实用案例：嵌入式采煤工作面安全集中监控系统
3.4 系统软件流程
根据3.3的分析，在软件的设计方面，主要分为下位机和上位机两个部分。嵌入式系统(下位机)与通用型计算机系统(上位机)相比具有很多不同点，首先嵌入式系统通常是面向特定用户群而进行设计的，通常具有低功耗、体积小、集成度高等特点，再次嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，同时嵌入式系统本身一般不具备开发能力。因此嵌入式系统和通用计算机系统在软件设计和实现方面存在许多差异。下面我们将分别阐述在下位机和上位机上运行的各主要功能模块的设计流程，其中以下位机的讲解为主。
3.4.1 uC/OS-II 系统控制模块
在下位机上，为了充分利用系统的资源，嵌入了一个成熟、开源的嵌入式操作系统uC/OS-II 。在本次设计中，uC/OS-II 的主要功能如图3.4.1所示：
uC/OS-II是有美国嵌入式系统专家Jean.J.Labrosse编写的一款源代码开放的实时嵌入式系统。与其他嵌入式操作系统系统相比，除具有源代码开放的有点外，他的可移植性强、功能相对强大，而且其稳定性与可靠性很高，因此本次设计选用这一款操作系统。
系统上电以后先运行自检程序，如果系统的功能模块出现异常，则产生报警信号，为了避免因发出声音警报可能造成的恐慌，本次设计通过EVK1100自带的LED灯阵列来提示异常，工作人员可以通过LED灯阵列显示的不同信号快速的查询到问题的所在点，及时的排除问题。
待判断系统各功能模块运行正常以后启动uC/OS-II。uC/OS-II可以大致分成核心、任务管理、时间处理、任务同步与通信和CPU移植等五个部分。在本次设计中，这五个部分都将涉及到。如图3.4.1所示，uC/OS-II正常启动以后，开始执行任务调度、任务同步、内存管理和时间管理等功能模块。其中网络通信功能在uC/OS-II中并没有提供，需要自己移植相关网络协议栈。在本次设计中，我们选择在uC/OS-II中移植lwip来实现TCP/IP协议栈。
lwip是瑞典计算机科学院的一个开源的TCP/IP协议栈实现，lwip是一个轻型的IP协议，有无操作系统的支持都可以运行，其对内存的需求并不高，差不多几百字节的RAM和40K左右的ROM就可以运行，这使lwip协议栈适合在低端的嵌入式系统中使用。因此lwip可以很好的满足本次设计的对网络功能的需求。
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