嵌入式系统技术与设计》1.ppt

《嵌入式系统技术与设计》 第1章 嵌入式系统概述 嵌入式系统的学习建议 明确学习的目的 选择好入门的机型 必要的记忆 勤于实践 学习各种接口的原理 与时俱进，不断改进自己的学习方式 从底层抓起，一点一滴打好基础 嵌入式计算机 嵌入式计算机是诞生于微处理器发展时代; 早期嵌入式计算机是将一个计算机嵌入到一个具体应用的控制对象的体系中去，这些是嵌入式系统发展的起点。 这也标志着计算机进入了通用计算机与嵌入式计算机两大分支、并行发展时代，从而导致20世纪末，计算机应用的高速发展并由此引发了计算机分类方式的变化。 1.1.2 嵌入式系统的定义、特点及应用范围 传统的计算机分类是按照计算机的处理字长、体系结构、运算速度、结构规模、适用领域进行的，如通常所说的大型计算机、中型机、小型机和微型计算机，并以此标准来组织学科和产业分工，这种分类方法也沿袭了多年。 随着近20年来微电子技术、计算机技术和移动通信技术的迅速发展以及网络技术的广泛应用，实际情况已经产生了根本性的变化。例如在70年代末定义的微型计算机演变出来的个人计算机PC其处理速度已远远超过了当年对大、中、小型计算机的定义。 嵌入式系统的概念 随着计算机技术对其它行业的广泛渗透和与其它行业应用技术的相互结合，以应用为中心的分类方法变得似乎更加切合实际发展; 按计算机的嵌入式应用和非嵌入式应用将其分为通用计算机和嵌入式计算机。 而通用计算机具有一般计算机的基本标准形态，通过装配不同的应用软件，以基本雷同的面目出现并应用在社会的各个方面，其典型产品为PC； 嵌入式系统的概念 而非通用计算机的计算机－嵌入式计算机，则是非通用计算机形态的计算机应用，它是以作为嵌入式系统的核心部件的形式隐藏在各种装置、设备、产品和系统中。 因此嵌入式计算机是计算机技术发展中的一种计算机存在的形式，是从计算机技术的发展中分离出来的。 1.1.3嵌入式系统的特点 相比较而言国内的定义更全面一些，体现了嵌入式系统“嵌入”、“专用性”、“计算机”的基本要素和特征。 嵌入式系统是应用于特定环境下，针对特定用途来设计的系统，所以不同于通用计算机系统。 同样是计算机系统，嵌入式系统是针对具体应用设计的“专用系统”。 它的硬件和软件都必须高效率地设计、“量体裁衣”、去除冗余，力争在较少的资源上实现更高的性能。它与通用的计算机系统相比具有以下显著特点： （1） 是“专用”的计算机系统：嵌入式系统通常是面向特定任务的，而不同于一般通用PC计算平台，是“专用”的计算机系统； （2）运行环境差异大：嵌入式系统运行环境差异很大； （3）比通用PC系统资源少：嵌入式系统比通用PC系统资源少得多； （4）功率低、体积小、集成度高、成本低：嵌入式系统“嵌入”到对象的体系中，对对象、环境和嵌入式系统自身具有严格的要求，一般的嵌入式系统具有低功耗、体积小、集成度高、成本低等特点； （5）具有系统测试和可靠性评估体系：建立完整的嵌入式系统的系统测试和可靠性评估体系，保证嵌入式系统高效、可靠、稳定工作； （6）具有较长的生命周期； （7）具有固化在非易失性存储器中的代码：嵌入式系统的目标代码通常是固化在非易失性存储器（ROM，EPROM，EEPROM，FLASH）芯片中； （8）使用实时操作系统RTOS：嵌入式系统使用的操作系统一般是实时操作系统（RTOS），系统有实时约束； （9）嵌入式系统需要专用开发工具和方法进行设计； （10）嵌入式微处理器通常包含专用调试电路； （11）嵌入式系统是技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统； 1.1.4 嵌入式系统的分类 嵌入式系统按表现形式及使用硬件种类分为： 系统中使用含程序或算法的处理器的嵌入式系统 为芯片级嵌入； 系统中使用某个核心模块的嵌入式系统为模块级 嵌入； 嵌入式系统按软件实时性需求分： 非实时系统（如PDA）； ??? 软实时系统（如消费类产品）； ? 硬实时系统（工业实时控制系统） 1.1.5嵌入式系统的应用范围 嵌入式系统的应用范围 崭新的数字世界多彩的嵌入式应用 无线电的发展 电话的发展 计算机的发展 航海仪器的发展 日用电器的发展 其他产品发展 嵌入式系统硬件平台是整个嵌入式操作系统和应用程序运行的硬件平台，不同的应用通常有不同的硬件环境。在嵌入式系统中硬件平台具有多样性的特点。 1．嵌入式系统硬件平台 （1）嵌入式RISC微处理器 （2）嵌入式CISC微处理器 表1-1 RISC 和 CISC 之间主要的区别