嵌入式系统技术概述

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1、题目嵌入式系统技术概述姓名嵇朋朋学号20111221317学院信息与控制学院专业系统分析与集成指导老师张自嘉二Ｏ一二年Ｏ四月Ｏ八日-13-嵌入式系统技术概述嵇朋朋南京信息工程大学信息与控制学院南京210044摘要本文主要介绍嵌入式系统的发展历史、嵌入式系统的组成、嵌入式系统的分类、嵌入式系统的特点、嵌入式系统硬件部分、嵌入式系统软件部分、嵌入式系统的开发工具，以及对嵌入式系统未来的展望。关键词：嵌入式；ARM；DSP1嵌入式系统概述嵌入式系统是把计算机直接嵌入到应用系统中，它融合了计算机软/硬件技术、通信技术和微电子技术。随着微电子技术和半导体技术的高速发展，超大

2、规模集成电路技术和深亚微米制造工艺已十分成熟，从而使高性能系统芯片的集成成为可能，并推动着嵌入式系统向最高级构建形式，即片上系统SOC（SystemonaChip）的水平发展，进而促使嵌入式系统得到更深入、更广阔的应用。嵌入式技术的快速发展不仅使其成为当今计算机技术和电子技术的一个重要分支，同时也使计算机的分类从以前的巨型机/大型机/小型机/微型机变为通用计算机/嵌入式计算机（即嵌入式系统）。嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统;它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备

3、、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。1.1嵌入式系统的组成一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成，嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。执行装置也称为被控对象，它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令，执行所规定的操作或任务。图1嵌入式系统框架2嵌入式系统的分类-13-由于嵌入式系统由硬件和软件两大部分组成，所以其分类也可以从硬件和软件进行划分。从硬件方面来讲，各式各样的嵌入式处理器是嵌入式系统硬件中的最核心的部分，而目前世界上具有嵌入式功能

4、特点的处理器己经超过1000种，流行体系结构包括MCUMPU等30多个系列。鉴于嵌入式系统广阔的发展前景，很多半导体制造商都大规模生产嵌入式处理器，并且公司自主设计处理器也已经成为了未来嵌入式领域的一大趋势，其中从单片机、DSP到FPGA,ARM有着各式各样的品种，速度越来越快，性能越来越强，价格也越来越低。目前嵌入式处理器的寻址空间可以从64kB到16MB，处理速度最快可以达到2000MIPS，封装从8个引脚到144个引脚不等。嵌入式处理器可以分成下面几类:（1）嵌入式微处理器(MicroProcessorUnitMPU)嵌入式微处理器是由通用计算机中的CPU演

5、变而来的。它的特征是具有32位以上的处理器，具有较高的性能，当然其价格也相应较高。但与计算机处理器不同的是，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。和工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。目前主要的嵌入式处理器类型有Am186/88,386EX,SC-400，PowerPC，68000，MIPS，ARM/StrongARM系列等。其中Arm/StrongArm是专为手持设备开发的嵌入式微处理器，属于中档的价位。（2）嵌入式微控制器(M

6、icrocontrollerUnit，MCU)嵌入式微控制器的典型代表是单片机，从70年代末单片机出现到今天，虽然已经经过了20多年的历史，但这种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ROMIEPROM，RAM、总线、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，FlashRAM，EEPROM等各种必要功能和外设。和嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。微控制器的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，因此

7、称微控制器。由于MCU低廉的价格，优良的功能，所以拥有的品种和数量最多，比较有代表性的包括8051，MCS-251，MCS-96/196/296，PS1XA，C166/167，68K系列以及MCU8XC930i931，C540，C541，并且有支持I2C，CAN-Bus，LCD及众多专用MCU和兼容系列。目前MCU占嵌入式系统约70%的市场份额。近来Atmel出产的Avr单片机由于其集成了FPGA等器件，所以具有很高的性价比，势必将推动单片机获得更高的发展。嵌入式DSP处理器(EmbeddedDigitalSignalProcessor，EDSP)DSP处理器是专

8、门用于信号