嵌入式系统的定义:

以应用为中心，以计算机技术为基础，且软硬件可裁减，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗的严格要求的专用计算机系统。

嵌入式系统的特点:

系统内核小:嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，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

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

系统精简:嵌入式系统一般不要求其功能设计及实现上过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于系统安全

实时性操作系统:这是嵌入式软件的基本要求，而且软件要求固化存储，以提高速度，软件代码要求高质量和高可靠性、实时性

专用的开发工具和开发环境。

嵌入式系统的组成:

嵌入式操作系统:

嵌入式系统开发流程:

裸机开发:对于功能简单仅包括应用程序的嵌入式系统一般不使用操作系统，仅有应用程序和设备驱动程序

带操作系统的开发:当设计较复杂的程序时，可能就需要一个操作系统(OS)来管理控制内存、多任务、周边资源等，现代高 性能嵌入式系统应用越来越广泛，操作系统使用成为必然发展趋势

硬件开发--->启动加载程序--->操作系统内核--->根文件系统--->设备驱动--->应用程序

通常基于linux系统的嵌入式开发步骤:

开发目标硬件系统:如选择微处理器、Flash及其它外设等

建立交叉开发环境:安装交叉编译工具链、安装开发调试工具

开发Bootloader:移植uboot，vivi

移植linux内核:如linux2.6.31内核

开发根文件系统:CRAMFS，YAFFS

开发相关硬件的驱动程序:led,adc等驱动

开发上层的应用程序:如QT GUI开发

第1章 基于ARM的嵌入式系统与开发简介

1.1 嵌入式系统的基本概念

1.2 嵌入式系统开发环境

1.3 嵌入式操作系统概述

1.4 ARM处理器介绍

第2章 Super-ARM教学实验系统

2.1 Super-ARM 教学实验系统的特点

2.2 Super-ARM教学实验系统的组成

2.2.1 模块化设计的实验箱

2.2.2 完善的编译调试环境

2.3 Super-ARM教学实验系统硬件的使用

2.3.1 主板资源、接口及其配置

2.3.2 底板资源、接口及其配置

2.3.3 核心板的使用

2.3.4 扩展板的使用

2.4 Super-ARM教学实验系统软件的使用

2.4.1 Super-ARM-Demo的使用

2.4.2 Linux-Demo的使用

2.4.3 Linux-Demo的基本操作

2.5 基于JTAG的Flash下载软件

2.5.1 JTAG下载软件的安装

2.5.2 JTAG下载软件的使用

第3章 软件实验环境介绍

3.1 基于ARM的嵌入式开发环境与工具

3.1.1 ARM Developer Suite(ADS)

3.1.2 RealView Developer Suite(RVDS)

3.1.3 ARM硬件仿真器Multi-ICE与Multi-Trace

3.1.4 ARM新版硬件仿真套件RealView-ICE与RealView-Trace

3.1.5 德国Lauterbach公司的TRACE32开发系统

3.2 ARM Developer Suite(ADS)的安装与使用

3.2.1 ARM Developer Suite(ADS)的安装

3.2.2 ADS系统配置

3.2.3 工程项目管理

3.2.4 代码编译与链接

3.2.5 加载调试

3.2.6 实验软件平台与硬件平台的链接

第4章 基于ARM的嵌入式软件开发基础实验

4.1 ARM和Thumb指令系统及上机实验

4.2 C语言编程及上机实验

4.3 C语言与汇编语言交互工作实验

第5章 基本接口实验

5.1 ARM启动及工作模式切换实验

5.2 I/O控制及LED显示实验

5.3 中断处理编程及实验

5.4 定时器及时钟中断实验

5.5 Flash驱动编程及实验

5.6 Nand Flash驱动编程及实验

