嵌入式系统导论.pptxVIP

嵌入式系统原理及应用;一、理论教学内容安排;二、实验教学内容安排;三、教材;四、参考书;第一章 嵌入式系统导论;第一节 嵌入式系统概述;一、嵌入式计算机;1. 通用计算机 其典型产品为PC;2. 嵌入式计算机 非通用计算机的计算机——嵌入式计算机。 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。;后PC时代产品的蓬勃发展;后PC时代产品的蓬勃发展;第一节 嵌入式系统概述;二、嵌入式系统的概念;1. IEEE对嵌入式系统的定义 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” (devices used to control、monitor、or assist the operation of equipment、machinery or plants)。;2. 国内对嵌入式系统的定义 以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。;第一节 嵌入式系统概述;三、嵌入式系统的特点; 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； 嵌入式系统微处理器大多非常适合于工作在为特定用户群所设计的系统中，称为“专用微处理器”，它专用于某个特定的任务，或者是很少几个任务。; 2. 运行环境差异很大 可运行在飞机上、冰天雪地的两极中、骄阳似火下的汽车里、要求温湿度恒定的科学实验室等。特别是在恶劣的环境或突然断电的情况下，要求系统仍然能够正常工作。; 3. 比通用PC系统资源少得多 通用PC系统有数不胜数的系统资源。 控制GPS接收机的嵌入式系统，由于是专门用来执行很少的几个确定任务，它所能管理的资源比通用PC系统少得多。当然这主要是因为在设计时考虑到经济性，不能使用通用CPU。这就意味着所选用的CPU只能管理很少的资源，它的成本更低、结构更简单。; 4.低功耗、体积小、集成度高、成本低 嵌入式系统没有充足的电能供应，尤其是便携式嵌入式设备，即便是有足够的电源供应，散热设备的增加也往往是不方便的。 因此嵌入式系统设计有严格的功耗预算，处理器大部分时间必须工作在降低功耗的“睡眠模式”下，只???在需要任务处理时它才会“醒来”。一般的外部事件通过中断“驱动”、“唤醒”系统工作。; 嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，在保证稳定、安全、可靠的基础上量体裁衣，去除冗余，力争用较少的软硬件资源实现较高的性能。; 5. 具有系统测试和可靠性评估体系 首先，需要有科学的测试方法，建立科学的系统测试和可靠性评估体系，尽可能避免因为系统的不可靠造成巨大损失。 其次，引入多种嵌入式系统测试方法和可靠性评估体系。; 6. 具有较长的生命周期 嵌入式系统是和实际具体应用有机结合的产物，它的升级换代也是和具体产品同步进行的。因此，一旦定性进入市场，一般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)中。 为了系统的初始化，几乎所有的系统都要在非易失性存储器(现在普遍使用Flash)中存放部分代码(启动代码)。为了提高执行速度和系统可靠性，大多数嵌入式系统也常常把所有的代码(也常常使用所有代码的压缩代码)固化、存放在存储器芯片或处理器的内部存储器件中，不使用外部的磁盘等存储介质。; 8.使用实时操作系统RTOS 嵌入式系统往往对时间的要求非常严格，嵌入式操作系统一般是RTOS。嵌入式实时操作系统随时都要对正在运行的任务授予最高优先级。嵌入式任务是时间关键性约束，它必须在某个时间范围内完成，否则由其控制的功能就会失效。; 9.需要专用开发工具和方法进行设计 从调试的观点看，代码在ROM中意味着调试器不能在ROM中设置断点。要设置断点，调试器必须能够用特殊指令取代用户指令，嵌入式调试己经发展出支持嵌入式系统开发过程的专用工具套件。; 10.包含专用调试电路 目前常用的嵌入式微处理器较过去相比，最大区别是芯片上都包含有专用调试电路。;嵌入式系统与PC之间的区别 (1) 嵌入式系统一般是专用系统，而PC是通用计算平台 (2) 嵌入式系统的资源比PC少得多 (3) 嵌入式系统软件故障带来的后果比PC机大得多 (4) 嵌入式系统一般采用实时操作系统 (5) 嵌入式系统大都有成本、功耗的要求 (6) 嵌入式系统得到多种微处理体系的支持 (7) 嵌入式系统需要专用的开发工具;第一节 嵌入式系统概述;四、嵌入式系统的分类;第一节 嵌入式系统概述;五、嵌入