第一章,嵌入式系统概述-48页文档资料
第一章嵌入式系统概述
第一章嵌入式系统概述
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学习的方法
勤学苦练(多看书,多练习) 网络是最好的帮手 别人的指导和帮助
第一章嵌入式系统概述
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考核方式和评分标准
考核方式:平时成绩为主 评分标准:百分制
第一章嵌入式系统概述
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该门课主要内容
1.嵌入式系统概论 2.ARM嵌入式微处理器 3.基于ARM的嵌入式系统外围硬件设计 4.嵌入式系统软件体系结构 5.嵌入式linux系统开发 6. 前沿技术
第一章嵌入式系统概述
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第一章 嵌入式系统概论
重点 1.掌握嵌入式系统基本概念. 2.嵌入式系统结构(软件,硬件) 3.嵌入式系统特点.
第一章嵌入式系统概述
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本章主要内容
1. 无所不在的嵌入式系统 2. 嵌入式系统定义 3. 嵌入式系统特点 4. 嵌入式系统发展历史 5. 嵌入式系统分类 6. 嵌入式系统基本结构 7. 嵌入式系统设计要求 8. 嵌入式系统应用开发
1
嵌入式系统
田金琴 tjqding◎ 北方民族大学计算机学院
2010年3月
第一章嵌入式系统概述
2
这门课主要目的
1.了解另外一个计算机应用领域的相关知识。
2.学习了解嵌入式基本概念、开发过程,方法.
3.获得一点嵌入式开发设计感性知识。
4.引起部分同学对这一个方向的学习兴趣。
5.大多数同学获得学分
第一章嵌入式系统概述
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嵌入式系统应用领域主要产品
家用市场
机顶盒、掌上电脑、DVD、MP3、数码相机、数字电视、WebTV、网络冰箱、 网络空调、家庭网关、智能家用电器、车载导航器系统等
通信市场
电话交换系统,电缆系统,卫星和全球定位系统(L3D),数据交换设备, 移动电话等
第1章 嵌入式系统概述(自制模板)
DSP
安徽大学计算机学院
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 效率,不适合运行操作系统,核心代码使 用汇编。
2013-8-1 35
安徽大学计算机学院
ARM微处理器的特点—高效的指令系统
ARM微处理器支持两种指令集:ARM指令集 和Thumb指令集。 ARM指令为32位的长度,Thumb指令为16位 长度。Thumb指令集为ARM指令集的功能子集, 但与等价的ARM代码相比较,可节省30%~40 %以上的存储空间,同时具备32位代码的所 有优点。
嵌入式系统
宋杰
安徽大学计算机学院 2009-9-2
安徽大学计算机学院
第1章 嵌入式系统设计基础
§1.1 §1.2 §1.3 §1.4
嵌入式系统简介 嵌入式处理器 嵌入式操作系统 嵌入式系统开发过程
2013-8-1
2
安徽大学计算机学院
1.1 嵌入式系统简介
§1.1.1
§1.1.2 §1.1.3 §1.1.4
2013-8-1 23
安徽大学计算机学院
1.2.2 嵌入式处理器的分类和现状
微控制器(MCU) 数字信号处理器(DSP) 片上系统(SOC)
可编程片上系统(SOPC)
2013-8-1
24安徽大学计算机学院MCU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/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。
第一章 嵌入式系统
第一章嵌入式系统目录1.1 嵌入式系统的发展 (2)1.2 嵌入式系统概述 (3)1.2.1 嵌入式系统的定义 (3)1.2.2 嵌入式系统的组成 (4)1.2.3 嵌入式系统的分类 (4)1.2.4 嵌入式操作系统简介 (7)1.2.5 嵌入式系统总结 (7)1.3 嵌入式系统的特征 (8)1.1 嵌入式系统的发展1946年,世界上出现了第一台计算机,从此开创了计算机时代,由此深刻改变了人类的生活。
按照应用来分类,计算机又分为嵌入式和通用式两种。
其中通用计算机具有计算机的标准形态,通过装配不同的应用软件,以类同面目出现并应用在社会的各个方面;而嵌入式计算机则以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中。
在当前数字技术和网络技术高速发展的后PC时代,嵌入式系统的发展已远超出了计算机的范畴,广泛渗透到了科学研究、工程设计、军事技术、各类产业和商业文化娱乐及人们的日常生活等方方面面,已经与人类生产生活紧密结合了。
嵌入式系统至今已有30多年的历史,经历了4个比较明显的阶段:第一阶段是无操作系统的嵌入算法阶段,是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统,同时具有与监测、伺服、指示设备相配合的功能。
