第一章嵌入式系统概况.ppt

第一章 嵌入式系统概况 本章内容 1.1、嵌入式系统的定义 1. 概述 嵌入式系统是将计算机硬件和软件结合起来构成的一个专门的装置，这个装置可以完成一些特定的功能和任务，能够在没有人工干预的情况下独立地进行实时监测和控制。 另外，由于被嵌入对象的体系结构、应用环境不同，所以各个嵌入式系统也可以由各种不同的结构组成。 2. 发展历史 嵌入式系统已有近40年的历史，它是以硬件和软件交替双螺旋式发展的。 1971年第一款微处理器是Intel的4004 20世纪80年代初，Intel研制成功了MCS8051系列单片机。 1981年世界上第一个商业嵌入式实时内核（VTRX32）诞生（包含许多操作系统的特征，如任务管理、任务间通信、同步与互斥、中断支持、内存管理等功能。） 3.IEEE定义 IEEE(国际电气和电子工程师协会)定义原文：devices used to control,monitor,or assist the operation of equipment,machinery or plants. 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”。可以看出，此定义是从应用上考虑的，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机电等附属装置。 4. 一般定义 “以应用为中心，以计算机技术为基础，软件、硬件可裁减，功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统本身是一个相对模糊的定义。一个手持的MP3、MP4和一个PC104小型工控机都可以认为是嵌入式系统。 总之，嵌入式系统采用“量体裁衣”的方式把所需的功能嵌入到各种应用系统中。 1.2、嵌入式技术的应用领域及发展趋势 1.2.1 嵌入式技术的现状 随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式技术也将获得广阔和发展空间。美国著名学者尼葛洛庞帝1999年1月访华时预言，4至5年后嵌入式智能工具将是PC和Internet网络之后最伟大的发明。 在硬件方面，市场上不仅有各大公司生产的各种微处理器芯片,还有用于学习和进行研发的各种配套的软件开发包和开发工具。目前，嵌入式底层系统和硬件平台已经相对比较成熟，实现各种功能的芯片应有尽有，巨大的市场需求给我们提供了学习嵌入式技术的机遇。 1.2.1 嵌入式技术的现状 在软件方面，也有相当多的成熟软件系统。国外的嵌入式操作系统有Windows CE、Linux、ucOS、VxWorks等。我国自主开发的嵌入式系统软件产品，如科银京城（CoreTek）公司的DeltaSystem开发平台，中科院推出的Hopen嵌入式操作系统。 嵌入式系统技术的发展，大致经历了以下四个阶段：无操作系统阶段，如单片机；简单操作系统阶段，如Power PC；实时操作系统阶段，如DSP；面向Internet阶段。 1.2.2 嵌入式技术的应用领域 嵌入式技术可应用在：工业控制；交通管理；信息家电；家庭智能管理；网络及电子商务；环境监测；机器人等领域。 在工业和服务领域中，大量嵌入式技术也已经应用于工业控制、数控机床、智能工具、工业机器人、服务机器人等各个行业，正在逐渐改变着传统的工业生产和服务方式。例如，飞机的电子设备、城市地铁购票系统等都可应用嵌入式系统来实现。嵌入式系统的应用领域如下图所示。 嵌入式系统的应用领域示意图 一些典型的嵌入式系统应用实例 3. 其他方面的应用举例 ARM技术的IP（知识产权）在许多领域已经取得了很大的成功。 比如，目前绝大部分的无线设备（如手机等）和PDA之类的无线设备中都采用了嵌入式技术。在数字音频播放器、数字机顶盒和游戏机中也得到了更广泛的应用。典型的嵌入式系统应用实例如下图所示： 典型的嵌入式系统应用实例 嵌入式系统的具体应用 家用方面：数字电视、信息家电、智能玩具、手持通讯、存储设备的核心。 嵌入式系统的具体应用 家庭智能管理系统：社区建筑的水、电、煤气表的远程自动抄表，安全防火、防盗系统，远程点菜器等。 嵌入式系统的具体应用 社会发展方面：嵌入式Internet应用 嵌入式系统的具体应用 汽车电子：汽车电子产品（18个嵌入式控制模块）——CAN总线网络。 嵌入式系统的具体应用 智能玩具与机器人 嵌入式系统的具体应用 智能机器鱼技术研究 嵌入式系统的具体应用 仿人型机器人 基于Win CE的移动机器人平台 嵌入式系统的具体应用 军事侦察 嵌入式系统的具体应用