2011軟件水平考試嵌入式系統設計師輔導筆記(16)
1、嵌入式軟件基礎
(1)嵌入式軟件的特點：
A、規模較小。
B、開發難度大。
C、實時性和可靠性要求高。
D、要求固化存儲。
(2)嵌入式軟件分類：
A、系統軟件：控制和管理嵌入式系統資源，如嵌入式操作系統、驅動程序、中間件等。
B、應用軟件：定義嵌入式設備的主要功能和用途，負載與用戶進行交互。
C、支撐軟件：輔助軟件開發的工具軟件。
(3)無操作系統的嵌入式軟件的兩種實現方式：
A、循環輪轉
優點：簡單、直觀、開銷小、可預測。
缺點：過于簡單，所有代碼順序執行，無法處理異步事件，缺乏并行處理能力。
B、前后臺系統(在循環輪轉的基礎上增加了中斷處理功能)
前臺(事件處理級)：中斷服務程序，負載處理異步事件。
后臺(任務級)：一個無限循環，負載資源分配、任務管理和系統調度。
(4)有操作系統的三大優點：
A、提高系統的可靠性。
B、提高了系統的開發效率，降低了開發成本，縮短了開發周期。
C、有利于系統的擴展與移植。
(5)設備驅動層(也叫板級支持包BSP：包含了嵌入式系統中所有與硬件相關的代碼)
大多數的嵌入式硬件設備都需要某種類型軟件的初始化和管理。這部分工作由設備驅
動層來完成的，它負責直接與硬件大交道，對硬件進行管理和控制，為上層軟件提供所需的
驅動支持，類似PC 系統中的BIOS 和驅動程序。
(6)板級支持包BSP 的基本思想
把嵌入式操作系統與具體的硬件平臺隔離開來。在BSP 當中，把所有與硬件相關的代
碼都封裝起來，并向上提供一個虛擬的硬件平臺，而操作系統就運行在這個虛擬的硬件平臺
上。它使用一組定義好的編程接口來與BSP 進行交互，并通過BSP 來訪問真正的硬件。
(7)一般來說。BSP 主要包括兩個方面的內容：
A、引導加載程序BootLoader。
B、設備驅動程序。
(8)關于引導加載程序BoorLoader
引導加載程序是嵌入式系統加電后運行的第一段軟件代碼，是在操作系統內核運行之
前運行的一段小程序，它的實現高度依賴于具體的硬件平臺，主要的基本功能如下：
A、片級初始化：純硬件初始化過程，把微處理器從上電的默認狀態設置成系
統要求的工作狀態。
B、板級初始化：同時有軟件和硬件在內的初始化過程，設置各種硬件的寄
存器和設置某些軟件的數據結構和參數。
C、加載內核：將操作系統和應用程序的映象從Flash 存儲器復制到系統內存
當中，然后跳轉到系統內核的第一條指令處繼續執行。
補充：PC 系統的引導加載過程。
PC 系統的引導加載程序由兩部分代碼組成――BIOS 和MBR 中的引導程序。BIOS 在完成硬件檢測和資源
配置后，將硬盤主引導記錄MBR 中的引導程序讀到系統的內存當中，然后將控制權交給它，由它負責把操
作系統的內核映象從硬盤讀入到內存，然后跳轉到內核入口去運行，即啟動操作系統。
(9)設備驅動程序
在一個嵌入式系統中，操作系統可能有也可能無，但是設備驅動程序是必不可少的。
設備驅動程序，就是一組庫函數，用來對硬件進行初始化和管理，并向上層軟件提供良好
的訪問接口。大多數設備驅動程序都具備下面的基本功能：啟動、關閉、停用、啟用、讀
操作、寫操作。這些功能一般用函數的形式來實現，這些函數之間的組織結構主要有兩種：
分層結構和混合結構。
(10)關于分層結構
A、硬件接口：直接操作和控制硬件。
B、調用接口：不直接跟硬件大交道，為上層軟件提供服務和函數接口。
C、優點：把所有與硬件相關的細節都封裝在硬件接口中，在硬件需要升級，需要更新
設備驅動程序的時候，只需要改動硬件接口中的函數即可，而上層調用接口中的函數不用做
任何修改。
D、混合結構：在設備驅動程序當中，沒有明確的層次關系，上層接口和硬件接口混在
一起，相互調用。
(11)嵌入式中間件
它是在操作系統內核、設備驅動程序和應用軟件之外的所有系統軟件，其基本思路是：
把原本屬于應用軟件層的一些通用的功能模塊抽取出來，形成獨立的一層軟件，從而為運行
在它上面的那些應用軟件提供一個靈活、安全。移植性好、相互通信、協同工作的平臺。
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