嵌入式系统与技术分析报告.ppt

嵌入式系统与技术 竺红卫 zhuhw@ ftp:14 内容安排 绪论 指令系统：ARM，SHARC CPU：IO机制，Cache，MMU 嵌入式平台：IO硬/软件，总线，开发平台 程序设计：优化设计，编译原理，性能分析 操作系统：进程，RTOS，进程通信/调度 硬件加速器 网络 教学安排 课堂讲解 演示：Ck*Core开发环境与工具链 实验演示：基于FPGA嵌入式系统构建与编程 考试：本科生 文献阅读，读书报告：研究生 参考文献(1) 嵌入式计算机系统设计原理，computers as components, principles of embedded computing system design, wayne wolf, 机械工业出版社，2002 ARM SoC体系结构，Steve Furber著,田泽等译，北航出版社，2002 嵌入式系统开发圣经，探矽工作室，中国青年出版社，2002 参考文献(2) 嵌入式Linux系统设计与应用.王学龙. 清华大学出版社，2001年 UC/OS-II－源代码公开的实时嵌入式操作系统.邵贝贝. 中国电力出版社，2001 FPGA系统设计与实践，黄智伟主编，电子工业出版社，2005年 第一章 嵌入式计算绪论 提纲 嵌入式系统定义 历史与发展 嵌入式系统的组成 CPU,外围设备，操作系统，应用软件 嵌入式CPU MCU, MPU,DSP,SoC 嵌入式软件 实时系统 1.1 嵌入式系统定义 嵌入式系统是包含可编程计算机、软硬件协同工作的、执行特定任务的计算机系统 应用的角度； 软硬件协同，含可编程器件(CPU)； 面向特定功能，预先定制好的； 嵌入式系统的定义 以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统 计算机工业的分类 以往计算机分类：大型计算机、中型机、小型机和微计算机 目前计算机分类：超级计算机，大型计算机、工作站、微计算机 亚微计算机(嵌入式计算机) 是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中 商业计算机系统 1.1.1 嵌入式系统的历史(1) 嵌入式系统的历史(2) Apollo Guidance Computer (AGC) 嵌入式系统的历史(3) Intel4004微处理器 后PC技术的时代 小到mp3，PDA等微型数字化产品，大到网络家电，智能家电，车载电子设备 嵌入式系统是这个后PC时代的擎天之柱 1999年世界电子产品产值已超过12000亿美元，2000年达到13000亿美元。 德州仪器OMAP处理器 嵌入式系统的演变 8031/8051单片机系统，自行编写程序； 68360/386EX控制系统，自己编写简单的操作系统； 32位嵌入式处理器＋pSoS嵌入式操作系统＋tcp/ip协议栈； 各种SoC+嵌入式Linux/VxWorks+嵌入式Web 设备server以及各种复杂网络协议栈＋GUI图形界面＋无线模块＝现代可移动的网络智能设备 未来的发展趋势 SOC(片上系统) 32-bit RISC CPU Built-in DSP core Built-in interfaces to RAM and ROM Built-in DMA, interrupt and timing controllers Built-in interfaces to disk or flash memory Built-in Ethernet/802.11 interfaces Built-in LCD/CRT interfaces Built-in A/D D/A Built-in Audio Codec Built-in Keyboard interface SOC(片上系统) Examples Intel StrongARM SA-1110 Motorola PowerPC MPC823e NEC VR4181 Many, many more Small (and cool) SOCs Camera-on-chip (Bell Labs) CMOS-based 100,000 optical sensors in a 2D grid (active pixels) Very low power Cheap (~$50) 高集成度 无所不在的嵌入式系统 嵌入式系统的应用远远超过了各种通用计算机 一台通用计算机的外部设备中就包含了5-10个嵌入式微处理器： 键盘、鼠标、软驱、硬盘、显示卡、显示器、Modem、网卡、声卡、打印机、扫描仪、数字相机、USB集线器等均是由嵌入式处理器控制的。 在制造工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等方面均是嵌入式计算机的应用领域。