第一章 嵌入式系统概述
ARM嵌入式体系结构与接口技术
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1.1.1 嵌入式系统的基本概念
嵌入式系统的特点
（1）面向特定应用的特点，与“通用型”系统相比，满 足特定应用的特定需求 （2）嵌入式系统的硬件和软件都必须进行高效地设计， 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 （3）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。
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1.1.2 嵌入式系统的体系结构
嵌入式操作系统不仅具有通用操作系统的一般功 能，如向上提供对用户的接口（如图形界面、库 函数API等），向下提供与硬件设备交互的接口（ 硬件驱动程序等），管理复杂的系统资源， 在系统实时性、硬件依赖性、软件固化性以及应 用专用性等方面，具有更加鲜明的特点
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1.1.2 嵌入式系统的体系结构
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（4）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中或单片机本身，而不是 存储于磁盘中。 （5）嵌入式开发的软件代码尤其要求高质量、高可靠性 。 （6）嵌入式系统本身不具备二次开发能力，即设计完成 后用户通常不能在该平台上直接对程序功能进行修改， 必须有一套开发工具和环境才能进行再次开发。厂家对 产品固件（Firmware）进行升级
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1.1.1 嵌入式系统的基本概念
嵌入式系统的基本概念
嵌入式系统应用随处可见，工业、军事、宇宙、通信、运 输、金融、医疗、气象、农业等领域 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机控制系统为基础， 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。 嵌入式系统通常由特定功能模块和计算机控制模块组成， 主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统 以及用户应用软件等部分组成。它具有“嵌入性”、“专 用性”与“计算机系统”的三个基本要素。
嵌入式系统概述ppt
Connecting SRAM
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包权
人书友圈7.三端同步
一、嵌入式系统的定义
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，
其软硬件可配置，对功能、可靠性、成本、体积、 功耗有严格约束的一种专用系统。
专用计算机系统(非PC智能电子设备)
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
嵌入式系统硬件
Power Supply Oscillation Circuit
Reset Circuit
Ports
Chip Board Ciruit
Prescaler
CPU CORE
Interrupt Controler
Timer DMA
CPU
I/O Port A/D
Connectong for Debugging
前言
课程设置的必要性 嵌入式系统涉及现代生活的方方面面 应用日趣复杂 微处理器技术长足发展 嵌入式软件技术成为核心
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。