这种系统大部分应用于一些专业性极强的工业控制系统中,一般没有操作系统的支持,通过汇编语言编程对系统进行直接控制,运行结束后清除内存。
这一阶段系统的主要特点是:系统结构和功能都相对单一,处理效率较低,存储容量较小,几乎没有用户接口。
由于这种嵌入式系统使用简便、价格很低,以前在国内工业领域应用较为普遍,但是已经远远不能适应高效的、需要大容量存储介质的现代化工业控制和新兴的信息家电等领域的需求。
第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。
这一阶段系统的主要特点是:CPU种类繁多,通用性比较差;系统开销小,效率高;一般配备系统仿真器,操作系统具有一定的兼容性和扩展性;应用软件较专业,用户界面不够友好;系统主要用来控制系统负载以及监控应用程序运行。
第一章 嵌入式系统概述1
土星探测
自1997年10月15日发射以来, 经历了7年35亿公里航程的卡西 尼号太空船在2004年7月1日10 时30分进入土星轨道,开始进 行人类有史以来对土星及其31 颗已知卫星最详尽的探测。
嵌入式设备无处不在,但桌面系统还依然有用。
无处不在的计算机是计算机与使用者的比率达到和超 过100:1的阶段 无处不在的计算机包括通用计算机和嵌入式计算机系 统 在100:1比例中95%以上都是嵌入式计算机系统,并非 通用计算机
形式多样、面向特定应用
一般用于特定的任务,其硬件和软件都必须 高效率地设计,量体裁衣、去除冗余,而通 用计算机则是一个通用的计算平台。 它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等 特点,能够把通用微处理器中许多由板卡完 成的任务集成在芯片内部。 嵌入式软件是应用程序和操作系统两种软件 的一体化程序。
即使远在火星和土星
火星与地球, 这一对在星空 中遥遥相望的 “兄弟”,将 迎来6万年来 “最亲密的接 触”,在2003 年8月27日这 一天,火星距 离地球最近达 到55756622(5 千多万)公里。 勇气号 面对6万年才有一次 的机会,科学家们 积极行动起来—— —从6月开始,先后 有欧洲的“火星快 车”、美国“勇气 号”和“机遇号” 等三颗火星探测器 飞往火星,而日本 一颗本已在太空 “迷失方向”的火 星探测器也在关键 时刻及时“醒”来, 开始了久违的火星 之旅。
处理器和处理器体系结构类型多
通用计算机采用少数的处理器类型和体 系结构,而且主要掌握在少数大公司手 里。 嵌入式系统可采用多种类型的处理器和 处理器体系结构。 在嵌入式微处理器产业链上,IP设计、 面向应用的特定嵌入式微处理器的设计、 芯片的制造已形成巨大的产业。大家分 工协作,形成多赢模式。 有上千种的嵌入式微处理器和几十种嵌 入式微处理器体系结构可以选择。
一、嵌入式系统概述
2013-8-14
第一讲
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嵌入式系统的演变
• 8031/8051为裸机,组成单片机系统时,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。
看门狗及 复位电路
人机交互接口LCD/触摸屏、键盘、鼠标 第一讲 18
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嵌入式系统硬件组成
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第一讲
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嵌入式系统软件组成
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第一讲
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(一)嵌入式系统硬件组成 1 嵌入式处理器 2 外围接口电路和设备接口
2013-8-14
第一讲
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1. 嵌入式处理器
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7、软件要求固态化存储 (ROM、EPROM、EEPROM或FLASH)
嵌入式系统的特征(2)
• 嵌入式系统中的软件,一般都固化在只读存储器中,而不是 以磁盘为载体可以随意更换。 • 各个行业的应用系统和产品,和通用计算机软件不同,很少 发生突然性的跳跃,嵌入式系统中的软件也因此更强调可继 承性和技术衔接性,发展比较稳定。 • 嵌入式处理器的发展也体现出稳定性,一个体系一般要存在 相当长的时间。一个体系结构及其相关的片上外设、开发工 具、库函数、嵌入式应用产品是一套复杂的知识系统,用户 和半导体厂商都不会轻易地放弃一种处理器。
• • • • 嵌入式处理器及其硬件平台 嵌入式软件系统 嵌入式操作系统(可选)----实时操作系统RTOS I/O接口系统 嵌入式应用软件系统 嵌入式操作系统 以嵌入式处理器为核心的硬件平台
第1章--嵌入式系统基础知识概要
1.1 嵌入式系统的定义和组成
