嵌入式系统简介课件.ppt

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1、嵌入式系统主讲：史久根合肥工业大学计算机与信心学院9/9/20211提纲132何谓嵌入式系统未来嵌入式系统的发展趋势嵌入式系统的应用领域第一章嵌入式系统简介2嵌入式技术无处不在处理文档、进行工作管理和生产控制的计算机各种使用嵌入式技术的电子产品，如：MP3、PDA、手机、智能玩具，网络家电、智能家电、车载电子设备等在工业和服务领域中，大量嵌入式技术也已经应用于工业控制、数控机床、智能工具、工业机器人、服务机器人等各个行业，正在逐渐改变着传统的工业生产和服务方式何谓嵌入式系统3国际芯片市场来看据统计每年只有10

2、-20%的计算机芯片是为台式PC或膝上电脑而设计的。嵌入式系统设计制造的CPU每年大概有10-20亿片。每年又有1万个新的嵌入式系统计划产生，而且越来越多的系统需要复杂的嵌入式操作系统。如：手持设备市场。2000年的全球产销量为1290万部，而到今年时预计将为6340万部。何谓嵌入式系统4嵌入式技术将成为后PC时代的主宰嵌入式技术成为当前微电子技术与计算机技术中的一个重要分支。使计算机的分类从以前的巨型机、大型机、小型机、微机之分变为了通用计算机和嵌入式系统之分。嵌入式的应用更是涉及金融、航天、电信、网络、信

3、息家电、医疗、工业控制、军事等各个领域，以致一些学者断言嵌入式技术将成为后PC时代的主宰。何谓嵌入式系统5后PC时代产品的蓬勃发展何谓嵌入式系统6什么是嵌入式系统根据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”。（devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants）何谓嵌入式系统7简单地讲·嵌入性：嵌入到对象体系中，有对象环境要求·专用性：软、硬件

4、按对象要求裁减·计算机：实现对象的智能化功能就是嵌入到对象体中的专用计算机系统三要素：嵌入、专用、计算机嵌入式系统的特点:由三要素引出何谓嵌入式系统8广义地说一个嵌入式系统就是一个具有特定功能或用途的计算机软硬件集合体。即以应用为中心、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。嵌入式系统发展的最高形式——片上系统（SOC）何谓嵌入式系统9嵌入式系统的分类▲芯片级嵌入（含程序或算法的处理器）▲模块级嵌入（系统中的某个核心模块）▲系统级嵌入▲非实时系

5、统（PDA）▲软实时系统（消费类产品）▲硬实时系统（工业和军工系统）何谓嵌入式系统按表现形式分（硬件范畴）：按实时性要求分（软件范畴）：10实时系统定义实时系统的正确性依赖于运行结果的逻辑正确性和运行结果产生的时间正确性，即实时系统必须在规定的时间范围内正确地响应外部物理过程的变化。任务执行的时间可以根据系统的软硬件的信息而进行确定性的预测。一个实时操作系统可以在不破坏规定的时间限制的情况下完成所有任务的执行。也就是说，如果硬件可以做这件工作，那么实时操作系统的软件将可以确定性的做这件工作。11硬实时vs.软

6、实时“软”意味着如果没有满足指定的时间约束并不会导致灾难性的后果，而对于硬实时系统来说却是灾难性的从实践上说，软实时和硬实时之间的区别通常与系统的时间精度有关：由于这个原因，典型的，软实时任务的调度精度必须大于千分之一秒，而硬实时任务为微秒级。12嵌入式处理器的分类和现状微控制器（MCU）何谓嵌入式系统数字信号处理器（DSP）片上系统（SoC）可编程片上系统（SoPC）13MCU何谓嵌入式系统嵌入式微控制器的典型代表是单片机这种８位的电子器件,目前在嵌入式设备中仍然有着极其广泛的应用。单片机芯片内部集成ROM

7、/EPROM、RAM、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash、EEPROM等各种必要功能和外设。14MCU处理能力何谓嵌入式系统MCU微控制器，总线宽度一般为4位、8位或16位，处理速度有限，一般在几个MIPS，进行一些复杂的应用很困难，运行操作系统就更难。随着技术进步，高性能的MCU产品逐渐推出。15MPU何谓嵌入式系统嵌入式微处理器（MicroProcessorUnit)MPU嵌入式微处理器是由通用计算机中的CPU演变而来的，80386－80387与计算机

8、处理器不同的是，在实际嵌入式应用中，只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，这样就以最低的功耗和资源实现嵌入式应用的特殊要求。16DSP何谓嵌入式系统DSP处理器是专门用于信号处理方面的处理器，其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，在数字滤波、FFT、频谱分析等各种仪器上DSP获得了大规模的应用。DSP是运算密集处理器，一般用在快速执行算法，做控制比较困难。为了追求高执行效