chap00 introduction vanlangembeddedsystems

Giới thiệu lập trình nhúng và môi trường Linux T1 ‰ Xuất nhập và truyền nhận sử dụng IPC T3-4 ‰ Xuất nhập trực tiếp thiết bị qua Port T5... Hệ Thống Nhúng„ Hệ thống thời gian thực Real-

LẬP TRÌNH

GV: Nguyễn Ngọc Tú Email: Tu.NN79@gmail.com

Giới Thiệu Môn Học

Giới Thiệu Môn Học

„ Yêu cầu sinh viên:

Nội Dung Môn Học

„ 0 Giới thiệu môn học: (T1)

„ 1 Giới thiệu lập trình nhúng và môi trường Linux

(T1)

‰ Xuất nhập và truyền nhận sử dụng IPC (T3-4)

‰ Xuất nhập trực tiếp thiết bị qua Port (T5)

Tài liệu Tham khảo

¾ [1] N.P Lan, H.Đ Hải Lập trình Linux (2001) NXB LĐXH

¾ [2] J.S Gray InterProcess Communications in Unix – the nooks & cranies (1997) Prentice Hall.

¾ [3] Mark Mitchell, Jeffrey Oldham, and Alex Samuel Advanced Linux Programming (2001) New Riders Publishing

¾ [4] Ronald J Tocci Digital Systems: principles and

applications (Fifth edition - 1991) Prentice Hall.

¾ [5] Đ M Vững Thiết kế Hệ Thống Số (2005) NXB ĐH Quốc Gia.

¾ [6] H Đ Thắng Kỹ thuật Số thực hành (2001) NXB KHKT.

„ Có câu hỏi hay / trả lời thông minh / xung

Các thuật ngữ đã học !

„ RAM ~ ROM

„ RAM ~ DRAM ~ SRAM ~ NRAM

„ ROM ~ EPROM ~ EEPROM ~ FLASH

„ FDD ~ HDD ~ Flash Disk – Removable Disk

„ MicroProcessor: ARM, MIPS, Intel, Sparc, M68000, …

„ Peripheral Device

„ Bus, Cache, Register, DMA, Clock

„ Pocket PC (PPC), Personal Digital Assistant (PDA), Mobile

Phone, SmartPhone.

„ LCD, CRT, Led

„ MCU, MPU

Embedded system ?

Hệ Thống Nhúng

„ Hệ thống thời gian thực (Real-time

systems)

‰ Thường dùng trong các thiết bị chuyên dụng

„ điều khiển các thử nghiệm khoa học,

„ điều khiển trong y khoa,

„ dây chuyền công nghiệp.

‰ Ràng buộc tương đối chặt chẽ về thời gian:

„ hard realtime

Hệ Thống Nhúng

„ Hard real-time

‰ Hạn chế (hoặc không có) bộ nhớ phụ, tất cả dữ liệu nằm trong bộ nhớ chính (RAM) hoặc ROM

‰ Yêu cầu thời gian đáp ứng, xử lý rất nghiêm ngặt:

„ điều khiển công nghiệp,

„ công nghệ robotics.

„ Soft real-time

‰ Thường xuất hiện trong lĩnh vực multimedia, thực tế

ảo (virtual reality) với yêu cầu mềm dẻo hơn về thời gian.

PC

Pentium

PCI

MPEG

ASIC FLASH

ROM RAM

Hệ Thống Nhúng

„ Các dạng bộ xử lý cho hệ thống nhúng

‰ Kích cỡ, năng lượng tiêu thụ, giá:

„ vd PDA thường có bộ xử lý 200-500MHz, không có bộ đồng

xử lý số chấm động

‰ Hiệu suất: ứng dụng các công nghệ tiên tiến của BXL thông

thường để tăng khả năng XL như xử lý theo Pipe, song song.

„ Các thiết bị mạng và truyền thông: yêu cầu tốc độ.

‰ Đáp ứng cả 4 yêu cầu: trong các ứng dụng xử lý tín hiệu số DSP

„ Vd Đảm nhận xử lý, truyền nhận âm thanh không trễ trong điện thoại di động.

Hệ thống nhúng

Ứng dụng của Hệ thống nhúng

Ứng dụng của Hệ thống nhúng

Hệ Thống ĐK

Ứng dụng của Hệ thống nhúng:

Mô hình cho một Camera

Các đặc tính của hệ thống nhúng

Not Important

Very High

Not Needed Simple

Important

Comm

Equipments

Very Important

High

Important

Normal Normal

Hand-Held

Terminals

Not Important Low

Needed Simple

Normal

Electric

Appliances

Not Important Low

Not Important

Many

Very Important

Controller

Power Consumption

CPU Performance GUI

I/O Types Real-Time

Required

Domain

Sơ đồ khối hệ thống nhúng

Phát triển ứng dụng nhúng

‰ Phát triển ứng dụng trên hệ thống Host

‰ Biên dịch, liên kết tạo ứng dụng tương thích

Target

‰ Chuyển, ánh xạ chương trình thực thi vào hệ

thống Target

Phát triển ứng dụng nhúng

Specification System Architecture Hardware Design Software Design

System Integration

Phát triển ứng dụng nhúng

Phát triển ứng dụng nhúng

Porting

Phát triển ứng dụng nhúng

Board

Targets

Target Pxa255

Target X-Hyper250B

USB

JTAG serial

LAN

Target

Target

Target

Target

Target

Phát triển ứng dụng nhúng

Phát triển ứng dụng nhúng

Phát triển ứng dụng nhúng

Ký hiệu cho các ví dụ ?

Lưu các thông tin khác của CT

Các phần Mã

Phát triển ứng dụng nhúng

Phát triển ứng dụng nhúng

Phát triển ứng dụng nhúng

Phát triển ứng dụng nhúng

Phát triển ứng dụng nhúng

Phát triển ứng dụng nhúng

Phát triển ứng dụng nhúng

Phát triển ứng dụng nhúng

Môi trường phát triển

Môi trường Linux

„ Đặc tính:

‰ Mã nguồn mở – độc lập nhà cung cấp

‰ GPL (General Public License)

‰ Hỗ trợ tất cả các loại BXL khác nhau

‰ Nhiều người phát triển

‰ Nhiều tiện ích – nhanh chóng đưa ra sản phẩm

‰ Tin cậy cao

‰ Tính đa nhiệm, GUI X-Window, các thư viện/ tiện ích mạng

Môi trường Linux

„ Bất lợi

‰ Không hỗ trợ Real-time đầy đủ

‰ Kích cỡ Kernel lớn hơn

‰ Tính tương thích giữa các phiên bản

‰ Không có nhiều dịch vụ đa truyền thông

‰ Khó sử dụng môi trường phát triển

‰ Khó phát triển GUI

‰ Ít công cụ để phát triển

Môi Trường Linux nhúng

Q/A