第一讲嵌入式系统与技术概论_431801660

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第1章 嵌入式系统基础知识概要

第1章  嵌入式系统基础知识概要

地址
数据(十六进制) 数据(二进制)
01100111 01000101 (a)小端存储法 0x6000 0x6001 0x23 01100111 0x45 01000101
0x6002
0x67 00100011
0x6003
0x89 00000001
(b)大端存储法 图1.2.2 大端和小端存储法示例
1.2 嵌入式微处理器体系结构



1.2.1 冯· 诺依曼结构与哈佛结构 1.冯· 诺依曼(Von Neumann)结构 目前使用冯.诺依曼结构的CPU和微控制器品种有很 多,例如Intel公司的8086系列及其他CPU,ARM公司 的ARM7、MIPS公司的MIPS处理器等。 2.哈佛(Harvard)结构 目前使用哈佛结构的CPU和微控制器品种有很多,除 DSP处理器外,还有摩托罗拉公司的MC68系列、Zilog 公司的Z8系列、ATMEL公司的AVR系列和ARM公司的 ARM9、ARM10和ARM11等。 1.2.2 精简指令集计算机
3.RTOS调度 RTOS中调度的目的则是要尽可能地保证每个任务满足 它们的时间约束,及时对外部请求做出响应。实时调 度技术常用的有以下两种。 (1)抢占式调度和非抢占式调度 抢占式调度通常是优先级驱动的调度。 (2)静态表驱动策略和优先级驱动策略 静态表驱动策略是一种离线调度策略,指在系统运行 前根据各任务的时间约束及关联关系,采用某种搜索 策略生成一张运行时刻表。在系统运行时,调度器只 需根据这张时刻表启动相应的任务即可。

4.RTOS分类 RTOS主要分为强实时(Hard Real-Time)系统和弱实时(Soft Real-Time)系统两类。强实时系统应用在航空航天、军事、核工 业等领域中,弱实时系统如视频点播系统、信息采集与检索系统 等。 5.实时任务分类 实时任务的分类方法有多种,根据任务的周期划分,可以分为周 期任务、偶发任务和非周期任务3类。根据是否允许任务超时, 以及超时后对系统造成的影响,任务又分为强实时任务、准实时 任务、弱实时任务和弱一强实时任务4类。 6.RTOS操作系统和内核 RTOS从单用途专用系统向多用途通用操作系统(如实时Linux等) 发展。RTOS从只支持强实时及其应用发展到既支持强实时也支持 弱实时及其应用方面,如开放实时系统的服务质量(QoS)多媒 体应用、复杂分布式实时系统等。

嵌入式系统概论讲解

嵌入式系统概论讲解

第一章嵌入式系统概论参考习题1、嵌入式系统本质上是什么系统?答:从本质上讲,嵌入式系统中的计算机总是处于一种实时计算模式,也可以认为嵌入式计算机应具有某种实时性。

也就是说,从嵌入式系统的广义概念考虑,嵌入式系统都可以看成是实时系统。

2、嵌入式系统开发与PC机软件开发的区别是什么?答:嵌入式开发就是设计特定功能的计算机系统,形象的说就是开发一种嵌入在一个机器上实现特定功能的一个系统。

PC的开发往往是上层应用程序,会更多的和业务流程,数据库,UI打交道。

嵌入式的开发主要是和底层打交道,例如内存,NAND, 各种控制器,中断调度等等。

当然现在也有很多需要在嵌入式设备上开发上层应用程序的需求了。

3、嵌入式系统基本概念?答:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可配置,对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格约束的专用系统。

这类系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统(可选择)以及应用程序等四个部分组成的。

4、嵌入式系统分类?答:(1)按微处理器位数划分按所采用的处理器位数,可以分为4位、8位、16位、32位和64位系统。

(2)按应用类别划分可以简单地划分为信息家电、通信、汽车电子、航空航天、移动设备、军用电子、工业控制、环境监控等各种类型。

(3)按系统的实时性划分硬实时系统、软实时系统和自适应实时。

(4)按工业界应用的复杂程度划分简单单处理器系统可扩展单处理器系统复杂嵌入式系统制造或过程控制中使用的计算机系统第二章ARM嵌入式微处理器技术基础参考习题1、ARM32位指令、16位指令的特点。

答:ARM微处理器支持32位的ARM指令集和16位Thumb指令集,每种指令集各有自己的优点和缺点:ARM指令集效率高,但代码密度低;Thumb指令集具有较高的代码密度,却仍保持ARM的大多数性能上的优势,可看做ARM指令集的子集。

