第一章 嵌入式硬件概述.pptx

第一章 嵌入式硬件系统概述计算机学院 刘双虎 2012年春课件密码：informationEmail:liushuanghu@主要内容1 嵌入式系统的应用领域 2 嵌入式系统的特点 3 嵌入式硬件系统的组成 4 嵌入式微处理器概述 5 主流的嵌入式微处理器 6 嵌入式系统的发展趋势 1 嵌入式系统的应用领域从定义说起 维基百科(Wikipedia): “An embedded system is a computer system designed to perform one or a few dedicated functions often with real-time computing constraints.”嵌入式系统是以应用为中心、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。它是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。 1 嵌入式系统的应用领域通用计算机与嵌入式系统对比 特征通用计算机嵌入式系统形式和类型“看得见”的计算机。按其体系结构、运算速度和结构规模等因素分为大、中、小型机和微机。“看不见”的计算机。形式多样，应用领域广泛，一般按应用分类。组成通用处理器、标准总线和外设。软件和硬件相对独立。面向应用的嵌入式微处理器，总线和外部接口多集成在处理器内部。软件与硬件是紧密集成在一起的。开发方式开发平台和运行平台都是通用计算机采用交叉开发方式，开发平台一般是通用计算机，运行平台是嵌入式系统。二次开发性应用程序可重新编制一般不能再编程发展目标变为功能电脑，普遍进入社会变为专用电脑，实现“普及计算”（Pervasive Computing）。1 嵌入式系统的应用领域嵌入式系统广泛地应用于消费电子、通信、汽车、国防、航空航天、工业控制、仪表、办公自动化等领域。据欧盟统计： 2003年全球大概有80亿片嵌入式微处理器，到2010年，预计会达到160亿片，地球上的人平均拥有3个嵌入式微处理器 在航空电子中，嵌入式软件的开发成本占整个飞机研制成本的50%；对于汽车工业，汽车电子在整车价值中的比例逐年提高，将从1997年的20%提升到2010年的33-40%； 消费电子数量越来越大，据预测，到2010年，仅数字家庭在美国的销售额就将达到2000亿欧元。 1 嵌入式系统的应用领域在消费电子领域：随着技术的发展，消费电子产品正向数字化和网络化方向发展；高清晰度数字电视将代替传统的模拟电视；数码相机将代替传统的胶片相机；固定电话今后会被IP电话所替代；各种家用电器（电视机、冰箱、微波炉、电话等）将通过家庭通信、控制中心与Internet连接，实现远程控制、信息交互、网上娱乐、远程医疗和远程教育等。转变为智能网络家电，还可以实现远程医疗，远程教育等。 1 嵌入式系统的应用领域在通信领域：大量应用嵌入式系统，主要包括程控交换机、路由器、IP交换机、传输设备等；据预测，由于互联的需要，特别是宽带网络的发展，将会出现各种网络设备如：ADSL Modem/Router等，其数将远远高于传统的网络设备；它们基于32位的嵌入式系统、价格低廉，将为企业、家庭提供更为廉价的、方便的、多样的网络方案。就宽带上网的网络设备ADSL Router而言，国外现在每月需要600K的数量。 1 嵌入式系统的应用领域在工控、汽车电子、仿真、医疗仪器等领域：随着工业、汽车、医疗卫生等各部门对智能控制需求的不断增长，需要对设备进行智能化、数字化改造，为嵌入式系统提供了很大的市场；就汽车电子系统而言，目前的大多数高档轿车每辆拥有约50个嵌入式微处理器。如BMW 7系列轿车，则平均安装有63个嵌入式微处理器；据预测，21世纪初美国接入Internet的汽车将有一亿辆。IC Insights报道2001年车载计算系统的市场规模是30亿美元，而2004年达到46亿美元，这些系统将成为所有新型轿车的标准设备。 1 嵌入式系统的应用领域嵌入式计算机系统的应用示例－汽车电子控制系统 主要内容1 嵌入式系统的应用领域 2 嵌入式系统的特点 3 嵌入式硬件系统的组成 4 嵌入式微处理器概述 5 主流的嵌入式微处理器 6 嵌入式系统的发展趋势 2 嵌入式系统的特点嵌入式系统通常是形式多样、面向特定应用的 嵌入式系统得到多种类型的处理器和处理器体系结构的支持 嵌入式系统通常极其关注成本 嵌入式系统有实时性和可靠性的要求 嵌入式系统使用的操作系统一般是适应多种处理器、可剪裁、轻量型、实时可靠、可固化的嵌入式操作系统嵌入式系统开发需要专门工具和特殊方法 形式多样、面向特定应用一般用于特定的任务，其硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，而通用计算机则是一个通用的计算平台