嵌入式系统设计DA的启动过程ppt课件
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《嵌入式系统设计》课件
2
系统架构设计
设计系统的硬件和软件架构，包括选择适当的处理器和外设。
3
电路设计
设计电路板，包括选择元件、布线和进行电路仿真。
4
软件开发
编写嵌入式软件，实现系统功能和交互。
嵌入式系统硬件设计
电路设计
微控制器
通过选择合适的元件和进行布线， 设计控制器，如 Arduino或Raspberry Pi，以实现 系统的处理和控制。
《嵌入式系统设计》PPT 课件
嵌入式系统是指将计算机技术和信息处理能力嵌入到特定应用领域中的系统。
嵌入式系统简介
嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，集成了软硬件设计，广泛应用于生活中的各个方面，如智能家居、汽车 电子和医疗设备。
嵌入式系统设计流程
1
需求分析
根据需求和系统特点确定设计目标和主要功能。
嵌入式系统应用于医疗设备中， 如心脏起搏器和医疗监测仪器， 提供精准和可靠的医疗服务。
总结与提问
嵌入式系统设计是一个综合性的过程，需要考虑硬件和软件的协同工作，以 实现特定应用领域的需求。欢迎提问和讨论。
传感器
选择适当的传感器，如温度、湿 度或距离传感器，以实现系统的 感知能力。
嵌入式系统软件设计
嵌入式编程语言
选择适当的编程语言，如C或C++，以实现嵌入式系统的软件功能。
实时操作系统
使用实时操作系统（RTOS）来管理系统的任务和资源，保证系统的实时性。
驱动程序开发
开发设备驱动程序，以实现与外设的通信和控制。
嵌入式系统调试与测试
调试和测试是嵌入式系统设计过程中至关重要的一环，涉及硬件和软件的运 行状态、故障排除和性能评估。
嵌入式系统应用实例
嵌入式系统的PPT课件
地址
指令寄存器
控制器
指令
数据通道
输入
输出
中央处理器
地址 数据
程序存储器
指令0 指令1 指令2
数据存储器
数据0 数据1 数据2
9
CISC和RISC
CISC：复杂指令集（Complex Instruction Set Computer）
具有大量的指令和寻址方式 8/2原则：80%的程序只使用20%的指令 大多数程序只使用少量的指令就能够运行。 RISC：精简指令集（Reduced Instruction Set Computer) 在通道中只包含最有用的指令 确保数据通道快速执行每一条指令 使CPU硬件结构设计变得更为简单
10
CISC与RISC的数据通道
开始
IF
ID
ALU MEM REG
退出
微操作通道
开始
IF
ID
REG ALU MEM
退出
单通数据通道
11
CISC的背景和特点
背景:存储资源紧缺, 强调编译优化 增强指令功能，设置一些功能复杂的指令，把一些原来由
软件实现的、常用的功能改用硬件的（微程序）指令系统 来实现 为节省存储空间，强调高代码密度，指令格式不固定，指 令可长可短，操作数可多可少 寻址方式复杂多样，操作数可来自寄存器，也可来自存储 器 采用微程序控制，执行每条指令均需完成一个微指令序列 （微程序） CPI > ５，指令越复杂，CPI越大。
15
CISC与RISC的对比
类别
CISC
指令系统 指令数量很多
RISC 较少，通常少于100
执行时间 编码长度
有些指令执行时间很长，如 整块的存储器内容拷贝；或 将多个寄存器的内容拷贝到 存贮器
嵌入式系统原理与设计 教学课件(共82张PPT)
系统是采用一体化的监控程序，不存在操作系统平 台。而今天组成嵌入式系统的基本硬件构件已较复
杂，如：16位、32位CPU或特殊功能的微处理器、 特定功能的集成芯片、FPGA或CPLD等，其软
件设计的复杂性成倍增长。因此研究嵌入式系统的
设计原理及技术，提供系统的设计方法和开发工具是 嵌入式计算学科的关键技术。
嵌入式微处理器分类
嵌入式处理器
嵌入式微控制器 （MCU）
嵌入式DSP处理器 (DSP)
嵌入式微处理器 (MPU)
嵌入式片上系统 (System On Chip)
