嵌入式系统原理11C（副本）.ppt

嵌入式系统原理及应用 物理与电子技术学院 姜春华 课程设置的必要性 1、应用需求日趋复杂 2、微处理器技术长足发展 3、嵌入式软件技术成为核心 课程涉及的主要内容 1、阐述嵌入式系统的要素 2、介绍嵌入式系统软硬件设计基础 3、介绍嵌入式系统必威体育精装版设计理念 4、项目开发流程与实验 第一章嵌入式系统概述 1、嵌入式系统的定义 2、嵌入式系统的分类 3、嵌入式系统的重要特征 4、嵌入式系统的应用领域 5、嵌入式发展历史 嵌入式系统无处不在 1、嵌入式系统的定义 1、根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义： 嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（原文为devices used to control, monitor, or assist the operation ofequipment, machinery or plants） 嵌入式系统的定义 目前，对嵌入式系统的定义多种多样，但没有一种定义是全面的。下面给出两种比较合理定义： 从技术的角度定义：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。 从系统的角度定义：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。术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统中的一个完整的部分，称为嵌入的系统。嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统。 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、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 一般由以下几部分组成:?? 嵌入式微处理器 外围硬件设备 嵌入式操作系统 特定的应用程序 广义定义 嵌入在电子设备内部的计算系统 任何包含一个或多个专用的计算机、微处理器或微控制器的电子设备 能执行特定功能的计算机硬件和软件的结合体 广义定义:任何一个非计算机的计算系统 什么是嵌入式系统 嵌入在电子设备内部的计算系统 任何包含一个或多个专用的计算机、微处理器或微控制器的电子设备 能执行特定功能的计算机硬件和软件的结合体 软件巨头微软在2002年将嵌入式系统定义为完成某一特定功能、或是使用某一特定嵌入式应用软件的计算机或计算装置。 广义定义:任何一个非计算机的计算系统 2、嵌入式系统的分类 1、按嵌入形式分：（硬件范畴） 芯片级嵌入（含程序或算法的处理器） 模块级嵌入（系统中的某个核心模块） 系统级嵌入 2、按实时性要求分：（软件范畴） 非实时系统（PDA） 软实时系统（消费类产品） 硬实时系统（导引头等工业和军工系统） 3、嵌入式系统的几个重要特征 （1）、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。 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。 嵌入式系统的几个重要特征 （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，这种修改和通用软件的“升级”是完全不同的概念。 嵌入式系统的几个重要特征 （3）、系统精简 嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能设计及实现上过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。 （4）、高实时性OS 高实时性OS是嵌入式软件的基本要求，而且软件要求固态存储，以提高速度。软件代码要求高质量和高可靠性、实时性。 4、嵌入式系统的应用领域 嵌入式系统的应用领域 嵌入式系统的产品 网络设备:交换机、路由器,MODEM?? 消费电子:手机、MP3、PDA 、可视电话、电视机顶盒、数字电视、数码照相机、数码摄像机、信息家电?? 办公设备:打印机、传真机、扫描仪?? 汽车电子:ABS(防死锁刹车系统)、供油喷射控制系统、车载GPS。 工业控制:各种自动控制设备 我们正步入一个崭新的“数字世界” 5、嵌入式系统的历史 20 世纪70 年代：单片机出现 嵌入式系统最初的应用是基于单片机。汽车，工业机器，通信装置等成千上万种产品通过内嵌电子装置获得更佳的使用性能。 20 世纪80 年代：嵌入式操作系统出现 商业嵌入式实时内核包含传统操作系统的特征，使得开发周期缩短，成本降低，效率提高促使嵌入式系统有了更为广阔的应用空间。 5、嵌入式系统的历史 从上世纪80年代