2、简单说明RISC处理器与CISC处理器的主要区别有哪些?3、简要说明看门狗电路的作用和原理。

第一章、嵌入式系统设计概论 ppt课件

第一章、嵌入式系统设计概论  ppt课件


在制造工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、 汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类 产品等方面均是嵌入式计算机的应用领域。
ppt课件
12
经典应用
CISCO的路由器 华为、中兴的以太网交换机 恒基伟业的商务通PDA; 摩托罗拉的手机 美国宇航局的火星探测器 Sony的机器狗AIBO

ppt课件 7
后PC技术的时代
小到mp3,PDA等微型数字化产品,大到 网络家电,智能家电,车载电子设备 嵌入式系统是这个后PC时代的擎天之柱 1999年世界电子产品产值已超过12000亿 美元,2000年达到13000亿美元,预计 2005年,销售额将达18000亿美元。

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8
普适计算是指使用小型计算设备、在位置 不断移动的过程中或在地理位置分布很广 的范围内,在不稳定的通信条件下实现联 机事务处理和企业核心数据访问。 普适计算是指无所不在的、随时随地可以 进行计算的一种方式; 主要针对移动设备; 普适计算设备可以一直或间断地连接着网 络

ppt课件 22
普适计算和无线互联及网络计算比较

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5
历史
电脑用于控制设备或嵌入系统的历史几乎 电脑自身的历史一样长 计算机控制系统 单片机掀起电子化浪潮 微处理器高速发展推动了嵌入式系统

ppt课件
6
嵌入式系统的演变
8031/8051单片机系统,自行编写程序; 68360/386EX控制系统,自己编写简单的 操作系统; 32位嵌入式处理器+pSoS嵌入式操作系 统+tcp/ip协议栈; 各种SoC+嵌入式Linux/VxWorks+嵌入式 Web 设备server以及各种复杂网络协议栈 +GUI图形界面+无线模块=现代可移动 的网络智能设备

《嵌入式系统概论》课程教学大纲

《嵌入式系统概论》课程教学大纲

《嵌入式系统概论》教学大纲二、教学目标本课程以嵌入式软件工程思想为指导,通过突出嵌入式系统软硬件依赖、实时、可靠、低功耗等特性,使学生利用工具开发实际嵌入式软件程序的同时,帮助他们理解符合嵌入式系统特色的各种原理和方法,培养嵌入式系统产品方案规划、体系架构选择、处理器和芯片选型、操作系统应用、总体及详细设计、可靠性测试评估等方面的综合能力,为将来的进一步发展奠定坚实的基础。

三、教学内容及基本要求第一章嵌入式系统导论(理论2学时)(一)教学目标1. 掌握嵌入式系统基本概念、分类和特点;2. 了解嵌入式实时系统基本概念;3. 了解嵌入式系统和实时系统的关系和区别;(二)重点、难点教学重点:嵌入式系统定义,嵌入式系统的分类、特点;教学难点:嵌入式系统的软硬件组成。

(三)教学方法多媒体教学。

(四)教学内容1. 嵌入式系统概述2. 嵌入式系统的应用领域3. 嵌入式系统的发展趋势第二章嵌入式硬件系统(理论4学时)(一)教学目标1. 掌握嵌入式系统的硬件的基本组成;2. 了解嵌入式微处理器的基本组成和运行模式;3. 掌握主流嵌入式处理器ARM的相关知识;(二)重点、难点教学重点:ARM编程模型;嵌入式存储器;教学难点:ARM编程模型;AMBA总线工作原理。

(三)教学方法多媒体式对嵌入式微处理器进行全方位讲解。

(四)教学内容1. 嵌入式硬件系统的基本组成2. 嵌入式微处理器3. 嵌入式总线4. 嵌入式存储器5. 输入/输出与典型接口第三章嵌入式软件系统(理论4学时)(一)教学目标1. 了解当今几款主流的嵌入式操作系统:Linux、Vxworks、WinCE的基础知识;2. 掌握嵌入式软件系统的体系结构和运行流程;3. 掌握嵌入式软件系统的功能和特点;4. 掌握嵌入式软件开发工具的特点和软件开发的过程;5. 了解嵌入式操作系统的发展趋势。

(二)重点、难点教学重点:嵌入式软件体系结构、运行流程、交叉环境、交叉调试;教学难点:客户/服务器结构、交叉调试与非交叉调试的区别;JTAG技术。

嵌入式系统-第1章嵌入式系统概论-2012

嵌入式系统-第1章嵌入式系统概论-2012


技术上两条出路

发展到多核 发展到SOC(系统芯片,system on chip)