1、嵌入式微控制器(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、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 RAM、EEPROM等 各种必要功能和外设。
要求程序编写和编译工具的质量要高，以减少程序二进制代码长度、提 高执行速度。
以微处理器为核心
• 我们设计一个数字系统可以有很多种方法，如：定制
逻辑、现场可编程门阵列（FPGA）等，那么为什 么在设计嵌入式系统时要以微处理器为核心呢？ 这主要有两种原因：
• （1）用微处理器是实现数字系统一种十分便捷、有 效的方法；
嵌入式系统的特征
• 可接5种GPS接收器； 嵌入式系统是以微处理器为核心的，嵌 入在其他设备中的专用计算机系统。它 5个按键需要和屏幕菜单显示组合起来完成这些功能。
在移动地图这个例子中，电能消耗特别重要，设计时应尽量减少存储器读/写，因为存储器访问是主要的功耗来源，存储器的访问必须精心安排 ，以避免多次读取相同的数据。
杂，如：16位、32位CPU或特殊功能的微处理器、 特定功能的集成芯片、FPGA或CPLD等，其软
件设计的复杂性成倍增长。因此研究嵌入式系统的
设计原理及技术，提供系统的设计方法和开发工具是 嵌入式计算学科的关键技术。
嵌入式微处理器分类
嵌入式处理器
嵌入式微控制器 （MCU）
嵌入式DSP处理器 (DSP)
嵌入式微处理器 (MPU)
嵌入式片上系统 (System On Chip)
1、嵌入式微控制器(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、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 RAM、EEPROM等 各种必要功能和外设。
要求程序编写和编译工具的质量要高，以减少程序二进制代码长度、提 高执行速度。
以微处理器为核心
• 我们设计一个数字系统可以有很多种方法，如：定制
逻辑、现场可编程门阵列（FPGA）等，那么为什 么在设计嵌入式系统时要以微处理器为核心呢？ 这主要有两种原因：
• （1）用微处理器是实现数字系统一种十分便捷、有 效的方法；
嵌入式系统的特征
• 可接5种GPS接收器； 嵌入式系统是以微处理器为核心的，嵌 入在其他设备中的专用计算机系统。它 5个按键需要和屏幕菜单显示组合起来完成这些功能。
在移动地图这个例子中，电能消耗特别重要，设计时应尽量减少存储器读/写，因为存储器访问是主要的功耗来源，存储器的访问必须精心安排 ，以避免多次读取相同的数据。
嵌入式课件(ppt)
1.1 嵌入式系统简介
嵌入式系统已经广泛应用于各个科技领域和日常生活的每个角落，由于其本 身的特性，使得我们很难发现它的存在。甚至一些从事嵌入式系统开发的科技人 员也只知单片机，不知道嵌入式系统。本节从嵌入式系统的定义开始，阐述嵌入 式系统的含义、特点等，以使读者加深对嵌入式系统的理解。
§1.1.1 嵌入式系统的定义 §1.1.2 嵌入式系统的组成 §1.1.3 嵌入式系统的特点 §1.1.4 嵌入式系统的应用 §1.1.5 嵌入式系统的发展
由上述可以看出，嵌入式系统是一个外延极广的概念，凡是与产品结合在一起的、 具有嵌入式系统特点的系统都可以称为嵌入式系统。
第1章 嵌入式系统设计基础
4
嵌入式系统的组成
嵌入式系统一般有3个主要的组成部分： 硬件。图1.1给出了嵌入式系统的硬件组成。其中，处理器是系统的运算核心； 存储器（ROM、RAM）用来保存可执行代码，以及中间结果；输入输出设备完成 与系统外部的信息交换；其他部分辅助系统完成功能。 应用软件。应用软件是完成系统功能的主要软件，它可以由单独的一个任务来 实现，也可以由多个并行的任务来实现。 实时操作系统（Real-Time Operating System，RTOS）。该系统用来管理应 用软件，并提供一种机制，使得处理器分时地执行各个任务并完成一定的时限要 求。
由于对嵌入式系统含义的理解因人而异，所以不同的书籍对嵌入式系统的定义也 不尽相同。下面给出了一些文献中对嵌入式系统的定义：
