《第1讲嵌入式系统概述.ppt

课程目的 本课程围绕基于ARM的微处理器和嵌入式操作系统WinCE，介绍了嵌入式系统前沿发展趋势，理解其设计方法，学会嵌入式编程技术。 实际动手能力，掌握嵌入式系统设计的基本方法。 基础：学过C,C++语言、微机原理或单片机等 1．张石 主编. ARM嵌入式系统教程 北京：机械工业出版社，2008 2. 马忠梅等著. ARM嵌入式微处理器体系结构。北航出版社 3. 郑灵翔等，嵌入式系统设计与应用开发，北航出版社，2006.2 嵌入式系统应用、程序设计、嵌入式操作系统等方面的书籍、资料。 一、为什么要学习嵌入式技术 嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元，它正在成为信息技术（IT）产业争夺的重点之一。 每年只有10%-20%的计算机芯片用于台式机或笔记本电脑等，这就意味着每年有超过100亿块CPU是为嵌入式系统设计制造的。每年有超过1万个新的嵌入式系统计划产生。 它们被广泛地应用到工业控制系统、仿真系统、医疗仪器、信息家电、通信设备等众多领域中。 自动控制领域，不仅可以用于ATM机，自动售货机，工业控制等专用设备，和移动通讯设备结合、GPS、娱乐相结合，硬件方面，不仅有各大公司的微处理器芯片，还有用于学习和研发的各种配套开发包。 尤其是在最近几年，嵌入式设备不断地进入到新的应用领域，比如PDA、手持设备、智能电话和机项盒等。 在通信领域，数字技术正在全面取代模拟技术。在广播电视领域，美国已开始由模拟电视向数字电视转变，欧洲的DVB（数字电视广播）技术已在全球大多数国家推广。 数字电视，高清晰、互动点播、机顶盒。 在中国有8000万有线电视网用户，1亿以上的有线电话网用户，为其发展提供了巨大市场。 针对如此巨大的市场，嵌入式系统的研发和生产也给我国信息产业实现跨越式发展提供了良好的机遇。 嵌入式系统设计是一门综合性的课程，涉及电子、计算机、自动控制等诸多专业知识，综合性强！可包括微机原理、单片机设计、操作系统等课程内容。嵌入式系统是软件、硬件设计的结合。 理论与实践相结合：实践是嵌入式系统课程的重要环节，缺乏实践的嵌入式系统课程是纸上谈兵。 二、嵌入式系统简介 任何一种可编程计算机系统，非一般用途，就可以算是“嵌入式系统” 。 二、嵌入式系统简介 “以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。” 嵌入式系统简介 1.嵌入式系统的历史 从20世纪七十年代单片机的出现到今天各式各样的嵌入式微处理器、微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了近40年的发展历史。 70年代，嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。 从80年代早期开始，更低的开发资金和更高的开发效率的嵌入式系统出现。 90年代以后，随着对实时性要求的提高，软件规模不断上升，实时内核逐渐发展为实时多任务操作系统（RTOS）。 二、嵌入式系统简介 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 系统级：各种类型的工控器 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 嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器和嵌入式操作系统。 嵌入式微处理器一般就具备以下4个特点： (1) 对实时多任务有很强的支持能力。 (2) 具有功能很强的存储区保护功能。 (3) 可扩展的处理器结构。 (4) 嵌入式微处理器必须功耗很低。 与其他类型的操作系统相比，嵌入式操作系统具有以下一些特点。 (1) 体积小。 (2)实时性。 (3)特殊的开发调试环境。 嵌入式系统简介 3. 嵌入式系统的特点 嵌入式系统特性 （1）功能特定性 一般嵌入式系统具有特定应用、特定功能要求。 （2）规模可变性 嵌入式系统一般是以最小系统为核心，外围器件可扩充和裁减的系统。 （3）实时性与稳定性 嵌入式系统在大多数领域对实时和稳定性都有很高的要求，特别是在设计人身安全的控制领域、如航空、汽车控制等领域。 嵌入式系统的特点 系统其他特性 （1）操作系统内核小 由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。 比如ENEA公司的OSE分布式系统，内核只有5K，而Windows的内核则要大得多。 （２）专用性强 嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植。 即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。 同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改，程序的编译下载要和系统相结合