1.1.1 嵌入式系统的定义 IEEE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” 。 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。 嵌入式系统是一种专用的计算机系统,作为装置或设 备的一部分。嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外 围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户应用程序4个部 分组成。“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。
1.嵌入式计算机系统的硬件层
硬件层中包含嵌入式微处理器、存储器 (SDRAM、ROM、Flash等)、通用设备接口 和I/O接口(A/D、D/A、I/O等)。
2.中间层 中间层也称为硬件抽象层(Hardware Abstract Layer,HAL)或板
级支持包(Board Support Package,BSP),位于硬件层和软件 层之间,将系统上层软件与底层硬件分离开来。
IP核分为用硬件描述语言(hardware Description Language,HDL)设计外,电路综合和时序仿真等设 计环节。
1.1.3 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、中间层、系统软件层和应用软 件层。
1.1.2 嵌入式系统发展趋势 1.嵌入式系统的发展历史 (1)无操作系统阶段 (2)简单操作系统阶段 (3)实时操作系统阶段 (4)面向Internet阶段
第1章嵌入式系统概述
嵌入式操作系统(Embedded Operation System, EOS)是一种用途广泛的系统软件,过去它主要应用与 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、任务调度,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。 入式文件系统比较简单,主要提供文件存储、检索、更 新等功能,一般不提供保护、加密等安全机制。它以系 统调用和命令方式提供文件的各种操作,主要有设置、 修改对文件和目录的存取权限。提供建立、修改、改变 和删除目录等服务。提供创建、打开、读写、关闭和撤 销文件等服务。
BSP具有以下两个特点 硬件相关性:因为嵌入式实时系统的硬件环境具有 应用相关性,而作为上层软件与硬件平台之间的接 口,BSP需要为操作系统提供操作和控制具体硬件 的方法 操作系统相关性:不同的操作系统具有各自的软件 层次结构,因此,不同的操作系统具有特定的硬件 接口形式
软件层由实时多任务操作系统(Real-time Operation System,RTOS)、文件系统、图形用 户接口(Graphic User Interface,GUI)、网络 系统及通用组件模块组成。RTOS是嵌入式应用软 件的基础和开发平台
嵌入式微处理器有各种不同的体系,即使在同一体 系中也可能具有不同的时钟频率和数据总线宽度, 或集成了不同的外设和接口。据不完全统计,目前 全世界嵌入式微处理器已经超过1 000多种,体系 结构有30多个系列,其中主流的体系有ARM、 MIPS、PowerPC、X86、SH等。但与全球PC市场 不同的是,没有一种嵌入式微处理器可以主导市场, 仅以32位的产品而言,就有100种以上的嵌入式微 处理器。嵌入式微处理器的选择是根据具体的应用 而决定的
嵌入式系统第一章 嵌入式系统概述
• DSP56000目前已经发展成为DSP56000,DSP56100, DSP56200和DSP56300等几个不同系列的处理器。
• 另外PHILIPS公司近年也推出了基于可重置嵌入式DSP结 构低成本、低功耗技术上制造的R. E. A. L DSP处理器,应 用目标是大批量消费类产品。
• 第一章 嵌入式系统概述
• 嵌入式处理器 ——嵌入式片上系统(SOC)
随着EDA的推广和VLSI设计的普及化及半导体工艺的 迅速发展,在一个硅片上实现一个更为复杂的系统的时代 已来临,这就是System On Chip(SOC)。
•各种通用处理器内核将作为SOC设计公司的标准库,和许 多其它嵌入式系统外设一样,成为 VLSI设计中一种标准的 器件,用标准的 VHDL等语言描述,存储在器件库中。
CPU(中央处理单元)
输入设备
运算器
输出设备
控制器
存储器
CPU
单片机工作支撑模块
数据存储器
程序存储器
其他模块
内部总线
定时/计数器模块 串行通讯接口 A/D转换模块 D/A转换模块 通用I/O模块
第一章 嵌入式系统概述
1.2嵌入式系统基本构成
• 硬件系统
• CPU • 存储器 • 模拟前向通路 • 模拟后向通路 • 数字输入 • 数字输出 • 人机界面 • 通信系统 • 电源系统
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,但是在电路板上必须包括ROM、RAM、总 线接口、各种外设等器件,从而降低了系统的可靠性,技术保密性也 较差。嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在一块电路板 上,称为单板计算机。如STD-BUS、PC104等。