“Computer as Components – Principles of Embedded Computing System Design”一书的作者Wayne Wolf认为：“什么是嵌入式计算系统？如果不严格地定 义，它是任何一个包含可编程计算机的设备，但是它本身却不是一个通用计算机。”
嵌入式系统已经广泛应用于各个科技领域和日常生活的每个角落，由于其本 身的特性，使得我们很难发现它的存在。甚至一些从事嵌入式系统开发的科技人 员也只知单片机，不知道嵌入式系统。本节从嵌入式系统的定义开始，阐述嵌入 式系统的含义、特点等，以使读者加深对嵌入式系统的理解。
§1.1.1 嵌入式系统的定义 §1.1.2 嵌入式系统的组成 §1.1.3 嵌入式系统的特点 §1.1.4 嵌入式系统的应用 §1.1.5 嵌入式系统的发展
由上述可以看出，嵌入式系统是一个外延极广的概念，凡是与产品结合在一起的、 具有嵌入式系统特点的系统都可以称为嵌入式系统。
第1章 嵌入式系统设计基础
4
嵌入式系统的组成
嵌入式系统一般有3个主要的组成部分： 硬件。图1.1给出了嵌入式系统的硬件组成。其中，处理器是系统的运算核心； 存储器（ROM、RAM）用来保存可执行代码，以及中间结果；输入输出设备完成 与系统外部的信息交换；其他部分辅助系统完成功能。 应用软件。应用软件是完成系统功能的主要软件，它可以由单独的一个任务来 实现，也可以由多个并行的任务来实现。 实时操作系统（Real-Time Operating System，RTOS）。该系统用来管理应 用软件，并提供一种机制，使得处理器分时地执行各个任务并完成一定的时限要 求。
由于对嵌入式系统含义的理解因人而异，所以不同的书籍对嵌入式系统的定义也 不尽相同。下面给出了一些文献中对嵌入式系统的定义：
“Computer as Components – Principles of Embedded Computing System Design”一书的作者Wayne Wolf认为：“什么是嵌入式计算系统？如果不严格地定 义，它是任何一个包含可编程计算机的设备，但是它本身却不是一个通用计算机。”
嵌入式教学PPT-第1 章 嵌入式系统概述45页PPT
·现实中的嵌入式系统
即使不可见，嵌入式系统也无处不在。嵌入 式系统在很多产业中得到了广泛的应用并逐步改变着 这些产业，包括工业自动化、国防、运输和航天领域。 例如神舟飞船和长征火箭中有很多嵌入式系统，导弹 的制导系统也是嵌入式系统，高档汽车也有多达几十 个嵌入式系统。
在日常生活中，人们使用各种嵌入式系统，但未必 知道它们。事实上，几乎所有带有一点“智能”的家 电（全自动洗衣机、电脑电饭煲）都有嵌入式系统。 嵌入式系统广泛的适应能力和多样性，使得视听、工 作场所甚至健身设备中到处都有嵌入式系统
嵌入式教学PPT-第1 章 嵌入式系统概 述
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
与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， 因此称为微控制器。
微控制器目前的品种和数量最多，比较有代表性的通用系列包括 8051 、 P51XA、MCS - 251 、MCS – 96/196/296 、C166/167 、 MC68HC05/11/12/16 、68300和数目众多的ARM芯片等。目前MCU约 占嵌入式系统70%的市场份额。
嵌入式系统PPTPPT课件
物联网与5G技术
嵌入式系统将与云计算和边缘计算技术结 合，实现数据处理和分析能力的提升。
物联网和5G通信技术的发展为嵌入式系统 提供了更广阔的应用空间，嵌入式系统将 更加网络化、智能化。
02 嵌入式系统硬件
微控制器
微控制器是嵌入式系统的核心，它是一 种集成电路芯片，包含了计算机的基本 组成要素，如中央处理器、存储器、输
嵌入式系统PPT课件
目录
CONTENTS
• 嵌入式系统概述 • 嵌入式系统硬件 • 嵌入式系统软件 • 嵌入式系统开发流程 • 嵌入式系统应用案例 • 嵌入式系统面临的挑战与解决方案
01 嵌入式系统概述
定义与特点
定义
嵌入式系统是一种专用的计算机系统 ，主要用于控制、监视或帮助操作机 器设备。
特点
