嵌入式软件实现技能 - 图文

嵌入式软件实现技能

第一章 嵌入式系统概述

第二章 嵌入式系统开发基本知识 第三章 嵌入式GUI图形系统 第四章 文本显示 第五章 显示数值 第六章 字体

第七章 2-D图形库 第八章 存储设备

第九章 视窗管理器（WM） 第十章 窗口控件

第一章嵌入式系统概述

一．什么是嵌入式系统

USB(通用串行总线)用于将适用

USB的外围设备(device)连接到主机(host)，实现二

者之间数据传输的外部总线结构；是一种快速、灵活的总线接口。它最大的特点是易于使用，主要是用在中速和低速的外设。

PC 中的接口有两类：串行接口和并行接口。计算机内部总线，如CPU 与存储器之间匀采用并行接口，这样速度快；但外设却以串行接口比较占优势。

串行接口出现最早，使用最广的RS232 接口，但其速度太慢，现在已经逐渐淘汰，USB 适用于低档外设与主机之间的高速数据传输，USB1.1 可以达到1.5Mbps 或12Mbps的传输率，而1394 更是可达100／200／400Mbps。USB2.0 将速度定位在480Mbps。USB 适用于多种设备，比如数码相机、MP3 播放机、高速数据采集设备等。易于使用还表现在USB 接口支持热插拔，并且所有的配置过程都由系统自动完成，无需用户干预。

图１是一款ＭＰ３随身听的设计框图。它的结构由存储器系统、ＭＰ３压缩模块、ＬＣＤ显示模块、键盘模块、ＲＳ２３２通信接口和ＵＳＢ接口组成，该结构在原有的ＭＰ３播放功能上进行了扩展。该方案选用了ＡＲＭ７微处理器和μＣ／ＯＳ嵌入式操作系统 。

目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。 国内对嵌入式系统的定义可以从以下几方面来理解：

１．嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的、它必须与具体应用相结合才能具有生命力、才更具有优势。

2.嵌入式系统是先进的计算机技术、半导体技术、电子技术和各个行业的具体应用相结合的产物，这就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。如风河的VxWorks之所以在火星车上得以应用，则是因为其高实时性和高可靠性。

３.嵌入式系统必须能够根据应用需求对软硬件进行裁减，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。目前的嵌入式系统的核心往往是一个只有几KB到几十KB的微内核，需要根据实际的使用进行功能扩展或者裁剪。

嵌入式系统一般指非ＰＣ系统。简单地说，嵌入式系统是集系统的应用软件与硬件于一体。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成。 嵌入式系统的构架可以分成４部分：处理器、存储器、输入／输出(I/o)和软件。

软件 处理器 输入

存储器 嵌入式系统的组成

输出

二.嵌入式系统的特点

１. 系统内核小。由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置、系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。

2.专用性强。嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植，即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。

３.系统精简。嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能的设计及实现过于复杂，这样可以控制系统成本，也有利于实现系统安全。

４.高实时性的操作系统软件是嵌入式软件的基本要求。软件代码要求高质量和高可靠性。

５.嵌入式软件开发要想走向标准化，就必须使用多任务的操作系统。嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统而直接在芯片上运行；但为了合理的调度多任务，利用系统资源、系统函数以及专家库函数接口，用户必须自选 RTOS开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可靠性、并减少开发时间、保障软件质量。

６.嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境。嵌入式系统本身不具备自举开发能力，即使在设计完成后，用户也不能对其中的程序进行修改，而是必须有一套开发工具和环境才能进行开发。

三.嵌入式系统的分类

嵌入式系统由硬件和软件两大部分组成。 １. 嵌入式系统硬件

从硬件方面来讲，嵌入式系统的核心部件是嵌入式处理器。一般将嵌入式处理器分成４类：

嵌入式微控制器(MCU)

嵌入式DSP处理器

嵌入式处理器

（DSP） 嵌入式微处理器 （MPU） 嵌入式片上系统 （System On Chip）

? 嵌入式微控制器（MCU）

嵌入式微控制器的典型代表是单片机。单片机芯片内部集成了ROM/EPROM,RAM,总线、定时／

计数器、I/o 、串行口、A/D、D/A、Flash等各种必要功能和外设。最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高。

? 嵌入式DSP处理器（DSP）

DSP 处理器是专门用于信号处理方面的处理器，其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，在数字滤波、频谱分析等仪器上，DSP获得了大规模的应用。

? 嵌入式微处理器（MPU）

嵌入式微处理器是由通用计算机中的CPU演变而来的。它与计算机处理器不同的是，在实际嵌入式应用中，它只保留与嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，这样就以最低的功耗和资源实现了嵌入式应用的特殊要求。如ARM系列等。

? 嵌入式片上系统(SOC)

片上系统SOC是追求产品系统最大包容的集成器件，它的最大特点是成功实现了软硬件无缝结合，直接在处理器片内嵌入操作系统代码模块。 ２.嵌入式系统软件

嵌入式系统的软件一般由驱动程序、嵌入式操作系统和应用软件组成。操作系统要求实时和多任务操作，控制着应用程序与硬件的交互作用，应用程序控制着系统的运作和行为。

程序一

#include \void main(void)

{/* 要做的事：确认硬件首先初始化了！ */ GUI_Init();

GUI_DispString(\while(1);｝

第二章 嵌入式系统设计

一．嵌入式系统的总体结构