嵌入式系统概述(嵌入式linux开发课件).ppt

嵌入式系统概论 嵌入式系统概述 嵌入式系统的基本知识 嵌入式系统的设计原则及方法 1.1什么是嵌入式系统 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，且软硬件可裁减，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它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 1.2嵌入式系统的特点 特点： ??应用的特定性和广泛性 ??技术、知识、资金的密集性 ??高效性 ??较长的生命周期 ??高可靠性 ??软硬一体，软件为主 ??无自举开发能力 1.3嵌入式系统与PC的不同 一般专用于特定的任务，而PC是一个通用计算机。 使用多种类型的处理器和处理器体系结构。 及其关注成本 有实时约束 使用实时多任务操作系统 软件故障造成的后果比PC系统更严重 大多有功耗约束 经常在极端的环境下运行 系统资源比PC少的多 通常所有的目标代码存放在ROM中 需要专用工具和方法进行开发设计 嵌入式系统的数量远远超过PC 1.4嵌入式系统的应用领域 1.4嵌入式系统的应用领域 1.5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” 1.6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。 20 世纪90 年代：实时多任务操作系统 软件规模的不断上升，对实时性要求的提高，使得实时内核逐步发展为实时多任务操作系统，并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流。 1.7巨大的市场 计算机应用的普及、互联网技术的实用以及纳米微电子技术的突破，正有力推动着21 世纪工业生产，商业活动科学试验和家庭生活等领域自动化和信息化进程。 嵌入式产品的巨大商机－－全过程自动化产品制造、大范围电子商务活动、高度协同科学实验以及现代化家庭起居。 你接触的每一样东西将装有芯片和嵌入式软件。 1.8创新的机遇 通用计算机产业是垄断的。 嵌入式系统与技术是一个分散的工业，充满竞争、机遇与创新。 没有哪一个系列的处理器和操作系统能够垄断全部市场即便在体系结构上存在着主流，但各不相同的应用领域决定了不可能有少数公司，少数产品垄断全部市场。因此嵌入式系统领域的产品和技术，必然是高度分散的，留给各个行业的中小规模高技术公司的创新余地很大。 2.嵌入式系统的基本结构 嵌入式系统的构架 嵌入式微处理器 嵌入式操作系统 启动程序BootLoader介绍 2.1嵌入式系统的构架 2.2嵌入式系统的硬件基本结构 2.3嵌入式处理器 支持实时多任务. 较短的中断响应时间 存储区保护功能 可扩展的处理器结构 较低的功耗 2.3.1嵌入式微处理器 特点: 功能和微处理器基本一样,是具有32位以上的处理器,具有较高的性能. 具有体积小,功耗少,成本低,可靠性高的特点.?? 有的可提供工业级应用. 流行的嵌入式微处理器:?? ARM/Strong (ARM公司)?? PowerPC (MOTOROL公司)?? 68000 (MOTOROL公司)?? MIPS(MIPS公司) MIPS处理器 MIPS技术公司是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商。在RISC处理器方面占有重要地位。 MIPS的意思是“无内锁流水段微处理器”（Microprocessor without interlocked piped stages），最早是在80年代初期由美国斯坦福大学Hennessy教授领导的研究小组研制出来的。 1986年推出R2000处理器，1988年推出R3000处理器，1991年推出第一款64位商用微处理器R4000。之后，又陆续推出R8000（于1994年）、R10000（于1996年）和R12000（于1997年）等型号。之后，MIPS公司的战略发生变化 MIPS处理器 此外，24K微架构能符合各种新兴的服务趋势，为宽频存取以及还在不断发展的网络基础设施、通讯协议提供软件可编程的弹性。 在嵌入式方面，MIPS 系列微处理器是目前仅次于ARM的用得最多的处理器之一（1999年以前MIPS是世界上用得最多的处理器），其应用领域覆盖游戏机、路由器、激光打印机