集成外围电路到处理器中


产业上的出路

PC市场有没有出路,来源于对多核计算机的需求 将成熟的32位计算机技术融合(嵌入)到非PC产品中 使用计算机网络技术取代通讯
10
计算机系统的创新:多核

信息家电


汽车电子

智能仪器仪表 通讯设备 其他
14
嵌入式系统:PDA

个人信息助理 掌上电脑
Nokia 6110 四频 HSDPA / GPS 导航器
iPad2
SONY GPS导航器
Map-Star的GPS定位设备
PDA 手机 + GPS 导航= Dopod U1000,且支持SkyPE


Nike的Speed+手表

韩国防性罪犯的电子手镯

爱国者视频MP4手表
21
嵌入式系统:运动玩具游戏

GTX公司定位的运动跑鞋

内置的GPS接收器和可充电电池
遥控蜻蜓 次世代三大主流

三款主机Xbox 360,WII,PS3
GameCube
Wii, 手柄, 手套, 枪

网络微波炉、网络电饭煲、网络空调等家电

24
嵌入式系统:智能家居

智能家具 智能家电
智能型垃 圾桶 i.Master
DangerBomb 闹钟 不起床就爆炸啰
Roto-Rooter公司马桶 高科技的捕鼠器 组合笔记本/ipod/冰 浙江大学显示营 遮断红外线光束掉下笼子 箱/Xbox360/健身 养智能果汁机

嵌入式系统概论

嵌入式系统概论
PowerPC处理器品种诸多,既有通用旳处理器,又有
嵌入式控制器和内核,应用范围非常广泛,从高端旳
工作站、服务器到桌面计算机系统,从消费类电子产
品到大型通信设备,无所不包。
处理器芯片重要型号是PowerPC 750,它于1997年研
制成功,最高旳工作频率可以到达500MHz,采用先
进旳铜线技术。该处理器有许多品种,以便适合多种
目前发展旳目旳是体积小、易携带和外观
设计新奇等。在便携式嵌入式系统旳应用
中,必须尤其关注电源装置等辅助设备。
2.4嵌入式操作系统
嵌入式操作系统是嵌入式应用软件旳基础和开发
平台.嵌入式系统旳出现,处理了嵌入式软件开发原则
化旳难题.嵌入式系统具有操作系统旳最基本旳功能:
进程调度
内存管理
设备管理
文献管理
(Microprocessor without interlocked piped stages),
最早是在80年代初期由美国斯坦福大学Hennessy专家
领导旳研究小组研制出来旳。
1986年推出R2023处理器,1988年推出R3000处理器,
1991年推出第一款64位商用微处理器R4000。之后,
存储器类型分为:
静态易失型存储器(RAM,SRAM);
动态存储器(DRAM);
非易失性存储器ROM(ROMEPROM,
EEPROM,FLASH);
硬盘、软盘、CD-ROM等。
通信接口
目前存在旳所有计算机通信接口在嵌入式领域中均有
其广泛旳应用,应用最为广泛旳接口设备包括
RS-232接口(串口UART)
产品制造、大范围电子商务活动、高度协
同科学试验以及现代化家庭起居。

12嵌入式系统技术概述开发方法与发展趋势

12嵌入式系统技术概述开发方法与发展趋势

网络工程教研室
第9页
嵌入式系统的开发方法
开发模式——开发流程
硬件测试:
➢ 进行功能、性能等方面的测试和修改,使其达到硬件 设计目标。
软件设计实现:
➢ 与硬件设计制作并行、交互进行。
网络工程教研室
第10页
嵌入式系统的开发方法
开发模式——开发流程
软硬件集成:
➢ 将测试完成的软件系统装入制作好的硬件系统中,进 行系统综合测试,验证系统功能是否准确无误地实现; 最后将软件固化到目标硬件中。
嵌入式系统的开发方法
设计要求 开发模式 硬件开发技术 软件开发方法 软硬件协同开发
网络工程教研室
第14页
嵌入式系统的开发方法
硬件开发技术
采用现代电子产品设计方法进行开发。 一方面大量使用大规模可编程逻辑器件(PLD)
来提高产品性能、降低消耗; 另一方面不断提高自动化设计水平,缩短开发周
宏观方面的发展趋势
— 经济性(POS开发失败,几十万、几万、5千、5百) 计算机要很便宜,让更多的人能买得起;
— 小型化(笔记本、PDA) 人们携带方便;
— 可靠性(汽车VCD,挑动问题) 能够在一般环境条件下或者是苛刻的环境条件下运行
— 高速度(飞机刹车系统) 能够迅速地完成数据计算或数据传输;
— 智能性(知识推理、模糊查询、识别、感知运动) 使人们用起来更习惯,对人们更有使价值。
➢ 可用于开发系统软件和软件开发环境。
网络工程教研室
第20页
嵌入式系统的开发方法
软件开发方法
可视化开发方法
➢ 在可视化开发工具提供的图形用户界面上,通过操作 界面元素(如菜单、按钮、对话框、编辑框、单选框、 复选框、列表框、滚动条等),由可视化开发工具自 动生成应用软件。

