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1、1,关于嵌入式,1.“最熟悉的陌生人”,2.为什么学习嵌入式?,3.是不是学习嵌入式系统就一定要掌握硬件设计?硬件设计是不是很难?,4.计算机专业的同学学习嵌入式该学什么?可以从事什么样的工作?,5.嵌入式系统怎么学?没有基础怎么办？,6.嵌入式系统就业现状?起点要求高,入门难,前景好,2,嵌入式系统,田金琴 北方民族大学计算机学院2010年3月,3,这门课主要目的,1.了解另外一个计算机应用领域的相关知识。,2.学习了解嵌入式基本概念、开发过程,方法.,3.获得一点嵌入式开发设计感性知识。,4.引起部分同学对这一个方向的学习兴趣。,5.大多数同学获得学分,4,学习的方法,勤学苦练（多看书，多
2、练习）网络是最好的帮手别人的指导和帮助,5,考核方式和评分标准,考核方式：平时成绩为主 评分标准：百分制,6,该门课主要内容,1.嵌入式系统概论2.ARM嵌入式微处理器3.基于ARM的嵌入式系统外围硬件设计4.嵌入式系统软件体系结构5.嵌入式linux系统开发6.前沿技术,7,第一章 嵌入式系统概论,重点1.掌握嵌入式系统基本概念.2.嵌入式系统结构(软件,硬件)3.嵌入式系统特点.,8,本章主要内容,无所不在的嵌入式系统嵌入式系统定义嵌入式系统特点嵌入式系统发展历史嵌入式系统分类嵌入式系统基本结构嵌入式系统设计要求嵌入式系统应用开发,9,1.无所不在的嵌入式系统,大家所熟悉的嵌入式系统有那些
3、？,手机，MP4,PDA，玩具，家电，各种电脑配件，如鼠标，键盘，U盘，移动硬盘，打印机，扫描仪，数码相机，各种网络设备如路由器，集线器，交换机等等。导弹，航天飞机等,嵌入式系统应用领域,在制造工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等方面均是嵌入式计算机的应用领域,10,嵌入式系统应用领域主要产品,家用市场 机顶盒、掌上电脑、DVD、MP3、数码相机、数字电视、WebTV、网络冰箱、网络空调、家庭网关、智能家用电器、车载导航器系统等通信市场 电话交换系统，电缆系统，卫星和全球定位系统（L3D），数据交换设备，移动电话等工业市场 制造工厂，污水处理系统，发
4、电站和电力传输系统，自动化工厂，控制系统开发，维护和测试的工具，石油提炼和相关的贮运设施，建筑设备，计算机辅助制造系统，能源控制系统，核电站，机器人系统等商业和金融市场 自动柜员机，信用卡系统，售货端系统，安全系统等,11,办公市场 电话系统，传真系统，复印机，计时系统，照相机和摄象机运输市场 航空、铁路、公路运输系统，燃料服务，航空管理，信令系统，雷达系统，交通指挥系统，停车系统，售票系统，乘客信息系统，检票系统，行李处理系统，应急设备等建筑市场 电力供应，备用电源和发电机，火警控制系统，供热和通风系统，电梯和升降系统，车库管理，安保系统，电子门锁系统，楼宇管理系统，闭路电视系统，电子保险柜
5、，警铃等医疗市场 心脏除颤器，心脏起搏器，患者信息和监视系统，MN光设备，理疗控制系统，电磁成像系统等军事 武器控制,12,嵌入式系统应用研究热点,信息家电车载系统军事工业医疗器械,13,信息家电 市场特点,市场巨大 低成本要求 利润空间小 竞争激烈 人机界面友好 网络化,14,车载系统特点,与汽车工业相配套利润空间较大可靠性要求较高无线通讯要求,15,军事工业特点,市场垄断性强高利润可靠性要求高安全性要求高成本要求不高,16,医疗器械特点,市场广阔进入门槛较高利润极高,17,2.嵌入式系统定义,根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）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
6、的装置”（原文为devices used to control,monitor,or assist the operation of equipment,machinery or plants）。,18,一般定义,“以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。”,19,3.嵌入式系统特点,技术密集专用紧凑安全可靠性形态多样成本敏感开发困难不可垄断,20,技术密集型产业,嵌入式系统是集计算机,通信,电子等各种技术的软硬件结合题.硬件设计技术多样无统一模式,软硬件应用都需要定制功能日益强大,向上性能直逼通用机,向下有替代单片机的可能性.
