嵌入式系统概述-刘俊勇

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1、《嵌入式》课程大作业题目：嵌入式系统应用概述姓名：刘俊勇班级：学号：引言嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可剪裁、适应应用对系统功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。近年来，嵌入式系统以其特有的信息处理能力和独到的人机交互能力引起了人们极大的关注，已经成为了带动电子信息产业发展的重要增长点之一。据工业和信息化部预测，2010年我国嵌入式设备的市场需求将超过100亿美元。与此同时，人们对嵌入式系统本身的性能需求也在快速增长。本本首先从嵌入式的定义、发展历程、基本组成、基本特

2、征对其进行了概述，接着介绍了嵌入式微处理器体系结构和类型，最后对嵌入式的发展趋势进行了展望。第一章嵌入式系统简介1.1定义广义上讲，凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可称为嵌入式系统。如各类单片机和DSP系统。这些系统在完成较为单一的专业功能时具有简洁高效的特点。但由于他们没有操作系统，管理系统硬件和软件的能力有限，在实现复杂多任务功能时，往往困难重重，甚至无法实现从狭义上讲，那些使用嵌入式微处理器构成独立系统，具有自己操作系统，具有特定功能，用于特定场合的专用软硬件系统称为嵌入式系统。IEEE的嵌入式系统定义:

3、根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置”（原文为devicesusedtocontrol，monitor，orassisttheoperationofequipment，machineryorplants）。国内的嵌入式系统定义:目前国内一个普遍被认同的定义是：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。1.2嵌入式系统的发展历史从单片机的出现到各种嵌入式微处理器、微控制

4、器的广泛应用，嵌入式系统的应用可以追溯到20世纪60年代中期，嵌入式系统的发展历程，大致经历了以下4个阶段。（1）无操作系统阶段单片机是最早应用的嵌入式系统，单片机作为各类工业控制和飞机、导弹等武器装备中的微控制器，用来执行一些单线程的程序，完成监测、伺服和设备指示等多种功能，一般没有操作系统的支持，程序设计采用汇编语言。（2）简单操作系统阶段20世纪80年代，出现了大量具有高可靠性、低功耗的嵌入式CPU（如PowerPC等），芯片上集成有微处理器、I/O接口、串行接口及RAM、ROM等部件，面向I/O设计的微控

5、制器在嵌入式系统设计应用。一些简单的嵌入式操作系统开始出现并得到迅速发展，程序设计人员也开始基于一些简单的“操作系统”开发嵌入式应用软件。此时的嵌入式操作系统虽然还比较简单，但已经初步具有了一定的兼容性和扩展性，内核精巧且效率高，大大缩短了开发周期，提高了开发效率。（3）实时操作系统阶段20世纪90年代，面对分布控制、柔性制造、数字化通信和信息家电等巨大市场的需求，嵌入式系统飞速发展。随着硬件实时性要求的提高，嵌入式系统的软件规模也不断扩大，实时多任务操作系统逐渐形成，系统能够运行在各种不同类型的微处理器上，具备

6、了文件和目录管理、设备管理、多任务、网络、图形用户界面(GUI)等功能，并提供了大量的应用程序接口(API)，从而使应用软件的开发变得更加简单。（4）面向Internet阶段进入21世纪，Internet技术与信息家电、工业控制技术等的结合日益紧密，嵌入式技术与Internet技术的结合正在推动着嵌入式系统的飞速发展。1.3嵌入式系统的组成嵌入式系统通常由包含有嵌入式处理器、嵌入式操作系统、应用软件和外围设备接口的嵌入式计算机系统和执行装置（被控对象）组成。嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，可以分为硬件层、

7、中间层、系统软件层和应用软件层。执行装置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。其典型组成如图1所示：图1典型的嵌入式系统组成1.4嵌入式系统的重要特征(1)系统内核小：由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。(2)专用性强：嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植。即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改，程

8、序的编译下载要和系统相结合，这种修改和通用软件的“升级”是完全不同的概念。(3)系统精简：嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能设计及实现上过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。(4)高实时性OS：这是嵌入式软件的基本要求，而且软件要求固态存储，以提高速度。软件代码要求高质量和高可靠性、实时性。(5)嵌入式软件开发走向标准化：