嵌入式系统中的驱动程序设计与实现
嵌入式系统中的驱动程序设计与实现第一章：嵌入式系统概述嵌入式系统是一种专用型计算机系统，通常包含微处理器、存储器、输入/输出接口和其他外围设备。
这些系统被设计用于执行特定的任务或实现特定的功能。
相对于一般的计算机系统，嵌入式系统通常更加小巧、节能、稳定和高效。
嵌入式系统的应用领域非常广泛，涉及到自动控制、计算机网络、医疗、工业自动化、汽车电子、智能家居等众多领域。
从智能手机和平板电脑，到高铁和飞机上的控制系统，嵌入式系统已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
在开发嵌入式系统时，驱动程序是一个非常重要的部分。
驱动程序是一种软件模块，用于控制硬件设备的操作和管理。
它将应用程序与底层硬件之间进行了有效的沟通。
在接下来的章节中，我们将详细介绍嵌入式系统中的驱动程序设计与实现。
第二章：驱动程序的架构嵌入式系统中的驱动程序通常包含两个部分：设备驱动和主程序。
设备驱动负责控制硬件设备的操作和管理。
它向主程序提供硬件抽象层，屏蔽了硬件底层的细节。
主程序则利用设备驱动提供的接口，完成相应的应用功能。
驱动程序的架构通常遵循一般软件工程的设计原则，实现结构分层、模块化、可复用的代码。
设备驱动可以按照不同的硬件设备进行分类，比如网络设备驱动、磁盘设备驱动、串口设备驱动等。
在实现时，可以采用面向对象编程思想，使得代码的设计更加清晰明了。
第三章：驱动程序的实现实现驱动程序的过程通常可以分为以下四个步骤：1. 设备地址映射在计算机系统中，设备通常被映射到一定的地址空间中。
驱动程序需要获取设备的物理地址，并将其映射到操作系统的虚拟地址空间中。
这样，驱动程序才能正确地与硬件设备进行交互。
2. 硬件的初始化和配置在设备地址映射成功后，驱动程序需要对硬件进行初始化和配置，以确保硬件设备能够正常运行。
比如，对于一个串口设备，驱动程序需要配置波特率、数据位、校验位等参数。
3. 设备操作的实现驱动程序的核心是硬件设备的操作函数实现。
驱动程序需要对不同的设备类型实现不同的操作函数，例如对于网络设备，包括接收和发送数据的实现；对于磁盘设备，包括读写数据的实现。
精品课件-ARM Cortex-A9多核嵌入式系统开发-第一章
第1章 嵌入式系统概述
1软件是整个系统
应用软件 应用层
文件系统/图形用户应用程序接口
的控制核心，控制整个系统 的运行，提供人机交互的信
OS层
嵌入式操作系统
硬件设备驱动层 设备驱动程序、HAL、BSP
息等。在嵌入式系统不同的 应用领域和不同的发展阶段， 嵌入式系统软件组成也不完
安全、地震监测网、实时气象信息网、水源和空气污染监 测都涉及大量数据的实时处理分析。 国防与航天
神舟飞船和长征火箭中有很多嵌入式系统，导弹的 制导系统也是一种嵌入式系统。
第1章 嵌入式系统概述
1.3 嵌入式系统的概念和特点
概念： 按照IEEE(国际电气和电子工程师协会)的定义，
嵌入式系统即“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运 行的装置”(原文为devices used to control，monitor， or assist the operation of equipment，machinery or plants)。这主要是从应用上加以定义的，从中可以看出嵌 入式系统是软件和硬件的综合体，并且涵盖机械等附属装 置。
第1章 嵌入式系统概述
Linux： 遵循GPL协议的开放源码的操作系统，使用时
无需交纳许可费用。内核可任意裁剪，几乎支持所有的 32位、64位CPU；内核中支持的硬件种类繁多，几乎可以 从网络上找到所有硬件驱动程序；支持几乎所有的网络 协议；有大量的应用程序可用，从编译工具、调试工具 到GUI程序。其缺点在于实时性，虽然2.6版本的Linux在 实时性方面有较大改进，但是仍无法称为实时操作系统。
