软考-嵌入式系统设计师-笔记：嵌入式系统软件基础知识

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嵌入式软件基础知识

嵌入式软件分类

• 系统软件：

  控制和管理嵌入式系统资源，为嵌入式应用提供支持的各种软件，如设备驱动程序、嵌入式操作系统、嵌入式中间件等；

• 应用软件：

  嵌入式系统中的上层软件，它定义了嵌入式设备的主要功能和用途，并负责与用户进行交互；

  应用软件是嵌入式系统功能的体现，一般面向于特定的应用领域，如飞行控制软件、手机软件、MP3播放软件、电子地图软件等；

• 支撑软件：

  辅助软件开发的工具软件，如系统分析设计工具、在线仿真工具、交叉编译器、源程序模拟器和配置管理工具等；

BootLoader（引导加载程序）功能： 片级初始化；板级初始化；加载内核；

BSP（设备驱动层，板级支持包）功能： 引导加载程序BootLoader和设备驱动程序；

嵌入式操作系统基础知识

任务调度

任务由于某个事件被阻塞

等待事件完成

调度器选中了该任务执行

调度器选择了另一个任务执行

运行

等待/阻塞

就绪

信号量

信号量用来记录当前可用资源的数量，有两种不同方式：

• 要求信号量的取值必须大于或等于0：

  如果信号量的值等于0，表示当前已没有可用的空闲资源；

  如果信号量的值大于0，则该值就代表了当前可用的空闲资源数量；

• 信号量的取值可正可负：

  如果是正数或0，其含义与方式一是相同的；

  如果是负数，则它的绝对值就代表正在等待进入临界区的任务个数；

**P操作：**申请一个空闲的资源，把信号量的值减1；如果成功的话，就退出原语；如果失败的话，这个任务就会被阻塞起来；

**V操作：**释放一个被占用的资源，把信号量的值加1，如果发现有被阻塞的任务，就从中选择一个把它唤醒;

页面置换算法

• 最优页面置换算法（optimal page replacement algorithm，OPT）

  对于内存中的每一个逻辑页面，计算在它的下一次访问之前，还要等待多长的时间，然后从中选择等待时间最长的那个，来作为被置换的页面；

  这个算法只是一种理想化的算法，在实际的系统中是无法实现的；

• 最近最久未使用算法（Least Recently Used，LRU）

  从内存中选择最近最久没有被使用的那个页面，把它淘汰出局；

• 最不常用算法（Least Frequently Used，LFU）

  选择访问次数最少的那个页面，把它淘汰出局；

• 先进先出算法（First In First Out，FIFO）

  选择在内存中驻留时间最长的页面，把它淘汰出局；

• 时钟页面置换算法（Clock）

嵌入式系统程序设计

常用算法设计技术

常用的算法设计技术主要有迭代法、穷举搜索法、递推法、递归法、回溯法、贪心法、分治法、动态规划法等;

中断处理过程

关中断 > 保存断点 > 识别中断源 > 保存现场和屏蔽字 > 设置新的屏蔽字 > 开中断 > 执行中断服务程序 > 关中断 > 恢复现场和屏蔽字 > 开中断 > 中断返回