嵌入式入门小解
!嵌入式系统开发资料(入门必备)
获取更多权威电子书请登录ARM嵌入式系统开发综述ARM开发工程师入门宝典获取更多权威电子书请登录 前言嵌入式系统通常是以具体应用为中心,以处理器为核心且面向实际应用的软硬件系统,其硬件是整个嵌入式系统运行的基础和平台,提供了软件运行所需的物理平台和通信接口;而嵌入式系统的软件一般包括操作系统和应用软件,它们是整个系统的控制核心,提供人机交互的信息等。
所以,嵌入式系统的开发通常包括硬件和软件两部分的开发,硬件部分主要包括选择合适的MCU或者SOC 器件、存储器类型、通讯接口及I/O、电源及其他的辅助设备等;软件部分主要涉及OS porting和应用程序的开发等,与此同时,软件中断调试和实时调试、代码的优化、可移植性/可重用以及软件固化等也是嵌入式软件开发的关键。
嵌入式系统开发的每一个环节都可以独立地展开进行详细的阐述,而本文的出发点主要是为嵌入式开发的初学者者提供一个流程参考。
因为对于初学者在面对一个嵌入式开发项目的时候,往往面临着诸多困难,如选择什么样的开发平台?什么样的器件类型?在进行编译时怎样实现代码优化?开发工具该如何选择和使用?在进行程序调试时应该注意那些问题以及选择什么样的嵌入式OS 等等。
希望通过本文,能帮助初学者了解有关ARM嵌入式系统开发流程。
获取更多权威电子书请登录目录前言 (2)1 嵌入式开发平台 (4)1.1 ARM的开发平台: (4)1.2 器件选型 (7)2 工具选择 (11)3 编译和连接 (13)3.1 RVCT的优化级别与优化方向 (16)3.2 Multifile compilation (21)3.3调试 (22)4 操作系统 (23)4.1 哪里可以得到os 软件包 (Open Source and LinuxKernel) (25)4.2 安装镜像 (26)4.3 交叉编译 (26)总结 (27)获取更多权威电子书请登录 1 嵌入式开发平台通常嵌入式开发的平台主要包括基于SoC或MCU开发板,板上提供常用的外设、接口和其他功能模块,开发者一般根据自己的应用需要选择适合自己板级开发平台。
嵌入式涵盖量的知识点
嵌入式涵盖量的知识点一、知识概述《嵌入式涵盖量的知识点》①基本定义:嵌入式系统简单说就像是把计算机系统“塞”到其他东西里,让那个东西有智能的能力。
比如智能手表,里面有小芯片那些东西就是嵌入式系统的一部分,它涵盖量呢,就是关于嵌入式系统里能包含的知识、技术之类的总量。
②重要程度:在如今科技发达、智能化设备到处都是的时代,嵌入式相关技术很关键。
它在智能家电、汽车电子、工业控制等好多领域都起着核心的作用。
可以说如果没有嵌入式技术,很多智能化设备就像是没有脑子的躯壳,啥复杂点的事儿都干不了。
③前置知识:对于一些基本电路知识得有了解,像电路怎么连通啊,电阻电容是啥啊这种。
还有基本的编程知识,比如说C语言之类的,就跟学开车得先知道一些交通规则和操作汽车的基本方法一样,这些前置知识是走进嵌入式世界的入门钥匙。
④应用价值:像智能电视,通过嵌入式技术能实现联网、智能推荐节目之类的功能。
在工业上,那些自动化的设备靠嵌入式系统才能精确控制生产流程,更有效率地制造产品,这就可以赚钱啊,提升竞争力啥的。
二、知识体系①知识图谱:在电子信息整个学科里面,嵌入式涵盖量的知识点就像是一个汇总中心。
硬件知识啊、软件知识啊好多方面的知识最终都汇到这儿了。
②关联知识:和微控制器知识紧密相关,就像人的大脑和身体各个器官的关系,微控制器就是嵌入式系统的一个关键零件。
还有软件开发知识,没有软件,嵌入式系统就没灵魂了,跟一个空壳似的。
③重难点分析:- 掌握难度:有点高呢。
因为它既涉及硬件又涉及软件,硬件有各种芯片、电路啥的,软件又得各种编程调试。
就像要同时精通厨师做菜(硬件)和餐厅管理(软件),两个完全不同方向的事儿。
- 关键点:硬件方面你得搞清楚各种芯片怎么选型,电源设计合不合理等。
软件那就得把程序编写得高效稳定,能适应不同的使用环境。
④考点分析:- 在考试里,如果是高校的相关专业考试,肯定是比较重要的部分。
- 考查方式:有时候出硬件选型题,给一些设备功能要求,选合适的芯片之类的。
嵌入式系统设计的基础知识
嵌入式系统设计的基础知识嵌入式系统是指嵌入到其他设备中,完成特定功能的计算机系统。
常见的嵌入式系统包括智能手机、数字电视机顶盒、汽车电子、工业自动化等领域。
因为嵌入式系统通常空间、能耗、成本要求都非常严苛,所以它们和通用计算机相比有很多不同之处。
本文将从嵌入式系统设计的角度,介绍嵌入式系统设计的基础知识。
一、嵌入式系统的硬件设计基础知识嵌入式系统的硬件设计是指对嵌入式系统的各个硬件组成部分进行设计、选型、集成、排布的过程。