图1.2 嵌入式系统软件子系统 全相同，但基本上可以分为
组成框图
应用层、操作系统(OS)层和
第01章、嵌入式系统概述
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嵌入式系统的例子
手机: 应用最广的嵌入式系统 汽车:电子系统控制 机床：动作监视与控制 洗衣机:旋转控制，水流控制 数码照相机：读写数据卡 打印机：打印强度，颜色，翻页 飞机：参数控制 …
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1.1.2 嵌入式系统的组成
Vxworks
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Windows CE
WinCE主要应用于PDA，以及智能电话（smart phone）等多媒 体网络产品。微软于2004年推出了代号为“Macallan”的新版 WinCE系列的操作系统。 Windows 的目的，是让不同语言所写的程序可以在不 同的硬件上执行，也就是所谓的.NET Compact Framework，在这 个Framework下的应用程序与硬件互相独立无关。而核心本身是 一个支持多线程以及多CPU的操作系统。在工作调度方面，为了 提高系统的实时性，主要设置了256级的工作优先级以及可嵌入 式中断处理。 如同在PC Desktop环境，Windows CE系列在通信和网络的能 力，以及多媒体方面极具优势。其提供的协议软件非常完整，甚 至还提供了有保密与验证的加密通信，如PCT/SSL。而在多媒体 方面，目前在PC上执行的Windows Media和DirectX都已经应用到 Windows CE 3.0以上的平台，其主要功能就是对图形、影音进行 编码译码，以及对多媒体信号进行处理。 17
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2．ARM微处理器的特点，采用RISC架构的ARM微处理器具有如下特点： 体积小、低功耗、低成本、高性能； 支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，兼容8位/16位器件； 大量使用寄存器，指令执行速度更快； 大多数数据操作都在寄存器中完成； 寻址方式灵活简单，执行效率高； 指令长度固定 3．ARM微处理器系列 ARM7系列 ARM9系列 ARM9E系列 ARM10E系列 SecurCore系列 Intel的StrongARM Intel的Xscale 其中，ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10E为4个通用处理器系列，每一个系 列提供一套相对独特的性能来满足不同应用领域的需求。如ARM7系列适用 于工业控制、网络设备、移动电话等应用；ARM9、ARM9E和ARM10E系列则 更适合无线设备、消费类电子产品的设计。SecurCore系列专门为安全要 13 求较高的应用而设计。
《嵌入式ARM教案》课件
《嵌入式ARM教案》课件第一章：嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义介绍嵌入式系统的概念、特点和应用领域解释嵌入式系统与通用计算机系统的区别1.2 嵌入式系统的历史与发展概述嵌入式系统的发展历程介绍嵌入式系统在不同领域的应用发展情况1.3 嵌入式系统的组成与架构讲解嵌入式系统的常见架构介绍嵌入式系统的主要组成部分及其作用1.4 嵌入式系统的优势与挑战阐述嵌入式系统的优势分析嵌入式系统面临的挑战和发展趋势第二章：ARM处理器简介2.1 ARM处理器的发展历程介绍ARM公司的起源和发展历程讲解ARM处理器的发展阶段和产品系列2.2 ARM处理器的特点与优势阐述ARM处理器的特点分析ARM处理器在嵌入式系统中的应用优势2.3 ARM处理器的架构与工作原理讲解ARM处理器的架构设计介绍ARM处理器的工作原理和指令集2.4 