嵌入式软考备考_2 嵌入式软件基础

嵌入式软件基础

规模小，但是开发难度大，需要开发者软硬都懂点。且开发和运行环境不同。

实时性可靠性要求高。

要求固化存储。

嵌入式软件分为控制管理系统资源的系统软件，辅助软件开发的支撑软件，和面向应用的应用软件。

无操作系统：硬件配置较低，应用建立在硬件上。

• 循环轮转：把系统功能分解为若干任务，然后包含在一个永不结束的循环语句中，按顺序逐一执行。简单，开销小，但是所有代码顺序执行，无法处理异步事件，缺乏并行处理能力。
• 前后台系统：在循环轮转基础上加了中断处理功能。前台放中断服务程序，可以处理异步事件；后台还是无限循环，负责资源分配、管理和系统调度。缺点在于认为所有任务优先级相同，FIFO；且实时性较差。

有操作系统：开发应用开始在操作系统基础上编写。可靠性高，开发成本、开发效率得到了优化，可以模块化编程。有利于系统的拓展和移植。

操作系统的内核是最重要的。

设备驱动层，包括 BSP 和设备驱动程序，包含了嵌入式系统中所有与硬件相关的代码。初始化硬件，管理控制，为上层软件提供驱动支持，类似 PC 中的 BIOS 和驱动程序。

板级支持包 BSP 把硬件代码都封装起来，向操作系统提供一个虚拟化硬件平台，操作系统通过给定的 API 访问硬件。

BSP 包括的内容：

BOOT LOADER 引导加载程序，在嵌入式系统通电后，启动内核前运行的代码。初始化硬件设备，建立内存空间的映射图；调整软硬件状态，为启动操作系统内核做基础。

1. 片级初始化，初始化 CPU，把上电状态设置成工作状态。
2. 板级初始化，初始化 CPU 以外的硬件和一些软件的参数。
3. 加载内核，把操作系统和应用程序的映像从 FLASH 存储器复制到系统内存中，并跳转到内核的第一条指令。

设备驱动程序：初始化和管理硬件，并向上层提供接口，如硬件的一些 .h 头文件。

设备驱动层中的函数有两种结构：分层结构和混合结构。

分层结构：上层软件直接调用上层接口，上层接口调用硬件接口，硬件接口调用硬件。硬件更换时，只需要修改硬件接口。硬件接口不能调用上层接口。

混合结构：没有上层接口和硬件接口的层次关系。

中间件，操作系统、设备驱动程序、应用软件之外的所有系统软件。提取出一些应用层可以复用的通用模块，提高代码可重用性，降低应用软件复杂度，但开销大。