嵌入式系统设计(2)

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1、嵌入式系统设计信息工程学院计算机科学技术系xxx副教授第一章嵌入式系统概述1．1嵌入式系统简介1.1.1什么是嵌入式系统1.嵌入式系统的历史硬件发展：单片机→专用嵌入式微处理器软件发展：商用操作系统→实时内核（RTOS）→专用嵌入式系统2.嵌入式系统的定义[1]IEEE定义：控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置。[2]行业定义：以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁减的，对功能、可靠性、成本、体积及功耗有严格要求的专用计算机系统。第一章嵌入式系统概述1．1嵌入式系统简介1.1.1什么是嵌

2、入式系统2.嵌入式系统的定义对嵌入式系统定义的理解：（1）面向用户、面向产品、面向应用的，必须与具体应用相结合。（2）是计算机技术、半导体技术、电子技术和各行业应用结合的产物。（3）必须能够根据具体需要对软件、硬件进行裁剪。第一章嵌入式系统概述1．1嵌入式系统简介1.1.1什么是嵌入式系统3.嵌入式系统的发展趋势（1）新型嵌入式微处理器不断推出。（2）嵌入式系统的开发变为一项系统工程。（3）通用计算机的新技术逐步引入嵌入式系统领域。（4）各类嵌入式操作系统迅速发展。（5）网络化（6）精简内核、优化关键

3、算法（7）强大友好的人机交互界面第一章嵌入式系统概述1．1嵌入式系统简介1.1.1什么是嵌入式系统4.知识产权核嵌入式系统硬件：板级→芯片级+嵌入式软件SOCSOC设计基础：IP核（知识产权核）IP核分为：软核：硬件描述语言文本形式。灵活、产权不易保护硬核：电路物理结构掩模版图。易于保护、可移植性差固核：软核+部分硬核第一章嵌入式系统概述1．1嵌入式系统简介1.1.2嵌入式系统的特点1.系统内核小2.专用性强3.系统精简4.高度实时性5.多任务6.专用开发工具和环境第一章嵌入式系统概述1．1嵌入式系统

4、简介1.1.3嵌入式系统的组成被控对象驱动器传感器应用软件系统软件中间层硬件文件系统GUI任务管理实时操作系统（RTOS）硬件抽象层/板级支持包接口嵌入式处理器存储器第一章嵌入式系统概述1．1嵌入式系统简介1.1.3嵌入式系统的组成1.硬件层（1）嵌入式微处理器（2）存储器Cache主存：ROM/RAM辅存：HD/NANDFlash/CF卡/MMC卡/SD卡（3）通用设备接口和I/O接口通用设备接口：A/D、D/AI/O接口：RS-232、Ethernet、USB、IIC、SPI、IrDA第一章嵌入式

5、系统概述1．1嵌入式系统简介1.1.3嵌入式系统的组成2.中间层（硬件抽象层、板级支持包BSP）功能：将系统上层软件与底层硬件分离，使系统上层软件与硬件无关。BSP特点：[1]硬件相关性：为操作系统提供控制硬件的方法[2]操作系统相关性：不同类型操作系统有不同硬件接口形式第一章嵌入式系统概述1．1嵌入式系统简介1.1.3嵌入式系统的组成2.中间层（硬件抽象层、板级支持包BSP）BSP工作：（1）嵌入式系统硬件初始化片级初始化：CPU核心寄存器、控制寄存器、CPU核心工作模式。板级初始化：CPU以外其他

6、硬件设备的初始化。系统级初始化：嵌入式操作系统的初始化。第一章嵌入式系统概述1．1嵌入式系统简介1.1.3嵌入式系统的组成2.中间层（硬件抽象层、板级支持包BSP）BSP工作：（2）硬件相关的设备驱动程序包括以下基本功能：硬件启动：硬件关闭：硬件停用：硬件启用：读操作：写操作：第一章嵌入式系统概述1．1嵌入式系统简介1.1.3嵌入式系统的组成3.系统软件层（1）嵌入式操作系统具有一般操作系统基本功能：任务调度、同步、中断处理、文件处理嵌入式操作系统自己的特点：[1]可装卸性、开放性[6]强稳定、弱交互

7、性[2]强实时性[7]代码固化[3]统一的接口[8]良好的移植性[4]操作方便、简单、GUI界面友好[5]支持TCP/IP协议第一章嵌入式系统概述1．1嵌入式系统简介1.1.3嵌入式系统的组成3.系统软件层（2）文件系统与通用操作系统的文件系统相比，嵌入式操作系统的文件系统简单主要具有：文件存储、检索、更新功能。嵌入式文件系统自己的特点[1]兼容性：[2]实时性[3]可裁减性[4]支持多种存储媒体第一章嵌入式系统概述1．1嵌入式系统简介1.1.3嵌入式系统的组成3.系统软件层（3）图形用户接口GUI嵌

8、入式系统GUI的特点：开发嵌入式系统GUI方法[1]轻型[1]针对特定图形设备自行开发[2]占用资源少[2]购买图形中间软件包[3]高性能、高可靠[3]采用源代码的嵌入式GUI[4]便于移植、可配置[4]采用独立的供货商提供产品第一章嵌入式系统概述1．1嵌入式系统简介1.1.3嵌入式系统的组成4.应用软件层由基于RTOS开发的应用程序组成基本要求：[1]完成对被控制对象的控制功能[2]界面友好第一章嵌入式系统概述1．1嵌入式系统简介1.1.4嵌入式系统的