嵌入式系统的硬件设计必须考虑以下几个方面。
1.芯片选型单片机(MCU)是嵌入式系统常用的芯片,由于嵌入式系统对芯片的集成度要求很高,常用的MCU都集成了很多模拟和数字外设如模数转换器(ADC)、通用异步收发器(UART)、同步串行收发器(SPI)、I2C接口等,可以很方便地与外部设备进行通讯。
当然,其他器件如FPGA、DSP等也可以作为嵌入式系统的芯片。
2.电源选择嵌入式系统的电源选择不仅要考虑芯片的输入电压特性,还要考虑嵌入式系统的整体功耗和稳定性,特别是对于多电压需求的系统更要注意电源的设计。
3.尺寸和布局嵌入式系统的尺寸和布局既要考虑外部尺寸限制,又要考虑内部线路的布局和信号的传输特性。
因为一旦系统原型被制作出来,改动就会变得十分困难,这就要求硬件设计人员对布局的精确把握和对参数的准确计算。
4.时钟电路嵌入式系统内的各个部件需要同步,通常需要一个精确的时钟电路驱动。
在时钟电路的设计中,要考虑功耗、抗干扰性等因素。
二、嵌入式系统的软件设计基础知识嵌入式系统的软件设计是指嵌入式系统的固件设计、操作系统选择和软件架构的设计等多个方面。
在开发嵌入式系统时,软件设计是非常重要的一个环节。
1.固件设计在开发嵌入式系统时,需要编写固件程序,这是嵌入式系统的基础软件。
固件程序通常被编写在C语言或某些汇编语言中。
编写固件程序时,需要考虑程序的规模、执行速度、可维护性、代码安全性等多重因素。
从零开始的嵌入式开发入门教程
从零开始的嵌入式开发入门教程嵌入式开发是一门涉及硬件和软件的技术领域,它主要包括对嵌入式系统的设计与开发。
嵌入式系统通常用于控制和操作其他设备,比如智能手机、汽车电子系统和家电等。
在本篇教程中,我们将从零开始,介绍嵌入式开发的基本概念、工具和步骤,以帮助初学者入门。
第一步:了解嵌入式系统在开始嵌入式开发之前,我们需要先了解嵌入式系统的基本概念。
嵌入式系统是指一种运行在专用硬件上、专门用于执行特定任务的计算机系统。
嵌入式系统的特点是体积小、功耗低、性能高、稳定性强。
嵌入式开发则是指针对这种嵌入式系统的软件开发过程。
第二步:选择开发板和开发环境选择合适的开发板和开发环境是进行嵌入式开发的关键步骤。
开发板是一种集成了处理器、存储器和输入输出接口的硬件平台,可用于开发和测试嵌入式系统。
常用的开发板包括Arduino、Raspberry Pi等。
开发环境则是一种用于编写、编译、调试和下载嵌入式软件的软件工具,比如Keil、IAR Embedded Workbench等。
第三步:学习编程语言和硬件接口在进行嵌入式开发之前,我们需要学习一种或多种编程语言,比如C、C++、Python等。
这些编程语言常用于嵌入式系统中的软件开发。
此外,还需学习硬件接口编程,比如GPIO(通用输入输出)、I2C(串行总线)和SPI(串行外设接口)等。
这些硬件接口用于实现与外部设备的通信和控制。
第四步:开始开发项目当我们完成前面的准备工作后,就可以开始开发自己的嵌入式项目了。
首先,我们需要确定项目的需求和目标,然后设计系统架构和硬件电路图。
接着,编写软件代码并进行编译、调试和测试。
最后,将程序下载到目标设备上并进行验证。
过程中可能会遇到各种问题,我们需要通过查阅资料和交流讨论来解决。
第五步:优化和调试完成基本功能的开发后,我们可以进一步优化和调试项目。
通过使用性能分析工具和调试器,我们可以查找和修复程序中的错误和缺陷。
此外,还可以对系统进行性能优化,提高系统的响应速度和资源利用率。
嵌入式软件工程师入门基础知识
嵌入式软件工程师入门基础知识嵌入式软件工程师是一种高端的职业,他们的作用是制造、设计和开发最先进的嵌入式系统。
这些系统常常在一些设备上使用,如智能手机、电视机、电子设备和工业设备等等。
作为嵌入式软件工程师,必须要具备一定的基础知识,以下是一些入门基础知识。
1. 学习嵌入式系统基础知识嵌入式软件工程师要首先掌握嵌入式系统的基础知识,如处理器、微控制器、嵌入式操作系统等等。
这些基础知识是开发嵌入式系统所必须的。
2. 掌握编程语言作为一名嵌入式软件工程师,必须熟练掌握C和C ++等编程语言,这两种语言是嵌入式系统开发所必须的编程语言。
3. 熟悉电子电路知识为了能够设计和开发嵌入式系统,嵌入式软件工程师还需要熟练掌握电子电路的知识。
这些知识包括数字电路、模拟电路、信号处理、嵌入式系统电路设计等等。
4. 掌握常用的开发工具开发嵌入式系统时,需要使用各种各样的工具,如调试器、编译器、仿真器等等。
嵌入式软件工程师必须要掌握这些工具,以便在开发嵌入式系统时能够使用这些工具。
5. 学会如何进行测试和调试在嵌入式系统开发中,测试和调试是非常重要的环节。
