单片机及嵌入式系统9.ppt

嵌入式技术 前 　言一个应用+两项技术+一点遐想 一、嵌入式系统的定义和发展历程 二、控制技术发展与嵌入式关系 三、嵌入式系统的开发 嵌入式系统用在一些特定专用设备上。像 我们平常常见到的手机、PDA、电子字典、可视电话、 VCD/DVD/MP3 Player、数字相机（DC）、数字摄像机(DV)、U-Disk、机顶盒(Set Top Box)、高清电视(HDTV)、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等等都是典型的嵌入式系统。嵌入式将会是我们数字化生存的基础, 一辆高档轿车大约要用到六七十个单片机;嵌入式处理器无所不在,无处不在,全世界的年产量超过100亿片,这是怎样惊人的数字呀??!  嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，它必须与具体应用相结合才会具有生命力、才更具有优势。 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术以及各个行业的具体应用相结合后的产物。 嵌入式系统必须能够根据应用需求对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。 一般定义： “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。” 2、嵌入式系统的特点 系统内核小 专用性强 系统精简 高实时、多任务的操作软件 面向用户、面向产品、面向应用 软件要求固化存储 软件代码高质量、高可靠性 3、嵌入式系统的发展历程 早期以单片机为主 现在基本上以IP核模块（Intellectual Property Kernel知识产权核模块），用混合ASIC/CPLD/FPGA生成的硅片直接构成整块的单片嵌入式产品(SOC System on Chip) 表达方式有HDL语言、电路图、逻辑表等 70年代后期用汇编语言编写，只适用于专用微处理器；现在用C、可移植 80年代出现了有源码的Wendon，或有名的系统：VxWorks, pSOS, Neculeus, Windows CE 90年代出现在GNU下的Linux、 C/OS II 开发软件gcc 在通讯和消费类产品中得到广泛应用；如数字电视、数字广播、数字通讯、PDA等等 国外上百家开发嵌入式系统硬件与软件的公司，而国内… 4、嵌入式系统的硬件 8051系列 嵌入式微控制器（Micro Controller Unit） 嵌入式DSP处理器（Digital Signal Processor） 嵌入式微处理器（Micro Processor Unit）ARM、Power PC 68000 嵌入式片上系统（ System on Chip），如Smart XA、一些ARM ， CPLD、FPGA。 5、嵌入式系统的软件 操作系统主要任务：进程管理、进程间通讯与同步、内存管理和I/O资源管理 操作系统基本功能：使计算机硬件便于使用，高效组织和正确使用计算机资源 操作系统可分为实时操作系统和分时操作系统 实时操作系统硬实时操作系统和软实时操作系统 还有从应用方面、使用条件分类等 6、嵌入式系统的发展趋势 一项系统工程，要提供全方位的支持 网络化、信息化要求网络速度不断提高，进而产品功能复合，结构复杂 互联互通成为必然 精简系统内核、算法，降低功耗和成本 提供友好的多媒体人机界面 7、嵌入式系统的发展前景：1、尺寸越来越小；集成度越来越高2、品种 越来越多；功能越来越强3、软件和中间件越来越丰富4、应用范围越来越广泛5、各种无线网络 嵌入式系统与PC之间的区别 嵌入式系统一般是专用系统，而PC是通用计算平台 嵌入式系统的资源比PC少得多 嵌入式系统软件故障带来的后果比PC机大得多 嵌入式系统一般采用实时操作系统 嵌入式系统大都有成本、功耗的要求 嵌入式系统得到多种微处理体系的支持 嵌入式系统需要专用的开发工具 二、控制技术发展与嵌入式关系 1、早期的过程控制（模拟仪表）电动单元组合仪表: 变送器－将过程量（压力、流量、温度、位移、成分等）转换为电压／电流 　调节器－对过程量进行比例、积分、微分和其他函数运算，输出电压／电流信号以便驱动执行器。 　执行器－接收调节信号，控制电机驱动过程控制装置 ０－10MA、４－２０MA统一电流信号 早期的过程控制（模拟仪表） 气动单元组合仪表：采用压缩空气为动力源 液动单元组合仪表：采用压力油为动力源 HART协议 HART(Highway Addressable Remote Transducer)，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议，是美国Rosement公司于1985年推出的一种用于现场智能仪表和控制室设备之间的通信协议。 HART协议