来源自《嵌入式系统组成结构简介》,稍作整理和摘取。 嵌入式系统的组成结构 嵌入式系统由:嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统(可选)以及应用软件系统等四个部分组成。 ? ? ? 嵌入式系统的硬件组成 最小硬件系统 ? ? ,A/D、D/A转换器 多媒体加速器:当高级图形功能需要时 总线 其他标准接口或外设 嵌入式处理器可分为: 嵌入式微控制器(MCU) 嵌入式DSP处理器(DSP) 嵌入式微处理器(MPU) 嵌入式片上系统 嵌入式外围接口电路和设备接口 嵌入式外围设备:在嵌入式系统硬件构成中,除核心控制部件(嵌入式微处理器、DSP微核心的微控制器、SoC)以外的各种存储器、输入/输出接口、作为人机接口的显示器/键盘、串行通信接口等 按照功能可分为: 存储器 通信接口 输入输出设备 设备扩展接口 电源及辅助设备 嵌入式系统硬件涉及的几个关键概念 冯·诺依曼体系结构/哈佛体系结构 CISC/RISC 影响CPU性能的因素 存储器系统
很多时候,我们会面临由于操作不当导致的系统无法使用,或者由于调试需要而重新烧写内核等问题,这些问题的解决有相当的步骤性,基本都是实践操作,没什么理论原理,因此录制一集简短的视频,以供备用。 不方便看视频的同学,可以看以下内容提要: 1,准备好正常可用的根文件系统,比如web_rootfs.img,放置在windows某一目录下,比如 D:\BSP 下 2,在windows启动软件tftpd32 4,擦除坏掉的根文件系统(以粤嵌GEC210开发板 或 2440/210双核实验箱为例): nand erase 0xe00000 0x20000000 一定要注意不要手抖,把地址写错了。 擦掉后系统会自动重启,同样3秒内按任意键再次进入uboot菜单。 6,将windows备好的根文件系统通过 tftp 下载到开发板/实验箱的内存中: tftp 0x40000000 web_rootfs.img 此后会有一大堆类似这样的井号: ##########
文章目录 嵌入式系统硬件平台 (1) 嵌入式处理器的分类 (2) 嵌入式微处理器 MIPS处理器 PowerPC处理器 ARM处理器 ARM发展历史 ARM公司介绍 ARM市场份额 嵌入式微控制器(MCU ) 数字信号处理器(DSP) 嵌入式片上系统(SoC) 嵌入式系统的组成部分是嵌入式系统硬件平台、嵌入式操作系统(RTOS)和嵌入式系统应用。 嵌入式系统硬件平台 嵌入式系统硬件平台是以嵌入式处理器为核心,由存储器、I/O单元电路、通信模块、外部设备等必要的辅助接口组成的。 嵌入式系统的详细结构 (1) 嵌入式处理器的分类 嵌入式处理器是嵌入式系统的硬件核心。 嵌入式片上系统(SoC) 片上系统(SoC)就是结合了许多功能模块,将整个嵌入式系统做在了一个芯片上的系统。
一、引言 嵌入式系统广泛应用于物联网(IoT)、工业控制、汽车电子、医疗设备、航空航天等关键行业。 全球围绕嵌入式操作系统和芯片平台形成了多个成熟生态系统,如美国的 VxWorks、QNX,日本的 µITRON,中国的 RT-Thread,以及全球支持的 Linux、FreeRTOS 等。 本文将从国际视角出发,全面对比主流嵌入式系统平台,涵盖操作系统类型、实时性、资源占用、行业应用、开发生态和发展趋势,帮助开发者在项目选型和架构设计时做出科学决策。 二、全球嵌入式系统平台类型分类 类型 代表系统/厂商 特点说明 裸机平台(无OS) STM32、AVR、PIC、MSP430 简单高效、功耗低、适用于简单控制任务 RTOS(实时系统) FreeRTOS 从极简的裸机控制器到复杂的嵌入式Linux系统,各种平台在性能、资源、成本、实时性、安全性等方面各有千秋。
嵌入式系统分类 1.按应用分 信息家电类 移动终端类 通信类(路由器交换机) 汽车电子类 工业控制类 2.按实时性分 硬实时 :规定时间内做出反应 ,航天等 软实时 :统计性实时反应即可 3.按嵌入式系统软件结构 循环轮询系统(无限循环,其中有各种条件)没有中断机制不容易实现大量io的服务 有限状态机() 前后台系统(后台:循环轮训系统,前台:中断处理) 单处理器多任务系统(由多个任务,多个中断处理过程,实时操作系统 ) 多处理器多任务系统