第一章 嵌入式系统概述讲述PPT课件

第一章 嵌入式系统概述讲述PPT课件

11/10/2020
© 东北大学信息学院物联网研究所115室
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第一章 嵌入式系统概论
一些嵌入式系统应用案例
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第一章 嵌入式系Biblioteka 概论一些嵌入式系统应用案例
11/10/2020
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你买的最终产 品包含了该系 统,并不像一 般通用软件或 者计算机系统 一样,你可以 直接看到并购 买它!
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第一章 嵌入式系统概论
1.2 嵌入式系统的定义(续)
微机学会的定义
➢ 嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机系统,可
分为系统级、模块级、芯片级
➢ 系统级:各种类型的工控机
以标准总线互联(背板结构)的工控机:CPCI、 PCI-ISA、VME 、STD
➢ 模块级:各种类型的带CPU的模块 嵌入式CPU模块:PC104模块、Biscuit板
英国电机工程师协会的定义
➢ Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants(用于控制、监视或 者辅助操作机器和设备的装置)
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• CAN、蓝牙、Zigbee、Modbus、LIN协议栈
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第一章 嵌入式系统概论
1.3 嵌入式系统的体系结构(续)
应用层
➢ 与应用密切相关 ➢ 面向目标和用户 ➢ 完成特定的功能 ➢ 例如

嵌入式系统原理(简介与入门)

嵌入式系统原理(简介与入门)

RARMAM
FLFALSAHSH
网络
语采语采音样音样
微微处处理理器器
控网控制网络制器络器
图 1.2 语音处理系统结构图
实时性和处理器速度不是一回事,速度快的系统不一定实时性好,速度慢的系统实时 性未必不能满足要求。计算机运行速度高,当然更有条件实现实时性,但不是实时性的充 要条件。嵌入式系统的设计要求精练,因此在运算速度上不会留太多余量,为了保证实时 性要求,更需要对硬件、软件精心设计。
功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 上述定义较好地描述了嵌入式系统各方面的特征,不同的应用对计算机的有不同的需
求,嵌入式计算机在满足应用对功能和性能需求的前提下,还要适应应用对计算机的可靠 性、机械结构、功耗、环境适应性等方面的要求,在一般情况下,还要尽量降低系统的成 本。
简单地说,嵌入式系统是为具体应用定制的专用计算机系统,定制过程既体现在软件 方面,也体现在硬件方面。硬件上,针对应用,选择适当的芯片、体系结构,设计满足应 用需求的接口、设计方便安装的机械结构;软件上则明确是否需要操作系统、配置适当的
都是计算机,嵌入式系统与通用计算机系统基本原理上没有什么根本的不同,但因为 应用目标不一样,嵌入式系统有着自身的特点:
1) 嵌入式系统具有应用针对性。 这是嵌入式系统的一个基本特征,体现这种应用针对性的首先是软件,软件实现特定 应用所需要的功能,所以嵌入式系统应用中必定配置了专用的应用程序;其次是硬件,大 多数嵌入式系统的硬件是针对应用专门设计的,但也有一些标准化的嵌入式硬件模块,采 用标准模块降低开发的技术难度和风险,缩短开发时间,但灵活性不足。 2) 嵌入式系统硬件一般对扩展能力要求不高。 硬件上,作为一种专用的计算机系统,功能、机械结构、安装要求比较固定,所以嵌 入式系统一般没有或仅有较少的扩展能力;软件上,嵌入式系统往往是一个设备固定组成 部分,其软件功能由设备的需求决定,在相对较长的生命周期里,一般不需要对软件进行 改动。但也有一些特例,比如现在的手机,尤其是安装有嵌入式操作系统的智能手机,软 件安装、升级比较灵活,但相对桌面计算机其软件扩展能力还是相当弱。 3) 嵌入式系统一般采用专门针对嵌入式应用设计的中央处理器。 这与嵌入式系统应用针对性有关,相对通用计算机处理器,嵌入式处理器种类繁多, 不同的嵌入式处理器功能/性能差异非常大,主频从几兆赫兹到千兆赫兹、引脚数量从几个 到几百个,只有这种多样化才能适应千差万别的嵌入式系统应用。 4) 嵌入式系统中操作系统可能有也可能没有,且嵌入式操作系统与桌面计算机操作

