系统架构师学习笔记_第十九章_连载

第十九章  嵌入式系统设计

19.1  嵌入式系统

19.1.1  嵌入式系统的概念

以应用为中心&＃xff0c;以计算机技术为基础&＃xff0c;可以适应不同应用对功能、可靠性、成本、体积、功耗 等方面的要求&＃xff0c;集可配置可裁剪的软件、硬件 于一体的专用计算机系统。

存储方案的选择就是在嵌入式Linux系统的可靠性、尺寸、功能、成本之间寻求最佳的平衡点。

19.1.3  嵌入式操作系统

嵌入式操作系统主要由应用程序接口、设备驱动和操作系统内核等几个方面组成。

嵌入式操作系统是一个按时序方式调度执行、管理系统资源并为应用代码提供服务的基础软件。

每个嵌入式操作系统都有一个内核&＃xff0c;大多数内核都包含以下三个公共部件&＃xff1a;调度器、内核对象、内核服务。

大多数内核支持两种普遍的调度算法&＃xff1a;基于优先级的抢占调度、时间轮转调度算法。

19.1.5  嵌入式数据库管理

嵌入式数据库也称为移动数据库或嵌入式移动数据库&＃xff0c;主要是解决移动计算机环境下数据的管理问题&＃xff0c;移动数据库是移动计算机环境中的分布式数据库。

实际应用中必须解决好数据的一致性&＃xff08;复制性&＃xff09;、高效的事务处理和数据的安全性等问题。

19.1.6  嵌入式网络及其他

现场总线 主要有 总线型、星型 两种拓扑结构。

家庭信息网的拓扑结构有总线型、星型等。

常见的无线网络标准以 IEEE 802.11x 系列 为主。

19.2  嵌入式系统的设计

19.2.1  嵌入式系统分析与设计

嵌入式系统的核心技术有三种&＃xff1a;处理器技术、IC技术、设计/验证技术。

单用途处理器是设计用于执行特定程序的数字电路&＃xff0c;也指协处理器、加速器、外设等。

项目计划、可行性分析、需求分析、概要设计、详细设计、程序建立、下载、调试、固化、测试、运行。

19.2.2  嵌入式软件设计模型

1、状态机模型

有限状态机&＃xff08;FSM&＃xff09;是一种描述系统状态及其状态转换的节点网&＃xff0c;包括节点和边&＃xff0c;节点表示状态&＃xff0c;边表示状态之间的转换关系。

缺乏并发和层次化支持。

2、数据流模型

数据流图允许系统作为操作网进行建模&＃xff0c;特别适合于对实现进行分区的系统模型。

布尔数据流、层次化流图、Petri网。

3、并发进程模型

并发进程包括 CSP 与 CCS 等。

CSP模型将输入、输出操作列为程序语言的基本要素&＃xff0c;而将实现顺序进程间通信的并行组合作为基本的程序控制结构。

一个程序&＃xff0c;就是一组进程&＃xff0c;它们通过一个通信网络彼此通信。

面向对象的基本结构可用6个术语来描述&＃xff0c;对象、类、属性、消息、操作、关系。

19.2.3  嵌入式系统软件开发环境

交叉平台开发方法&＃xff08;Cross Platform Development&＃xff09;&＃xff0c;即软件在一个通用平台上开发&＃xff0c;而在另一个嵌入式目标平台上运行。

通用平台通常叫做宿主机系统&＃xff0c;被开发的嵌入式系统称为目标机系统。

执行环境和开发环境一致时的开发过程称为 本地开发&＃xff08;Native Delelopment&＃xff09;。