嵌入式软件工程师必须要学会使用各种测试和调试工具,以便能够快速地找出问题并进行修复。
6. 掌握版本控制系统在嵌入式系统开发中,版本控制系统是非常重要的。
这些系统可以让嵌入式软件工程师进行源代码管理,并且可以方便地协作开发项目。
总之,嵌入式软件工程师必须要具备一定的基础知识,包括嵌入式系统基础知识、编程语言、电子电路知识、常用的开发工具、测试和调试以及版本控制系统等等。
掌握这些知识可以帮助嵌入式软件工程师在开发嵌入式系统时更加得心应手。
嵌入式系统入门—03—AVR的指令与汇编系统
数据优化
合理使用寄存器和内存,减少数据传输开销。
并行处理
利用AVR的并行处理能力,实现多任务并发 执行。
性能评估与优化建议
性能评估
通过性能测试和基准测试,评估程序的执行效率和性能。
优化建议
根据性能评估结果,提出针对性的优化建议,如采用更高效的算法、优化数据结构等。
THANKS FOR WATCHING
来执行这组指令。
宏展开
02
在宏定义后,可以使用宏展开将宏符号替换为相应的指令序列。
宏参数
03
在宏定义中可以定义参数,并在宏展开时将参数替换为相应的
值。
汇编语言程序结构
程序入口
程序从入口点开始执行,通常在程序的开头定义入口点。
程序主体
程序主体包含程序的逻辑和算法,由一系列指令和数据组成。
程序结束
程序结束时需要返回操作系统或返回到调用程序中。
控制流类指令
用于控制程序的流程,如JMP、CALL、RET等。
02 AVR指令详解
数据传输指令
数据传输指令用于在寄存器和内存之 间、寄存器和寄存器之间传输数据。
例如:MOV, LDS, STS等指令可以实 现数据的传输。
算术指令
算术指令用于执行加、减、乘、除等 算术运算。
例如:ADD, SUB, MUL, 语言的基础,汇编语言是使用助记 符表示机器指令的符号化语言。
指令集与机器码
指令集最终被转换为机器码,由计算机硬件执行。
AVR指令集的特点
精简高效
AVR指令集设计简洁,功能强大,适用于嵌入式系统。
丰富的寻址模式
AVR指令集支持多种寻址模式,如直接寻址、间接寻 址、相对寻址等,方便编程。
嵌入式的有关知识
嵌入式的有关知识1.什么是嵌入式?嵌入式的定义与特点?(1) 嵌入式系统的定义按照历史性、本质性、普遍性要求,嵌入式系统应定义为:“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。
“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。
对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。
(2) 嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点与定义不同,它是由定义中的三个基本要素衍生出来的。
不同的嵌入式系统其特点会有所差异。
与“嵌入性”的相关特点:由于是嵌入到对象系统中,必须满足对象系统的环境要求,如物理环境(小型)、电气/气氛环境(可靠)、成本(价廉)等要求。
与“专用性”的相关特点:软、硬件的裁剪性;满足对象要求的最小软、硬件配置等。
与“计算机系统”的相关特点:嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。
与上两个特点相呼应,这样的计算机必须配置有与对象系统相适应的接口电路。
另外,在理解嵌入式系统定义时,不要与嵌入式设备相混淆。
嵌入式设备是指内部有嵌入式系统的产品、设备,例如,内含单片机的家用电器、仪器仪表、工控单元、机器人、手机、PDA 等。
2.什么是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、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。
3.什么是嵌入式操作系统?与其他操作系统相比,嵌入式有那些优势?嵌入式操作系统EOS(Embedded Op eratingSystem)是一种用途广泛的系统软件,过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。
EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度工作,控制协调并发活动;它必须体现其所在系统的特征,能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。
嵌人式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。
嵌入式操作系统基础知识
