arm嵌入式技术原理与应用 第一章

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1、2010.12陈赜ARM嵌入式技术原理与应用clshust@163.com131356998037/3/2021要求深刻以下的基本概念：◆嵌入式系统◆嵌入式系统的特点◆嵌入式系统的分类要求了解：◆嵌入式系统的应用领域◆嵌入式系统的现状和发展趋势◆目前常用的几种嵌入式操作系统7/3/20211.1嵌入式系统嵌入式技术的快速发展不仅使之成为当前微电子技术与计算机技术中的一个重要分支，同时也使计算机的分类从以前的巨型机、大型机、小型机、微机之分变为了通用计算机和嵌入式系统之分。嵌入式的应用更是涉及金融、航天、电信

2、、网络、信息家电、医疗、工业控制、军事等各个领域，以致一些学者断言嵌入式技术将成为后PC时代的主宰。7/3/2021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的装置”（原文为devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants）。可以看出此定义是从应用上考虑的，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机电等附属装置。1.1.1嵌入式系统概念7/3/

3、2021·嵌入性：嵌入到对象体系中，有对象环境要求嵌入式系统的特点:由三要素引出三要素：嵌入、专用、计算机·专用性：软、硬件按对象要求裁减·计算机：实现对象的智能化功能简单地讲:就是嵌入到对象体中的专用计算机系统。7/3/2021嵌入式系统发展的最高形式——片上系统（SOC）广义地说:即以应用为中心、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。一个嵌入式系统就是一个具有特定功能或用途的计算机软硬件集合体。7/3/2021嵌入式系统的特性：１）只执

4、行特定功能；２）以微控制器、外围器件为中心，系统构成可大可小；３）有严格的时序性和稳定性要求；４）自动操作循环，等待中断控制；５）程序被烧写在存储芯片中。7/3/2021嵌入式系统的发展：第一阶段以单芯片为核心的可编程控制器系统，同时具有检测、伺服、指示设备相配合的功能。主要用于专业性极强的工业控制系统中，一般没有操作系统支持，通过汇编语言对系统进行直接控制。7/3/2021系统的主要特点是：◆结构和功能相对单一◆效率较低◆存储容量较小◆几乎没有用户接口由于这种嵌入式系统使用简单、价格便宜，所以，过去在工业

5、领域中应用较为普遍；但是，它们已经远远不能适应高效的、需要大容量存储介质的现代化工业控制和后PC时代新兴的信息家电等领域的应用要求。7/3/2021第二阶段以嵌入式中央处理器为基础，以简单操作系统为核心的嵌入式系统。系统的主要特点是：◆CPU种类繁多◆通用性较弱◆系统开销小◆操作系统只具有低度的兼容性和扩展性、应用软件较为专业、用户界面不够友好。主要任务是用来控制系统负载，以及监控应用程序的运行。7/3/2021第三阶段以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。系统的主要特点是：◆嵌入式操作系统能够运行于各种不同

6、类型的处理器之上◆操作系统内核精小、效率高、模块化程度高、具有文件和目录管理、支持多任务处理、支持网络操作、具有图形窗口和用户界面等功能、具有大量的应用程序接口、开发程序简单、并且嵌入式应用软件丰富。在通用性、兼容性和扩展性方面仍不理想。7/3/2021第四阶段以基于网络操作为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的阶段。随着网络在人们生活中的地位日益重要，越来越多的应用需要采用支持网络功能的嵌入式系统，所以在嵌入式系统中使用网络操作系统将成为今后的发展趋势。7/3/2021随着现代社会与经济的快速发展，嵌

7、入式技术在当今应用也越来越广泛，其主要原因是由现代社会与经济发展的大环境决定的：第一是Intelnet网的普及第二是GPS广泛应用第三是电信网的普及第四是无线网络的应用，如Zigbee技术等这些都为嵌入式设备在智能化、数字化、信息网络化上提供了强力保证。7/3/20211.1.2嵌入式系统的分类按表现形式分（硬件范畴）：◆芯片级嵌入（含程序或算法的处理器）按实时性要求分（软件范畴）：◆非实时系统（PDA）◆模块级嵌入（系统中的某个核心模块）◆系统级嵌入◆硬实时系统（工业和军工系统）◆软实时系统（消费类产品）

8、7/3/2021嵌入式系统的核心部件是嵌入式处理器，据不完全统计，全世界大约有1000多种嵌入式处理器，流行的体系结构有30多个系列。如MCS-51、PIC、AVR、ARM、DSP等，其中MCS-51占了多半，生产厂家20多个，350多种衍生产品，仅Philips就有近百种。处理速度从0.1MIPS到2000MIPS，寻址空间从64KB到4GB。1.1.3嵌入式处理器介绍7/3/2021嵌入式微处理器发展趋势▉微