嵌入式系统原理》课件.ppt

课程名称：嵌入式系统原理 学时：32学时 从现实世界 获取信息 year 同产品交互 Mainframe Minicomputer Workstation PC Laptop PDA log (people per computer) 数据存储 Basestation Gateway Sensor Patch Patch Network Base-Remote Link Data Service Internet Client Data Browsing and Processing Sensor Node Transit Network 15 13 14 6 ? 5 ` ? 15 11 8 ? Mote Layout 12 9 ? Condition-Based Maintenance Intel Research 环境监测 房屋测量 航空应用 讲授方式：讲与交流 内容来源： 专业基础 业界前言 科研总结 评测方式：作业/报告 课程基础： *数字电路 *计算机原理 *自动控制原理 *操作系统 *接口电路 *信息论 *算法与语言等课程 适合的听课对象： * 计算机、自动化、 * 信息安全、电子/通讯类 硕士研究生 教材说明 《嵌入式系统原理》以嵌入式系统为对象，对其涉及的 相关方面做了较为全面的讲解，从系统概念到五层结构 和数学模型，然后按照五层结构体系，分别讲解了硬件 体系、引导、属于中间件嵌入式操作系统和数据库、应 用编程和数据处理、系统测试，接着给出了系统的指标 体系和工程方法，最后采用本书给出的概念框架、模型、 体系架构、指标体系和评价方法对几大类嵌入式系统分 别有针对性的进行了分析，从而使读者能够在高层次全 面理解嵌入式系统的原理。 一、主要思想 1．嵌入式系统定义与分类方式 ? 嵌入式系统作为概念并不是新词，大约二十多年前就已经有定义了，被学科和人们开始重视，应该也仅是近十几年的事情，但就“嵌入式系统”定义的角度，却发生了较大的分歧，由此对形成对系统评判和构造的方向性差异，也就是： 应用设备系统（本书中称作对象体系）中含有专用计算机系统 将专用计算机系统嵌入到应用设备系统中 这是方向的不同，本书中强调后者，即“将专用计算机系统嵌入到应用设备系统中”，但也不绝对否认前者，因为前者是很多单片机系统的构造方式，至今依旧是嵌入式系统中的重要组织方式，从这个角度，本书作为教材是兼收并蓄的，而不是学术极化。 本课程依据嵌入式系统的可靠性、实时、交换和可信四个主轴，为现存的嵌入式系统进行了全面的分类，因此为学生建立前面的嵌入式系统概念，建立了全局的基础，例如按照本书的划分，将WinCE系统划分为：可崩溃可交换非可信非实时系统，这样从类别的角度，可让学生清晰的建立全局观，客观的审视和评价周边的嵌入式系统。这一点应该是本教材的突破，既屏蔽应用和商业带来的障碍，又提高了学习过程的感知和理解度。 ? 2．系统结构层次 l??? 五层结构 按照常规的嵌入式系统层次分法，大都将嵌入式系统分为三层，即硬件+操作系统+应用，但本书中将系统细分为五层，主要思想来源于PC产业的细分，PC中的BIOS(Basic Input Output System基本输入/输出系统)将PC的硬件制造和个人计算机系统分离，同时也将硬件和软件变化分离，由此可以保证系统的整体可靠性，书中强化了最小系统和驱动部分，并将操作系统的UI(User interface用户接口)剥离； l??? 裁减控制 关于内核的描述上，书中引入了层次结构下的模块式结构和插件式结构，明晰和强调了嵌入式系统的另一大特征------可裁剪性。 l??? 控制数学模型 在结构性分析的同时，课程中强调了工程控制论思想，明确了在嵌入式系统土壤中如何构造以精确控制为目标的控制数学模型。 3．评价体系 l??? 系统与平衡 对于嵌入式系统的评价，很难用绝对的方式进行衡量，就像人的健康状态，极化任何一个方面，都可能造成误导，因此建立嵌入式系统评价体系，从系统和平衡的着眼点进行考量； l??? 过程与生存环境 评价应该包括嵌入式系统全过程，从系统的创建、设计、制造，到运行/维护和消亡，也因此形成了设计空间、制造空间、运维空间和用户空间的嵌入式系统环境概念，这是大多数教材和论著忽略的，但在本书中相对强化了该点，这些在本书封面上都有所体现； l??? 系统制约与干扰 嵌入式系统不是孤立的，它与对象体系既息息相关，又有制约和干扰。表达方式上，书中采用了蜘蛛图的方式进行，比较形象。整体的评价体系充分的吸收了我国传统阴阳系统二元逻辑，多级对称的精髓，注重在很多方面强调了两极互补、互动的关系，比如硬件与软件、处理器和存储、