《嵌入式系统概述》课件.ppt

嵌入式系统概述嵌入式系统是将计算机系统嵌入到其他设备中，实现特定功能的系统。

嵌入式系统的定义专用性专门用于某一特定应用，例如智能手机、汽车导航系统、工业控制设备等。资源受限拥有有限的存储空间、处理能力、功耗和成本。实时性需要在特定时间内对事件做出响应，例如汽车安全系统、工业控制系统。

嵌入式系统的特点专用性针对特定应用场景设计，性能优异。实时性快速响应外部事件，满足实时性需求。可靠性稳定运行，保证系统正常工作。

嵌入式系统的硬件组成1处理器嵌入式系统通常使用专用处理器，例如微控制器或微处理器，这些处理器针对特定应用进行了优化。2存储器存储器包括ROM（只读存储器）用于存储引导程序和固件，以及RAM（随机存取存储器）用于存储程序和数据。3输入输出设备输入输出设备包括传感器、执行器、显示器、键盘、按钮等，用于与外部世界进行交互。

处理器1中央处理单元(CPU)负责执行指令，控制整个系统的运行。2微处理器(MCU)集成CPU、存储器和外设，用于嵌入式系统。3数字信号处理器(DSP)专用于处理数字信号，例如音频、图像和视频。

存储器存储器概述存储器用于存储数据和程序。在嵌入式系统中，存储器通常分为两种类型：ROM和RAM。ROM只读存储器(ROM)，存储数据不可更改，主要用于存储系统引导程序、固件和基本软件。RAM随机存取存储器(RAM)，可以读写数据，用于存储运行程序和临时数据。

输入输出设备键盘键盘是用户输入文本和指令的主要途径，为用户提供与系统交互的便捷方式。鼠标鼠标提供精确的指针控制，使用户能够轻松地选择、移动和操作屏幕上的对象。显示器显示器用于显示系统输出的图形和文本信息，呈现用户界面和应用程序内容。

嵌入式系统的软件组成1应用程序用户可见的功能实现2驱动程序硬件和软件的接口3操作系统管理系统资源

操作系统管理资源操作系统负责管理计算机系统中的硬件和软件资源，例如内存、处理器、外设等。提供接口操作系统为用户提供了一个统一的接口，方便用户使用计算机系统。运行应用程序操作系统负责创建和管理进程，为应用程序提供运行环境。

应用程序用户界面应用程序是嵌入式系统与用户交互的主要方式，提供友好的图形界面或命令行界面。功能实现应用程序负责实现嵌入式系统所需的功能，例如数据采集、控制、通信等。特定任务嵌入式应用程序通常专注于执行特定任务，例如控制电机、处理传感器数据或管理网络连接。

驱动程序硬件桥梁连接操作系统和硬件设备。设备控制提供访问和控制硬件的功能。

嵌入式系统的设计过程需求分析明确系统功能、性能要求和资源约束。硬件设计选择合适的处理器、存储器、外设等。软件设计编写操作系统、驱动程序和应用软件。集成调试将硬件和软件整合，并进行测试和调试。

需求分析明确目标确定系统功能、性能和可靠性等方面的要求。用户需求了解用户需求和预期用途，并将其转化为具体的技术指标。系统约束考虑硬件资源、软件平台、成本预算等方面的限制条件。

硬件设计选择合适的处理器、内存、存储器等关键组件。设计电路板布局，并进行必要的信号完整性和电磁兼容性测试。使用硬件设计工具，如EDA软件，进行原理图设计、PCB设计和仿真。

软件设计系统架构设计确定系统的整体结构和各个模块之间的关系，并选择合适的软件架构模式。模块设计将系统划分为多个功能模块，并设计每个模块的接口和功能实现。代码编写根据模块设计文档编写代码，并进行代码测试和调试。软件测试对软件进行全面测试，以确保软件的质量和可靠性。

集成调试将软件模块与硬件平台集成。识别并修复系统中的错误。验证系统性能符合要求。

嵌入式系统的典型应用领域1工业控制自动化生产线，机器人控制2消费电子智能手机，平板电脑，智能手表3交通运输汽车电子，航空航天4医疗健康医疗设备，健康监测

工业控制自动化生产嵌入式系统在工厂自动化、机器人控制等方面发挥关键作用，提高生产效率和产品质量。过程控制应用于化工、冶金等领域，对生产过程进行实时监测和控制，确保安全稳定运行。能源管理嵌入式系统在智能电网、能源监控等领域，实现高效节能和可靠供电。

消费电子智能手机移动计算、通信和娱乐的中心。平板电脑便携式媒体消费和轻量级计算的理想选择。可穿戴设备健身追踪器、智能手表等，扩展了个人科技体验。

交通运输车辆导航嵌入式系统在汽车导航系统中发挥着重要作用，提供路线规划、实时交通信息和语音引导等功能。自动驾驶自动驾驶汽车依赖于嵌入式系统来处理传感器数据、控制车辆行驶和做出决策。交通管理嵌入式系统用于交通信号灯控制、车流量监测和交通信息收集，优化交通流量并提高道路安全性。

医疗健康医疗设备嵌入式系统在医疗设备中发挥着关键作用，例如心电图机、呼吸机和影像设备等。医疗诊断嵌入式系统可以帮助医生进行诊断，例如通过分析患者数据，提供诊断建议和预测。远程医疗嵌入式系