Bài giảng hệ nhúng chương 4 phạm văn thuận

Nội dung chương Chương 4: Hệ điều hành nhúng 4.1 Kiến trúc hệ điều hành nhúng 4.2 Các hệ điều hành nhúng điển hình 244 Hệ nhúng 4.1 Kiến trúc hệ điều hành nhúng  Hệ điều hành gì? • Hệ điều hành chất phần mềm hệ thống Quản lý tài nguyên phần cứng máy tính Cung cấp hàm dịch vụ cho phép ứng dụng tương tác với tài nguyên hệ thống  Lợi ích hệ điều hành • Tăng tính khả chuyển (portable) • Tăng tính ổn định, tin cậy hệ thống 245 Hệ nhúng Sơ đồ phân cấp hệ thống 246 Hệ nhúng Kiến trúc hệ điều hành Unix 247 Hệ nhúng Kiến trúc hệ điều hành Windows 248 Hệ nhúng Kiến trúc hệ điều hành nhúng  Khái niệm hệ điều hành nhúng • Mang đặc trưng hệ điều hành Quản lý tài nguyên phần cứng phần mềm hệ thống Trung gian phần cứng phần mềm, giúp phần cứng làm việc suốt với phần mềm ứng dụng Cung cấp giao diện hàm chuẩn cho phần mềm ứng dụng 249 Hệ nhúng Kiến trúc hệ điều hành nhúng  Đặc trưng riêng hệ điều hành nhúng • Tăng tính tin cậy • Khả tương thích mềm: dễ dàng nâng cấp hay thu gọn để tương thích với tảng hệ thống • Địi hỏi nhớ • Cung cấp chế lập lịch hỗ trợ hệ điều hành thời gian thực (Realtime OS – RTOS) • Hỗ trợ hệ thống khơng có ổ cứng thơng qua chế khởi động thực thi từ ROM RAM • Tăng tính khả chuyển (portability) 250 Hệ nhúng Hệ điều hành nhúng thời gian thực  Hệ thống thời gian thực (Realtime): phần mềm, phần cứng hoạt động thỏa mãn ràng buộc thời gian  Phân loại: • Hard Realtime: khơng đáp ứng deadline -> lỗi hệ thống • Firm Realtime: khơng đáp ứng deadline-> giảm chất lượng dịch vị (QoS) • Soft Realtime: khơng đáp ứng deadline -> giảm chất lượng dịch vụ (QoS) 251 Hệ nhúng Hệ điều hành nhúng thời gian thực 252 Hệ nhúng Cấu trúc nhân hệ điều hành 253 Hệ nhúng Các hệ điều hành nhúng điển hình  Embedded Linux  Windows CE  Android 254 Hệ nhúng Embedded Linux  Hỗ trợ nhiều tảng kiến trúc  Linux kernel bao gồm thành phần • • • • • • • Hardware abstract layer (HAL) Memory Management: quản lý nhớ Scheduler: lập lịch File system IO subsystem Networking subsystem Inter Process Communication (IPC) 255 Hệ nhúng Embedded Linux  Hỗ trợ nhiều kiến trúc (cả 32 bit 64 bit) • X86, ARM, PowerPC, MIPS, SuperH, AVR32, …  Không hỗ trợ vi điều khiển hiệu thấp  Hỗ trợ kiến trúc có khơng có khối quản lý nhớ (MMU)  Các hệ thống dùng chung toolchains, bootloader kernel, thành phần khác phải riêng biệt tương thích với hệ thống 256 Hệ nhúng Windows CE  Hệ điều hành nhúng Microsoft  Hỗ trợ kiến trúc phổ biến: ARM/StrongARM, MIPS, PPC, SuperH, X86  Môi trường phát triển ứng dụng • Visual Studio + Platform Builder + Emulator • Embedded Visual C++ 257 Hệ nhúng Windows CE OEM Microsoft ISV, OEM Applications Embedded Shell Remote Connectivity Windows CE Shell Services WIN32 APIs COREDLL, WINSOCK, OLE, COMMCTRL, COMMDLG, WININET, TAPI Kernel Library GWES File Manager Device Manager IrDA OAL Bootloader Drivers Device drivers TCP/IP File drivers OEM Hardware 258 Hệ nhúng Android  Hệ điều hành phát triển Google Linux, bước đầu tập trung phát triển cho điện thoại  Android sử dụng lại Linux kernel -> cần kiến thức chuyên sâu Android để làm việc với Android  Android stack hoàn chỉnh cho phát triển ứng dụng 259 Hệ nhúng Android stack 260 Hệ nhúng Android  Các thành phần • • • • • Linux kernel Android runtime Android Native Libraries Application frameworks Application 261 Hệ nhúng Android 262 Hệ nhúng ... nguyên hệ thống  Lợi ích hệ điều hành • Tăng tính khả chuyển (portable) • Tăng tính ổn định, tin cậy hệ thống 245 Hệ nhúng Sơ đồ phân cấp hệ thống 246 Hệ nhúng Kiến trúc hệ điều hành Unix 247 Hệ nhúng. .. (QoS) 251 Hệ nhúng Hệ điều hành nhúng thời gian thực 252 Hệ nhúng Cấu trúc nhân hệ điều hành 253 Hệ nhúng Các hệ điều hành nhúng điển hình  Embedded Linux  Windows CE  Android 2 54 Hệ nhúng Embedded... nhúng Kiến trúc hệ điều hành Windows 248 Hệ nhúng Kiến trúc hệ điều hành nhúng  Khái niệm hệ điều hành nhúng • Mang đặc trưng hệ điều hành Quản lý tài nguyên phần cứng phần mềm hệ thống Trung