嵌入式系统在智能家居控制系统中发 挥着核心作用，通过嵌入式处理器和 相关硬件设备，实现对家庭设备的控 制和管理。
智能家居控制系统可以实现的功能包 括：远程控制、定时控制、语音控制 等，为家庭生活带来便利和舒适。
工业自动化控制系统
工业自动化控制系统是嵌入式系统的另一个重要应用领域，通过嵌入式系统技术， 可以实现生产过程的自动化和智能化。
调研市场需求
了解行业发展趋势和市场需求，为系统设计提供参考 和依据。
制定开发计划
根据需求分析结果，制定详细的开发计划，包括时间 安排、人员分工、资源需求等。
系统设计
硬件设计
根据系统需求，设计合适的硬件架构，包括 处理器、存储器、接口电路等。
软件设计
设计嵌入式系统的软件架构，包括操作系统、 中间件和应用软件等。
01
02
03
系统集成
将硬件和软件集成在一起， 形成完整的嵌入式系统。
嵌入式系统开发过程PPT课件
2.4.4.2测试阶段-何时测试
1. 分布于开发的每个阶段——debug 2. 单元测试-小模块测试/调试 3. 回归测试
1. 只测试一遍是不够的。每次修改后都应当重新测 试以确认这些修改会不会无意中影响一些看似与 之无关的行为，这被称作回归测试。
2.4.2.6详细设计阶段-软件设计
1. 设计软件子系统
1. 总体设计、模块设计
2. 定义软件接口 3. 模块接口、函数接口
2.4.2.7详细设计阶段-检查设计
小项目
自己审查设计文档
中等项目
拿给同事朋友并向他们解释你的设计
大型项目-审查会
设计者应作一个更正式的报告。由于这是一个设 计审查会，召集一群人，主要由工程师组成，并 尽可能包括一些对项目有不同看法角度的成员， 如做市场的人员、最终用户
OEM板 7、其他。。。
2.4.1.3 对需求的结果进行检查
原因
需求分析阶段可能会发生错误-走弯路
目的
资料的全面性、工作的细致性
方法和内容
干扰的信息（多余） 漏掉的信息（缺少） 超前的信息（一些需要在设计阶段才提出的信息） 矛盾（相互制约） 模棱两可 无法实现
2.4.1.4 确定项目的约束条件
2.4.4 测试阶段
1、测试的原因 2、何时测试 3、测试内容 4、何时停止测试 5、选择测试用例 6、实时失败模式 7、评估测试的覆盖率 8、性能测试 9、维护和测试
2.4.4.1测试阶段-测试的原因
1. 开发过程中已经开始测试了——调试 2. 原因：
1. 在软件中找到错误（在这方面测试是惟一的方法） 2. 减少用户与公司的风险 3. 节约开发与维护成本 4. 提高系统的性能
2.4.2.8详细设计阶段-设计自动化
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S5PV210嵌入式处理器介绍
S5PV210处理器简介
三星S5PV210，主频：800MHz/1GHz， 512K L2，内存：1G mDDR2，32bit， 45nm工艺。
视频处理：PowerVR VXD370。多格式支 持，最高1080p，3D加速。
代表机型：三星i9000，Galaxy Tab。类 似的A4芯片还有苹果公司的iPad、iPod touch4、iPhone 4。
串口
支持4路RS232串口（COM1~COM4） 3个5线串口，1个3线串口，DB9公接口 支持2路RS485串口（COM5、COM6） 通过RS232转换
网络接口
100M标准以太网接口，DM9000AEP芯片
USB接口
支持4个USB HOST 2.0接口 支持1个USB OTG 2.0接口
红外通讯口
一个IRDA红外线数据通讯口
SUCCESS
THANK YOU
2019/6/14
音频接口
支持AC97 支持I2S接口 支持立体声音频输入/输出、功放、喇叭
接口
存储卡接口
2个SD卡接口，1个T-FLASH卡接口，1个 SDIO wifi接口
支持ATA硬盘接口
摄像头接口
调试及下载接口
一个20芯Multi－ICE标准JTAG接口
其他
支持4.3寸、7寸、10.2寸、10.4寸、 12.1寸，TTL/LVDS多款液晶模块。
支持WIFI、3G、GPS、蓝牙、摄像头、红 外等功能。
支持8×8矩阵键盘接口，板载美式键盘。 支持系统总线扩展接口。 GPS模块。 2路SPI接口，3路I2C接口。
