嵌入式系统—基于32位微处理器与实时操作系统Chap1.ppt

课程目的 本课程介绍了嵌入式系统的前沿技术和发展趋势，重点讲述了基于ARM微处理器的嵌入式硬件平台、嵌入式操作系统（RTlinux）和嵌入式软硬件系统开发技术。 采用理论学习和实践并重的教学方法，着重培养学生的实际动手能力，通过熟悉开发环境与开发流程、编程实践等基础实验，使学生能够掌握嵌入式系统设计的基本方法。此外还增加了嵌入式多媒体应用、游戏开发等开放式实验，使得基础较好的同学能够获得进一步的嵌入式开发实践机会。 需要的基础知识 先导课程 计算机操作系统 微机原理 C＋＋语言 需要了解的基础知识 了解操作系统、单片机和微机原理的基本概念，能够熟练使用C＋＋语言。 1. 符意德 编著. 嵌入式系统设计原理与应用. 北京：清华大学出版社，2004 2.孙玉芳 等译. 嵌入式计算系统设计原理（computers as components, principles of embedded computing system design, wayne wolf）.北京：机械工业出版社，2002 嵌入式系统简介 计算机系统的三大领域 服务器市场 功能强 利润最大的市场 可用性强 可扩展性 桌面市场 最广阔的市场 嵌入式市场 潜力最大的市场 嵌入式系统简介 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 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 嵌入式系统简介 嵌入式系统简介 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。是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统（技术角度） 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。（系统角度） 术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统（被称之为嵌入的系统）的一个完整子系统。嵌入式的系统可以包含多个嵌入式系统。 广义定义 任何一个非计算机的计算系统 IEEE定义 嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作的机器、设备或装置”（原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。 通常执行特定功能 嵌入式系统的核心----嵌入式微处理器 严格的时序和稳定性要求 全自动操作循环 嵌入式系统简介 微机学会定义 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 系统级：各种类型的工控机、PC104模块 板级：各种类型的带CPU的主板及OEM产品 片级：各种以单片机、DSP、微处理器为核心的产品 嵌入式系统简介 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。如各类单片机和DSP系统。这些系统在完成较为单一的专业功能时具有简洁高效的特点。但由于他们没有操作系统，管理系统硬件核软件的能力有限，在实现复杂多任务功能时，往往困难重重，甚至无法实现。 从狭义上讲，我们更加强调那些使用嵌入式微处理器构成独立系统，具有自己操作系统，具有特定功能，用于特定场合的嵌入式系统。本课程中的嵌入式系统是指狭义上的嵌入式系统。 嵌入式系统简介 嵌入式系统简介 1981年Ready System开发了世界上第1个商业嵌入式实时内核（VTRX32），包含了许多传统操作系统的特征，包括任务管理、任务间通讯、同步与相互排斥、中断支持、内存管理等功能。 随后，出现了如Integrated System Incorporation (ISI)的PSOS、IMG的VxWorks、QNX公司的QNX?等，Palm OS，WinCE，嵌入式Linux，Lynx，uCOS、Nucleux，以及国内的Hopen、Delta OS等嵌入式操作系统也相继出现。 嵌入式系统简介 基于8位，16位，32位的嵌入式系统 微处理器飞速发展的结果是嵌入式计算成为一门学科 。在嵌入式系统的早期阶段，所有基本硬件构件相对较小也较简单，如：8位的CPU、74系列的芯片及晶体管等，其软件子系统是采用一体化的监控程序，不存在操作系统平台。而今天组成嵌入式系统的基本硬件构件已较复杂，如：16位、32位CPU或特殊功能的微处理器、特定功能的集成芯片、FPGA或CPLD等，其软件设计的复杂性成倍增长。因此研究嵌入式系统的设计原理及技术，提供系统的设计方法和开发工具是嵌入式计算学科的关键技术。 嵌入式系统简介 典型的8位微处理系统 MCS-51系列的单片机是低端嵌入式系统中用得最多的微处理器。 嵌入式系统简介 典型的16位微处理系统 MCS-96系列单片机和16位D