嵌入式系统(第1章 嵌入式系统概述)
COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY
嵌入式系统实例:
1.1嵌入式系统基本概念 嵌入式系统基本概念
嵌入式系统基本概念
COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY
计算机发展的三大阶段:
• 第一阶段:始于五十年代的由IBM, 第一阶段:始于五十年代的由 Honeywell等公司率先研制的大型机。 等公司率先研制的大型机。 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 第二阶段 始于七十年代的个人计 算机。 算机。 • 第三阶段 计算机正迈入下一个充 第三阶段:计算机正迈入下一个充 时代” 满机遇的阶段—“后 时代 满机遇的阶段 后PC时代”或“无 处不在的计算机”阶段。 处不在的计算机”阶段。
网络资源
COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY
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嵌入式系统基本概念
COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY
无处不在的计算机: • 施乐公司Palo Alto研究中心主任Mark 施乐公司Palo Alto研究中心主任 研究中心主任: 认为 • “从长远来看,PC机和计算机工作站将衰 从长远来看,PC机和计算机工作站将衰 因为计算机变得无处不在: 落,因为计算机变得无处不在:例如在墙 在手腕上、在手写电脑中( 里、在手腕上、在手写电脑中(象手写纸 一样)等等,随用随取、伸手可及” 一样)等等,随用随取、伸手可及”。 全世界的计算机科学家正在形成一种共识: 全世界的计算机科学家正在形成一种共识: 计算机不会成为科幻电影中的那种贪婪的 怪物, 而是将变得小巧玲珑, 无处不在. 怪物, 而是将变得小巧玲珑, 无处不在. 他们藏身在任何地方, 又消失在所有地方, 他们藏身在任何地方, 又消失在所有地方, 功能强大, 却又无影无踪. 人们将这种思 功能强大, 却又无影无踪. 想命名为: 无所不在的计算机” 想命名为: “无所不在的计算机”。
第1章 嵌入式系统概述
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1.3 应用领域和发展方向
嵌入式系统的应用领域主要有:
信息电器 移动计算设备 网络设备 工控、仿真、医疗仪器等
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2. 嵌入式系统设计
嵌入式系统的设计可以分成三个阶段:分 析、设计和实现 硬件和软件的选择包括:处理器、硬件部 件、操作系统、编程语言、软件开发工具、 硬件调试工具、软件组件等
Intel StrongARM SA-1100处理器采用在 软件上兼容 ARMv4体系结构 Intel StrongARM处理器是便携式通讯产 品和消费类电子产品的理想选择
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3.4 XScale处理器
XScale 处理器是基于 ARMv5TE体系结构 的解决方案,是一款全性能、高性价比、 低功耗的处理器 支持16位的Thumb指令和 DSP指令集, 已使用在数字移动电话、个人数字助理和 网络产品等场合
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5. 嵌入式系统开发
嵌入式系统的开发过程 :
选 择 嵌 入 式 处 理 器 ( 硬 件 平 台 )
选 择 嵌 入 式 操 作 系 统 ( 软 件 平 台 )
否
开 发 嵌 入 式 应 用 软 件
测 试 通 过
是
系 统 测 试
开 发 结 束
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5.1 交叉编译与链接
交叉编译器和交叉链接器是能够在宿主机 上运行,并且能够生成在目标机上直接运 行的二进制代码的编译器和链接器 基于ARM体系结构的 gcc交叉开发环境 中,arm-linux-gcc是交叉编译器, armlinux-ld是交叉链接器 嵌入式系统在链接过程中通常都要求使用 较小的函数库,如 uClibc、uClibm 和 newlib等
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)
第1章嵌入式系统简介
G P
MMC
A
I SPI O
UART/ A IrDA P UART(2 B
)
USB
Drivce
AC97C U
Garfield
Color or Grayscale
LCD Controller
MMA
Bridge &
DMAC
AMBA AHB
ARM7TDMI
eSRAM
PLL1
PLL2
ROM NOR-FLASH
▪ 蓝牙技术 ▪ 网络应用 ▪ 消费类电子产品:数字播放器、机顶盒、游戏机 ▪ 成像和安全产品:数码相机、打印机、SIM智能卡
2024年8月4日星期日