ARM处理器的选型与评估指导如何选择合适的ARM处理器介绍评估ARM处理器性能的方法和指标第三章：嵌入式操作系统基础3.1 嵌入式操作系统的概念与分类解释嵌入式操作系统的定义和分类介绍常见的嵌入式操作系统及其特点3.2 嵌入式操作系统的核心功能与架构讲解嵌入式操作系统的核心功能阐述嵌入式操作系统的常见架构设计3.3 嵌入式操作系统的移植与优化介绍嵌入式操作系统移植的基本步骤讲解嵌入式操作系统的优化方法和技巧3.4 嵌入式操作系统的应用与案例分析分析嵌入式操作系统在实际应用中的案例探讨嵌入式操作系统的发展趋势和挑战第四章：嵌入式系统设计与开发流程4.1 嵌入式系统设计的基本原则介绍嵌入式系统设计的重要原则讲解设计过程中需要考虑的因素4.2 嵌入式系统硬件设计讲解嵌入式系统硬件设计的基本步骤和方法介绍硬件选型和硬件设计中的注意事项4.3 嵌入式系统软件设计阐述嵌入式系统软件设计的基本步骤和方法讲解软件开发工具和编程语言的选择4.4 嵌入式系统开发的流程与实践介绍嵌入式系统开发的典型流程分析实际开发过程中需要注意的问题和实践经验第五章：嵌入式系统编程基础5.1 嵌入式编程语言概述介绍嵌入式编程的常用语言及其特点分析不同编程语言在嵌入式系统中的应用场景5.2 C语言编程基础讲解C语言的基本语法和编程技巧介绍C语言在嵌入式编程中的应用和实践5.3 汇编语言编程基础介绍汇编语言的基本概念和语法讲解汇编语言在嵌入式编程中的应用和实践5.4 嵌入式编程的实践技巧讲解嵌入式编程的常见技巧和注意事项分析实际项目中遇到的问题和解决方法《嵌入式ARM教案》课件第六章：嵌入式系统硬件接口与驱动6.1 嵌入式系统硬件接口概述介绍嵌入式系统中常见的硬件接口类型讲解硬件接口的工作原理和功能6.2 UART接口与驱动编程讲解UART接口的基本概念和功能介绍UART接口的驱动编程方法和实践6.3 I2C接口与驱动编程介绍I2C接口的基本概念和协议讲解I2C接口的驱动编程方法和实践6.4 SPI接口与驱动编程讲解SPI接口的基本概念和协议介绍SPI接口的驱动编程方法和实践第七章：嵌入式系统存储与文件系统7.1 嵌入式系统存储概述介绍嵌入式系统中常见的存储设备和技术讲解存储器接口和存储器控制器的选择7.2 NAND闪存与驱动编程介绍NAND闪存的基本概念和特点讲解NAND闪存的驱动编程方法和实践7.3 NOR闪存与驱动编程讲解NOR闪存的基本概念和特点介绍NOR闪存的驱动编程方法和实践7.4 文件系统的设计与实现讲解嵌入式文件系统的设计原理介绍常见嵌入式文件系统的实现方法和实践第八章：嵌入式系统网络通信8.1 嵌入式系统网络通信基础介绍嵌入式系统网络通信的基本概念和技术讲解网络通信协议和网络架构8.2 TCP/IP协议栈与嵌入式网络应用讲解TCP/IP协议栈的基本原理和组成介绍基于TCP/IP协议栈的嵌入式网络应用实践8.3 Wi-Fi通信模块与驱动编程介绍Wi-Fi通信模块的基本概念和功能讲解Wi-Fi通信模块的驱动编程方法和实践8.4 蓝牙通信模块与驱动编程讲解蓝牙通信模块的基本概念和功能介绍蓝牙通信模块的驱动编程方法和实践第九章：嵌入式系统实时性与调度策略9.1 嵌入式系统实时性概述讲解嵌入式系统实时性的概念和重要性介绍实时系统的分类和实时性要求9.2 嵌入式调度策略与算法讲解嵌入式系统的调度策略和算法分析不同调度策略的优缺点和适用场景9.3 实时操作系统（RTOS）简介介绍实时操作系统的基本概念和特点讲解RTOS在嵌入式系统中的应用和实践9.4 实时调度器的实现与优化讲解实时调度器的实现方法和流程介绍调度器的优化技巧和注意事项第十章：嵌入式系统项目管理与实践10.1 嵌入式系统项目管理概述介绍嵌入式系统项目管理的概念和重要性讲解项目管理工具和方法在嵌入式系统中的应用10.2 项目需求分析与规划讲解项目需求分析和规划的方法介绍需求文档编写和项目进度管理的实践经验10.3 嵌入式系统开发的实践技巧讲解嵌入式系统开发中的实践技巧和注意事项分享实际项目开发中的经验和最佳实践10.4 