第一章 嵌入式系统概述

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1、第1章嵌入式系统概述1.1嵌入式系统的发展及应用1.2嵌入式系统的定义、组成与特点1.3嵌入式系统的种类1.4嵌入式系统应用带来的机遇1.5本章小结、习题1.1嵌入式系统的发展及应用计算机系统的分类嵌入式系统的应用概况嵌入式系统的发展史1.1.1计算机系统的分类图1-1传统计算机系统分类金字塔微型计算机小型机中型机大型机超级计算机1．传统计算机分类通用计算机系统:具有计算机的标准形态，可以装配不同的应用软件，以雷同面目出现并应用在社会的各个方面嵌入式(计算机)系统:以嵌入的形式隐藏在各种装置、产品和系统中2．以

2、应用为中心的分类1.1.2嵌入式系统的应用概况1．在应用数量上嵌入式系统远远超过了通用计算机系统平均每个家庭使用40个嵌入式处理器平均每个汽车需要35个嵌入式处理器2001年，Gartner估计存在70亿嵌入式处理器70亿嵌入式处理器占据了94%处理器市场IntelPentium、MotorolaPowerPC等通用处理器，仅占6%的处理器市场GraphicalillustrationofMoore’slaw198119841987199019931996199920021981年的高端芯片10,000晶体管2

3、002年的高端芯片150,000,000晶体管Somethingthatdoublesfrequentlygrowsmorequicklythanmostpeoplerealize!A2002chipcanholdabout15,0001981chipsinsideitself2．在应用领域上图1-2常见消费类产品消费产品(ConsumerProduct)图1-3智能消费类产品图1-4工程机械智能控制器工业控制(IndustryControl)图1-5汽车电子产品（VOLVOS80汽车,18个嵌入式控制模块+C

4、AN总线网络）图1-6通信设备通信设备(Telecommunication)图1-7穿刺肿瘤医疗仪器智能仪器(IntelligentInstrument)图1-8智能玩具机器人机器人(Robot)图1-9基于WinCE的移动机器人平台图1-10基于RTLinux的仿人机器人图1-111997年4月在火星表面登陆的火星探测器（基于VxWorks）图1-122004年“勇气号”再次登陆火星图1-13计算机外设计算机外设(Computerperipheral)图1-14阿富汗战争中的军事电子设备军事电子设备和现代武器

5、图1-15军用机器人（2002年11月28日，以色列一举投票点发生枪击事件，造成至少7人死亡、数十人受伤。以警方用机器人在检查一具巴勒斯坦枪手的尸体）图1-16高性能武器平台图1-17高性能武器平台图1-18太空科学太空科学嵌入式系统前景广阔社会新的电子产品，尤其消费电子产品发展及其迅速！嵌入式市场广阔，但人才短缺学生嵌入式系统需要硬软件综合知识需要更全面的系统知识和领域知识更容易找到工作1.1.3嵌入式系统的发展史1．二十世纪七十年代1971年11月，世界上第一片微处理器Intel4004嵌入式应用发展最重要

6、的里程碑。其后相继推出了许多8位、16位的微处理器Intel8080/8085、8086Motorola6800、68000ZilogZ80、Z8000系列化、模块化的单板计算机2．二十世纪八十年代80年代初，出现了单片机Intel进一步完善了8048，在它的基础上研制成功了8051单片机(单片机主流)其后发展的DSP产品更快地提升了嵌入式系统的技术水平1981年，第1个商业嵌入式实时内核(VTRX32)随后，出现了一些嵌入式操作系统单片机的定义(SingleChipMicrocomputer)单片微处理器的简

7、称，它是把微型计算机主要的基本功能部件（CPU，RAM、ROM、I/O接口）及其它有关部件集成在一块芯片上的单芯片计算机。由于结构与指令功能是按照工业控制要求设计的,又叫单片微控制器(SingleChipMicrocontroller).单片机的特点1）.结构上采用Harvard结构数据存储空间与程序存储空间相互分隔开来。2).片内存储空间单片机内RAM的作用是数据存储器，它用来存放需要处理的随机数据。片内RAM采用完整的寄存器结构形式，可提高随机存取的速度。程序存储器只存放程序与常数或表格，所以无论什么芯片，

8、都是“只读”的存贮器（ROM）。从控制信号上讲，访问外部程序时PSEN信号有效，访问外部数据存贮器时WR或RD信号有效，从而保证了这两类存贮严格分开。3).片内存储器容量较小受集成度限制。一般ROM小于4/8K字节，RAM小于256字节；但可外部扩展，通常均可扩展至64K字节。（4）可靠性好。（按工业测控环境要求设计）（5）易扩展。（6）控制功能强。（7）性能/价格比高MCS-51系列