Xây dựng hệ thống nhúng (phần 3) pptx

XÂY DỰNG HỆ THỐNG NHÚNG CƠ BẢN GV: Nguyễn Ngọc Tú Email: Tu.NN79@Gmail.com Bài 03: Các thành phần phần mềm hệ thống nhúng NNTu Hệ Thống Nhúng (Spring 2008) 2 Nội dung  Trình điều khiển thiết bị  Hệ điều hành nhúng  Middleware và các phần mềm ứng dụng NNTu Hệ Thống Nhúng (Spring 2008) 3 Trình Điều khiển thiết bị  Phần cứng yêu cầu một số kiểu khởi động và quản lý  Giao tiếp trực tiếp và điều khiển thiết bị  Thuộc lớp phần mềm hệ thống ªThư viện phần mềm  Khởi động phần cứng  Quản lý truy xuất phần cứng từ các lớp cao hơn NNTu Hệ Thống Nhúng (Spring 2008) 4 Trình Điều khiển thiết bị  Nằm giữa phần cứng và OS, MW, lớp ứng dụng Phần cứng Phần hệ thống Phần mềm Ứng dụng Điều khiển thiết bị Phần cứng Phần hệ thống Phần mềm Ứng dụng Điều khiển thiết bị Hệ điều hành / MiddleWare NNTu Hệ Thống Nhúng (Spring 2008) 5 Trình Điều khiển thiết bị  Thay đổi theo từng bo mạch  Phân loại theo mô hình Von Neumann:  có thể mô hình cho phần cứng lẫn phần mềm  Bao gồm cho  BXL chính: chức năng đặc biệt  Bộ nhớ -quản lý bộ nhớ  Khởi động BUS và giao tác  Khởi tạo và điều khiển I/O: mạng, đồ họa, thiết bị nhập, lưu trữ, gỡ rối I/O, … NNTu Hệ Thống Nhúng (Spring 2008) 6 Trình Điều khiển thiết bị  Xem dét dạng đặc trưng  Kiến trúc đặc biệt  Quản lý phần cứng được tích hợp vào BXL chính  Bộ nhớ trong, quản lý bộ nhớ tích hợp (MMU), phần cứng tính số thực động  Kiến trúc tổng quát NNTu Hệ Thống Nhúng (Spring 2008) 7 Trình Điều khiển thiết bị  Kiến trúc tổng quát  Quản lý phần cứng tích hợp vào bo mạch  Các phần kiến trúc đặc biệt theo mã tùy thuộc vào BXL (CPU) do mọi xử lý đều thông qua CPU  Quản lý bo mạch: không phụ thuộc vào BXL cụ thể nào Æ có thể cấu hình cho các kiến trúc khác nhau  Bao gồm mã khởi tạo và quản lý tới các thành phần khác của bo mạch:  BUS của bo: I2C, PCI, PCMCIA, …  Bộ nhớ ngoài chip: trình điều khiển, cache mức 2, Flash, …  I/O ngoài: Ethernet, RS-232, hiển thị, chuột, …. NNTu Hệ Thống Nhúng (Spring 2008) 8 Trình Điều khiển thiết bị Phần cứng Phần hệ thống Phần mềm Ứng dụng Trình ĐK Tổng quát I/O Trình ĐK Đặc biệt BUS MEM Khác RS232 I/O SCI TDM … EMA I2C … IDM M L1 Cache Interrupts Timers … NNTu Hệ Thống Nhúng (Spring 2008) 9 Trình Điều khiển thiết bị  Dù cho bất kỳ loại phần cứng, các trình điều khiển thiết bị đều có tất cả hoặc vài tổ hợp các chức năng sau:  Khởi tạo (Startup): mở hay reset lại  Kết thúc (Shutdown): cấu hình phần cứng trạng thái tắt nguồn  Ẩn (Disable): cho phép phần mềm ẩn thiết bị  Cho phép (Enable): cho phép phần cứng hoạt động  Khóa (Acquire): cho phép sử dụng đơn (locking)  Giải phóng (Release): cho phép giải phóng phần cứng (unlock)  Đọc (Read): đọc dữ liệu từ phần cứng  Ghi (Write): ghi dữ liệu tới phần