系统定义与需求分析阶段 方案设计阶段 详细设计阶段 软硬件集成测试阶段 系统功能性能测试及可靠性测试阶段 开发流程图 嵌入式软件开发环境 嵌入式开发环境组成 交叉开发环境 软件模拟环境 目标板与评估板 交叉开发环境 嵌入式系统应用软件的开发属于跨平台开发,因此需要一个交叉开发环境。 用来开发的通用计算机可以选用比较常见的PC机等,运行通用的Windows等操作系统。 我们可以在资源有限、满足系统的需求的情况下尽可能把可移植性和可重用性作为第二目标,致力于开发正确性、实时性能、代码量、可移植性和可重用性相对均衡的嵌入式应用软件。 提高应用软件的可移植性和可重用性的方法: 多用高级语言少用汇编语言 将不可移植部分局域化 提高代码的可重用性 参考文献: 孟祥莲.嵌入式系统原理及应用教程(第2版)[M].北京:清华大学出版社,2017
可作为机电控制、信息家电、工业控制等方面嵌入式系统开发与应用参考书,也可作为高等院校有关嵌入式系统教学的本科生或研究生教材。 《深入理解计算机系统》:是一本经典的计算机系统基础书籍,对于理解计算机底层原理,包括硬件架构、操作系统、编译原理等方面有很大帮助,而这些知识对于嵌入式系统开发至关重要,能帮助开发者更好地理解嵌入式系统中硬件与软件的交互 Linux,而 Linux 是嵌入式系统开发中常用的操作系统。 腾讯云开发者社区 - 嵌入式系统的开发过程包括哪些阶段? 助力秋招 | 嵌入式项目合集:该课程包含四大项目,由业内高手李老师亲自授课,带学习者全面系统地学习嵌入式开发,掌握嵌入式项目开发全流程。
在一个嵌入式系统里面,既要有输出也要有输入。那么到底什么是输入系统呢? 1.1 什么是输入系统? 先来了解什么是输入设备? 常见的输入设备有键盘、鼠标、遥控杆、书写板、触摸屏等等,用户通过这些输入设备与 Linux 系统进行数据交换。 什么是输入系统? 输入设备种类繁多,能否统一它们的接口? 1.2 输入系统框架及调试 1.2.1 框架概述 作为应用开发人员,可以只基于 API 使用输入子系统。但是了解内核中输入子系统的框架、了解数据流程,有助于解决开发过程中碰到的硬件问题、驱动问题。 输入系统框架如下图所示: ? 要想深入理解整个输入系统,就必须研究内核的输入系统,这在后续的“驱动大全”中会讲解。
建立交叉开发环境 配置开发主机 移植bootloader linux内核移植 建立并烧写根文件系统到目标板 开发嵌入式应用程序 部署与配置系统 (1)建立交叉开发环境 (4)移植嵌入式linux操作系统 我们做的是嵌入式应用。那么这些应用须要跑在一定的操作系统上(嵌入式操作系统)。比較经常使用的有uclinux。arm-linux,ppc-linux等。 最好的情况是,已经有针对所选择的cpu平台的嵌入式linux系统。下载后再加入自己的特定取得调试。 默认的启动脚本一般都不符合应用的须要,所以须要改动根文件系统的启动脚本。该启动脚本放在/etc 文件夹下。根文件系统在嵌入式系统中一般设为仅仅读,须要使用mkcramfs。 可是有些嵌入式系统直接不使用根文件系统。 (6)建立应用程序的Flash磁盘分区 嵌入式系统不使用磁盘作为外存,一般使用Flash。
然而,在嵌入式系统开发中,malloc 的使用却受到严格限制,甚至被许多开发者视为“禁区”。这种现象并非偶然,而是由嵌入式系统的独特特性和设计哲学决定的。 嵌入式系统的背景与特点 嵌入式系统是一种专为特定功能设计的计算机系统,通常运行在资源受限的硬件上,如微控制器(MCU)或低功耗处理器。 这些特点决定了嵌入式开发必须优先考虑资源效率、确定性和可靠性,而 malloc 的动态特性与这些需求存在冲突。 2. 为什么嵌入式系统中少用 malloc? 2.1 资源受限:内存紧张与碎片化风险 嵌入式系统的内存资源非常有限。 2.2 实时性要求:非确定性执行时间 许多嵌入式应用是实时系统,要求任务在固定时间内完成(如汽车ABS系统需在1ms内响应)。
有时程序对系统时间有要求,这时需要设置系统的时区以及时间了。 1. 新闻联播一般说北京时间,但是linux系统里面时区信息存储的是Shanghai,这里面没有北京地区。 3. 时间配置文件 /etc/localtime ,该文件表示系统当前使用的时间信息。 4. 修改系统时区时间 ①rm -f /etc/localtime ②ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime 注:我使用的嵌入式系统中没有 ③推测:可将ubuntu桌面系统中的 /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai文件重命名为localtime 放置到嵌入式系统/etc目录下,未实际测试。 注:嵌入式系统中不支持该指令tzselect ④reboot 后生效 ? 5. 修改后效果 多了8个小时。 ? 6.
