嵌入式系统讲座概述.ppt

嵌入式系统;一、什么是嵌入式系统;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”（原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。 “以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。”;1 定义;而嵌入式系统，是指最初以控制为主要应用目的的一类计算机，单片机就是典型的嵌入式系统，嵌入式系统较之开放式系统有更加广阔的应用途径，目前，它不仅在控制领域，在便携式系统、PDA系统中也得了应用，它有以下特点： 1。应用目标追求的是性能够用既可，以便节省成本。 2。它直接服务于某个系统或者某个设备，通过提高该系统或设备的性能，从而为人间接服务，如带电脑的微波炉、智能玩具、智能仪表等。 3。具有嵌入的特点，所以，体积、功耗有严格的要求，体积、功耗指标甚至影响到具体嵌入式计算机系统开发是否成功。 4。它的开发特点是硬件组成的标准化，以便节省成本，而软件开发的多样化，以便满足控制目标或者用户的多样化要求;2 嵌入式应用;普通嵌入式设备或产品;;高端嵌入式系统应用的产品;汽车电子系统模块的布局;动力传动系统的综合控制（PCM）－－发动机管理系统和自动变速器控制系统的控制集成 制动控制系统－－制动防抱死控制系统（ABS）、牵引力控制系统（TCS）和驱动防滑控制系统（ASR）综合的综合控制系统 形成一体化底盘控制系统（UCC）。 通过中央底盘控制器，将制动、悬架、转向、动力传动等控制系统通过总线进行连接。控制器通过复杂的控制运算，对各子系统进行协调，将车辆行驶性能控制到最佳水平，;嵌入式系统的网络应用;3 走向独立的嵌入式系统技术发展历程;初期探索期;独立发展期;特征;二、嵌入式系统的支柱学科;1微电子学科;1）数字电路高度集成化（数干门到数干万门） 2）模拟电路/数字电路混合集成 3）软、硬件结合 4）以IP（Intellectual Property－－ Silicon Intellectual Property ）为基础的知识与知识行为的集成 ;电子技术学科;计算机学科;应用对象学科;学科之间的关系;三、嵌入式系统的开发;1 嵌入式开发特点、方式;PC与目标机之间的宿主关系;开发环境;调试架构;调试主机一般是一台运行调试软件的计算机，运行有ARM公司或者第三方提供的调试软件。常用的软件有ADS中的AXD、Linux下的arm-elf-gdb等。通过这些软件，调试主机可以发出一些高层的调试命令，例如，设置断点、访问内存等。 协议转换器负责转换Debug主控端发出的高级ARM调试命令，将其转换为底层的ARM JTAG调试命令和ARM内核通信的JTAG命令。调试主机和协议转换器之间的介质接口有很多种，比如，以太网、并口、USB和RS-232等。典型的协议转换器是ARM公司提供的Multi-ICE。 调试目标机一般是指基于ARM920T内核MCU的目标开发板。经过协议转换器进行命令解释，主机上运行的调试软件就可以通过JTAG接口直接与ARM920T内核通信。通过插入特定ARM/THUMB指令，可以检查、保存或者改变内核和系统的状态。 整个调试系统包括集成调试环境和硬件仿真器，它们组成了一个类似于“客户机-服务器”模型的系统。服务器端把所有硬件封装起来，给客户端只提供一个虚拟的处理器接口。由于客户端的调试工具软件通过一个动态链接库与服务器相连，所以服务器一侧的硬件和客户端的调试工具软件是相互独立的。在同一个动态链接库的基础上，双方可以各自升级或替换，同样也方便了用户选择不同的仿真器和调试软件来组合成自己的调试平台。一个具体的调试程序应该能够支持许多不同的链接库，不同的链接库又能够提供不同的功能调用。如图3.16所示，以ADS工具包为例，“ARMulate.dll”提供了一个软ARM内核，用做程序的逻辑验证。若要与Multi-ICE Server程序连接在一起进行实时仿真，则只要调入“MultiICE.dll”就可以了。该动态库文件在Multi-ICE Server的安装目录下可以找到。;开发特点 1）目标机(Target)可以是嵌入式应用软件的实际运行环境，当然也可以是替代实际环境的仿真系统（如软件模拟器AXD，或软、硬件模拟器Protues等）。 2）宿主机(Host)通过串口、网络连接或调试接口(如JTAG仿真器)与目标机通信。宿主机的软硬件资源比较丰富，其操作系统可以是Windows或者Linux，其上用于开发程序的那套软件工具，通常为编译系统、或叫作开发系统。 （如Kei