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ARM内核系列
▪ ARM7系列 ▪ ARM9系列 ▪ ARM9E系列 ▪ Aml410E系列 ▪ Secur Core系列 ▪ Intel的Xscale ▪ Intel的StrongARM
2024年8月4日星期日
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1.3 SEP3203 嵌入式微处理器
SEP3203的设计理念
▪ 面向低成本的多媒体手持终端应用和嵌入 式控制器类应用
▪ 低成本的系统方案 ▪ 低功耗设计以适应电池供电的设备
2024年8月4日星期日
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SEP3203处理器的结构
RTC
GPT(4) PWM
INTC A
M PMU B
i960 SHARC SPARC MCORE ARM Merced SH 1/2/3 AltiVEC SH-DSP MAP1000 SH 4/5 SA1500
1998
2024年8月4日星期日
7
比较常见的嵌入式微处理器
▪ X86系列:Intel ,AMD ▪ Power PC系列:FreeScale, IBM ▪ ColdFire (68K)系列:FreeScale ▪ ARM系列:over 150 vendors(Intel,
第1章 嵌入式系统概述
•
开发嵌入式系统软件, 开发嵌入式系统软件,必须了解嵌入式系统即是又是硬 件的属性,需要软件人力资源的投入, 件的属性,需要软件人力资源的投入,更需要硬件平台 来实现具体的功能, 来实现具体的功能,它甚至比操作系统本身的开发更需 要硬件的背景知识。 要硬件的背景知识。以往这些类型的软件开发都是由硬 件厂商自行包办的,但是面对未来嵌入式系统的需求, 件厂商自行包办的,但是面对未来嵌入式系统的需求, 仅仅依靠一些硬? 唐煜碌娜砑 仅仅依靠一些硬 唐煜碌娜砑こ淌Γ赡芪薹ㄍ 赡芪薹ㄍ 瓿桑虼艘院筇峁┯泄厍度胧较低橙砑饩龇桨傅某 瓿桑虼艘院筇峁┯泄厍度胧较低橙砑饩龇桨傅某 袒嵩嚼丛蕉唷? 袒嵩嚼丛蕉唷
第1章 嵌入式系统概述 章
•
嵌入式系统( 嵌入式系统(Embeded System)是计算机技术、通 )是计算机技术、 信技术、半导体技术、微电子技术、 信技术、半导体技术、微电子技术、语音图象数据传输 技术, 技术,甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后 的更新换代产品。因此往往是技术密集、投资强度大、 的更新换代产品。因此往往是技术密集、投资强度大、 高度分散、不断创新的知识密集型系统。 高度分散、不断创新的知识密集型系统。反映当代最新 技术的先进水平。嵌入式系统不仅和一般的PC机上的 技术的先进水平。嵌入式系统不仅和一般的 机上的 应用系统不同, 应用系统不同,就是针对不同的具体应用而设计的嵌入 式系统之间差别也很大。嵌入式系统一般功能单一、 式系统之间差别也很大。嵌入式系统一般功能单一、简 且在兼容性方面要求不高,但是在大小, 单,且在兼容性方面要求不高,但是在大小,成本方面 限制较多。嵌入式计算机基本上不能算是嵌入式系统。 限制较多。嵌入式计算机基本上不能算是嵌入式系统。 它仍然是计算机一类,不过是工作条件有所不同而已, 它仍然是计算机一类,不过是工作条件有所不同而已, 因为它还保留了计算机的基本。 因为它还保留了计算机的基本。
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2019/12/28
常用嵌入式处理器- X86
X86系列处理器是我们最熟悉的了,它起源于Intel 架构的8086,在发展出286、386、486,直到现在 的Pentium 4、Athlon和AMD的64位处理器Hammer 。从嵌入式来看,486DX是当时和ARM、68K、 MIPS和SuperH齐名的五大嵌入式处理器之一, 8080是第一款主流的处理器。今天的Pentium和当 初的8080使用相同的指令集,这虽然保持了兼容性
嵌入式系统的组成
嵌入式系统一般由以下几部分组成: ������ 嵌入式微处理器(含Embedded MPU、
Embedded MCU、Embedded DSP、SOC等) ������ 外围硬件设备 ������ 嵌入式操作系统 ������ 特定的应用程序
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2019/12/28
1.2 嵌入式处理器简介
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2019/12/28
常用嵌入式处理器- MIPS
MIPS是Microprocessor Without Interlocked Pipeline Stages缩写,是一 种处理器内核的标准,它是由MIPS技术公司开发的。MIPS技术公司是 一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64位处理器的厂商,在 RISC处理器方面占有重要地位。
2019/12/28
嵌入式系统的应用领域
•军事领域
6
2019/12/28
嵌入式系统的应用领域
