嵌入式系统原理及应用教程第1章.pptVIP

* 消费电子产品 典型的应用是智能手机，现在智能手机不仅可以语音通话，而且可以上网、文字处理、玩游戏、导航、银行支付、刷卡等等。 信息家电是电子产品中的另一大应用，如果在冰箱、空调、监视器等家电设备中嵌入计算机并提供网络访问能力，用户就可以通过网络随时随地了解家中的情况，并控制家中的相应电器（物联网）。 航空航天设备 嵌入式系统在航空航天设备中也有着广泛的应用，如空中飞行器、火星探测器等。 军事电子设备和现代武器 军事领域从来就是许多高新技术的发源地。由于内装嵌入式计算机的设备反应速度快、自动化程度高，所以威力巨大，自然很受军方青睐。从爱国者导弹制导系统到无人机，从火控系统到单兵系统的通信器，都可以觅得嵌入式系统的踪迹。 （2）单片机的技术发展史 单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SOC三大阶段。 SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。 MCU即微控制器（Micro controller unit)阶段：主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。 SOC即硅片上系统（System On Chip),随着EDA的推广和VLSI设计的普及化及半导体工艺的迅速发展，在一个硅片上实现一个更为复杂的系统的时代已来临。这就是SOC。 各种通用处理器内核将作为SOC设计公司的标准库，和许多其它嵌入式系统外设一样，成为VLSI设计中一种标准的器件，用标准的VHDL等语言描述，存储在器件库中。 用户只需定义出整个应用系统，仿真过后就可以将设计图交给半导体工厂制作样品。这样整个嵌入式系统大部分均可集成到一块或几块芯片中去，应用系统电路板将变得简洁。 2. 现代计算机技术的两大分支 通用计算机系统 :高速、海量的数值计算 嵌入式计算机系统 ：对象的智能化控制 3. 两大分支发展的里程碑事件 （1）通用计算机系统 : 硬件：通用微处理器迅速从286，386，486到奔腾系列 操作系统：迅速扩张计算机基于高速、海量的数据文件处理能力，使通用计算机进入到尽善尽美阶段。 （2）嵌入式计算机系统 ：单芯片化 传统的电子系统向智能化的现代电子系统转化。 1.提供强大的网络服务（互联网和物联网） 针对外部联网要求，嵌入设备必须配有通信接口，相应需要TCP/IP协议簇软件支持； 由于家用电器相互关联（如防盗报警、灯光能源控制、影视设备和信息终端交换信息等）及实验现场仪器的协调工作等要求，新一代嵌入式设备还需具备IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口。 同时也需要提供相应的通信组网协议软件和物理层驱动软件。 2.小型化、低成本、低功耗 为满足这种特性，要求嵌入式产品设计者相应降低处理器的性能，限制内存容量和复用接口芯片。这就相应提高了对嵌入式软件设计技术要求，如选用最佳的编程模型和不断改进算法，采用Java编程模式，优化编译器性能等。 3.人性化的人机界面 亿万用户之所以乐于接受嵌入式设备，其重要因素之一是它们与使用者之间的亲和力。它具有自然的人机交互界面，如司机操纵高度自动化的汽车主要还是通过习惯的方向盘、脚踏板和操纵杆。人们与信息终端交互要求以GUI屏幕为中心的多媒体界面。手写文字输入、语言识别输入、脑电波控制、虚拟现实等已取得很大的进展。 4.完善的开发平台 随着Internet技术的成熟、带宽的提高，ICP和ASP在网上提供的信息内容日趋丰富、应用项目多种多样，像移动电话、固定电话及电冰箱、微波炉等嵌入式电子设备的功能不再单一，电气结构也更为复杂。 为了满足应用功能的升级，设计者一方面采用更强大的嵌入式处理器，如32位、64位RISC芯片或数字信号处理器（DSP）增强处理能力；同时还采用实时多任务编程技术和交叉开发工具技术来控制功能复杂性，简化应用程序设计、保障软件质量和缩短开发周期。 应用程序与 操作系统的接口 操作系统与 硬件的接口 嵌入式系统应用 嵌入式 实时操作系统 嵌入式系统 硬件平台 嵌入式系统是将嵌入了软件的计算机硬件作为其最重要