嵌入式操作系统基础知识嵌入式操作系统是指运行在嵌入式系统中的操作系统。
它是一种特殊的操作系统,具有高度的实时性、可靠性和稳定性,应用于嵌入式系统领域。
嵌入式操作系统的基础知识包括操作系统的概念、嵌入式系统的特点、嵌入式操作系统的分类、嵌入式操作系统的设计原则以及嵌入式操作系统的应用等方面。
首先,操作系统是指管理计算机软硬件资源、控制程序运行、为用户提供接口的系统软件。
在嵌入式系统中,操作系统需要具有高度的实时性和可靠性,能够适应各种硬件平台和应用环境。
其次,嵌入式系统的特点主要包括资源受限、功耗低、体积小、价格低等方面。
这些特点对于嵌入式操作系统的设计和实现都提出了更高的要求。
嵌入式操作系统可以分为裸机操作系统和实时操作系统两种。
裸机操作系统是指没有任何操作系统支持的程序设计,程序本身必须包括对外设的访问和处理,开发难度较大;实时操作系统是指具有高度实时性的操作系统,其特点是实时性好、可靠性高、效率高,常用于控制系统等领域。
常见的实时操作系统包括VxWorks、RTLinux等。
嵌入式操作系统的设计原则主要包括简洁、高效、可靠、可移植等方面。
简洁是指嵌入式操作系统的核心功能尽量简单,代码量要小;高效是指嵌入式操作系统要具有快速响应、占用空间小等特点;可靠是指嵌入式操作系统要具有稳定性、可用性、可维护性等特点;可移植是指嵌入式操作系统应该能够适应各种硬件平台和应用环境。
嵌入式操作系统的应用广泛,包括通信设备、工业自动化、医疗设备、汽车电子、智能家居等领域。
例如,手机中的操作系统就是嵌入式操作系统之一。
总之,嵌入式操作系统是一个广泛应用于嵌入式系统领域的特殊操作系统,具有高度的实时性、可靠性和稳定性。
在嵌入式操作系统的设计和实现中,需要遵循简洁、高效、可靠、可移植等设计原则。
嵌入式操作系统的应用范围广泛,在各种电子产品中都有应用。
什么是嵌入式
什么是嵌入式嵌入式有两种理解,一种理解是“嵌入式技术”,它指的是执行专用功能的一种技术手段;另一种理解是“嵌入式系统”,它指的是一个由硬件和软件组成并且能够独立进行运作的器件。
而在这两者之上,则衍生出了各种应用嵌入式的行业。
1、嵌入式技术:嵌入式技术执行专用功能并被内部计算机控制的设备或者系统。
利用嵌入式技术的系统不能使用通用型计算机,而且运行的是固化的软件,用术语表示就是固件(firmware),终端用户很难或者不可能改变固件。
2、嵌入式系统:嵌入式系统的定义是“以应用为中心,以现代计算机技术为基础,能够根据用户需求(功能、可靠性、成本、体积、功耗、环境等)灵活裁剪软硬件模块的专用计算机系统。
”从应用对象上加以定义,嵌入式系统是软件和硬件的综合体,还能够涵盖机械等附属装置。
通常,嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。
实际上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包括操作系统,但大部分嵌入式系统均是由单独程序实现整体控制逻辑。
3、嵌入式开发大体分为四个方向:(1)嵌入式硬件开发:需要熟悉电路等知识,熟悉各种常用元器件,掌握模拟电路和数字电路设计的开发能力。
(2)嵌入式驱动开发:需要熟练掌握Linux操作系统、系统结构、计算机组成原理、数据结构相关知识。
熟悉嵌入式ARM开发,至少掌握Linux字符驱动程序开发。
(3)嵌入式系统开发:需要掌握Linux系统配置,精通处理器体系结构、编程环境、指令集、寻址方式、调试、汇编和混合编程等方面的内容;掌握Linux 文件系统制作,熟悉各种文件系统格式(YAFFS2、JAFFS2、RAMDISK 等)等。
(4)嵌入式软件开发:需要精通Linux操作系统的概念和安装方法等、掌握面向对象编程的基本思想,以及C++语言的基础内容;精通嵌入式Linux下的程序设计,精通嵌入式Linux开发环境,包括系统编程、文件I/O、多进程和多线程、网络编程、GUI图形界面编程、数据库;熟悉常用的图形库的编程,如QT、GTK、miniGUI、fltk、nano-x等。
嵌入式开发基础知识uart
嵌入式开发基础知识uartUART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用异步收发器)是嵌入式系统中常用的串行通信接口之一。
它是一种简单、可靠、成本低廉的通信方式,广泛应用于各种嵌入式设备中。
UART接口主要用于实现设备之间的数据通信。
在嵌入式系统中,各个硬件模块或外设通常需要与主控芯片进行数据交换,UART接口就是实现这种交换的桥梁。
它通过串行传输方式,将数据按位发送或接收,并且通过定时机制保证数据的可靠传输。
