嵌入式计算专题教程.pptx

计算机 科学概论 十一五国家级规划教材 ◇◆◇ 国家精品资源共享课程 湖南大学信息科学与工程学院 1 /coursestatic/course_2799.html 第10章 嵌入式计算专题 湖南大学信息科学与工程学院 2 /coursestatic/course_2799.html 计算机科学概论 本章提要 湖南大学信息科学与工程学院 3 /coursestatic/course_2799.html 嵌入式计算的特点 嵌入式计算发展趋势与新挑战 3 4 嵌入式在各个领域中的应用 湖南大学信息科学与工程学院 4 /coursestatic/course_2799.html 10.1 嵌入式系统的概念 … … 嵌入式系统的概念 湖南大学信息科学与工程学院 5 /coursestatic/course_2799.html 国际电工与电子工程师协会（IEEE）给出的定义： 控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置 该定义具有突出的应用色彩，不过现在看来，似乎并未充分体现嵌入式系统现今的学术内涵。 嵌入式系统的概念 湖南大学信息科学与工程学院 6 /coursestatic/course_2799.html 目前国内普遍认同的嵌入式系统的定义： 嵌入式系统是将计算机嵌入到某个应用系统内的 一种计算机体系结构形式”。 简单来说，嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件能灵活变化以适应所嵌入的应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。 湖南大学信息科学与工程学院 7 /coursestatic/course_2799.html 计算机发展历史中经典的嵌入式应用 从计算机发展的早期开始，嵌入式计算机被用来替代机械控制器或者人工控制器。 其中的典型代表Whirlwind，是当时第一台支持实时操作的计算机，它虽然在物理尺寸上要远大于今天的计算机，但无论从组成部分还是从系统设计方面来说都完全是为了实时控制一台飞行仿真设备而设计的。 Whirlwind 湖南大学信息科学与工程学院 8 /coursestatic/course_2799.html 计算机发展历史中经典的嵌入式应用 微处理器 到了20世纪70年代，随着超大规模集成电路（Very Large Scale Integration）技术的发展，可以将整个中央计算单元集成到一块芯片上，这样的芯片也被称作微处理器。 微处理器被广泛“嵌入”到各类产品中，并通过嵌入式软件来实现某些特定的功能。为“嵌入式”应用而设计的微处理器也被称为嵌入式微处理器。 应用实例：用于计算器产品中的第一台商用微处理器Intel 4004以及被广泛应用的汽车制造业领域。 汽车上的嵌入式系统 嵌入式微处理器的优势 湖南大学信息科学与工程学院 9 /coursestatic/course_2799.html 嵌入式微处理器 可编程能力 高效执行程序 系统可以通过编写不同的程序来实现不同的功能，并且能够较容易地扩展新特性以满足飞速变化的市场需求，从而大大降低生产成本 使用现代精简指令集架构（即RISC）的微处理器在大多数情况下可以每个时钟周期执行一条指令，而高性能的微处理器可以在每个时钟周期执行多条指令，这保证了基于微处理器的嵌入式系统能够胜任既定的计算任务 湖南大学信息科学与工程学院 10 /coursestatic/course_2799.html 嵌入式微处理器的经典体系结构 应用实例：Adidas智能跑鞋 湖南大学信息科学与工程学院 11 /coursestatic/course_2799.html 10.2 嵌入式系统的构成 嵌入式硬件 嵌入式软件 10.2.1 嵌入式硬件 湖南大学信息科学与工程学院 12 /coursestatic/course_2799.html 嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为中心，由存储器、I/O设备、总线接口、外设等必要的辅助设备组成。   湖南大学信息科学与工程学院 13 /coursestatic/course_2799.html 嵌入式处理器 嵌入式微处理器是嵌入式系统的核心组成部分，其作用相当于系统的大脑。 湖南大学信息科学与工程学院 14 /coursestatic/course_2799.html 嵌入式处理器 常见架构 湖南大学信息科学与工程学院 15 /coursestatic/course_2799.html 嵌入式处理器 选择处理器时的考虑因素 市场上已有CPU 供应商 处理速度 功耗 技术指标 支持工具 供应商是否提供评估版 湖南大学信息科学与工程学院 16 嵌入式处理器——实例 数字电视机顶盒硬件结构 湖南大学信息科学与工程学院 17 /coursestatic/course_2799.h