嵌入式系统开发技术基本知识点(打印版)

嵌入式系统开发技术基本知识点(打印版)

嵌入式系统开发技术基本知识点第一章嵌入式系统概论一:定义:嵌入式系统是一种嵌入在设备(或系统)内部,为特定应用而设计开发的专用计算机系统。

国内普遍认为:嵌入式是以应用为中心,以计算机为基础,软硬件可裁剪、使用应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的功用计算机系统。

2特点①专用性②隐蔽性③资源受限④高可靠性⑤实时性⑥软件固化。

3嵌入式系统是由硬件和软件两部分组成的。

硬件的主体是中央处理器和存储器,它们通过输入/输出(I/O)接口和输入/输出设备与外部世界联系。

二:处理器能够按照指令的要求高速度完成二进制数据和逻辑运算的部件。

组成:由运算器、控制器、寄存器、高速缓冲存储器(Cache)等部件组成。

三:①中央处理器(CPU):负责运行系统软件和应用软件的主处理器②其余的都是协处理器:如数字信号处理器(DSP)、通信处理器、图形处理器。

四:地位:CPU是任何计算机不可或缺的核心部件。

CPU的字长有4位、8、16位(最多)、32位(技术发展的主流)、64位之分。

字长指的是CPU中通用寄存器和定点运算器的宽度。

CPU的性能主要表现为程序(指令)执行速度放入快慢。

影响执行速度的因素①主频(CPU时钟频率)②指令系统③高速缓冲存储器的容量和结构④逻辑结构。

五:存储器的任务是存储程序和数据。

它分为内置存储器和扩充存储器两部分。

内置又分为片内存储器和片外存储器两部分。

扩充存储器通常做成插拔形式,需要时才插入宿主设备使用。

存储器大多数是由半导体集成电路组成。

按照其存取特性,分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM),其中RAM又可分为动态随机存取存储器(DRAM)和静态随机存取存储器(SRAM).动态随机存取存储器(DRAM):电路简单,集成度高,功耗小,成本低,但速度稍慢。

静态随机存取存储器(SRAM):电路较复杂,集成度低,功耗较大,成本高,但工作速度快(适合用作指令和数据的高速缓冲存储器)无论是DRAM,SRAM当关机或断电时,其中的信息都将随着丢失,属于易失性存储器。

嵌入式系统概述

嵌入式系统概述
8
ARM体系结构
业务拓展 / 市场格局
ARM
IP
授权费 版权费
产品,例如:芯片
Partner
单价
OEM Customer
ARM 创造和 设计IP
Partner把ARM IP 和 其他 IP 集成进产品
OEM 用来自ARM Partner的芯片设计 制造最终用户产品
9
ARM 合作伙伴 ARM知识产权授权用户众多,其中包括世界顶
4
嵌入式技术发展史
5
嵌入式发展简史
复位 部件
定时器 部件
SRAM 部件
看门狗 部件
CPU核
ROM 部件
晶振 部件
I/O 部件
中断 部件
6
嵌入式发展简史
1984年,英特尔推出了16位8096系列并将其 称之为嵌入式微控制器,这可能是嵌入式一 词第一次在微处理器领域出现。
这个时期,NXP、TI等陆续推出了不少微控 制器产品,功能也不断变强,也逐步支持实 时操作系统。
7
ARM体系结构
值得一提的是,ARM微处理器的出现,较快地促 进了嵌入式技术的发展。
ARM 即Advanced RISC Machines的缩写 , 作为:①公司的名字 ,②一类微处理器的 通称,③ 一种技术的名称 。
• ARM:“Advanced RISC Machines Ltd”,1990年在英国成立,是苹果电脑,Acorn电 脑及VLSI Technology 公司的合资。 • 在1991年,ARM推出了ARM6处理器家族 • 2001年,微处理器行业共出货了5.38亿RISC微 处理器,其中基于ARM的微处理器占了74.6%。
该系列芯片按片内Flash的大小可分为三大类: 1. 小容量(16K和32K) 2. 中容量(64K和128K) 3. 大容量(256K、384K和512K)