UART接口通常由两个信号线组成:一个是传输线TX(Transmit),用于发送数据;另一个是接收线RX(Receive),用于接收数据。
这两个信号线通过电压的高低来表示数据的0和1,形成一种简单的二进制通信方式。
UART通信是一种异步通信方式,意味着发送和接收双方的时钟不同步。
为了确保数据的正确传输,UART接口需要在数据传输之前约定好一些参数,包括波特率(Baud Rate)、数据位数、校验位和停止位等。
波特率是UART通信中最重要的参数之一,它表示数据传输的速率。
常见的波特率有9600、115200等,可以根据实际需求进行设置。
发送方和接收方的波特率必须一致,否则数据将无法正确传输。
数据位数表示每个数据字节中的位数,通常为8位。
校验位用于检测数据传输过程中的错误,常见的校验方式有奇偶校验和无校验。
停止位用于表示一个数据字节的结束,通常为1位。
在使用UART接口进行数据通信时,发送方将数据按照一定的格式发送到传输线上,接收方根据约定好的参数对传输线上的数据进行解析和处理。
由于UART是一种点对点的通信方式,所以在多个设备之间进行通信时,通常需要使用多个UART接口。
除了基本的数据传输功能,UART接口还可以实现其他功能,如流控制。
流控制用于解决发送方和接收方之间数据传输速率不匹配的问题,常见的流控制方式有硬件流控和软件流控。
硬件流控是通过额外的信号线来控制数据的传输,常见的硬件流控信号有RTS(Request to Send)和CTS(Clear to Send)。
嵌入式入门(设计与实例开发)PPT课件
可靠性框图
02
03
故障树分析(FTA)
通过可靠性框图分析嵌入式系统 的可靠性结构,确定关键件和冗 余件。
通过故障树分析找出导致系统故 障的原因和最小割集,评估系统 的可靠性和安全性。
06
嵌入式系统应用案例分 析
智能家居系统案例分析
开源硬件与软件
开源硬件和软件的发展 为嵌入式系统的设计和 开发提供了更多选择和
灵活性。
02
嵌入式硬件设计
ARM处理器
ARM处理器是一种流行的嵌入式处理器架构,广泛应用于各种嵌入式系 统。
ARM处理器具有低功耗、高性能的特点,适用于各种应用场景,如智能 家居、工业控制等。
ARM处理器的选择需要根据具体应用需求来决定,如ARM Cortex-M系 列适用于微控制器应用,ARM Cortex-A系列适用于智能手机、平板电 脑等应用。
工业控制系统发展前景
探讨工业控制系统的发展趋势和未来发展方向。
医疗电子设备案例分析
医疗电子设备概述
医疗电子设备是指用于医疗领域的电子设备, 如监护仪、超声波诊断仪等。
医疗电子设备优势
分析医疗电子设备的优势,如高精度、高可 靠性、实时监测等。
医疗电子设备案例
介绍医疗电子设备的具体应用案例,如远程 医疗监护系统等。
FPGA芯片
FPGA芯片是一种可编程逻辑器件,可以通过编程 实现各种数字逻辑功能。
FPGA芯片具有高度的灵活性,可以根据实际需求 进行定制,实现各种复杂的数字逻辑功能。
FPGA芯片广泛应用于通信、图像处理、雷达等领 域,可以大大提高系统的性能和可靠性。
嵌入式微控制器
嵌入式知识点总结
1.什么是嵌入式系统?嵌入式系统是嵌入式计算机系统的简称,是一种嵌入在设施(或系统)内部的特定应用而设计开发的专用的计算机系统。
英国电气工程师协会(IEE )从应用角度定义嵌入式是“控制、监督或辅助设施、机器、工厂运转的装置”。
从技术角度看,国内广泛以为:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础。
软硬件可裁剪、适应应用系统对功能、靠谱性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
2.嵌入式系统的特色:专用性、隐蔽性、资源受限、高靠谱性、及时性、软件固化专用性:嵌入式系统与详细应用密切联合,拥有很强的专用性。
隐蔽性:嵌入式系统往常老是非计算机设施(系统)中的一部分,它们隐蔽在其内部,鲜为人知。
资源受限:嵌入式系统往常要求小型化、轻量化、低功耗及低成本。
高靠谱性:嵌入式系统大多面向控制应用,系统的靠谱性十分重要。
及时性:嵌入式系统宽泛应用于过程控制、数据收集、通讯传输等领域,肩负着丈量、报警、控制、调理等任务。
软件固化:嵌入式系统是一个软硬件高度联合的产物。
3.嵌入式系统的构成和分类:嵌入式系统的逻辑构成:嵌入式系统与通用计算机同样,也是由软件和硬件构成,硬件的主体由中央办理器和储存器构成。
它们经过输入 / 输出( I/O )接口和输入输出设施与外面世界联系,并借助总线互相连结,这些硬件连同嵌入式软件一同构成完好的嵌入式系统。
1)办理器能依据指令的要求高速度达成二进制数据算术和逻辑运算的零件称为“办理器” 。