5.7 实时时钟实验

5.8 I2C驱动编程及实验

5.9 Altera EPM3032A 编程实验

第6章 人机接口实验

6.1 矩阵键盘编程及实验

6.2 LCD真彩色显示驱动编程及实验

6.3 触摸屏(TouchPanel)控制实验

6.4 嵌入式系统汉字显示实验

6.5 A/D转换编程及实验

第7章 通信和总线接口实验

7.1 串口通信实验

7.2 USB1.1协议及S3C2410 USB设备实验

7.3 以太网通信实验

7.4 I2S总线驱动音频实验

7.5 GPRS编程与实验

7.6 GPS编程与实验

7.7 蓝牙编程与实验

7.8 步进电机驱动编程及实验

第8章 实时操作系统实验

8.1 RTOS基础和Nucleus移植实验

8.2 Nucleus应用实验

参考文献

系统软件层由实时多任务操作系统(Real-time Operation System，RTOS)、文件系统、图形用户接口(Graphic User Interface，GUI)、网络系统及通用组件模块组成。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。

嵌入式操作系统(Embedded Operation System，EOS)是一种用途广泛的系统软件，过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、任务调度，控制、协调并发活动。它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。已推出一些应用比较成功的EOS产品系列。随着Internet技术的发展、信息家电的普及应用及EOS的微型化和专业化，EOS开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。EOS是相对于一般操作系统而言的，它除具有了一般操作系统最基本的功能，还有以下功能:如任务调度、同步机制、中断处理、文件处理等。

通用操作系统的文件系统通常具有以下功能:

提供用户对文件操作的命令。

提供用户共享文件的机制。

管理文件的存储介质。

提供文件的存取控制机制，保障文件及文件系统的安全性。

提供文件及文件系统的备份和恢复功能。

提供对文件的加密和解密功能。

嵌入式文件系统比较简单，主要提供文件存储、检索和更新等功能，一般不提供保护和加密等安全机制。它以系统调用和命令方式提供文件的各种操作，主要有:

设置、修改对文件和目录的存取权限。

提供建立、修改、改变和删除目录等服务。

提供创建、打开、读写、关闭和撤销文件等服务。

文件系统的特点:

1)兼容性。嵌入式文件系统通常支持几种标准的文件系统，如FAT32、JFFS2、YAFFS等。

2)实时文件系统。除支持标准的文件系统外，为提高实时性，有些嵌入式文件系统还支持自定义的实时文件系统，这些文件系统一般采用连续的方式存储文件。

3)可裁剪、可配置。根据嵌入式系统的要求选择所需的文件系统，选择所需的存储介质，配置可同时打开的最大文件数等。

4)支持多种存储设备。嵌入式系统的外存形式多样了，嵌入式文件系统需方便的挂接不同存储设备的驱动程序，具有灵活的设备管理能力。同时根据不同外部存储器的特点，嵌入式文件系统还需要考虑其性能、寿命等因素，发挥不同外存的优势，提高存储设备的可靠性和使用性。

GUI的广泛应用是当今计算机发展的重大成就之一，他极大地方便了非专业用户的使用人们从此不再需要死记硬背大量的命令，取而代之的是可用用通过窗口、菜单、按键等方式来方便地进行操作。而嵌入式GUI具有下面几个方面的基本要求:轻型、占用资源少、高性能、高可靠性、便于移植、可配置等特点。

嵌入式系统中的图形界面，一般采用下面的几种方法实现:

针对特定的图形设备输出接口，自行开发相关的功能函数。

购买针对特定嵌入式系统的图形中间软件包。

采用源码开放的嵌入式GUI系统。

使用独立软件开发商提供的嵌入式GUI产品。

应用软件层是由基于实时系统开发的应用程序组成，用来实现对被控对象的控制功能。功能层是要面对被控对象和用户，为方便用户操作，往往需要提供一个友好的人机界面。

对于一些复杂的系统，在系统设计的初期阶段就要对系统的需求进行分析，确定系统的功能，然后将系统的功能映射到整个系统的硬件、软件和执行装置的设计过程中，称为系统的功能实现。