项目验收与维护介绍项目验收的标准和方法讲解项目维护和升级的策略与实践《嵌入式ARM教案》课件第十一章：嵌入式系统安全与加密技术11.1 嵌入式系统安全概述讲解嵌入式系统安全的重要性介绍常见的嵌入式系统安全威胁和攻击手段11.2 加密技术在嵌入式系统中的应用介绍加密技术的基本原理和算法讲解加密技术在嵌入式系统中的应用场景和实践11.3 安全存储与传输讲解如何在嵌入式系统中实现安全存储和传输介绍常见的加密存储和传输技术及其实现方法11.4 安全认证与授权讲解嵌入式系统中的安全认证和授权机制介绍常见的认证和授权方法及其在嵌入式系统中的应用第十二章：物联网与嵌入式系统的融合12.1 物联网概述介绍物联网的概念、架构和应用领域讲解物联网与嵌入式系统的关联和融合趋势12.2 物联网协议与技术讲解物联网中常用的通信协议和技术介绍物联网协议栈和网络架构12.3 物联网在嵌入式系统中的应用案例分析物联网在嵌入式系统中的应用案例探讨物联网技术在嵌入式系统中的实践经验和挑战12.4 物联网安全与隐私保护讲解物联网安全的重要性和挑战介绍物联网中的安全技术和隐私保护措施第十三章：嵌入式系统在智能家居的应用13.1 智能家居系统概述介绍智能家居系统的概念、架构和应用讲解智能家居系统与嵌入式系统的关联和融合13.2 智能家居设备与控制讲解智能家居设备的选择和控制方法介绍智能家居设备的嵌入式系统设计和开发实践13.3 智能家居平台的构建与优化讲解智能家居平台的构建方法和实践介绍智能家居平台的优化技巧和注意事项13.4 智能家居安全与隐私保护讲解智能家居系统中的安全问题和隐私保护需求介绍智能家居系统中的安全技术和隐私保护措施第十四章：嵌入式系统在工业控制的应用14.1 工业控制系统概述介绍工业控制系统的概念、架构和应用领域讲解嵌入式系统在工业控制中的应用和重要性14.2 工业控制设备与接口讲解工业控制设备的选择和接口技术介绍工业控制设备的嵌入式系统设计和开发实践14.3 工业控制协议与通信讲解工业控制中常用的通信协议和技术介绍工业控制协议的实现和通信实践14.4 工业控制系统的安全性与优化讲解工业控制系统中的安全问题和优化需求介绍工业控制系统中的安全技术和优化措施第十五章：嵌入式系统在自动驾驶的应用15.1 自动驾驶系统概述介绍自动驾驶系统的概念、架构和应用前景讲解嵌入式系统在自动驾驶中的应用和挑战15.2 自动驾驶感知与决策讲解自动驾驶系统中的感知技术和决策算法介绍嵌入式系统在自动驾驶感知和决策中的应用15.3 自动驾驶控制与执行讲解自动驾驶系统中的控制技术和执行策略介绍嵌入式系统在自动驾驶控制和执行中的应用15.4 自动驾驶安全与伦理问题讲解自动驾驶系统中的安全问题和伦理挑战介绍自动驾驶系统中的安全技术和伦理指导原则重点和难点解析1. 嵌入式系统的基本概念、特点和应用领域。
嵌入式实验电子教案文档
嵌入式实验电子教案文档第一章：嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义与特点介绍嵌入式系统的概念解释嵌入式系统的特点，如实时性、功耗低、资源有限等1.2 嵌入式系统的应用领域列举常见的嵌入式系统应用领域，如家电、医疗、工业控制等1.3 嵌入式系统的发展趋势讨论嵌入式系统的发展趋势，如物联网、智能制造等第二章：嵌入式硬件基础2.1 嵌入式处理器介绍嵌入式处理器的基本概念讲解常见嵌入式处理器架构与选型2.2 嵌入式硬件平台介绍嵌入式硬件平台的基本组成分析嵌入式硬件平台的设计与选型原则2.3 嵌入式外围设备讲解嵌入式外围设备的作用与选型，如存储器、传感器等第三章：嵌入式软件基础3.1 嵌入式操作系统介绍嵌入式操作系统的概念与作用讲解常见嵌入式操作系统，如Linux、uc/OS、FreeRTOS等3.2 嵌入式软件开发工具介绍嵌入式软件开发工具的概念与作用讲解常见嵌入式软件开发工具的使用方法，如编译器、调试器等3.3 嵌入式软件设计方法讲解嵌入式软件设计方法与流程分析嵌入式软件的模块化设计、实时性要求等第四章：嵌入式系统设计与实践4.1 