7、,21,专用紧凑,软硬件紧密结合,注重整体性能功耗要求严格软硬件严格定制,22,安全可靠性,应用环境复杂多用,多数面向的用户是非专业的,可靠性要求高,有一定的自我修复能力.大多数用在安全防范领域,对可靠性要求更高,23,形态多样,以多种形态存在.嵌入具体设备中,以整体形象面向用户,24,4.嵌入式系统发展历程,萌芽阶段 时间：20世纪70年代之前 应用领域：工业应用，军事应用 功能：检测，伺服，指示功能 编程语言：汇编语言 操作系统：无 硬件处理器：单芯片可编程控制器件 硬件处理器：8位MCU，DSP（单片机）,25,简单系统阶段：19701985年 应用领域：家电，医疗仪器仪表，通信 功能：
8、控制，管理 编程语言：汇编语言 操作系统：无,26,RTOS阶段：19851998 应用领域：家电，医疗仪器仪表，通信，消费电子，手机，汽车电子 功能：控制，管理，通信等 编程语言：汇编语言，c，c 操作系统：VxWorks，QNX,pSOS 硬件处理器：32位嵌入式处理器（ARM),27,网络化阶段：1998年 应用领域：智能家电，医疗仪器仪表，通信，消费电子，手机，汽车电子，无线终端 功能：管理，大量数据传输，远程控制等 编程语言：汇编语言，c，c，Java 操作系统：VxWorks，QNX,pSOS，Linux 硬件处理器：高性能嵌入式处理器，SOC,28,嵌入式系统与单片机,硬件处理能
9、力有无操作系统系统开发方法：嵌入式系统强调基于平台的设计、软硬件协同设计，单片机大多采用软硬件流水设计嵌入式系统设计的核心是软件设计（占70%左右的工作量），单片机系统软硬件设计所占比例基本相同,29,学习方法不同 单片机学习一般从硬件入手，从硬件体系结构、汇编语言到硬件设计、软件设计；嵌入式系统学习可以从软件入手，从应用层编程到操作系统移植、硬件平台设计较好，按单片机设计的学习流程较难掌握,30,嵌入式系统与PC,嵌入式系统一般是专用系统，而PC是通用计算平台嵌入式系统的资源比PC少得多嵌入式系统软件故障带来的后果比PC机大得多,31,嵌入式系统一般采用实时操作系统嵌入式系统大都有成本、功耗
10、的要求嵌入式系统得到多种微处理体系的支持嵌入式系统需要专用的开发工具,32,5.嵌入式系统分类,按微处理器位数划分 4,8,16,32,64按应用类别划分 信息家电,通信,汽车电子,航空航天 移动设备,工业控制,环境监控按系统实时性划分 硬实时,软实时按应用复杂度划分 简单单处理器系统,可扩展单处理系统 复杂嵌入式系统,过程系统,33,6.嵌入式系统结构,处理器,存储器,输入,输出,系统软件,应用软件,软件,硬件,外围设备,34,嵌入式系统软硬件详细结构图,35,嵌入式系统硬件组成,36,嵌入式系统软件结构,37,嵌入式系统软件,板级支持包（BSP)嵌入式操作系统内核API应用软件,38,7.
11、嵌入式系统设计要求,功能实用、便于升级并发处理、及时响应造型自然、结构紧凑接口方便、操作容易稳定可靠、维护方便功耗管理、降低成本,39,8.嵌入式系统设计流程,40,传统的嵌入式系统设计,需求分析软硬件分别设计开发系统集成集成测试系统正确则结束如错误则修改返回3，继续进行测试,41,嵌入式系统开发新技术:,软硬件协同设计需求分析软硬件协同设计软硬件协同实现软硬件协同测试软硬件协同验证,42,协同设计与传统设计的区别,描述硬件和软件使用统一的表示形式硬件、软件划分可以选择多种方案，直到满足要求为止。,43,硬件和软件的设计次序,嵌入式系统软件、硬件设计的次序没有特殊限制，具体根据项目的要求、进度和约束条件调整。先设计硬件软件硬件同时设计先设计软件,44,嵌入式系统（实现）编程,选择开发平台硬件平台操作系统编程语言开发工具,C，C+，汇编，Java,45,嵌入式系统测试,硬件测试软件测试软硬件集成测试,46,嵌入式软件重用,采用嵌入式软件开发技术,嵌入式软件重用比通用软件复杂很多.,47,嵌入式软件开发平台,集成开发环境在线仿真器各种信号处理设备软件固化工具实时软件调试测试工具,48,作业,P28 第9题,第10题,