第1章 嵌入式系统概论

第1章 嵌入式系统概论

嵌入式系统的出现和兴起
出现:20世纪60年代以晶体管、磁芯存储 为基础的计算机开始用于航空等军用领域。
第一台机载专用数字计算机是奥托内蒂克斯公
司为美国海军舰载轰炸机“民团团员”号研制 的多功能数字分析器(Verdan)。
同时嵌入式计算机开始应用于工业控制。1962
年一个美国乙烯厂实现了工业装置中的第一个 直接数字控制(DDC)。
关注成本
嵌入式系统通常需要注意的成本是系统成本, 特别是量大的消费类数字化产品,其成本是 产品竞争的关键因素之一。 嵌入式的系统成本包括:
一次性的开发成本NRE(Non-Recurring Engineering)成本 产品成本:硬件BOM、外壳包装和软件版税等 批量产品的总体成本=NRE成本+每个产品成本* 产品总量 每个产品的最后成本=总体成本/产品总量=NRE 成本/产品总量+每个产品成本
Integrated
WindRiver公司:VxWorks操作系统及Tornado工具 QNX公司:QNX操作系统及工具 商用嵌入式实时操作系统和开发工具的出现和推广应
用,使嵌入式系统的开发从作坊式向分工协作规模化 的方向发展,促使嵌入式应用扩展到更广阔的领域。
嵌入式系统应用走向纵深
第一章 嵌入式系统概论
无处不在的嵌入式系统 嵌入式系统的定义 嵌入式系统的特征 嵌入式系统的发展历程 嵌入式系统的分类 嵌入式系统的基本结构 嵌入式系统的设计要求 嵌入式应用开发
计算机发展的三大阶段
• 第一阶段:始于五十年代的由IBM等公司率 先研制的大型机。
• 第二阶段:始于七十年代的个人计算机。 • 第三阶段:计算机正迈入下一个充满机遇 的阶段—―后PC时代”或“无处不在的计算 机”阶段。

