第一章嵌入式系统概述详解.pptVIP

第一章嵌入式系统概述 内容介绍 1.1 嵌入式系统简介 1.2 嵌入式系统的组成 1.3 嵌入式处理器 1.4 嵌入式操作系统 1.5 嵌入式系统的现状与发展趋势(阅读) 1.6 嵌入式系统的设计方法 1.1 嵌入式系统简介 1.1.1 嵌入式系统的定义 1.1.2 嵌入式系统的特点 1.1.3 嵌入式系统的应用领域 1.1.1 嵌入式系统的定义 1.1.1 嵌入式系统的定义 根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义： 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” devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants 1.1.1 嵌入式系统的定义 1.1.1 嵌入式系统的定义 目前国内一个普遍被认同的定义是： 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。 1.1.1 嵌入式系统的定义 手机的例子 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。 1.1.2 嵌入式系统的特点 嵌入式系统通常是面向特定应用的。 嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计 实时操作系统支持 具有较长的生命周期 嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不存储于磁盘等载体中 专门开发工具支持 1.1.2 嵌入式系统的特点 嵌入式系统与单片机的区别 实时嵌入式操作系统 嵌入式系统与通用计算机的区别 专用性、体积、功耗、固化的程序 1.1.3 嵌入式系统的应用领域 1.2 嵌入式系统的组成 硬件 处理器是系统的运算核心；存储器(ROM、RAM)用来保存可执行代码，以及中间结果；输入输出设备完成与系统外部的信息交换；其他部分辅助系统完成功能。 实时操作系统(RTOS) 该系统用来管理硬件资源和应用软件，并提供一种机制，使得处理器分时地执行各个任务并完成一定的时限要求。 应用软件 应用软件是完成系统功能的主要软件，它可以由单独的一个任务来实现，也可以由多个并行的任务来实现。 1.2 嵌入式系统的组成 嵌入式系统中的最小系统 实例—硬盘MP3 1.2 嵌入式系统的组成 1.3 嵌入式处理器 1.3.1 嵌入式处理器的分类 1.3.2 嵌入式处理器的选型原则 1.3.1 嵌入式处理器的分类 1.3.1 嵌入式处理器的分类 但是从应用的角度来划分，嵌入式处理器包含了下面几种类型 嵌入式微处理器 嵌入式微控制器 嵌入式DSP 嵌入式片上系统 1.3.1 嵌入式处理器的分类 嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit，EMPU) 嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。 仅具有最基本的计算功能。 嵌入式处理器目前主要有PowerPC、68000、MIPS、ARM系列等。 1.3.1 嵌入式处理器的分类 嵌入式微控制器(Microcontroller Unit，MCU) 嵌入式微控制器又称单片机，就是将整个计算机系统集成到一块芯片中。 嵌入式微控制器一般以某一种微处理器内核为核心，芯片内部集成ROM、RAM、总线逻辑、定时器等各种必要的功能模块。 1.3.1 嵌入式处理器的分类 嵌入式DSP (Embedded Digital Signal Processor, EDSP) DSP对系统结构和指令进行了特殊设计，使其适合于执行DSP算法，编译效率较高，指令执行速度也较高。 在数字滤波、FFT、频谱分析等方面，DSP算法正在大量进入嵌入式领域。 1.3.1 嵌入式处理器的分类 嵌入式片上系统(System On Chip) 随着VLSI设计的普及和半导体工艺的迅速发展，可以在一块硅片上实现一个更为复杂的系统，这就是SOC。 整个嵌入式系统大部分都可以集成到一块芯片中去．应用系统的电路板将变得很简洁，这将有利于减小体积和功耗，提高系统的可靠性。 1.3.2 嵌入式处理器的选型原则 CPU的处理速度 技术指标（寄存器，集成模块等） 处理器的功耗 处理器的软件支持工具 处理器是否内置调试工具 处理器供应商是否提供评估板 1.4 嵌入式操作系统 操作系统的基本思想是隐藏底层不同硬件的差异，向在其上运行的应用程序提供一个同一个调用接口。 应用程序通过这一接口实现对硬件的使用和控制，不必考虑不同硬件操作方式的差异。 操作系统主要完成三项任务：内存管理、多任务管理和外围设备管理 1.4 嵌入式操作系统 嵌入式操作系统的特点 强稳定性，弱交互性：嵌入式系统一旦开始运行就不需要用户过多的干预，负责系统管理的嵌入式操作系统