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《嵌入式系統(tǒng)1嵌入式系統(tǒng)簡介》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、嵌入式系統(tǒng)第一講嵌入式系統(tǒng)簡介——計算機學(xué)院陳勉1.1引言由于信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展和后PC時代的到來,嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)廣泛滲透到科學(xué)研究、工程設(shè)計、軍事技術(shù)、各類產(chǎn)業(yè)和商業(yè)文化藝術(shù)以及人們的日常生活中。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的例子比比皆是。可以說,嵌入式系統(tǒng)無所不在、無處不在。2西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院應(yīng)用舉例(一)智能玩具3西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院應(yīng)用舉例(二)汽車電子4西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院應(yīng)用舉例(三)信息家電5西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院應(yīng)用舉例(四)消費電子6西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院應(yīng)用舉例(五)工業(yè)國防7西安電子科技大
2、學(xué)計算機學(xué)院嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用范圍如此之廣,涉及面如此之大,以至于有些學(xué)者斷言嵌入式技術(shù)將成為后PC時代的主宰。前景8西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院何為嵌入式系統(tǒng)簡單的講,就是嵌入到對象體中的專用計算機系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)三要素:嵌入性:嵌入到對象體系中,有對象環(huán)境要求。專用性:軟、硬件按對象要求裁減。計算機:實現(xiàn)對象的智能化功能。9西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院1.2嵌入式系統(tǒng)定義IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers)的定義:devicesusedtocontrol,monitor,oras
3、sisttheoperationofequipment,machineryorplants(用于控制、監(jiān)視或者輔助操作設(shè)備和機器的裝置)目前國內(nèi)一個普遍被認同的定義是:以應(yīng)用為中心、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ),軟、硬件可裁剪,適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。10西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院1.3嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)涵從技術(shù)角度嵌入式系統(tǒng)是將應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)和計算機硬件集成在一起的系統(tǒng)。從系統(tǒng)角度嵌入式系統(tǒng)是設(shè)計完成復(fù)雜功能的硬件和軟件,并使其緊密耦合在一起的計算機系統(tǒng)。11西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院1.4嵌入式系統(tǒng)
4、外延廣義的講,凡是帶有智能處理器的專用軟硬件系統(tǒng)都可稱為嵌入式系統(tǒng)。12西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院1.5嵌入式系統(tǒng)的特點嵌入式系統(tǒng)是應(yīng)用于特定環(huán)境下執(zhí)行面對專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用系統(tǒng),與通用計算機比起來其具有以下顯著特點:系統(tǒng)內(nèi)核?。ㄙY源有限);專用性強;運行環(huán)境差異大;可靠性要求高(無人值守);通常要求有高實時性的操作系統(tǒng);具有固化在非易失性存儲器中的代碼;嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要專門的開發(fā)工具和環(huán)境;一旦進入市場,就具有較長的生命周期;13西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院1.6嵌入式系統(tǒng)歷史20世紀70年代單片機的出現(xiàn),這時的應(yīng)用只是使用8位的芯片執(zhí)行一些
5、單線程的程序,還談不上“系統(tǒng)”的概念。20世紀80年代出現(xiàn)商業(yè)級的嵌入式“操作系統(tǒng)”,并在其上編寫嵌入式應(yīng)用軟件。1981年,ReadySystem開發(fā)出世界上第一個商業(yè)嵌入式實時內(nèi)核(VTRX32)。20世紀90年代以后,出現(xiàn)實時多任務(wù)操作系統(tǒng)(RTOS),并作為一種軟件平臺逐步成為目前國際嵌入式系統(tǒng)的主流。14西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院1.7嵌入式系統(tǒng)組成硬件組成15西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院嵌入式系統(tǒng)組成軟件組成16西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院1.8硬件抽象層早期的嵌入式系統(tǒng)包含3個部分:硬件平臺、嵌入式實時操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序;經(jīng)過不斷
6、發(fā)展,在硬件平臺和操作系統(tǒng)之間演化出了新的一層——硬件抽象層;硬件抽象層屏蔽了底層硬件的多樣性,操作系統(tǒng)不再直接面對具體的硬件環(huán)境,而是由硬件抽象層代表的、邏輯上的硬件環(huán)境。板級支持包是大多數(shù)商用嵌入式操作系統(tǒng)實現(xiàn)可移植性所采用的一種方案,是硬件抽象層的一種實現(xiàn)。17西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院1.9嵌入式系統(tǒng)的分類按表現(xiàn)形式分(硬件范疇):系統(tǒng)級:各種類型的工控機、PC104模塊。板級:各種類型的帶CPU的主板及OEM產(chǎn)品。片級:各種以單片機、DSP、微處理器為核心的產(chǎn)品。18西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院嵌入式系統(tǒng)的分類按實時性要求分(軟件范
7、疇):非實時系統(tǒng)(PDA)。軟實時系統(tǒng)(消費類產(chǎn)品)。硬實時系統(tǒng)(工業(yè)和軍工系統(tǒng))。19西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院1.10處理器的分類和現(xiàn)狀嵌入式系統(tǒng)硬件的核心部件是嵌入式處理器,按嵌入式處理器用途可分為:嵌入式微控制器(MicroControllerUnitMCU)嵌入式DSP(DigitalSignalProcessor)嵌入式微處理器(MicroProcessorUnitMPU)SOC(SystemOnChip)SOPC(SystemOnProgrammableChip)20西安電子科技大學(xué)計算機學(xué)院嵌入式微控制器嵌入式微控制器的典型
8、代表是單片機。單片機芯片內(nèi)部集成了ROM/EPROM,RAM,總線,定時器/計數(shù)器,看門狗,I/O,串行口,脈寬調(diào)制輸出,A/D,D/A,FLASH,E2PROM等。微控制器是目