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1、,按一下以編輯母片標(biāo)題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,*,*,第一章 嵌入式系統(tǒng)概述,1.1,嵌入式系統(tǒng)定義與特點,嵌入式系統(tǒng)定義,:,以應(yīng)用為中心，以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件、硬件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)。,它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個部分組成，用于實現(xiàn)對其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。,嵌入式系統(tǒng)的特點,1.,嵌入式系統(tǒng)極其關(guān)注成本。,2.,嵌入式系統(tǒng)對實時性有較強(qiáng)要求。,3.,嵌入式系統(tǒng)一般采用,EOS,或,RTOS,。,4.,嵌入式系統(tǒng)軟件故障造成的后果較通用

2、計算機(jī)更為嚴(yán)重。,5.,嵌入式系統(tǒng)多為低功耗系統(tǒng)。,6.,嵌入式系統(tǒng)經(jīng)常在極端惡劣的環(huán)境下運(yùn)行。,7.,嵌入式系統(tǒng)的系統(tǒng)資源與通用計算機(jī)相比是非常少的,8.,嵌入式系統(tǒng)通常在,ROM,中存放所有程序的目標(biāo)代碼。,9.,嵌入式系統(tǒng)可采用多種類型的處理器和處理器體系結(jié)構(gòu)。,10.,嵌入式系統(tǒng)需要專用開發(fā)工具和方法進(jìn)行設(shè)計。,11.,嵌入式系統(tǒng)具有軟件的固件化特點。,1.2,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,典型的嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域主要有：,1.,工業(yè)控制,2.,交通管理,3.,信息家電,4.,家庭智能管理系統(tǒng),5.POS,網(wǎng)絡(luò)及電子商務(wù),6.,環(huán)境工程與自然,7.,機(jī)器人,1.2.2,應(yīng)用的發(fā)展趨勢,1.,

3、為設(shè)備網(wǎng)絡(luò)通信提供標(biāo)準(zhǔn)接口,2.,支持小型電子設(shè)備實現(xiàn)小尺寸、微功耗和低成本,3.,提供精巧的多媒體人機(jī)界面,4.,嵌入式網(wǎng)絡(luò),1.3,嵌入式系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),嵌入式系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)一般可分為兩個部分：硬件和軟件。,1.3.1,嵌入式系統(tǒng)的硬件,嵌入式系統(tǒng)的硬件包括嵌入式核心芯片、存儲器系統(tǒng)及外部接口。其中嵌入式核心芯片指,EMPU-,嵌入式處理器、,EMCU-,嵌入式控制器、,EDSP-,嵌入式數(shù)字信號處理器、,ESOC-,嵌入式片上系統(tǒng)、,EPSOC-,嵌入式可編程片上系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的存儲器系統(tǒng)，包括程序存儲器（,ROM EPROM FLASH,）、數(shù)據(jù)存儲器、隨機(jī)存儲器、參數(shù)存儲器等。,1

4、.,嵌入式處理器,嵌入式處理器是構(gòu)成系統(tǒng)的核心部件，系統(tǒng)工程中的其他部件均在它的控制和調(diào)度下工作。處理器通過專用的接口獲取監(jiān)控對象的數(shù)據(jù)、狀態(tài)等各種信息，并對這些信息進(jìn)行計算、加工、分析和判斷并做出相應(yīng)的控制決策，再通過專用接口將控制信息傳送給控制對象。根據(jù)其現(xiàn)狀，嵌入式處理器可以分成下面：嵌入式微處理器,(MPU),嵌入式微控制器,(MCU),嵌入式,DSP,處理器,(DSP),嵌入式片上系統(tǒng),(,SoC,),(1),嵌入式微處理器（,Micro Processor Unit,，,MPU,）,嵌入式微處理器是由通用計算機(jī)中的,CPU,演變而來的。它的特征是具有,32,位以上的處理器，具有較高

5、的性能，當(dāng)然其價格也相應(yīng)較高。但與計算機(jī)處理器不同的是，在實際嵌入式應(yīng)用中，只保留和嵌入式應(yīng)用緊密相關(guān)的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，這樣就以最低的功耗和資源實現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的特殊要求。嵌入式微處理器是嵌入式系統(tǒng)的核心。,(2),嵌入式微控制器,(Microcontroller Unit,，,MCU),MCU(MicroController,Unit),中文名稱為微控制單元，又稱單片微型計算機(jī),(,SingleChip,Microcomputer),，是指隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)及其發(fā)展，將計算機(jī)的,CPU,、,RAM,、,ROM,、定時數(shù)器和多種,I/O,接口集成在一片芯片上，形成芯片級的

6、計算機(jī)，為不同的應(yīng)用場合做不同組合控制。,(3),嵌入式,DSP,處理器,(Embedded Digital Signal Processor,，,EDSP)DSP,是一種獨特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。其工作原理是接收,模擬信號,，轉(zhuǎn)換為,0,或,1,的數(shù)字信號，再對數(shù)字信號進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其他系統(tǒng),芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。,(4),嵌入式片上系統(tǒng),(System On Chip),系統(tǒng)功能分析,寫設(shè)計說明書,開發(fā)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,驗證和修改算法,軟、硬件功能劃分,定義軟、硬件接口,寫硬件設(shè)計說明書,寫軟件設(shè)計說明書,開發(fā)硬件行為級模型,軟、硬件

7、協(xié)同仿真,軟件開發(fā),可重用,IP,核劃分,硬件電路與應(yīng)用軟件,SOC,集成及驗證,IP_N,IP_1,產(chǎn)品發(fā)布,圖,1.4,SoC,的體系結(jié)構(gòu),2.,嵌入式存儲器,(1),嵌入式易失性存儲器,（,2,）嵌入式非易失性存儲器,1.3.2,嵌入式系統(tǒng)的軟件,應(yīng)用軟件,應(yīng)用編程接口,嵌入式操作系統(tǒng),BSP,底層硬件,圖,1.6,嵌入式系統(tǒng)軟件層次結(jié)構(gòu),1.4,嵌入式系統(tǒng)分類,1.,單個微處理器,2.,不帶計時功能的微處理器裝置,3.,帶計時功能的組件,4.,在制造或過程控制中使用的計算機(jī)系統(tǒng),1.5,嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史,單片微型計算機(jī)即,SCM,（,Single Chip Microcomputer,）階段,第二階段是,MCU,即微控制器（,Micro Controller Unit,）階段,第三階段是,SoC,（,System on Chips,）單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨立發(fā)展之路,1.5.3,未來嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,1.,高可靠性、高穩(wěn)定性,2.,運(yùn)算速度快、開發(fā)周期短,3.,強(qiáng)大的擴(kuò)展功能和網(wǎng)絡(luò)傳輸功能,1.6,小結(jié),（,1,）嵌入式系統(tǒng)的定義與特點。,（,2,）嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。,（,3,）嵌入式系統(tǒng)的組成與分類。,（,4,）嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史。,