【软件系统架构】系列四：嵌入式软件与操作系统

目录

一、嵌入式软件基础

1.1 嵌入式软件定义

1.2 嵌入式软件分类

二、设备驱动与板级支持包（BSP）

2.1 设备驱动层概述

2.2 板级支持包 BSP（Board Support Package）

2.3 BSP 架构组成

三、嵌入式操作系统

3.1 定义与功能

3.2 常见嵌入式操作系统

3.3 嵌入式操作系统的特点

四、嵌入式实时操作系统（RTOS）

4.1 实时系统特性

4.2 硬实时 vs 软实时

五、嵌入式软件开发流程

5.1 宿主机与目标机模式

5.2 交叉编译（Cross Compilation）

5.3 交叉调试

六、总结与应用建议

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一、嵌入式软件基础

1.1 嵌入式软件定义

嵌入式软件是运行在嵌入式计算平台上的程序集合，具有以下特征：

• 规模小、资源有限；

• 实时性强，对响应延迟极其敏感；

• 可靠性高，适用于关键场景；

• 多为固化存储（如 Flash）；

• 开发难度大，需考虑软硬件协同。

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1.2 嵌入式软件分类

分类	描述
系统软件	控制和管理硬件资源，如嵌入式操作系统、驱动程序、中间件等
应用软件	定义设备主要功能，如导航软件、工业控制程序、智能终端应用
支撑软件	辅助开发，如交叉编译器、调试器、仿真器、分析工具等

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二、设备驱动与板级支持包（BSP）

2.1 设备驱动层概述

设备驱动是嵌入式系统访问硬件资源的桥梁，封装硬件细节，向操作系统或上层应用提供统一接口。

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2.2 板级支持包 BSP（Board Support Package）

BSP 作用： 介于操作系统与硬件之间的适配层，负责硬件初始化和系统运行环境搭建，支持 OS 的移植。

主要功能：

• 初始化处理器、时钟、中断、总线；

• 提供驱动程序与中断处理服务；

• 引导加载操作系统；

• 建立内存映射、通信接口初始化等。

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2.3 BSP 架构组成

模块	功能说明
BootLoader	系统启动代码，完成片上/板上初始化，引导加载内核
设备驱动程序	控制和访问硬件外设，为上层 OS 或应用提供标准接口
HAL（硬件抽象层）	屏蔽具体硬件差异，支持多平台软件兼容运行

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三、嵌入式操作系统

3.1 定义与功能

嵌入式操作系统（EOS）是用于嵌入式设备的系统软件，具备如下核心职责：

• 管理系统资源（CPU、内存、I/O）；

• 实现任务调度与切换；

• 提供进程通信、文件管理、中断处理等功能。

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