办理器又称为计算引擎,由运算器、控制器、存放器、高速缓冲储存器等零件构成。
因为采纳微米级的半导体加工工艺,人们又称为微办理器,当前所有的办理器都是微办理器。
有些嵌入式系统会包含多个办理器,它们各有其不一样的任务,负责运转系统软件和应用软件的主办理器称为中央办理器( CPU),其他的都是协办理器,如数字信号办理器( DSP)、图形办理器、通讯办理等嵌入式系统CPUCPU的子长有4 位、 8 位、 16 位、 32 位、 64 位之分。
嵌入式系统PPT讲解全
三大领域所占比例之和接近60%
消费电子:信息家电,电视机、微波炉、数字电话 通信设备:手机、平板电脑 工业控制:自动化与测控仪器仪表 在工控和仿真领域,几乎所有的计算机控制系统都
采用嵌入式系统.新型的测控仪器仪表无一不是嵌入 式系统
嵌入式系统作为“物联网”的核心,是当前最热门最 有前景的IT应用领域之一。
(软件外包是指软件外包提供商为了集中精力从事核心 竞争力业务,降低项目成本,同时提高项目实施的质量,将 自己的软件项目中的全部或部分工作发包给合适的软件 企业去完成)
嵌入式系统在工业上的应用
嵌入式工控机 嵌入式工控机(Embedded Industrial Computer)是一
种加固的增强型工业计算机,它可以作为一个工业控 制器在工业环境中可靠运行。
工控机对于扩展性的要求也非常高,接口的设计需要 满足特定的外部设备,因此大多数情况下工控机需要 单独定制才能满足需求。
嵌入式工控机的优点 性能可靠 体积小巧 免维护 低功耗、无风扇、宽温设计、适应恶劣工作环境
嵌入式工控机的三大缺点。 一是性能较低; 二是扩展性较差;
三是缺乏标准化。
嵌入式工业触控一体机
工控机(Industrial Personal Computer,IPC)即工业 控制计算机,是一种采用总线结构,对生产过程及 机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。 工控机具有重要的计算机属性和特征,如具有计算 机CPU、硬盘、内存、外设及接口,并有操作系统、 控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。
工控机的主要类别有:IPC(PC总线工业电脑)、PLC (可编程控制系统)、DCS(分散型控制系统)、 FCS(现场总线系统)及CNC(数控系统)五种。
嵌入式工控机的优势
嵌入式电路基础知识
嵌入式电路基础知识嵌入式电路是一种集成了处理器、存储器和其他功能电路的特殊电路系统,通常用于控制和管理电子设备的各种功能。
本文将介绍嵌入式电路的基础知识,包括嵌入式系统的结构、常见的嵌入式处理器和常用的嵌入式开发工具。
一、嵌入式系统的结构嵌入式系统由三个基本组成部分构成:处理器、存储器和输入输出设备。
处理器是嵌入式系统的核心,负责执行指令和控制系统的各个功能。
存储器用于存储程序和数据,包括RAM(随机存取存储器)和ROM(只读存储器)两种类型。
输入输出设备用于与外部环境进行交互,如显示器、键盘、传感器等。
二、常见的嵌入式处理器嵌入式处理器根据其体系结构可以分为CISC(复杂指令集计算机)和RISC(精简指令集计算机)两种类型。
CISC处理器指令集复杂,可以执行较为复杂的操作,适用于需要高性能的应用场景。
RISC处理器指令集简化,执行速度较快,适用于对性能要求不高但功耗要求低的应用场景。
常见的嵌入式处理器有ARM、MIPS和PowerPC等。
三、常用的嵌入式开发工具嵌入式开发工具是用于嵌入式系统设计和开发的软件工具。
常见的嵌入式开发工具包括集成开发环境(IDE)、编译器、调试器和仿真器等。
IDE是一个集成了编程编辑器、编译器、调试器和其他开发工具的软件平台,可以提供开发者所需的一站式开发环境。
编译器用于将高级语言代码转换为机器语言代码,使处理器能够执行相应的指令。
调试器用于调试和测试嵌入式系统,帮助开发者定位和修复系统中的错误。
仿真器可以模拟嵌入式系统的运行环境,帮助开发者在没有实际硬件的情况下进行系统开发和测试。
四、嵌入式系统的应用领域嵌入式系统广泛应用于各个领域,如消费电子、汽车、医疗设备、工业自动化等。
在消费电子领域,嵌入式系统被广泛应用于智能手机、平板电脑、智能电视等设备中,实现各种功能和服务。
在汽车领域,嵌入式系统用于车载导航、车载娱乐、车辆控制等方面,提升驾驶体验和安全性能。
在医疗设备领域,嵌入式系统被应用于医疗监护、手术辅助和健康管理等方面,为医疗行业带来创新和便利。
嵌入式系统基础知识总结
嵌入式系统基础知识总结嵌入式系统基础知识总结嵌入式系统是用来控制或者监视机器、装置、工厂等大规模设备的系统。