第一章 嵌入式系统概述

第一章  嵌入式系统概述

实时处理系统: 实时处理系统:
用户通过终端设备向系统提出服务请求, 用户通过终端设备向系统提出服务请求,系统完成 服务后,通过终端回答用户. 服务后,通过终端回答用户. 2006/05/16
作者:蔡新波
实时系统实时性的衡量指标 实时系统实时性的衡量指标 实时性
响应时间 识别一个外部事件到作出响应的时间. 识别一个外部事件到作出响应的时间.
2006/05/16
作者:蔡新波
四,嵌入式系统体系结构
Application API Embedded RTOS External Devices CPU
2006/05/16
嵌入式系统软件
Hardware Independent Software Applications I/O System RTOS libraries TCP/IP Stack File System RTOS Kernel
Chip Board Ciruit
Prescaler
CPU CORE
Interrupt Controler I/O Port
Connecting SRAM Connecting DRAM
CPU
Connecting FLASH A/D Connecting ROM
External Devices
USB
2006/05/16
作者:蔡新波
三,嵌入式系统的基本要素
嵌入式处理器系统
嵌入式处理器 各种类型存储器 模拟电路及电源 接口控制器及接插件
嵌入式软件系统
实时操作系统(RTOS) 板级支持包(BSP) 设备驱动(Device Driver) 协议栈(Protocol Stack) 应用程序(Application)
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清华大学自动化系
1. 嵌入式系统的定义
嵌入式系统是指由嵌入式处理器、 嵌入式系统是指由嵌入式处理器、相关支 撑器件和嵌入在存储器中的嵌入式软件系统组 成的可独立工作的电子系统、装置或设备。 成的可独立工作的电子系统、装置或设备。 其中:存储器主要包括 其中:存储器主要包括
(1) 只读存储器(Read Only Memory——ROM); 只读存储器( ) (2) 随机存储器(Read Random Memory——RAM) ; 随机存储器( ) (3) 闪速存储器(Flash Memory——FLASH) ; 闪速存储器( ) (4) 电子硬盘(Electronic Hard Disk —— EHD). 电子硬盘( )
1. 嵌入式系统的定义
嵌入式系统是计算机的一种应用形式, (5) 嵌入式系统是计算机的一种应用形式, 通常指嵌入在宿主设备中的微处理机系 统。
清华大学自动化系
一、嵌入式系统概论
(一)嵌入式系统的基本概念
1. 嵌入式系统的定义
嵌入式系统是指用于实时控制、监视、 (6) 嵌入式系统是指用于实时控制、监视、 管理或辅助其他设备、设施运行的设备。 管理或辅助其他设备、设施运行的设备。
嵌入式系统案例一 车载GPS智能终端的实物图 车载GPS智能终端的实物图
嵌入式系统案例二
嵌入式系统教学平台的技术指标与参数 系统教学平台的 嵌入式系统教学平台的技术指标与参数
嵌入式系统案例二
嵌入式系统教学平台的技术指标与参数 系统教学平台的 嵌入式系统教学平台的技术指标与参数
(1) 中央处理器 :三星公司 三星公司S3C6410 ,ARM11内核 , 667MHz 三星公司 内核 (2) 外部存储器 64M 2片 Mobile DDR SDRAM ,共 128M 、 外部存储器: 片 128M 2片 Mobile DDR SDRAM ,共 256M 片 (3) 扩展网口:10/100M以太网接口 扩展网口: 以太网接口 (4) LCD和触摸屏接口: 800×480 / 7.0 英吋 真彩 和触摸屏接口: 真彩TFT液晶屏 和触摸屏接口 × 液晶屏 (5) USB 接口:USB1.1,3个USB主机口,1个USB 2.0设备口 接口: 主机口, 个 , 个 主机口 设备口 (6) 串口:1路RS232接口,3路复用串口 串口: 路 接口, 路复用串口 接口 (7) 键盘:16个小键盘 键盘: 个小键盘 (8) 其他:1个CMOS Sensor 攝影機、1个TV Tunet(NTSC及 其他: 个 攝影機、 个 ( 及 PAL) 、 1 個 S-VIDEO 視訊信號輸出 、 1 個高速 SD / ) HSMMC 和 SDIO 設備、 Linux 2.6.2X、 WinCE 6.0等 設備、 、 等
嵌入式系统案例三
网络交互式数字电视机顶盒技术指标与参数 网络交互式数字电视机顶盒技术指标与参数
(二)网络功能部分
(1) 系统主频:150MHz; 系统主频: ; (2) 存储空间:16MB RAM, 32M Flash; 存储空间: ; (3) 操作方式:遥控器(含电视遥控)、 操作方式:遥控器(含电视遥控)、 遥控键盘、鼠标输入; 遥控键盘、鼠标输入; (4) 操作系统:清华嵌入式操作系统; 操作系统:清华嵌入式操作系统; (5) 网络连接:Modem;网卡 网络连接: ; (6) 网络协议:PPP,TCP/IP, POP3/SMTP; 网络协议: ; , (7) 网络软件:嵌入式 网络软件:嵌入式Web浏览器、 浏览器、 浏览器 嵌入式E-mail收发器等。 收发器等。 嵌入式 收发器等
清华大学自动化系
一、嵌入式系统概论
(一)嵌入式系统的基本概念
1. 嵌入式系统的定义
(4) 嵌入式系统是指那些使用嵌入式微处理 器构成独立系统, 器构成独立系统,具有自己的操作系统 并且具有某些特定功能的系统。 并且具有某些特定功能的系统。
清华大学自动化系
一、嵌入式系统概论
(一)嵌入式系统的基本概念
清华大学自动化系
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1. 嵌入式系统的定义
