嵌入式系统分析复习要点

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1、嵌入式系统分析复习要点杨栋毅博士北京天一集成科技有限公司课程目的了解嵌入式系统的基本概念掌握嵌入式系统分析和设计的一般性原理和方法。包括硬件平台建立和软件开发能够从总体上规划和设计一般性能要求的嵌入式系统。课程内容第一讲：嵌入式系统概论第二讲：嵌入式系统硬件平台第三讲：嵌入式系统软件开发第四讲：嵌入式系统新的技术和方法第五讲：嵌入式系统分析与设计方法第六讲：嵌入式系统的实例分析嵌入式系统的定义以特定应用为中心、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、功耗、成本、体积等严格约束的专用计算机系统。嵌入式系统的核心技术思想以通用计算机系统为参照，以满足特定应

2、用要求为准则，采用各种可能的方法、技术和产品，使专用电子信息系统达到最优的性能/价格比。基于电子计算的信息系统的一般性架构嵌入式系统的软件结构体系通用计算机系统与嵌入式系统的根本区别通用计算机系统：功能全面，指标均衡，技术标准统一。嵌入式系统：适用性原则，应用配置比接近1，性能/价格比最优，专用性强，难于形成统一技术标准。通用计算机系统不能取代嵌入式系统的原因（1）、嵌入式系统个别指标的极端化要求是通用计算机系统不可能满足的。（2）、通用计算机系统均衡的性能在特定应用中有浪费，达不到最优的性能/价格比。7、嵌入式系统，我们能做什么？嵌入式系统是IT技术的集大成之应用双螺旋

3、式交替发展需要与可能通用与专用（标准化与定制）硬件与软件通用计算机系统：相对稳定，标准化体系，科技大国和大公司垄断。嵌入式系统：种类繁多，差异极大，难以标准化，有机会在各个层面以多种方式介入。嵌入式系统的发展趋势集成化网络化智能化人性化软件与硬件电子计算（或计算机）是编码的科学；问题，算法和编码；希望计算机寻找的答案叫问题。计算机寻找问题答案的具体步骤和过程叫算法。计算机算法是由人用编码来实现的。都可以实现编码，且逻辑结果完全相同。这是软件和硬件统一性的本质所在系统设计师指挥和控制计算机完信息处理工作的方式：C语言----C语言编译器，函数库，操作系统----机器码，指令-

4、---硬件，CPUC++语言----C++语言编译器，函数库，中间件，操作系统----机器码，指令----硬件，CPUHDL语言---EDA工具，IP库----FPGA，芯片加工厂----硬件HDL语言是系统设计师和硬件之间的桥梁。CPU（CentralProcessUnit）微处理器与微控制器微处理器：由通用计算机中的CPU演变而来保留与嵌入式系统应用紧密相关的硬件，去除其它的多余功能部分。单片机：单片内部集成微处理器、程序与数据存贮器及多种I/O功能，尤其是片上外设资源丰富，适合于控制。数字信号处理器（DigitalSignalProcessorDSP）在体系结构和指令

5、算法方面进行特殊设计，具有很高的编译效率和指令执行速度，数值运算能力极强的特殊CPU，一般说来I/O控制能力较差。典型嵌入式CPU的比较各种不同等级的嵌入式系统微处理器应用编程者可见的CPU硬件资源CPU的一般操作指令硬件资源和操作指令的结合各种存贮器性能特点比较（5）关于硬件加速器的小结读书当“由薄到厚，由厚到薄”-------华罗庚综合你的技术资源软件和硬件的相互关系基于电子计算的信息系统可以看作是由输入信息到输出信息变换。软件：在CPU硬件基础上，以“取指～译码～操作”冯·诺伊曼模式实现信息变换的指令集合。硬件实现：以数理逻为基础，直接用电子器件实现信息变换的方法。软

6、件实现：成本低，技术难度低，通用性好硬件实现：往往有软件实现不可能达到的性能软件和硬件：一个事物的两个方面，相互融合，相互促进，应当统一考虑。4、I/O接口——人机界面（1）I/O与CPU的硬件连接方式端口方式：静态数据、稳定可靠、占端口资源、编程麻烦总线方式：动态数据、要求器件速度相配合、编程简洁（2）CPU对I/O的控制方式轮询中断DMA1、嵌入式系统软件与通用系统中软件的比较（1）相同之处软件系统的层次化结构化程序设计方法软件的可维护性、鲁棒性嵌入式系统的软件设计应当努力学习和采用通用计算机系统中有关软件设计的先进思想和成功方法。（2）不同之处a、程序编译和程序执行是

7、在两个不同的平台上宿主机端（Host）和目标端（target）开发系统、开发工具软仿真和硬仿真b、操作系统并非嵌入式系统的必备部分c、输入输出界面不同台式通用计算机系统键盘、Mouse、CRT或LCD显示器d、可利用资源有限程序空间和数据空间都有限，一般没有虚拟内存e、常常必须用汇编语言编程，跟硬件打交道和硬件打交道，常表现为对硬件地址的操作变量和变量名，地址和寻址方式，地址寄存器；程序是否结构化，是由设计方法决定的，而不是由程序设计语言决定的汇编语言同样应该坚持采用结构化的程序设计方法；效率与程序结构化的矛盾妥协