嵌入式系统导论-科学网—博客.PDF

普通高等教育“十一五”国家级规划教材 - 1 - 嵌入式系统及其应用 第第1章章 嵌入式系统导论嵌入式系统导论 第第 章章 嵌入式系统导论嵌入式系统导论 本章陈述嵌入式系统的基本概念，并通过对计算机发展历史的分析和对应社会时代需求 的变化来挖掘嵌入式领域的规律，最后介绍了嵌入式系统领域的典型供应商ARM 和 ST 的 产品。 1.1. 嵌入式系统——嵌入式系统——从部件到系统的集成从部件到系统的集成 嵌入式系统嵌入式系统————从部件到系统的集成从部件到系统的集成 1.1.1. 什么是嵌入式系统什么是嵌入式系统 什么是嵌入式系统什么是嵌入式系统 通用电子计算机自二十世纪 40 年代诞生之后，一直向着高性能和智能化两个方向发展， 但是在近二十年间特别是最近十年，借助于微电子技术、通信技术和感知测量技术的发展， 一个完整的计算机系统可以在更小的空间内实现，且仍能满足用户的需求，这使得计算机系 统的应用范围从传统的科学计算与信息处理进一步拓展到通信、娱乐、视讯、测量、控制、 国防、航空航天等各类应用，如图 1-1 常见嵌入式系统示例示，计算机系统设计的目标， 也由传统的以高性能为重偏向更加强调满足用户需求和资源约束的平衡设计。总结计算机领 域过去六十年的发展历史可以发现，计算机系统经过了专用-通用-再专用的螺旋式发展道 路，其中，今天嵌入式系统的广泛应用就是其“再专用”阶段的直接体现。 图 1-1 常见嵌入式系统示例 基于 Cortex-M3 内核和STM32F103 系列微控制器的系统设计与开发 样章草本（非最终版） 同济大学电子信息与工程学院 张伟 2010 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 - 2 - 嵌入式系统及其应用 但是，由于嵌入式系统技术与非计算机学科如电子、通信、传感与测量、控制等学科的 结合非常紧密，应用范围非常广泛，以至于很难给出一个严格的、公认的嵌入式系统定义， 这里我们给出一个比较全面合理的说明： 嵌入式系统是以应用为中心，嵌入式系统是以应用为中心，以现代计算机技术为基础以现代计算机技术为基础，，能够根据用户需求能够根据用户需求（（功能功能、、 嵌入式系统是以应用为中心嵌入式系统是以应用为中心，，以现代计算机技术为基础以现代计算机技术为基础，，能够根据用户需求能够根据用户需求 （（功能功能、、 可靠性、可靠性、成本成本、、体积体积、、功耗功耗、、环境等环境等））灵活裁剪软硬件模块的专用计算机系统灵活裁剪软硬件模块的专用计算机系统；； 可靠性可靠性、、成本成本、、体积体积、、功耗功耗、、环境等环境等））灵活裁剪软硬件模块的专用计算机系统灵活裁剪软硬件模块的专用计算机系统；； 在上述关于什么是嵌入式系统的说明中，有这样几个要点： 以应用为中心：强调嵌入式系统的目标是满足用户的特定需求，而不是像目前的 PC 机那样定位在通用信息处理。就绝大多数完整的嵌入式系统而言，用户打开电 源即可直接享用其功能，无需二次开发或仅需少量配置操作； 专用性：嵌入式系统的应用场合大多对可靠性、实时性有较高要求，这就决定了服 务于特定应用的专用系统是嵌入式系统的主流模式，它并不强调系统的通用性和可 扩展性，这与上个世纪 80 年代强调通用化的微型计算机技术在出发点上是根本不 同的。这种专用性通常也导致嵌入式系统是一个软硬件紧密集成的最终系统，因为 这样才能更有效的提高整个系统的可靠性并降低成本，并使之具有更好的用户体 验；