第1章 嵌入式系统概述

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1、1.嵌入式系统2.嵌入式处理器3.嵌入式操作系统嵌入式系统概述1.1嵌入式系统概述嵌入式计算机系统的出现，是计算机发展史上的里程碑。嵌入式系统诞生于微型计算机时代，与通用计算机的发展道路完全不同，形成了独立的单芯片的技术发展道路。由于嵌入式系统的诞生，现代计算机领域出现了通用计算机和嵌入式计算机两大分支。不可兼顾的技术发展道路，形成了两大分支的独立发展：通用计算机按照高速、海量的技术发展；嵌入式计算机系统则为满足对象系统按照嵌入式智能化控制要求发展。由于独立的分工发展，20世纪末，现代计算机的两大分支得到了迅猛的发展。现代计算机发展的两大分支1946年诞生了第

2、一台电子数字计算机，在其后近30年的历史进程中，计算机始终供养在对环境有着特殊要求的机房中，占用几百甚至上千平方米的地盘，实现着比较单一的数值计算。这样的计算机设备本身昂贵，供养它也同样昂贵。到20世纪70年代微处理器的出现，计算机的发展才出现了历史性的变化，以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉、高可靠性等优秀特点，迅速走出机房。现代计算机发展的两大分支基于高速数值解算能力的微型机，表现出的智能化水平引起了控制专业人士的兴趣，要求将微型机嵌入到一个对象体系中，实现对象体系的智能化控制。例如，将微型计算机经电气加固、机械加固，并配置各种外围接口电路，安装到

3、大型舰船中构成自动驾驶仪或轮机状态监测系统。由此计算机便失去了原来的形态与通用的计算机功能。为了区别于原有的通用计算机系统，把嵌入到对象体系中，实现对象体系智能化控制的计算机，称作嵌入式计算机系统。因此，嵌入式系统诞生于微型机时代，嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去，这些是理解嵌入式系统的基本出发点。1.1嵌入式系统概述经过几十年的发展，嵌入式系统已经在很大程度改变了人们的生活、工作和娱乐方式，而且这些改变还在加速。嵌入式系统具有无数的种类，每类都具有自己独特的个性。Q:请举例说明常见的嵌入式系统。正是“看不见”这一特性将嵌入式计算机与

4、通用计算机区分开来现实中的嵌入式系统即使不可见，嵌入式系统也无处不在。嵌入式系统在很多产业中得到了广泛的应用并逐步改变着这些产业，包括工业自动化、国防、运输和航天领域。例如神州飞船和长征火箭中肯定有很多嵌入式系统，导弹的制导系统也是嵌入式系统，高档汽车中也有多达几十个嵌入式系统。在日常生活中，人们使用各种嵌入式系统，但未必知道它们。事实上，几乎所有带有一点“智能”的家电（全自动洗衣机、电脑电饭煲…）都是嵌入式系统。嵌入式系统广泛的适应能力和多样性，使得视听、工作场所甚至健身设备中到处都有嵌入式系统。现实中的嵌入式系统嵌入式系统的概念目前，对嵌入式系统的定义多种

5、多样，但没有一种定义是全面的。下面给出两种比较合理定义：从技术的角度定义：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。从系统的角度定义：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。术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统中的一个完整的部分，称为嵌入的系统。嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统。（EG）IEEE：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。推广开来，可以认为凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统。嵌入式系统采用“量体裁

6、衣”的方式把所需的功能嵌入到各种应用系统中，它融合了计算机软硬件技术、通信技术和半导体微电子技术，是信息技术IT（InformationTechnology）的最终产品。嵌入式系统示例——汽车控制系统马达控制器车灯嵌入式系统示例——汽车控制系统尾灯控制系统后车门控制系统前车门控制系统座椅控制系统发动机控制系统所有的控制系统都是一个完整的嵌入式系统嵌入式系统的定义不管采用何种定义方式，也无论嵌入式系统怎样发展变化，都改变不了“内含计算机”、“嵌入到对象体系中”、“满足对象智能化控制要求”的技术本质。因此可以将嵌入式系统定义成“嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统

7、”。Q1:如何依定义理解独立的嵌入式应用产品？随着网络、通信时代的到来，不少嵌入式系统形成了一些独立的应用产品，如手机、PDA、MP3、数码伴侣等。这些产品不像电视机、电冰箱、空调、洗衣机、汽车等那样有明显的嵌入对象，那它们是不是与定义冲突呢？这时，嵌入式系统定义中的“嵌入到对象体系中”的含义，可以广义的理解成“内嵌有计算机”。也就是前文所说的“可以认为凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统”。嵌入式系统的特点按照嵌入式系统的定义，嵌入式系统有3个基本特点，即“嵌入性”、“内含计算机”与“专用性”。嵌入性：专指计算机嵌入到对象体系中，实现对象体系

8、的智能控制。因此必须满足对象体系的环境