文章目录 嵌入式系统的历史与发展 嵌入式系统的分类 嵌入式系统的特点 什么是嵌入式系统? 2.现代计算机技术的两大分支 通用计算机系统 嵌入式计算机系统 嵌入式系统的分类 根据不同的标准,嵌入式系统有不同的分类方法。 ,但由于嵌入式系统是一个嵌入式计算机系统,因此,只有将嵌入式处理器构成一个计算机系统,并作为嵌入式应 用时,这样的计算机系统才可称作嵌入式系统。 (3)按嵌入式系统的复杂程度分类 小型嵌入式系统 中型嵌入式系统 复杂嵌入式系统 嵌入式系统的特点 嵌入式系统特别强调“量身定做”的原则,开发人员往往需要针对某一种特殊用途开发出一个截然不同的嵌入式系统来 “嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。嵌入式系统的特点是由三个基本要素衍生出来的。不同的嵌入式系统其特点会有所差异。
项目过程中需要添加AP热点的需求,自然会想用到hostapd,具体的不做分析,自行百度,这里主要分析下启动脚本
嵌入式系统中的 SemVer 版本控制方案 在嵌入式系统开发中,采用 语义化版本控制(SemVer, Semantic Versioning) 能帮助团队清晰地管理 固件(Firmware)、驱动(Driver 嵌入式中的扩展规则 2.1 额外的构建号(Build Metadata) 嵌入式项目中,除了 MAJOR.MINOR.PATCH,可能还需要额外信息,比如: MAJOR.MINOR.PATCH.BUILD 版本号 说明 1.2.3+4567 版本 1.2.3,构建号 4567 1.2.3+abc1234 版本 1.2.3,Git 提交 ID abc1234 2.2 预发布版本(Pre-release) 嵌入式开发中可能有 $(git rev-list --count HEAD) echo "1.2.3+$BUILD_NUM" 示例: Firmware Version: 1.2.3+4578 3.3 在固件中嵌入版本号 嵌入式系统可在代码中定义版本号 SemVer 在嵌入式项目中的实际应用 应用场景 示例版本号 说明 正式发布 1.0.0 适用于所有设备 增加新功能 1.1.0 增加 USB 支持 修复 Bug 1.1.1 修复 I2C 传输问题 开发中
总述 Littlevgl相比较于安卓、QT,占用资源少、使用简单,所以在linux系统下使用Littlevgl优势也比较明显。
文章目录 嵌入式系统开发基本流程 嵌入式软件开发 嵌入式软件开发的特点和技术挑战 嵌入式软件开发环境 交叉开发环境 软件模拟环境 目标板与评估板 嵌入式软件开发的可移植性和可重用性 嵌入式系统开发基本流程 面向具体应用的嵌入式开发决定了嵌入式开发的方法、流程各有不同,这里仅给出一般的嵌入式开发的具体过程: 系统定义与需求分析阶段 方案设计阶段 详细设计阶段 软硬件集成测试阶段 系统功能性能测试及可靠性测试阶段 嵌入式软硬件必须协同设计 需要新的任务设计方法 需要转变观念,熟悉新的开发模式 开发过程完成后,系统应用程序代码需要固化到系统中进行功能、性能和可靠性测试 技术挑战:技术门槛提高,需要学习全新的RTOS 技术;软件的要求更高,开发工作量和难度更大 嵌入式软件开发环境 嵌入式开发环境组成 交叉开发环境 软件模拟环境 目标板与评估板 交叉开发环境 嵌入式系统应用软件的开发属于跨平台开发,因此需要一个交叉开发环境 我们可以在资源有限、满足系统的需求的情况下尽可能把可移植性和可重用性作为第二目标,致力于开发正确性、实时性能、代码量、可移植性和可重用性相对均衡的嵌入式应用软件。
项目过程中需要添加AP热点的需求,自然会想用到hostapd,具体的不做分析,自行百度,这里主要分析下启动脚本
嵌入式系统可以用哪些编程语言实现(系统全面讲解) 这是一个条形图,展示了嵌入式开发中不同编程语言的使用频率和适用度评分: C语言 得分最高,达到 95,是嵌入式系统开发的主力语言。 什么是嵌入式系统 1.1 定义 嵌入式系统(Embedded System)是一种以应用为中心、以计算机技术为基础、可裁剪的软件和硬件结合系统。 嵌入式编程语言的需求与选择标准 2.1 嵌入式系统对语言的要求 占用资源少(如 ROM/RAM) 支持硬件直接访问(如寄存器映射) 高可移植性和可维护性 编译后代码高效 支持中断和多任务等机制 2.2 嵌入式开发常用语言及对比 以下是几种常见语言在嵌入式系统开发中的使用情况: 3.1 C语言(最主流) ✅ 优点 接近底层,能直接访问寄存器和内存 编译后代码体积小、执行效率高 丰富的编译器支持(Keil 最低 最强 无保护 最强 最强 启动代码、底层驱动 Python 解释型 高 低 高 弱 弱 嵌入式Linux系统 Rust 编译型 中 高 高 强 强 安全嵌入式开发 Java 解释/编译 高 中