嵌入式软件开发教程第一章

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1、,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,*,*,第一章 嵌入式系统概述,1.1,嵌入式系统定义与特点,嵌入式系统定义,:,以应用为中心，以计算机技术为基础，软件、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。,它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。,嵌入式系统的特点,1.,嵌入式系统极其关注成本。,2.,嵌入式系统对实时性有较强要求。,3.,嵌入式系统一般采用,EOS,或,RTOS,。,4.,嵌入式系统软件故障造成的后果较通用

2、计算机更为严重。,5.,嵌入式系统多为低功耗系统。,6.,嵌入式系统经常在极端恶劣的环境下运行。,7.,嵌入式系统的系统资源与通用计算机相比是非常少的,8.,嵌入式系统通常在,ROM,中存放所有程序的目标代码。,9.,嵌入式系统可采用多种类型的处理器和处理器体系结构。,10.,嵌入式系统需要专用开发工具和方法进行设计。,11.,嵌入式系统具有软件的固件化特点。,1.2,嵌入式系统的应用领域,典型的嵌入式系统的应用领域主要有：,1.,工业控制,2.,交通管理,3.,信息家电,4.,家庭智能管理系统,5.POS,网络及电子商务,6.,环境工程与自然,7.,机器人,1.2.2,应用的发展趋势,1.,

3、为设备网络通信提供标准接口,2.,支持小型电子设备实现小尺寸、微功耗和低成本,3.,提供精巧的多媒体人机界面,4.,嵌入式网络,1.3,嵌入式系统的组成结构,嵌入式系统的基本结构一般可分为两个部分：硬件和软件。,1.3.1,嵌入式系统的硬件,嵌入式系统的硬件包括嵌入式核心芯片、存储器系统及外部接口。其中嵌入式核心芯片指,EMPU-,嵌入式处理器、,EMCU-,嵌入式控制器、,EDSP-,嵌入式数字信号处理器、,ESOC-,嵌入式片上系统、,EPSOC-,嵌入式可编程片上系统。嵌入式系统的存储器系统，包括程序存储器（,ROM EPROM FLASH,）、数据存储器、随机存储器、参数存储器等。,1

4、.,嵌入式处理器,嵌入式处理器是构成系统的核心部件，系统工程中的其他部件均在它的控制和调度下工作。处理器通过专用的接口获取监控对象的数据、状态等各种信息，并对这些信息进行计算、加工、分析和判断并做出相应的控制决策，再通过专用接口将控制信息传送给控制对象。根据其现状，嵌入式处理器可以分成下面：嵌入式微处理器,(MPU),嵌入式微控制器,(MCU),嵌入式,DSP,处理器,(DSP),嵌入式片上系统,(,SoC,),(1),嵌入式微处理器（,Micro Processor Unit,，,MPU,）,嵌入式微处理器是由通用计算机中的,CPU,演变而来的。它的特征是具有,32,位以上的处理器，具有较高

5、的性能，当然其价格也相应较高。但与计算机处理器不同的是，在实际嵌入式应用中，只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，这样就以最低的功耗和资源实现嵌入式应用的特殊要求。嵌入式微处理器是嵌入式系统的核心。,(2),嵌入式微控制器,(Microcontroller Unit,，,MCU),MCU(MicroController,Unit),中文名称为微控制单元，又称单片微型计算机,(,SingleChip,Microcomputer),，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的,CPU,、,RAM,、,ROM,、定时数器和多种,I/O,接口集成在一片芯片上，形成芯片级的

6、计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。,(3),嵌入式,DSP,处理器,(Embedded Digital Signal Processor,，,EDSP)DSP,是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收,模拟信号,，转换为,0,或,1,的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统,芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。,(4),嵌入式片上系统,(System On Chip),系统功能分析,写设计说明书,开发系统数学模型,验证和修改算法,软、硬件功能划分,定义软、硬件接口,写硬件设计说明书,写软件设计说明书,开发硬件行为级模型,软、硬件

7、协同仿真,软件开发,可重用,IP,核划分,硬件电路与应用软件,SOC,集成及验证,IP_N,IP_1,产品发布,图,1.4,SoC,的体系结构,2.,嵌入式存储器,(1),嵌入式易失性存储器,（,2,）嵌入式非易失性存储器,1.3.2,嵌入式系统的软件,应用软件,应用编程接口,嵌入式操作系统,BSP,底层硬件,图,1.6,嵌入式系统软件层次结构,1.4,嵌入式系统分类,1.,单个微处理器,2.,不带计时功能的微处理器装置,3.,带计时功能的组件,4.,在制造或过程控制中使用的计算机系统,1.5,嵌入式系统的发展历史,单片微型计算机即,SCM,（,Single Chip Microcomputer,）阶段,第二阶段是,MCU,即微控制器（,Micro Controller Unit,）阶段,第三阶段是,SoC,（,System on Chips,）单片机是嵌入式系统的独立发展之路,1.5.3,未来嵌入式系统的发展趋势,1.,高可靠性、高稳定性,2.,运算速度快、开发周期短,3.,强大的扩展功能和网络传输功能,1.6,小结,（,1,）嵌入式系统的定义与特点。,（,2,）嵌入式系统的应用领域。,（,3,）嵌入式系统的组成与分类。,（,4,）嵌入式系统的发展历史。,