嵌入式系統(tǒng)概述PPT課件.ppt

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1、嵌入式系統(tǒng)原理、設(shè)計(jì)與應(yīng)用主講：曾煉成1課程介紹課時(shí)分配：理論：20學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)：20學(xué)時(shí)理論：學(xué)習(xí)了解嵌入式系統(tǒng)的基本概念、方法和知識(shí)實(shí)驗(yàn)：ARM嵌入式系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室地址：第六教學(xué)樓2樓東頭學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)：C語言、微機(jī)原理或單片機(jī)實(shí)驗(yàn)+期末70%，平時(shí)30%2課程內(nèi)容內(nèi)容學(xué)時(shí)第一章嵌入式系統(tǒng)概述2第二章嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程1第三章嵌入式處理器2第四章嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)器1第五章嵌入式系統(tǒng)的I/O模塊4第六章嵌入式軟件系統(tǒng)4第七章嵌入式操作系統(tǒng)2第八章嵌入式軟件組件43IEEE定義根據(jù)IEEE（國際電氣和

2、電子工程師協(xié)會(huì)）的定義：嵌入式系統(tǒng)是“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置”（原文為devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants）?？梢钥闯龃硕x是從應(yīng)用上考慮的，嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機(jī)電等附屬裝置。1.1嵌入式系統(tǒng)概念4一般定義“以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。”把基于處理器（通用處理器和

3、嵌入式處理器）的設(shè)備稱為計(jì)算機(jī)，把計(jì)算機(jī)分成兩大部分：通用計(jì)算機(jī)和嵌入式計(jì)算機(jī)。嵌入式系統(tǒng)也稱為嵌入式計(jì)算機(jī)，因此嵌入式系統(tǒng)被定義為非通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這個(gè)定義是從計(jì)算機(jī)的分類方面進(jìn)行的。1.1嵌入式系統(tǒng)概念5嵌入式系統(tǒng)定義要素專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(非PC智能電子設(shè)備)以應(yīng)用為中心以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)軟件硬件可裁剪適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求知識(shí)集成應(yīng)用系統(tǒng)（CSEA）技術(shù)密集資金密集高度分散不可壟斷面向應(yīng)用不斷創(chuàng)新1.1嵌入式系統(tǒng)概念6嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展微處理器的問世之后

4、普通的微處理器構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)Motorola,intel,zilog80年代：處理器內(nèi)核集成了外設(shè)接口A/D，定時(shí)器，I/O，存儲(chǔ)器等1.2嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展7嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展（續(xù)）第一代，4位1971年，intel4004嵌入式處理器70年代末，8位，intel8048,motorola6800內(nèi)核第二代，8位CMOS工藝80年代，intel51系列，motorola68HC05系列第三代，產(chǎn)品線豐富集成度提高，豐富的外設(shè)集成純單片式，可擴(kuò)展式兩種產(chǎn)品并行發(fā)展第四代低功耗技術(shù)(3.3v,2.7v,1.

5、8v)，flash技術(shù)，高性能(32位）應(yīng)用：信用卡、玩具、航天、機(jī)器人、家用電器等，無處不在1.2嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展8嵌入式系統(tǒng)的幾個(gè)重要特征（1）系統(tǒng)內(nèi)核小由于嵌入式系統(tǒng)一般是應(yīng)用于小型電子裝置的，系統(tǒng)資源相對(duì)有限，所以內(nèi)核較之傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)要小得多。1.3嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)9（２）專用性強(qiáng)嵌入式系統(tǒng)的個(gè)性化很強(qiáng)，其中的軟件系統(tǒng)和硬件的結(jié)合非常緊密，一般要針對(duì)硬件進(jìn)行系統(tǒng)的移植。即使在同一品牌、同一系列的產(chǎn)品中也需要根據(jù)系統(tǒng)硬件的變化和增減不斷進(jìn)行修改。同時(shí)針對(duì)不同的任務(wù)，往往需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行較大更改，

6、程序的編譯下載要和系統(tǒng)相結(jié)合，這種修改和通用軟件的“升級(jí)”是完全不同的概念。1.3嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)10（３）系統(tǒng)精簡(jiǎn)嵌入式系統(tǒng)一般沒有系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的明顯區(qū)分，不要求其功能設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)上過于復(fù)雜，這樣一方面利于控制系統(tǒng)成本，同時(shí)也利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全。（４）高實(shí)時(shí)性O(shè)S這是嵌入式軟件的基本要求，而且軟件要求固態(tài)存儲(chǔ)，以提高速度。軟件代碼要求高質(zhì)量和高可靠性、實(shí)時(shí)性。1.3嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)11（5）嵌入式軟件開發(fā)走向標(biāo)準(zhǔn)化嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用程序可以沒有操作系統(tǒng)直接在芯片上運(yùn)行。為了合理地調(diào)度多任務(wù)、利用系統(tǒng)

7、資源、系統(tǒng)函數(shù)以及和專家?guī)旌瘮?shù)接口，用戶必須自行選配RTOS（Real－TimeOperatingSystem）開發(fā)平臺(tái)，這樣才能保證程序執(zhí)行的實(shí)時(shí)性、可靠性，并減少開發(fā)時(shí)間，保障軟件質(zhì)量。1.3嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)12（6）嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要開發(fā)工具和環(huán)境由于其本身不具備自主開發(fā)能力，即使設(shè)計(jì)完成以后，用戶通常也是不能對(duì)其中的程序功能進(jìn)行修改，必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開發(fā)。這些工具和環(huán)境一般是基于通用計(jì)算機(jī)上的軟硬件設(shè)備以及各種邏輯分析儀、混合信號(hào)示波器等。開發(fā)時(shí)往往有主機(jī)和目標(biāo)機(jī)的概念，主機(jī)用

8、于程序的開發(fā)，目標(biāo)機(jī)作為最后的執(zhí)行機(jī)，開發(fā)時(shí)需要交替結(jié)合進(jìn)行。1.3嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)13嵌入式系統(tǒng)的共性嵌入式處理器具有的共性嵌入式處理器由通用處理器內(nèi)核加上外部設(shè)備、存儲(chǔ)器組成嵌入式軟件開發(fā)人員需要關(guān)心硬件的細(xì)節(jié)軟件開發(fā)在內(nèi)核層編程/外層編程嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)人員，特別是系統(tǒng)/產(chǎn)品的設(shè)計(jì)師，必須掌握硬件和軟件的綜合知識(shí)，進(jìn)行硬件系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)。嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)人員需要掌握多種嵌入式操作系統(tǒng)的用法操作系統(tǒng)、編程語言和開發(fā)工具的多樣性根據(jù)應(yīng)用選