嵌入式系统1嵌入式系统简介

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1、嵌入式系统第一讲嵌入式系统简介——计算机学院陈勉1.1引言由于信息技术、网络技术的高速发展和后PC时代的到来，嵌入式系统已经广泛渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各类产业和商业文化艺术以及人们的日常生活中。嵌入式系统应用的例子比比皆是。可以说，嵌入式系统无所不在、无处不在。2西安电子科技大学计算机学院应用举例（一）智能玩具3西安电子科技大学计算机学院应用举例（二）汽车电子4西安电子科技大学计算机学院应用举例（三）信息家电5西安电子科技大学计算机学院应用举例（四）消费电子6西安电子科技大学计算机学院应用举例（五）工业国防7西安电子科技大

2、学计算机学院嵌入式系统的应用范围如此之广，涉及面如此之大，以至于有些学者断言嵌入式技术将成为后PC时代的主宰。前景8西安电子科技大学计算机学院何为嵌入式系统简单的讲，就是嵌入到对象体中的专用计算机系统。嵌入式系统三要素：嵌入性：嵌入到对象体系中，有对象环境要求。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。9西安电子科技大学计算机学院1.2嵌入式系统定义IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers）的定义：devicesusedtocontrol,monitor,oras

3、sisttheoperationofequipment,machineryorplants（用于控制、监视或者辅助操作设备和机器的装置）目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础，软、硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。10西安电子科技大学计算机学院1.3嵌入式系统的内涵从技术角度嵌入式系统是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统。从系统角度嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。11西安电子科技大学计算机学院1.4嵌入式系统

4、外延广义的讲，凡是带有智能处理器的专用软硬件系统都可称为嵌入式系统。12西安电子科技大学计算机学院1.5嵌入式系统的特点嵌入式系统是应用于特定环境下执行面对专业领域的应用系统，与通用计算机比起来其具有以下显著特点：系统内核小（资源有限）；专用性强；运行环境差异大；可靠性要求高（无人值守）；通常要求有高实时性的操作系统；具有固化在非易失性存储器中的代码；嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境；一旦进入市场，就具有较长的生命周期；13西安电子科技大学计算机学院1.6嵌入式系统历史20世纪70年代单片机的出现，这时的应用只是使用8位的芯片执行一些

5、单线程的程序，还谈不上“系统”的概念。20世纪80年代出现商业级的嵌入式“操作系统”，并在其上编写嵌入式应用软件。1981年，ReadySystem开发出世界上第一个商业嵌入式实时内核（VTRX32）。20世纪90年代以后，出现实时多任务操作系统（RTOS），并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流。14西安电子科技大学计算机学院1.7嵌入式系统组成硬件组成15西安电子科技大学计算机学院嵌入式系统组成软件组成16西安电子科技大学计算机学院1.8硬件抽象层早期的嵌入式系统包含3个部分：硬件平台、嵌入式实时操作系统和应用程序；经过不断

6、发展，在硬件平台和操作系统之间演化出了新的一层——硬件抽象层；硬件抽象层屏蔽了底层硬件的多样性，操作系统不再直接面对具体的硬件环境，而是由硬件抽象层代表的、逻辑上的硬件环境。板级支持包是大多数商用嵌入式操作系统实现可移植性所采用的一种方案，是硬件抽象层的一种实现。17西安电子科技大学计算机学院1.9嵌入式系统的分类按表现形式分（硬件范畴）：系统级：各种类型的工控机、PC104模块。板级：各种类型的带CPU的主板及OEM产品。片级：各种以单片机、DSP、微处理器为核心的产品。18西安电子科技大学计算机学院嵌入式系统的分类按实时性要求分（软件范

7、畴）：非实时系统（PDA）。软实时系统（消费类产品）。硬实时系统（工业和军工系统）。19西安电子科技大学计算机学院1.10处理器的分类和现状嵌入式系统硬件的核心部件是嵌入式处理器，按嵌入式处理器用途可分为：嵌入式微控制器（MicroControllerUnitMCU）嵌入式DSP（DigitalSignalProcessor）嵌入式微处理器（MicroProcessorUnitMPU）SOC（SystemOnChip）SOPC（SystemOnProgrammableChip）20西安电子科技大学计算机学院嵌入式微控制器嵌入式微控制器的典型

8、代表是单片机。单片机芯片内部集成了ROM/EPROM，RAM，总线，定时器/计数器，看门狗，I/O，串行口，脉宽调制输出，A/D，D/A,FLASH,E2PROM等。微控制器是目