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嵌入式教学实验系统UP-NETARM2410 主要内容 1.1 什么是嵌入式系统 1.2 嵌入式系统的特点 1.3 嵌入式系统的体系结构 1.4 嵌入式系统的分类 1.5 嵌入式系统的应用 1.1 什么是嵌入式系统 1.1 什么是嵌入式系统 电气工程师协会（IEEE）的定义： 嵌入式系统是用来控制、监视或辅助设备、机器或工厂操作的装置。 我国微机学会的定义： 嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机系统。可分为系统级、板级、片级。 1.1 什么是嵌入式系统 片级：各种以单片机、DSP、微处理器为核心的产品 1.1 什么是嵌入式系统 板级：各种类型的带CPU的主板及OEM产品 1.1 什么是嵌入式系统 系统级：各种类型的工控器、PC104模块 1.1 什么是嵌入式系统 嵌入式系统一般定义： 以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。 一个嵌入式系统就是一个硬件和软件的集合体，它包括硬件和软件两部分。 1.1 什么是嵌入式系统 从技术角度说，嵌入式系统是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统。 从系统角度说，嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。 从广义上讲，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可称为嵌入式系统。 嵌入式系统与PC机 嵌入式系统与PC机 嵌入式系统与单片机 主要内容 1.1什么是嵌入式系统 1.2嵌入式系统的特点 1.3嵌入式系统的体系结构 1.4嵌入式系统的分类 1.5嵌入式系统的应用 1.2 嵌入式系统的特点 1.系统内核小 由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置，系统资源相对有限，所以内核较传统的操作系统要小得多。 1.2 嵌入式系统的特点 2.专用性强 嵌入式系统通常是面向特定任务的，相对于一般通用PC计算平台，嵌入式系统的个性化很强，其中软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行软件系统的移植。 1.2 嵌入式系统的特点 3.运行环境差异大 嵌入式系统使用范围极为广泛，其运行环境差异很大。 1.2 嵌入式系统的特点 4.可靠性要求高 嵌入式系统不能像通用PC机一样，“死机”时通过手动重启计算机予以容忍。嵌入式系统往往要长期在无人值守的环境下运行，甚至是常年运行，因此对可靠性的要求特别高。 1.2 嵌入式系统的特点 5.系统精简和高实时性操作系统 一是许多嵌入式系统应用具有实时性要求，嵌入式任务往往是时间关键性约束的，必须在某个时间范围内完成。 二是由于嵌入式系统比通用PC系统资源少得多，要求嵌入式操作系统核心部分的体积必须尽可能地小。 三是为了适应各种应用需求的变化，嵌入式操作系统还应该具有可裁减性、可伸缩性和易移植性的特点。 1.2 嵌入式系统的特点 实时系统 实时系统的正确性依赖于运行结果的逻辑正确性和运行结果产生的时间正确性，即实时系统必须在规定的时间范围内正确地响应外部物理过程的变化。 1.2 嵌入式系统的特点 实时定义 一个实时操作系统可以在不破坏规定的时间限制的情况下完成所有任务的执行。 任务执行的时间可以根据系统的软硬件的信息而进行确定性的预测。也就是说，如果硬件可以做这件工作，那么实时操作系统的软件将可以确定性的做这件工作。 1.4 嵌入式系统的分类 硬实时系统是指系统对响应时间有严格要求，如不能满足响应时限、响应不及时或反应过早，都会引起系统崩溃或致命错误，甚至导致灾难性的后果。 软实时系统是指系统对响应的时间有一定要求，如在系统负荷较重的时候，响应时间不能满足，会导致系统性能退化，但不会造成太大的危害。 1.4 嵌入式系统的分类 1.2 嵌入式系统的特点 6.具有固化在非易失性存储器中的代码 为了系统的初始化，几乎所有系统都要在非易失性存储器中存放部分代码（启动代码）。为了提高执行速度和系统可靠性，常常把所有代码（或其压缩代码）固化存放在存储器芯片或处理器的内部存储器件中。 1.2 嵌入式系统的特点 7.嵌入式系统开发工作和环境 由于嵌入式系统本身不具备自主开发能力，即使设计完成以后，用户通常也不能对其中的程序功能进行修改，因此必须有一套开发工具和环境才能进行开发。 主要内容 1.1 什么是嵌入式系统 1.2 嵌入式系统的特点 1.3 嵌入式系统的体系结构 1.4 嵌入式系统的分类 1.5 嵌入式系统的应用 1.3 嵌入式系统的体系结构 早期嵌入式系统包含三个部分： 自底向上为： 硬件平台 嵌入式实时操作系统（RTOS） 嵌入式实时应用程序 1.3 嵌入式系统的体系结构 1.3 嵌入式系统的体系结构 经过不断的发展，原先嵌入式系统的三层结构逐步演化成为一种四层结构： 新增加的中间层次位