嵌入式系统的计设基本.ppt

第1章 嵌入式系统设计基础;1.1 嵌入式系统简介;什么是嵌入式系统（Embedded System）？;由上述可知，嵌入式系统是计算机软件与硬件的综合体，整个综合体的设计目的在于满足某种特殊功能，并应用于各类具体的应用系统中，例如，实验仪器、办公设备、医疗设备甚至航天设备，等等。 由于对嵌入式系统含义的理解因人而异，所以不同的书籍对嵌入式系统的定义也不尽相同。下面给出了一些文献中对嵌入式系统的定义： “Computer as Components – Principles of Embedded Computing System Design”一书的作者Wayne Wolf认为：“什么是嵌入式计算系统？如果不严格地定义，它是任何一个包含可编程计算机的设备，但是它本身却不是一个通用计算机。” “Embedded Microcontrollers”一书的作者Todd D. Morton认为：“嵌入式系统是一种电子系统，它包含微处理器或者微控制器，但是我们不认为它是计算机——计算机隐藏或者嵌入在系统中。” “Embedded Software Primer”一书的作者Davie E. Simon认为：“人们使用嵌入式系统这个术语，指的是隐藏在任一产品中的计算机系统。” “An Introduction to the Design of Small Scale Embedded System with example from PIC，80C51 and 68HC05/08 Microcontrollers”一书的作者Tim Wilmshurst认为：“嵌入式系统是这样一个系统，它的首要功能并不是计算，而是受嵌入其中的计算机控制的一个系统。‘嵌入’暗示了它存在于整个系统中，从外部观察不到，形成了更大整体的一个完整部分。” ;可以看出，虽然各种书籍对嵌入式系统的定义稍有差异，但是基本的思想和理解是相同的。我们可以从以下几个方面来理解嵌入式系统的含义： ? 嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，必须与具体应用相结合才会具有生命力。正因为与具体应用的紧密结合，嵌入式系统才具有很强的专用性。 ? 嵌入式系统将先进的半导体技术、计算机技术和电子技术，以及各个行业的具体应用相结合，是一个技术密集、资金密集、学科交叉和不断创新的知识集成系统。 ? 由于嵌入式系统必须根据应用需要对硬件和软件进行裁剪，以满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗的要求。 因此，嵌入式系统的开发难度比较大，技术门槛较高。比较好的开发模式是：首先建立相对通用的硬件和软件基础，然后针对具体的应用做最少量的软硬件改动。 由上述可以看出，嵌入式系统是一个外延极广的概念，凡是与产品结合在一起的、具有嵌入式系统特点的系统都可以称为嵌入式系统。;嵌入式系统的组成 ;嵌入式系统的关键在于结合系统硬件电路与其特定的软件，以达到系统运行性能成本的最高比。系统中硬件的设计包括微处理器及存储器电路的设计、网络功能设计、无线通信设计及接口电路设计，等等；而嵌入式软件则专门负责硬件电路的驱动、控制处理，以提升硬件产品的价值，是硬件产品不可或缺的重要部分，它常以固件（Firmware）的形式出现，如控制或驱动程序等。 由于嵌入式系统领域的硬件、软件种类繁多，产品研发需要适应多种不同硬件与软件的组合。为了克服多样化，现在的研发方式多以平台化设计（Platform-Based Design，PBD）为主。平台化设计的基本思路是，以某一种基础的硬件与软件参考设计（reference design）为平台，自行加上额外所需要的硬件与软件，以适应多样化的产品需求，而不必每款产品都从头设计。这种设计方式可以缩短研发进程，加速产品的上市时间。这样的参考设计平台大多会由微处理器制造公司提供，例如，Intel、三星、Motorola等厂商提供微处理器的参考设计电路，以及建议的外围设备布局，包括内存、基本I/O甚至包括LCD控制接口、IDE设备接口，等等，并且配合某一款操作系统，例如，Linux、WinCE，以及相应的软件源代码。将这样的组合包以授权的方式提供给产品开发厂商来开发产品，一般这样的组合包称为“板级支持包”（Board Support Package，BSP）。 由于嵌入式系统的硬件强调的不是执行速度而是功能稳定，因此硬件设计方面的技术瓶颈并不高；反而在软件组件方面，强调系统集成及友善的用户界面。随着网络与无线通信的发展需要，软件组件的发展更加重要。未来的软件开发将逐渐由现在的简易窗口与低速通信，向高速通信与多样化的用户界面发展。; 嵌入式系统的特点; 嵌入式系统的应用 ;嵌入式系统的发展 ;嵌入式系统起源于微型计算机时代，然而，由于微型计算机的体积、价位、可靠性都无法满足嵌入式应用的要求。