S5PC110的Cortex-A8经过了三星的改进，同频 率下具有更高的效能（+10%-20%），同时配置 了512K的L2缓存。
S5PV210处理器主要特点（2/2）
苹果公司 A4配备了640KB的L2缓存。 S5PC110 3D处理部分配置了主流而强劲的
SGX540，实测性能领先其他Cortex-A8产品1倍 以上。 视频解码部分，苹果公司的A4依旧是720p H.264 MP4解码。 三星的Galaxy S可以支持多种格式多种封装的 解码，包括热门的MKV封装。不过并不支持 RMVB的硬件解码，只能通过软解实现480p。
S5PV210处理器主要资源（1/2）
采用45nm低功率制程，CPU典型功耗11mW。 CPU主频1GHz。 支持1G Bytes DDR2。 0.65mm引脚间距，17×17mm2 FBGA封装。 支持USB HOST 2.0、USB OTG 2.0。 4个SDIO/HS-MMC接口。
S5PV210处理器主要资源（2/2）
3D图形加速器采用PowerVR SGX540。 2D图形加速，最大支持8000×8000分辨
率图片。 JPEG硬件编解码，最大支持65536
×65536分辨率图片。 视频硬件编解码，支持1080p@30fps。 HDMI、TV-OUT、CAMERA×2。
支持2个独立CAMERA接口
图形处理
支持MPEG-4/MPEG2、H.264/H263、VC-1 的视频编解码1080p@30fps。
支持2D图形加速，最大支持8000×8000 分辨率。
支持3D图形加速（SGX540），OGL1.1&2.0、OpenVG1.0。
支持JPEG硬件编解码，最大支持8192 ×8192分辨率。
视频接口
TV-OUT ：RCA接口，标准复合视频信号 输出，可直接连接各种视频播放设备。
VGA：可直接连接VGA接口设备，比如电 脑显示器，最大支持1024×768分辨率。
HDMI v1.3：1080p@30fps LVDS、 DVI、 MIPI接口
RTC时钟
片内RTC实时时钟
UT-S5PV210实验设备介绍
UT-S5PV210实验设备的外观
中央处理器
三星公司的S5PV210AH-A0嵌入式处理器 内核：ARM Cortex-A8 主频：1GHz
外部存储器
内存：Samsung K4T1G108，1G 字节， DDR2内存
Flash：Samsung K9F2G08，256M 字节， SLC NAND FLASH
嵌入式系统设计：PDA的启动过程
本节课程主要知V210实验设备介绍 设备与PC间的通讯 Windows CE的启动代码
重点和难点
重点 Windows CE 6.0的启动代码 PC机与目标教学平台的连接
难点 Windows CE 6.0启动代码的烧写
ActiveSync可以通过串口，USB口，网口 等方式建立连接， UT-S5PV210设备默认 为USB连接。
在Windows CE系统启动后再连接上PC的 USB口和UT-S5PV210的B形USB口间的USB 线缆，稍等片刻，PC机上提示已经连接 上设备。
设备与PC间进行通讯
连接成功后，ActiveSync的图标会变成 另外一种颜色，并且提示连接成功。这 时，打开菜单 File | Explore ，就可 以浏览设备上的资源，也可以通过复制/ 粘贴的方式在系统之间拷贝文件。
S5PV210处理器主要特点（1/2）
S5PC110和S5PV210是目前最强的Cortex-A8芯 片。
S5PV210和S5PC110只是封装上的区别，本质上 并没有多少的变化。前者封装尺寸较大，适用 于平板和上网本，后者的封装适用于手机。
苹果公司A4芯片，只是将其中的PowerVR SGX540改成了SGX535，3D性能稍有降低。负责 视频硬解的VXD370被改成了VXD375。
设备与PC间的通讯
安装ActiveSync
设备与PC间是通过微软ActiveSync同步 传输工具进行通讯。
从实用工具文件夹下载ActiveSync安装 程序MSASYNC.EXE，安装并运行。
在PC机上安装USB驱动程序，从而可以连 接Windows CE设备。
设置ActiveSync