•航天领域
7
2019/12/28
嵌入式系统的应用领域
嵌 入 式 网 络 应 用
8
2019/12/28
嵌入式系统的应用领域
智 能 玩 具 与 机 器 人
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2019/12/28
嵌入式系统的应用领域
手 持 通 讯 设 备
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2019/12/28
嵌入式系统的定义(都不全面)
1。嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技 术为基础,且软硬件可裁减,适应应用系统 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。
2。嵌入式系统是完成复杂功能的硬件和软 件,并使其紧密耦合在一起的计算机系统
。
12
2019/12/28
MIPS公司设计RISC处理器始于80年代初;1986年推出R2000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,又陆续推出R8000(1994)、R10000(于2019年)和 R12000(于2019年)等型号。之后,MIPS战略发生变化,把重点放在 嵌入式系统。2019年,MIPS公司发布了MIPS32和MIPS64标准,为未 来的MIPS处理器的开发奠定了基础。新的架构集成了原来所有的MIPS 指令,并且增加了许多更强大的功能。2000年,MIPS公司发布了针对 MIPS 32 4Kc的新版本以及未来64位MIPS 64 20Kc处理器内核。MIPS 的定位很广,在高端有64位的20Kc家族,在低端市场有Smart MIPS。
,至少十年前写的程序在现在的机器上还能运行, 但弊端是限制了CPU性能的提高。
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2019/12/28
X86架构的新型处理器
Atom(凌动)处理器
• 面向移动互联网终端的英特尔凌动处理器包括Z500、 Z510、Z510P、Z510PT、Z515、Z520、Z520PT、 Z530、Z530P、Z540、Z550、N270。
• 凌动处理器是3瓦以下功耗处理器中速度最快的产品 • 凌动处理器支持高达720p和1080i的高清视频格式 • 凌动处理器支持支持流畅3D图形 • 英特尔凌动处理器拥有超低功耗。
20
2019/12/28
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2019/12/28
常用嵌入式处理器-Power PC
Power PC 架构的特点是可伸缩型号,方便灵活。 Power PC处理器品种很多,既有通用的处理器,又
有嵌入式控制器和内核,应用范围非常广泛,从高
端的工作站、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等各个方面。
目前,Power PC独立微处理器与嵌入式微处理 器的主频从25MHz ~ 700MHz不等,它们的能量消耗 、大小、整合程度、价格差异悬殊,主要产品模块 有主频350MHz~700MHz Power PC 750CX和750Cxe以 及主频400MHz的Power PC 440GP等。Power PC的处 理器都用在电信、金融等领域。
10
2019/12/28
IEEE定义的嵌入式系统
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” (Devices used to control, monitor, or assist the
operation of equipment machinery or plants)。
伴,使他们能用这些技术来生产各具特色的芯片。 ARM已经成为移动通信、手持设备、多媒体数字消 费嵌入式解决方案的RISC标准。ARM处理器有三
个主要的特点:小体积、低功耗、低成本而高性能 ;16/32位指令集;全球众多的合作伙伴。ARM处 理器目前有五个系列的产品:ARM7、ARM9、 ARM9E、ARM10,ARM11和SecurCore。
嵌入式系统设计
李明
第一章 嵌入式系统概述
1.1 嵌入式系统
现实中的嵌入式系统
3
2019/12/28
嵌入式系统的应用领域
工业控制
军事国防
军事电子
消费电子
信息家电
工控设备
智能玩具
智能仪表
嵌入式应用
通信设备
汽车电子
移动存贮
网络设备 电子商务
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ网络
4
2019/12/28
嵌入式系统的应用领域
•汽车领域
5
常见的嵌入式微处理器
ARM/StrongARM /XSCALE
MIPS Power PC X86 68K/Coldfire
15
2019/12/28
常用嵌入式处理器-ARM
ARM(Advanced RISC Machines)公司是全球领 先的16/32位RISC微处理器知识产权设计供应商。 ARM公司通过转让高性能、低成本的、低功耗的 RISC微处理器、外围和系统芯片设计技术给合作伙