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第1章 嵌入式系统概述 1.1 嵌入式系统 1.2 嵌入式处理器 分类 1.3 嵌入式操作系统 1.3.1 简介 实时操作系统的特点 实时操作系统的特点 实时操作系统的特点 使用实时操作系统的必要性 实时操作系统的优缺点 1.3.2 常见的嵌入式操作系统 常见的嵌入式操作系统——Win CE 常见的嵌入式操作系统——VxWorks 常见的嵌入式操作系统——μC/OS-II * 1.1 嵌入式系统 1.2 嵌入式处理器 1.3 嵌入式操作系统 概述: 由于嵌入式系统的诞生,现代计算机领域中出现了通用计算机与嵌入式计算机的两大分支。 通用计算机:按照高速、海量的技术发展; 嵌入式计算机系统:则为满足对象系统嵌入式智能化控制要求发展。 经过几十年的发展,嵌入式系统已经在很大程度改变了人们的生活、工作和娱乐方式,而且这些改变还在加速。例如,MP3、数码相机与打印机就有很大的不同。汽车中更是具有多个嵌入式系统,使汽车更轻快、更干净、更容易驾驶。 现实中的嵌入式系统 1.1 嵌入式系统 嵌入式系统的定义 嵌入式系统可以定义为:“嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统” 。 随着网络、通信时代的到来,不少嵌入式系统形成了一些独立的应用产品,如手机、PDA、MP3、数码伴侣等,这些产品没有像电视机、电冰箱、空调、洗衣机、汽车等那样明显的嵌入对象,这时嵌入式系统定义中的“嵌入到对象体系中”含义,可以广义地理解成“內嵌有计算机”的含义。 1.1 嵌入式系统 嵌入式系统的特点 按照嵌入式系统的定义,嵌入式系统有3个基本特点,即“嵌入性”、“专用性”与“计算机”: 嵌入性-专指计算机嵌入到对象体系中,实现对象体系的智能控制。 专用性-是指在满足对象控制要求及环境要求下的软、硬件裁剪性。 计算机-是对象系统智能化控制的根本保证,能实现对象系统的计算机智能化控制能力。 1.1 嵌入式系统 嵌入式系统的相关技术 嵌入式系统应是计算机的一个重要分支。但是,作为一个重要的计算机工具,有不断完善的基础技术与在各个领域中的应用技术,并且依靠着多学科,如计算机学科、电子技术学科、微电子学科、集成电路设计等的交叉与综合。 1.1 嵌入式系统 嵌入式系统的技术前沿 目前,无论是嵌入式系统基础器件、开发手段,还是应用对象,都有了很大变化。无论是未来从事8位、16位、32位的嵌入式系统应用,都应该了解嵌入式系统的技术前沿。这些技术前沿体现了嵌入式系统应用的一些基本观念,它们是:基于集成开发环境的应用开发、应用系统的用户SoC设计、操作系统的普遍应用、普遍的网络接入、先进的电源技术以及多处理器SoC技术。 1.1 嵌入式系统 嵌入式系统示例 ——汽车控制系统 1.1 嵌入式系统 马达 控制器 车灯 尾灯控制系统 后车门控制系统 前车门控制系统 座椅控制系统 发动器控制系统 所有的控制系统都是一个完整的嵌入式系统 嵌入式系统示例 ——汽车控制系统 1.1 嵌入式系统 嵌入式系统的未来 早在1990年之前,嵌入式系统通常是很简单的且具有很长的产品生命周期的自主设备。近些年来,嵌入式工业经历了巨大的变革。 产品市场窗口现在预计翻番的周期狂热到6~9个月; 全球重新定义市场的机会和膨胀的应用空间; 互联网现在是一个需求而不是辅助性的,包括用有线和刚刚显露头角的无线技术; 基于电子的产品更复杂化; 互联嵌入式系统产生新的依赖网络基础设施的应用; 微处理器的处理能力按莫尔定律(Moore’s L aw)预计的速度在增加。该定律认为集成电路和晶体管个数每18个月翻一番。 1.1 嵌入式系统 简介 早期的嵌入式系统通常使用普通个人计算机,如PC中的通用处理器。近年来,随着大量先进的微处理器制造技术的发展,越来越多的嵌入式系统用嵌入式处理器建造,而不是用通用目的的处理器。 这些嵌入式处理器可以大致分为以下几类: 注重嵌入式处理器的尺寸、能耗和价格。应用于PDA等不注重计算的设备; 注重嵌入式处理器的性能。应用于路由器等计算密集型的设备; 注重嵌入式处理器的性能、尺寸、能耗和价格。应用于蜂窝电话等设备。 嵌入式处理器可以分为以下几大类: 嵌入式微处理器 嵌入式微控制器 嵌入式DSP处理器 嵌入式片上系统(SOC) 1.2 嵌入式处理器 嵌入式微处理器 CPU ROM RAM 外设1 外设2 单板计算机 1.2 嵌入式处理器 嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。在应用中,将微处理器装配在专门设计的电路板上,只保留和嵌入式应用有关的母板功能,这样可以大幅
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