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嵌入式计算机系统 主讲：侯建刚 houjiangang@bit.edu.cn 注意 本课上课地点不变 上课时间改为周二的第4大节 （15：25-17：00） 教学计划 嵌入式计算机系统概述 ARM体系结构 ARM指令系统 实时操作系统（VxWorks） 嵌入式应用处理器开发及应用实例 课程设置的必要性 应用需求日趋复杂 微处理器技术长足发展 嵌入式软件技术成为核心 先问几个问题? 定义 问：什么是“嵌入式系统”？ （1）一个计算机系统？ （2）嵌入式（而不是服务器、桌面机） 问：什么是“计算机系统”？ 问：什么是“嵌入式” 你是谁：用户？最好的评价者工程师？最受气的劳动者设计者？最容易犯错误的权威 结论 硕士毕业：做“设计者”（Why?） 性能评价：作为系统设计者，设计之前要知道别人将怎样评价一个系统，这样才能设计出“公认”的“GOOD”产品！ 节目预告(4~15周)第一阶段：设计者 第二阶段：学生（复习） 第三阶段：工程师（案例） 最后：考试（开卷）or PAPER (1)设计者教程 嵌入式的基本概念 (2)学生教程 ARM体系结构 ARM指令系统 实时操作系统 (3)工程师教程 嵌入式应用处理器开发及应用实例 请提问 问题1：教材是什么？ 主教材 问题2：怎么考试？ 交一份（实验/技术文档），我最喜欢，意味着什么？ 问题3：有关课程之性质 “研究生”课堂 =（学术）会议”，意味着什么？（你们要发言！） 第一阶段开始 嵌入式计算机系统的基本概念 嵌入式计算机系统 嵌入式计算系统是把计算机直接嵌入到应用系统之中,它融合了计算机软/硬件技术、通信技术和半导体微电子技术,是信息技术IT(Information Tehnology)的最终产品。 概念 根据英国电机工程师协会（IEE）的定义所做的翻译，“嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或甚至工厂操作的装置”。它具备了下列四项的特性： 通常执行特定功能 以微电脑与外围构成核心 严格的时序与稳定性要求 全自动操作循环 嵌入式系统的架构可分成五个部分：处理器、内存、输入与输出、操作系统与应用软件。 什么是嵌入式系统?？ 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统 嵌入式系统一般指非PC系统，它包括硬件和软件两部分。 硬件包括处理器／微处理器、存储器及外设器件和I／O端口、图形控制器等。 软件部分包括操作系统软件（OS）（要求实时和多任务操作）和应用程序编程。注：有时设计人员把这种软件组合在一起。应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。 典型嵌入式系统基本组成（硬件） 嵌入式微处理器（一） 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心的执行时间减少到最低限度。 具有功能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。??????? 嵌入式微处理器（二） 可扩展的处理器结构，以能最迅速地开展出满足应用的最高性能的嵌入式微处理器。 嵌入式微处理器必须功耗很低，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 低端的嵌入式微控制器 (MicrocontrollerUnitMCU) 中高端的嵌入式微处理器 (Embedded Microprocessor UnitEMPU) 通信领域的嵌入式DSP处理器 (Embedded Digital Signal Processor EDSP) 高度集成的嵌入式片上系统 (System On ChipSOC) 嵌入式外围设备 这里所说的嵌入式外围设备指在一个嵌入式硬件系统中除了中心控制部件(MCU、DSP、EMPU、SOC)以外的完成存储通信保护调试显示等辅助功能的其他部件 外围设备的分类 根据外围设备的功能可分为3类 存储器类型 接口类型 显示类型 存储器类型 静态易失型存储器(RAM SRAM)、动态存储器(DRAM)、非易失型存储器(ROM、 EPROM、 EEPROM 、FLASH)，其中FLASH(闪存)以可擦写次数多存储速度快容量大及价格便宜等优点在嵌入式领域得到广泛的应用。 接口类型 目前存在的所有接口在嵌入式领域中都有其广泛的应用，最为广泛包括RS-232接口(串口)、IRDA(红外线接口)、SPI(串行