嵌入式系统设计流程讲解嵌入式系统设计的整个流程，包括需求分析、硬件选型等4.2 嵌入式系统实践项目提供一个具体的嵌入式系统实践项目案例分析项目的需求、设计方案、实现过程等4.3 嵌入式系统设计的注意事项讨论嵌入式系统设计中需要注意的问题，如安全性、稳定性等第五章：嵌入式系统的应用案例分析5.1 智能家居嵌入式系统应用案例分析智能家居嵌入式系统的需求、架构、实现方法等5.2 工业控制嵌入式系统应用案例分析工业控制嵌入式系统的需求、架构、实现方法等5.3 无人驾驶嵌入式系统应用案例分析无人驾驶嵌入式系统的需求、架构、实现方法等第六章：嵌入式系统编程语言6.1 嵌入式系统编程基础介绍嵌入式系统编程的基本概念讲解嵌入式系统编程的常用语言，如C、C++、汇编等6.2 嵌入式系统编程技巧讲解嵌入式系统编程的技巧与最佳实践分析如何提高嵌入式系统编程的效率和质量6.3 嵌入式系统编程实例提供几个简单的嵌入式系统编程实例引导学生通过实例掌握嵌入式系统编程的方法和技巧第七章：嵌入式系统调试与优化7.1 嵌入式系统调试方法介绍嵌入式系统调试的基本方法讲解嵌入式系统调试工具的使用，如逻辑分析仪、示波器等7.2 嵌入式系统性能优化讲解嵌入式系统性能优化的方法与策略分析如何提高嵌入式系统的运行效率和响应速度7.3 嵌入式系统调试与优化实例提供几个嵌入式系统调试与优化的实例引导学生通过实例掌握嵌入式系统调试与优化的方法和技巧第八章：嵌入式系统安全与防护8.1 嵌入式系统安全概述介绍嵌入式系统安全的概念与重要性讲解嵌入式系统安全的基本要求与挑战8.2 嵌入式系统安全防护技术讲解嵌入式系统安全防护的技术与方法分析如何防止嵌入式系统受到恶意攻击和非法访问8.3 嵌入式系统安全防护实例提供几个嵌入式系统安全防护的实例引导学生通过实例了解和掌握嵌入式系统安全防护的方法和技巧第九章：嵌入式系统项目管理与团队协作9.1 嵌入式系统项目管理概述介绍嵌入式系统项目管理的概念与重要性讲解嵌入式系统项目管理的基本流程与方法9.2 嵌入式系统项目团队协作讲解嵌入式系统项目团队协作的重要性与方法分析如何提高嵌入式系统项目团队的工作效率和协作质量9.3 嵌入式系统项目管理实例提供几个嵌入式系统项目管理与团队协作的实例引导学生通过实例了解和掌握嵌入式系统项目管理和团队协作的方法和技巧第十章：嵌入式系统发展趋势与未来挑战10.1 嵌入式系统发展趋势分析嵌入式系统的发展趋势，如物联网、大数据、等讲解新兴技术对嵌入式系统发展的影响和挑战10.2 嵌入式系统未来挑战讨论嵌入式系统在未来发展中所面临的挑战引导学生思考如何应对这些挑战，推动嵌入式系统的创新与发展10.3 嵌入式系统发展方向的思考引导学生思考嵌入式系统的未来发展方向鼓励学生积极参与嵌入式系统的研究与创新，为嵌入式系统的发展贡献力量重点和难点解析重点环节1：嵌入式系统的基本概念与特点嵌入式系统是一类专用的计算机系统，它集成了硬件和软件，用于完成特定的任务。
嵌入式系统概述
第一章嵌入式系统概述1.嵌入式系统的概念从技术的角度概念：以应用为中心、以运算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、靠得住性、本钱、体积、功耗严格要求的专用运算机系统。
从系统的角度概念：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一路的运算机系统。
术语嵌入式反映了这些系统一般是更大系统中的一个完整的部份，称为嵌入的系统。
嵌入的系统中能够共存多个嵌入式系统。
2.嵌入式处置器的分类①嵌入式微处置器；②嵌入式微控制器；③嵌入式DSP处置器；④嵌入式片上系统（SOC）3.嵌入式操作系统的大体概念及特点一般实时操作系统应用于实时处置系统的上位机和实时查询系统等实时性较弱的实时系统，而且提供了开发、调试、运用一致的环境。
嵌入式实时操作系统应用于实时性要求高的实时控制系统，而且应用程序的开发进程是通过交叉开发来完成的，即开发环境与运行环境是不一致。