嵌入式系统是指由嵌入式处理器、 嵌入式系统是指由嵌入式处理器、相关支 撑器件和嵌入在存储器中的嵌入式软件系统组 成的可独立工作的电子系统、装置或设备。 成的可独立工作的电子系统、装置或设备。 其中:嵌入式软件系统主要包括 其中:嵌入式软件系统主要包括
(1) 与硬件相关的底层支持软件; 硬件相关的底层支持软件; (2) 嵌入式操作系统; 嵌入式操作系统; (3) 图形用户界面(Graphics User Interface—GUI); 图形用户界面( ); (4) 嵌入式数据库系统 ; (5) 各种嵌入式控制与应用软件 。
嵌入式系统案例三
网络交互式数字电视机顶盒的硬件架构图一 网络交互式数字电视机顶盒的硬件架构图一
节目存储 内存模块
前面板 标清 前端输入 解码 模块 条件接收 网络 交互 模块
网络接口
外设接口
(一)电视功能部分
(1) 输入频率 VHF、UHF 输入频率: 、 (2) 信号水平 : -70~15db (3) 视频码流 : MPEG2、MP@ML、MP@HL 、 、 (4) 帧频 帧频: 30/25 (5) 分辨率 1920×1080隔行、1200×700逐行 720×480 分辨率: 隔行、 逐行, × 隔行 × 逐行 × (6) 宽高比 : 16:9、4:3 : 、 : (7) 音频 MPEG Layer Ⅰ&Ⅱ,AC-3, 5.1声道 音频: 声道,20Hz~20KHz Ⅱ , 声道 (8) 屏幕尺寸 32’’~72’’ 屏幕尺寸: (9) 接收制式 : ATSC、DVB-T、DVB-C、DVB-S 、 、 、
嵌入式系统案例二
嵌入式系统教学平台的 嵌入式系统教学平台的硬件架构图
嵌入式系统案例二
嵌入式系统教学平台的 嵌入式系统教学平台的电路原理图
嵌入式系统案例二
嵌入式系统教学平台的 嵌入式系统教学平台的调试硬件平台
嵌入式系统案例三
网络交互式数字电视机顶盒技术指标与参数 网络交互式数字电视机顶盒技术指标与参数
嵌入式系统案例一:车载GPS智能终端 嵌入式系统案例一:车载GPS智能终端 GPS
1.需求分析:一个带有GPS、GSM、GPRS的车载智能型终端 需求分析:一个带有GPS、GSM、GPRS的车载智能型终端 GPS 一般手机功能、来电及来信息显示、振铃,GPS信息 一般手机功能、来电及来信息显示、振铃,GPS信息 输入: 键盘, 数字键,其它为功能键,麦克风,RS232 2.输入:5X5键盘,0~9数字键,其它为功能键,麦克风,RS232 串口 3.输出:带汉字字库的LCD液晶显示, 输出:带汉字字库的LCD液晶显示, LCD液晶显示 用户接口:SPI总线 LCD模块与 240X模块之间) RS232 总线( 模块与Q 4.用户接口:SPI总线(LCD模块与Q240X模块之间),RS232 串口 , 扬声器 功能: 默认状态: 5.功能:1)默认状态:显示时间 消息提示 拨号状态:显示号码, 2)拨号状态:显示号码,按拨号键拨出 3)接听状态:显示挂断否? 接听状态:显示挂断否? 接收到信息状态: 4)接收到信息状态:显示有信息 编辑文本, 发送信息 编辑文本,发送 报警 性能:能将GPS信息及时传送到控制中心, GPS信息及时传送到控制中心 6.性能:能将GPS信息及时传送到控制中心,能及时处理控制中心传来 的信息, 的信息,能简便地实现各种功能 7.功耗:峰值1A左右,通话时100~200mA,待机时100mA以下, 功耗:峰值1 左右,通话时100~200mA,待机时100mA以下, 100 mA 100mA以下 车用12 12V 电源供电 车用12V 物理尺寸和重量: 8.物理尺寸和重量:大小及重量和车载电话相似
嵌入式系统 软硬件协同设计
张跃
(清华大学嵌入式系统与技术实验室) 清华大学嵌入式系统与技术实验室)
一、嵌入式系统概论
(一)嵌入式系统的基本概念
1. 嵌入式系统的定义
(1) 嵌入式系统是指带有微处理器的专用软
硬件系统。 硬件系统。 (2)嵌入式系统是指操作系统和功能软件集 (2)嵌入式系统是指操作系统和功能软件集 成于计算机硬件系统之中的系统。 成于计算机硬件系统之中的系统。
清华大学自动化系
一、嵌入式系统概论
(一)嵌入式系统的基本概念
1. 嵌入式系统的定义
嵌入式系统是指以应用为中心、 (3) 嵌入式系统是指以应用为中心、以计算 机技术为基础、软件硬件可裁剪、 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、 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。 功耗严格要求的专用计算机系统。
(1) 嵌入式微处理器 (Embedded Microprocessor Unit); ; (2) 嵌入式微控制器 嵌入式微控制器(Embedded Microcontroller Unit) , 即单片机 ; (3) 嵌入式数字信号处理器 嵌入式数字信号处理器(Embedded Digital Signal Processor); ; (4) 片上系统(System On Chip——SOC)。 片上系统( )。
1. 嵌入式系统的定义
嵌入式系统是指由嵌入式处理器、 嵌入式系统是指由嵌入式处理器、相关支 撑器件和嵌入在存储器中的嵌入式软件系统组 成的可独立工作的电子系统、装置或设备。 成的可独立工作的电子系统、装置或设备。 其中:相关支撑器件主要包括 其中:相关支撑器件主要包括
定时器、序列发生器、控制器、各种传感器、 定时器、序列发生器、控制器、各种传感器、显示设 备(LCD、LED等)、通讯设备 、 等 、通讯设备(Modem,GPS,GSM, , , , GPRS,CDMA,IrDA/Fast IrDA, Bluetooth等)、 , , 等、 接口设备( 接口设备(R232,IEEEl394 ,USB, PC卡, , , 卡 Smart卡,Ethernet/Fast Ethernet,Parallel等)。 卡 / , 等。
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