揭秘嵌入式系统实例开发：从理论到实践的探索

1嵌入式系统设计与实例开发——ARM与μC/OS-Ⅱ讲座1嵌入式系统概述周益民2 ?“嵌入式系统”课程背景当今后PC时代，通信、工业控制、机械冶金、信息家电、仪器仪表、航空航天、军工、船舶等领域都需要大量的嵌入式开发人员。为国家培养兼具软件和硬件开发能力的人才，提高学生的就业竞争力。 ?嵌入式系统人才需求分析?学校教育往往偏向极硬（硬件设计）或极软（软件开发）。硬件设计师通常非常保守，缺乏系统集成设计能力。软件设计师只要遇到硬件问题就束手无策，缺乏硬件知识。因此，我国嵌入式系统所需的软硬件系统集成人才严重短缺，大部分还是依靠硬件设计师兼职。 3?嵌入式系统工程师必须精通一定的硬件技术，以及特定软硬件平台上的嵌入式操作系统和开发技术；此外，还需要有专门的开发调试设备、软件、资料等特殊条件进行系统的学习。大多数企业不愿意投入人力、财力培养自己的嵌入式系统工程师，而是愿意招聘现成的嵌入式系统工程师。嵌入式系统人才紧缺！据估计，中国目前软件人才缺口为42万，其中嵌入式软件方面的人才缺口更大。

?国内外对嵌入式系统工程师的需求量很大。摩托罗拉、爱立信、朗讯、华为、英特尔、联想等知名IT公司高薪聘请的技术人员中，绝大部分都是嵌入式系统工程师。根据中华英才网近期提供的行业薪酬调查报告，通信、医疗设备、金融位居前三，通信、医疗设备是嵌入式系统的典型应用领域。根据国内权威求职网站51job和中华英才网近期的职位搜索分类，嵌入式系统工程师的需求量已成为热门职业。结论：嵌入式系统的教学是势不可挡、刻不容缓的！！ 4 ?《嵌入式系统》课程的目的？ 由传统的51、X86等低级8、16位处理器平台转向目前实用的32位高级RISC处理器平台； ? 由纯CPU单任务控制转向实时多任务处理； ? 从传统CPU教育的汇编语言、机器指令教学方式转向采用标准化C语言进行系统模块化的嵌入式开发； ? 彻底解决传统操作系统课程理论与实践严重脱节的问题； ? 学生对硬件与底层软件的协调配合有更深的理解； ? 弥补学生动手能力差的问题，避免学生仅在Windows平台上做一些简单的软件编写工作，真正对嵌入式系统有深刻的理解。

5 ?课程简介?国内高校及我校现状?内容的选择与组织 微处理器——ARM核 实时操作系统——UCOS-II ?意义：社会对嵌入式系统设计开发人才的需求越来越大，这是技术发展的必然趋势所决定的?特点 综合性：涉及多个专业基础课 汇编语言 C语言 微机原理 系统结构 操作系统 接口与通信 是软件与硬件设计的完美结合 基础性：作为计算机、电子、电气、自动控制等专业的基础平台课 实践性：实验是嵌入式系统教学的重要组成部分?关于教材?课程安排 6 本节提纲?嵌入式系统的定义与特点?嵌入式微处理器的相关基础知识?嵌入式实时操作系统的相关基础知识?嵌入式系统设计方法概述 7 典型嵌入式系统的基本组成——硬件 MPU 微处理器 电源模块 时钟复位 Flash RAM ROM USB LCD 键盘 外围电路 其他外设 8 典型嵌入式系统的基本组成——软件 处理器 内存 输入输出 操作系统 应用程序 软件结构 硬件结构 9 嵌入式系统的发展?嵌入式系统本身是一个比较模糊的定义，像掌上MP3，PC104微型工控机都可以算是嵌入式系统。?嵌入式系统已经有近30年的发展历史，是硬件和软件交替发展的双螺旋发展方式。

?最早的单片机是Intel的4044，出现于1971年?Motorola同期推出了68HC05，Zilog则推出了Z80系列。这些早期的单片机都含有256字节的RAM，4K的ROM，4个8位并行口，1个全双工串行口，两个16位定时器。?后来在80年代初期，Intel对8048进行了进一步的改进，并在此基础上成功开发了8051。10?1981年，Ready System开发出了世界上第一个商用的嵌入式实时内核（VTRX32），它包含了传统操作系统的很多特性，包括任务管理、任务间通信、同步与互斥、中断支持、内存管理等功能。? 随后，又出现了如Integrated System Incorporation(ISI)公司的PSOS，IMG公司的VxWorks，QNX公司的QNX，Palm OS、WinCE、嵌入式Linux、Lynx、uCOS、Nucleux，以及国产的Hopen、Delta OS等嵌入式操作系统。? 如今，RTOS已构成全球100%的RTOS。