C/C++的函數(shù)庫(kù)SurfaceManager，支持顯示子系統(tǒng)的訪問(wèn)，提供應(yīng)用程序與2D、3D圖像層的平滑連接MediaFramework，實(shí)現(xiàn)音視頻的播放和錄制功能SQLite，輕量級(jí)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)引擎OpenGLES，基于3D圖像加速FreeType，位圖與矢量字體渲染W(wǎng)ebKit，Web瀏覽器引擎SGL,2D圖像引擎SSL，數(shù)據(jù)加密與安全傳輸?shù)暮瘮?shù)庫(kù)Libc，標(biāo)準(zhǔn)C運(yùn)行庫(kù)，Linux系統(tǒng)中底層程序開(kāi)發(fā)接口Android體系結(jié)構(gòu)中間件層Android運(yùn)行時(shí)核心庫(kù)，提供Android系統(tǒng)的特有函數(shù)功能和Java語(yǔ)言函數(shù)功能Dalvik虛擬機(jī)，實(shí)現(xiàn)基于Linux內(nèi)核的線程管理和底層內(nèi)存管理Android體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序框架提供Android平臺(tái)基本的管理功能和組件重用機(jī)制ActivityManager，管理應(yīng)用程序的生命周期WindowsManager，啟動(dòng)應(yīng)用程序的窗體ContentProvider，共享私有數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)跨進(jìn)程的數(shù)據(jù)訪問(wèn)PackageManager，管理安裝在Android系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用程序TelephonyManager，管理與撥打和接聽(tīng)電話的相關(guān)功能Android體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序框架ResourceManager，允許應(yīng)用程序使用非代碼資源LocationManager，管理與地圖相關(guān)的服務(wù)功能NotificationManager，允許應(yīng)用程序在狀態(tài)欄中顯示提示信息Android體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序提供一系列的核心應(yīng)用程序包括電子郵件客戶端、瀏覽器、通訊錄和日歷等