cứng  Cài đặt (Install): cho phép cài đặt phần cứng  Gỡ bỏ (Uninstall): cho phép “loại bỏ”phần cứng đã cài NNTu Hệ Thống Nhúng (Spring 2008) 10 Trình Điều khiển thiết bị  3 trạng thái mà phần cứng có thể tồn tại  không hoạt động (inactive)  Thiếu kết nối (disconnect): cần cài đặt  Không có nguồn: cần khởi động  Ẩn (disable): cần cho phép hoạt động (enable)  Bận (busy)  Đang bận xử lý vài kiểu dữ liệu  Yêu cầu vài kiểu, cơ chế “giải phóng”  Kết thúc thực hiện (finished)  Trạng thái đã kết thúc các công việc. Đang rảnh  Cho phép: khóa, đọc, ghi,… [...]... IO: ví dụ [1] p354 NNTu Hệ Thống Nhúng (Spring 2008) 33 Hệ điều hành nhúng Tiến trình là gì ? Quản lý đa nhiệm và tiến trình Chuẩn cho OS: POSIX Hiệu năng Oses và các gói hỗ trợ bo mạch (BSPs) NNTu Hệ Thống Nhúng (Spring 2008) 34 Hệ điều hành nhúng (OSes) Oses và mô hình hệ thống nhúng NNTu Hệ Thống Nhúng (Spring 2008) 35 Hệ điều hành nhúng (OSes) Nhân OSes và các chức năng cơ bản NNTu Hệ Thống... cứng và mức cao Phần mềm Ứng dụng Phần hệ thống Phần điều khiển thiết bị Giao tiếp mức cao Giao tiếp mức cao Giao tiếp thiết bị Giao tiếp thiết bị Phần cứng NNTu Hệ Thống Nhúng (Spring 2008) 11 Trình Điều khiển thiết bị Phụ thuộc BXL chính, các kiểu khác nhau của phần mềm có thể thực thi trong các chế độ (mode) khác nhau: Supervisory/Kernel mode: Phần mềm hệ thống Có nhiều quyền truy xuất và can... thuộc vào các tiêu chuẩn sau Kiểu, số, mức ưu tiên của các ngắt sẵn sàng Xác định bởi cơ chế phần cứng ngắt trong chip hoặc bo mạch Ngắt được kích hoạt ra sao Chính sách ngắt của các thành phần bên trong hệ thống mà các ngắt được kích hoạt và dịch vụ cung cấp bởi BXL chính NNTu Hệ Thống Nhúng (Spring 2008) 17 Xử lý ngắt: các dạng ngắt 3 kiểu ngắt chính Ngắt mềm Ngắt nội Sai tính toán số học, gỡ rối,... được kích hoạt bởi vài sự kiện qua đó thực thi luồng chỉ thị bởi BXL chính Khởi tạo bất đồng bộ: thiết bị phần cứng ngoài, reset, lỗi nguồn, … Đồng bộ: Hoạt động liên quan tới chỉ thị lệnh: lệnh gọi hệ thống, lệnh phạm luật, … Ngắt: Nguyên nhân BXL chính dừng thực thi luồng chỉ thị hiện hành và bắt đầu tiến trình xử lý ngắt NNTu Hệ Thống Nhúng (Spring 2008) 15 Xử lý ngắt: các tác vụ Các phần mềm . XÂY DỰNG HỆ THỐNG NHÚNG CƠ BẢN GV: Nguyễn Ngọc Tú Email: Tu.NN79@Gmail.com Bài 03: Các thành phần phần mềm hệ thống nhúng NNTu Hệ Thống Nhúng (Spring. cứng và OS, MW, lớp ứng dụng Phần cứng Phần hệ thống Phần mềm Ứng dụng Điều khiển thiết bị Phần cứng Phần hệ thống Phần mềm Ứng dụng Điều khiển thiết bị Hệ điều hành / MiddleWare NNTu Hệ Thống. số kiểu khởi động và quản lý  Giao tiếp trực tiếp và điều khiển thiết bị  Thuộc lớp phần mềm hệ thống ªThư viện phần mềm  Khởi động phần cứng  Quản lý truy xuất phần cứng từ các lớp cao hơn NNTu Hệ