物联网识别技术 教学课件 丁明跃 物联网 第八章

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2、工程师协会（IEEE）的定义：嵌入式系统是用来控制、监控、或者辅助操作机器、装置、工厂等大规模系统的设备（devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants）。这个定义主要是从嵌入式系统的用途方面来进行定义的。嵌入式系统的构架可以分成四个部分：处理器、存储器、输入输出（I/O）和软件。嵌入式系统中的重要概念：嵌入式处理器嵌入式处理器嵌入是式系统的核心，是控制、辅助系统运行的硬件核心单元实时操作系统实时操作系统是嵌入式系统目前最主要的组成部分分时操作系统对于分时操

3、作系统，软件的执行在时间上没有严格的要求，时间上的错误，一般不会造成灾难性的后果定义与特点定义与特点多任务操作系统系统支持多任务管理和任务间的同步通信，传统的单片机系统和DOS系统等对多任务支持的功能很弱，目前Windows是典型的多任务操作系统实时操作系统中的重要概念系统响应时间（Systemresponsetime）：从系统发出处理要求到系统给出应答信号的时间。任务换道时间（Context-switchingtime）：任务之间切换而使用的时间。中断延迟（Interruptlatency）：计算机接收到中断信号到操作系统作出响应，并完成换道转入中断服务程序的时间

4、。定义与特点实时操作系统的工作状态运行（Executing），就绪（Ready），挂时（Suspended），冬眠（Dormant）运行：获得CPU控制权。就绪：进入任务等待队列，通过调度进入运行状态。挂起：任务发生阻塞，移出任务等待队列，等待系统实时事件的发生而唤醒，从而转为就绪或运行。冬眠：任务完成或因错误等原因需要被清除的任务，可以认为是系统中不存在的任务。定义与特点嵌入式系统的特点专用、软硬件可剪裁可配置：嵌入式系统面向应用，功能专一是与通用系统最大的区别。低功耗、高可靠性、高稳定性：嵌入式系统大多用在特定场合，多用于环境条件恶劣，或要求其长时间连续运转的情

5、况下，因此嵌入式系统应具有高可靠性、高稳定性、低功耗等性能。软件代码短小精悍：由于成本和应用场合的特殊性，通常嵌入式系统的硬件资源（如内存等）比较少，因此对嵌入式系统设计也提出了较高的要求定义与特点代码可固化：嵌入式系统中的软件一般都固化于存储器芯片或单片机中，而不是存储于磁盘中。实时性：大多嵌入式系统采用实时性系统，但嵌入式系统不等于实时系统。弱交互性：嵌入式系统不仅功能强大，而且要求使用灵活方便，一般不需要类似键盘、鼠标等设备。人机交互以简单方便为主。嵌入式系统软件开发通常需要专门的开发工具和开发环境，要求开发、设计人员有较高的技能。第二节:嵌入式系统的组成嵌入

6、式系统的硬件组成嵌入式系统的软件编程嵌入式微处理器将通用CPU中许多由板卡来完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统在设计时趋于小型化，同时还具有很高的效率和可靠性。存储器嵌入式系统需要存储器来存放和执行代码。嵌入式系统的存器包含Cache、主存和辅助存储器。Cache：其是位于主存和嵌入式微处理器内核之间的一种容量小、速度快的存储器阵列，存放的是最近一段时间微处理器使用最多的程序代码和数据。组成硬件组成主存：其是用来存放系统和用户的程序及数据的嵌入式微处理器能直接访问的寄存器。它可以位于微处理器的内部或外部，其容量为256KB~1GB，根据具体的应用选择容量

7、大小，一般片内存储器容量小，速度快，片外存储器容量大。常用作主存的存储器有：ROM类NORFlash、EPROM和PROM等。RAM类SRAM、DRAM和SDRAM等。其中NORFlash凭借其可擦写次数多、存储速度快，存储容量大、价格便宜等优点，在嵌入式领域内得到了广泛应用。组成辅助存储器（外存）：辅助存储器用来存放大数据量的程序代码或信息，它的容量大、但读取速度比主存慢，可用来长期保存用户的信息。常用外存有：硬盘、NANDFlash、CF卡、MMC和SD卡等。通用设备接口和I/O接口嵌入式系统需要一定形式的通用设备接口和外界交互，如A/D、D/A、I/O等，