第一章嵌入式概述.pptVIP

嵌入式系统应用 《嵌入式系统应用》 教学目标： 着重培养学生的实际动手能力,尽可能减少繁琐的理论知识介绍，使学生能够较快掌握嵌入式系统基本工具的使用和具有应用技术项目开发经验。 本课程围绕基于arm+linux+GCC+C为课程主线，介绍嵌入式系统的基本概念，理解其设计方法，学会基本工具的使用和嵌入式编程技术。 学生基础：C语言，操作系统，单片机等。 课程内容与学时分配 （36学时） 1、嵌入式系统概述（第一、二章） 1，2学时 2、 Linux操作系统基础 2，4学时 3、嵌入式Linux程序设计基础 　 2，4学时 4、嵌入式系统开发环境的建立 　 2，4学时 5、嵌入式Linux文件与串口通信 2，4学时 6、嵌入式Linux网络应用开发 4学时 7、嵌入式设备驱动程序设计 2学时 8、嵌入式应用系统设计开发实例 2学时 9、课程设计 6学时 考核方式 考勤 　　 10% 实验 　　 30% 期中　　　　 20% 期末课程设计 40% 　　 要求掌握 什么是嵌入式系统？ 嵌入式系统的特点？ 嵌入式系统的组成？ 当前主流的嵌入式微处理器有哪些？ 当前主流的嵌入式实时操作系统有哪些？ 嵌入式系统设计的一般方法？ 嵌入式软件开发流程？ 嵌入式系统的一般定义 “嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件是可裁剪的，功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统” 二、嵌入式系统的特点 （1）操作系统内核小 由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。 比如ENEA公司的OSE分布式系统，内核只有5K，而Windows的内核则要大得多（window7 25MB） （２）专用性强 （３）系统精简 嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能设计及实现上过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。 （４）高实时性OS 这是嵌入式软件的基本要求，而且软件要求固态存储，以提高速度。软件代码要求高质量和高可靠性、实时性。 （5）嵌入式系统需要开发工具和环境 由于其本身不具备自主开发能力，即使设计完成以后，用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。 这些工具和环境一般是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。 开发时往往有主机和目标机的概念，主机用于程序的开发，目标机作为最后的执行机，开发时需要交替结合进行。 硬件结构 硬件层中包含嵌入式微处理器、存储器（SDRAM、ROM、Flash等）、通用设备接口和I/O接口（A/D、D/A、I/O等）。 在一片嵌入式处理器基础上添加电源电路、时钟电路和存储器电路，就构成了一个嵌入式核心控制模块。其中操作系统和应用程序都可以固化在ROM中。 嵌入式处理器 嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般就具备以下4个特点 对实时多任务有很强的支持能力。能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时内核的执行时间减少到最低限度。 具有很强的存储区保护功能。这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保护功能，同时也有利于软件诊断。 可扩展的处理器结构。以能最迅速地开发出满足应用的最高性能的嵌入式微处理器。 低功耗。尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此，如需要功耗只有mW甚至μW级。 嵌入式处理器分类 （1）嵌入式微控制器 嵌入式微控制器的典型代表是单片机，这种８位的电子器件目前在嵌入式设备中仍然有着极其广泛的应用。 单片机芯片内部集成ROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行口、脉宽调制(PWM)输出、A/D、D/A、Flash R0M、EEPROM等各种必要功能和外设。 （2）嵌入式DSP处理器 DSP处理器是专门用于信号处理方面的处理器，其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，在数字滤波、FFT、频谱分析等各种仪器上DSP获得了大规模的应用。 DSP的理论算法在70年代就已经出现，但是由于专门的DSP处理器还未出现，所以这种理论算法只能通过MPU等由分立元件实现。 1982年世界上诞生了首枚DSP芯片。在语音合成和编码解码器中得到了广泛应用。 DSP的运算速度进一步提高，应用领域也从上述范围扩大到了通信和计算机方面