以下是关于嵌入式系统基础知识总结,欢迎大家认真阅读!1、嵌入式系统的定义(1)定义:以应用为中心,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、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
(2)嵌入式系统发展的4个阶段:无操作系统阶段、简单操作系统阶段、实时操作系统阶段、面向Internet阶段。
(3)知识产权核(IP核):具有知识产权的、功能具体、接口规范、可在多个集成电路设计中重复使用的功能模块,是实现系统芯片(SOC)的基本构件。
(4)IP核模块有行为、结构和物理3级不同程度的设计,对应描述功能行为的不同可以分为三类:软核、固核、硬核。
2、嵌入式系统的组成包含:硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层(1)硬件层:嵌入式微处理器、存储器、通用设备接口和I/O接口。
嵌入式核心模块=微处理器+电源电路+时钟电路+存储器Cache:位于主存和嵌入式微处理器内核之间,存放的是最近一段时间微处理器使用最多的程序代码和数据。
它的主要目标是减小存储器给微处理器内核造成的存储器访问瓶颈,使处理速度更快。
(2)中间层(也称为硬件抽象层HAL或者板级支持包BSP).它将系统上层软件和底层硬件分离开来,使系统上层软件开发人员无需关系底层硬件的具体情况,根据BSP层提供的接口开发即可。
BSP有两个特点:硬件相关性和操作系统相关性。
设计一个完整的BSP需要完成两部分工作:A、嵌入式系统的硬件初始化和BSP功能。
片级初始化:纯硬件的初始化过程,把嵌入式微处理器从上电的默认状态逐步设置成系统所要求的工作状态。
板级初始化:包含软硬件两部分在内的初始化过程,为随后的系统初始化和应用程序建立硬件和软件的运行环境。
系统级初始化:以软件为主的初始化过程,进行操作系统的初始化。
B、设计硬件相关的设备驱动。
(3)系统软件层:由RTOS、文件系统、GUI、网络系统及通用组件模块组成。
十年经验教你如何学习嵌入式系统(基于ARM平台).
一、嵌入式系统的概念着重理解“嵌入”的概念主要从三个方面上来理解。
1、从硬件上,将基于CPU的处围器件,整合到CPU芯片内部,比如早期基于X86体系结构下的计算机,CPU只是有运算器和累加器的功能,一切芯片要造外部桥路来扩展实现,象串口之类的都是靠外部的16C550/2的串口控制器芯片实现,而目前的这种串口控制器芯片早已集成到CPU内部,还有PC机有显卡,而多数嵌入式处理器都带有LCD控制器,但其种意义上就相当于显卡.比较高端的ARM类Intel Xscale架构下的IXP网络处理器CPU内部集成PCI控制器(可配成支持4个PCI从设备或配成自身为CPI从设备);还集成3个NPE网络处理器引擎,其中两个对应于两个MAC地址, 可用于网关交换用,而另外一个NPE网络处理器引擎支持DSL,只要外面再加个PHY芯片即可以实现DSL上网功能。
IXP系列最高主频可以达到 1.8G,支持2G内存,1G×10或10G×1的以太网口或Febre channel的光通道。
IXP系列应该是目标基于ARM体系统结构下由 intel 进行整合后成Xscale内核的最高的处理器了。
2、从软件上看,就是在定制操作系统内核里将应用一并选入,编译后将内核下载到ROM中。
而在定制操作系统内核时所选择的应用程序组件就是完成了软件的“嵌入",比如WinCE在内核定制时,会有相应选择,其中就是wordpad,PDF,MediaPlay等等选择,如果我们选择了,在CE启动后,就可以在界面中找到这些东西,如果是以前PC上将的windows操作系统,多半的东西都需要我们得新再装.3、把软件内核或应用文件系统等东西烧到嵌入式系统硬件平台中的ROM中就实现了一个真正的“嵌入”。
以上的定义是我在6、7年前给嵌入式系统下自话侧重于理解型的定义,书上的定义也有很多,但在这个领域范围内,谁都不敢说自己的定义是十分确切的,包括那些专家学者们,历为毕竟嵌入式系统是计算机范畴下的一门综合性学科二、嵌入式系统的分层与专业的分类.嵌入式系统分为4层,硬件层、驱动层、操作系统层和应用层。
嵌入式系统开发入门教程
嵌入式系统开发入门教程嵌入式系统是现代科技领域中的重要组成部分,广泛应用于各个领域,如智能家居、汽车电子、医疗设备等。
作为一名初学者,了解嵌入式系统开发的基本概念和流程是非常重要的。
本文将为你介绍嵌入式系统开发的入门教程,帮助你快速掌握开发嵌入式系统的基本知识和技能。
首先,让我们了解什么是嵌入式系统。
简单地说,嵌入式系统是一种专门设计和制造的计算机系统,用于特定应用领域。
