计算机控制技术第二章详解.ppt

2.3.1嵌入式系统的组成与特点 它一般由以下几部分组成:?? 1.嵌入式微处理器（硬件） 2.外围硬件设备（硬件） 3.嵌入式操作系统（软件） 4.特定的应用程序（软件） 嵌入式系统的硬件基本结构 嵌入式处理器 1 支持实时多任务. 较短的中断响应时间 存储区保护功能 可扩展的处理器结构 较低的功耗 分类： ★嵌入式微控制器（Microcontroller Unit） ★嵌入式DSP处理器EDSP(Embedded Digital Signal Processor) ★嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit) ★嵌入式片上系统SOC(System On Chip) ★嵌入式微处理器 特点: 1.功能和微处理器基本一样,是具有32位以上的处理器， 具有较高的性能. 2.具有体积小,功耗少,成本低,可靠性高的特点. ?? 3.有的可提供工业级应用. 4.流行的嵌入式微处理器:?? ARM/Strong (ARM公司)?? PowerPC (MOTOROL公司)?? 68000 (MOTOROL公司)?? MIPS(MIPS公司) ★嵌入式微控制器 嵌入式微控制器就是将整个计算机系统的主要硬件集成到一块芯片中,芯片内部集成ROM/EPROM,RAM,总线,总线逻辑,定时/计数器,Watchdog,I/O,串行口等各种必要功能和外设.其特点为:?? ?? 一个系列的微控制器具有多种衍生产品; 单片化,体积大大减小,功耗和成本降低,可靠性提高; 是目前嵌入式工业的主流,约占嵌入式系统70%的份额; 多是8位和16位处理器 流行的嵌入式微控制器 通用系列:8051,MCS251,MCS-96/196/296 半通用系列:支持I2C,CAN BUS,LCD及众多专用MCU和兼容系列 ★嵌入式DSP处理器 嵌入式DSP处理器有两个发展方向： 是嵌入式DSP处理器和嵌入式处理器经过单片化设计，片上增加丰富的外设成为具有高性能DSP功能的SoC； 是在通用微处理器、微控制器或SoC中增加DSP协处理器，例如Intel的MCS-296和Siemens的TriCore。 ?? ★嵌入式片上系统 成功实现了软硬件无缝结合，直接在处理器片内嵌入操作系统的代码模块。 外围设备 2 根据外围设备的功能可分为以下3类 存储器 外部设备接口 人机交互接口 存储器是嵌入式系统中存储数据和程序的功能部件，目前常见的存储设备按使用的存储器类型分为： 静态易失型存储器（RAM，SRAM）； 动态存储器（DRAM）； 非易失性存储器ROM（ROMEPROM，EEPROM，FLASH）； 硬盘、软盘、CD－ROM等。 ★存储器 ★外部设备接口（通信接口） 目前存在的所有计算机通信接口在嵌入式领域中都有其广泛的应用，应用最为广泛的接口设备包括 RS-232接口（串口UART） USB接口（通用串行总线接口） IrDA（Infra Red Data Association－红外线接口）、 SPI（串行外围设备接口）、 I2C、CAN总线接口、 蓝牙接口（Bluetooth） Ethernet（以太网接口）、 IEEE1394接口和通用可编程接口GPIO。 ★人机交互接口 嵌入式操作系统 3 按照对实时系统的定义,嵌入式系统可分为实时嵌入式系统与非实时嵌入式系统:?? 实时系统的定义：能够对外部事件做出及时响应的系统。响应时间要有保证。 对外部事件的响应包括 事件发生时要识别出来 在给定时间约束内必须输出结果 实时操作系统:VxWorks，WinCE 非实时操作系统:嵌入式Linux Vxworks: 美国WindRiver公司于1983年开发，具有可靠、实时、可裁减特性。 Windows CE:支持具有丰富应用程序和服务的32位嵌入式系统。主要系列：Windows CE3.0 Palm OS: Com公司产品，在PDA市场占据很大份额，具有开放的操作系统应用程序接口(API)，可让用户灵活方便地定制操作系统。 嵌入式Linux：近两年来，Linux在嵌入式领域异军突起，他的独特性，使其作为开发嵌入式产品的操作系统具备巨大的潜力。Linux具有一些独特的优势：层次结构及内核完全开放；强大的网络支持功能；具备一整套工具链；广泛的硬件支持特性。 应用软件 4 特定专业领域，基于相应的嵌入式硬件平台系列软件，特点如下： 软件固化存储 软件代码要求质量高、可靠性高 实时性 多任务 嵌入式系统特点 4 ??系统内核小 ??专用性