嵌入式系统概论(一)

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1、嵌入式系统概论刘立衡阳南华大学计算机专业课程南华大学计算机学院所需知识C语言操作系统接口与组成简单的电路知识推荐教材参考资料1.王田苗主编.嵌入式系统设计及实例开发——ARM与μC/OS-Ⅱ.北京：清华大学出版社，2002.92．（美）JeanJ.Labrosse,邵贝贝译.μC/OS-Ⅱ——源码公开的实时嵌入式操作系统.北京：中国电力出版社，2001.8简介：是目前学习嵌入式操作系统最好的入门教材，书中对一个完整的嵌入式实时内核——μC/OS-Ⅱ进行了剖析，详细讲述了实时内核的设计和创建方法，以及多任务实时

2、系统的原理和编程思想。4.马忠梅等著.ARM嵌入式微处理器体系结构。北航出版社3．（美）WayneWolf，孙玉方等译.嵌入式计算机系统设计原理.北京：机械工业出版社，2002.2简介：被称为“嵌入式计算系统设计的第一本教科书”，书中重点介绍了嵌入式技术和基本原理和技术，涉及到嵌入式系统的相关的指令系统、CPU、计算平台、程序设计与分析、进程和操作系统、硬件加速器、网络、系统设计技术等方面。第一讲基本概念一、嵌入式系统的定义嵌入式系统本身是一个相对模糊的定义。一个手持的MP3和一个微型工业控制计算机都可以认为

3、是嵌入式系统。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”嵌入式系统应用领域嵌入式应用信息家电智能玩具军事电子通信设备移动存贮工控设备智能仪表汽车电子网络设备工业消费电子军事国防电子商务网络嵌入式产品一览一般定义：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。比较科学的定义嵌入到对象体中的专用计算机系统三要素：嵌入专用计算机二现代计算机的两大分支1开始于微型机时代的嵌入式应用小型廉价可靠的

4、微型机走出机房对象系统对计算机的嵌入式应用要求计算机系统的嵌入式系统应运而生不可兼容的计算机系统高速海量数计算与对象的智能化控制不可避免的分道扬镳发展高速cpu与发展计算机外围两大分支的必然道路通用计算机系统嵌入计算机系统2现代计算机系统两大分支不可避免三嵌入式系统的特点由三要素引出嵌入性：嵌入到对象体系中，有对象环境要求专用性：软硬件按对象要求可剪裁计算机：实现对象的智能化功能不可以用设备来定义系统，如手机嵌入式系统类型发展工控机—SCM---MCU—计算机应用系统四嵌入式系统的发展道路两种模式对学科发展的

5、影响五嵌入式系统相关学科与领域六嵌入式系统开发需要开发工具和环境由于其本身不具备自主开发能力，即使设计完成以后，用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。这些工具和环境一般是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。开发时往往有主机和目标机的概念，主机用于程序的开发，目标机作为最后的执行机，开发时需要交替结合进行。嵌入式系统与PC之间的区别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

6、大得多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七典型嵌入式系统基本组成－硬件MPU微处理器电源模块时钟复位FlashRAMROMUSBLCDKeyboard外围电路Other外设八典型嵌入式系统基本组成－软件处理器存储器输入输出操作系统应用程序软件结构硬件结构嵌入式系统一般指非PC系统，它包括硬件和软件两部分。硬件包括处理器／微处理器、存储器及外设器件和I／O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件（OS）（要求实时和多任

7、务操作）和应用程序编程。有时设计人员把这两种软件组合在一起。应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。操作系统几个定义一操作系统是控制和管理计算机硬件和软件资源、合理组织计算机工作流程以及方便用户的程序的集合（见《计算机操作系统》第二版汤子赢第3页二操作系统是应用程序（作业，任务，进程等）返回的虚拟硬件平台。多任务的实时操作系统（RTOS）商用型已经十分成熟，并为用户提供了强有力的开发和调试工具。但商用嵌入式实时系统价格昂贵而且都针对特定的硬件平台。比如VXWORKS，QN

8、X，PSOS，还用常见于PDA的WinCE和PalmOS。免费型则是源代码公开的免费软件，可以根据自己的需要进行取舍，但是应用起来稍困难一些。目前源码开放（C代码）的嵌入式系统有μC/OS和Linux系列操作系统目标1提供一个计算机用户与计算机硬件系统之间的接口，使计算机系统更易使用2有效控制和管理计算机系统中的各种硬件和软件资源，使之得到更有效的利用3合理地组织计算机系统的工作流程，以改善系统性能