与传统的计算机系统不同,嵌入式系统通常具有小型化、低功耗、高效能和实时性的特点。
这是因为嵌入式系统往往用于执行特定的任务,并且需要在受限的资源条件下运行。
接下来,我们将了解嵌入式系统开发的基本概念。
在开发嵌入式系统之前,你需要掌握以下几个方面的知识:1. 编程语言:C语言是嵌入式系统开发中最常用的编程语言。
你需要学习C语言的语法和编程技巧,掌握嵌入式系统的开发和调试技术。
2. 微控制器:嵌入式系统通常使用微控制器来实现其功能。
你需要了解微控制器的工作原理、结构和接口。
常见的微控制器包括8051、AVR、PIC等。
3. 电路设计:了解电路设计的基本原理和常用元件。
熟悉使用电路设计软件,如Eagle、Altium Designer等。
4. 嵌入式操作系统:学习使用嵌入式操作系统,如FreeRTOS、uC/OS等。
了解操作系统的特点和使用方法,掌握任务调度、内存管理、驱动开发等技术。
5. 传感器和外设:嵌入式系统常常需要与各种传感器和外设进行交互。
学会选择和使用合适的传感器和外设,并了解它们的工作原理和接口协议。
当你掌握了上述基本概念后,就可以开始开发自己的嵌入式系统了。
下面是一个简单的嵌入式系统开发流程:1. 确定需求:明确你的嵌入式系统需要解决的问题和实现的功能。
编写需求文档,描述系统的基本功能和硬件要求。
2. 电路设计:根据需求文档设计电路。
选择合适的微控制器和外设,并进行连线和布局设计。
3. 嵌入式软件开发:使用C语言编写嵌入式系统的软件。
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1.与传统的PC机相比,嵌入式系统有哪些特点?
(1)嵌入式系统通常是面向特定应用的嵌入式CPU与通用型的最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中,它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点,能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化,移动能力大大增强,跟网络的耦合也越来越紧密。
(2)嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。
这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
其系统的硬件和软件都必须高效率地设计,量体裁衣、去除冗余,力争在同样的硅片面积上实现更高的性能,这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争力。
(3)嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,它的升级换代也是和具体产品同步进行,因此嵌入式系统产品一旦进入市场,具有较长的生命周期。
为了提高执行速度和系统可靠性,嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中,而不是存贮于磁盘等载体中。
(4)嵌入式系统本身不具备自举开发能力,即使设计完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的,必须有一套开发工具和环境才能进行开发
(5)主要是嵌入式一般都是专用的设备,而且,系统可裁剪,包括硬件功能,操作系统,应用软件,都很方便的裁减。
2.什么是冯诺依曼结构?什么是哈佛结构?两者有什么区别?
冯诺依曼结构:冯诺依曼结构也称普林斯顿结构,是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。
哈佛结构:哈佛结构是一种存储器结构。
使用哈佛结构的处理器有:AVR、ARM9、ARM10、ARM11等。
区别:区别是地址空间和数据空间分开与否冯诺依曼结构数据空间和地址空间不分开哈佛结构数据空间和地址空间是分开的。
3.什么是CISC?什么是RISC?两者各有什么优缺点?
RISC(reduced instruction set computer)是指精简指令集计算机。
CISC(Complex instruction set computer)是指复杂指令集计算机。
4.什么是JIAG?什么是J-link?两者有什么关系?
JTAG是一种标准接口,类似于串口、usb接口一样的标准接口。
J-LINK是一种仿真器,这个仿真器需要一般一头是usb接口,接电脑(一般接电脑上的也是usb),另一头是JTAG接口,接需要仿真的板子,如:arm(arm上的也是一样的JTAG口)。