嵌入式实时操作系统具有规模小(一般在几K～几十K 内)、可固化利用实时性强(在毫秒或微秒数量级上)的特点4.实时操作系统的大体概念及特点总的来讲实时操作系统是事件驱动的，能对来自外界的作用和信号在限定的时刻范围内作出响应。
它强调的是实时性、靠得住性和灵活性, 与实时应用软件相结合成为有机的整体起着核心作用, 由它来管理和协调各项工作,为应用软件提供良好的运行软件环境及开发环境。
从实时系统的应用特点来看实时操作系统能够分为两种：一般实时操作系统和嵌入式实时操作系统IEEE 的实时UNIX分委会以为实时操作系统应具有以下的几点:异步的事件响应；切换时刻和中断延迟时刻肯定；优先级中断和调度；抢占式调度；内存锁定；持续文件；同步；5.操作系统的内核有哪两种，各自的特点①非占先式内核：非占先式内核要求每一个任务自我舍弃CPU 的所有权。
非占先式调度法也称作合作型多任务，各个任务彼此合作共享一个CPU。
异步事件仍是由中断服务来处置。
中断服务能够使一个高优先级的任务由挂起状态变成就绪状态。
周立功ARM培训精华(全套).pdf
周立功单片机
• 现实中的嵌入式系统
周立功单片机
• 嵌入式系统的概念
目前，对嵌入式系统的定义多种多样，但没有一 种定义是全面的。下面给出两种比较合理定义： ●从技术的角度定义：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。 ●从系统的角度定义：嵌入式系统是设计完成复杂 功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算 机系统。术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系 统中的一个完整的部分，称为嵌入的系统。嵌入的 系统中可以共存多个嵌入式系统。
周立功单片机
• 嵌入式处理器
——嵌入式片上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。用户只 需定义出其整个应用系统，仿真通过后就可以将设计图交给半导体 工厂制作样品。这样除个别无法集成的器件以外，整个嵌入式系统 大部分均可集成到一块或几块芯片中去，应用系统电路板将变得很 简洁，对于减小体积和功耗、提高可靠性非常有利。 SoC可以分为通用和专用两类。通用系列包括Infineon的TriCore、 Motorola的M-Core、某些ARM系列器件、Echelon和Motorola联合研 制的Neuron芯片等。专用SoC一般专用于某个或某类系统中，不为 一般用户所知。一个有代表性的产品是Philips的Smart XA，它将XA 单片机内核和支持超过2048 位复杂RSA算法的CCU单元制作在一块 硅片上，形成一个可加载JAVA或C语言的专用的SOC，可用于公众 互联网如Internet安全方面。
嵌入式系统设计与应用
嵌入式系统设计与应用第一章嵌入式系统的概述1.1 嵌入式系统的定义嵌入式系统是一种集成了硬件和软件，专门用于控制特定功能的计算机系统。
其设计目标通常是小型化、低功耗和高度可靠性。
1.2 嵌入式系统的特点嵌入式系统具有实时性要求高、功耗低、体积小、功能复杂等特点。
与通用计算机系统相比，嵌入式系统更加专门化和定制化。
1.3 嵌入式系统的应用领域嵌入式系统广泛应用于电子产品、通信设备、工业自动化、汽车电子、医疗器械等领域。
它的应用领域越来越广泛，正成为推动社会进步和改善人类生活的重要力量。
第二章嵌入式系统的设计流程2.1 需求分析在设计嵌入式系统之前，首先需要进行需求分析，明确系统的功能、性能、接口等基本要求。
2.2 系统架构设计系统架构设计是指在需求分析的基础上，设计出系统的硬件和软件结构，确定各个模块之间的关系和通信方式。
2.3 硬件设计嵌入式系统的硬件设计是指设计硬件电路，包括选择合适的处理器、芯片、传感器、通信接口等，并进行电路布局和连接设计。
2.4 软件设计嵌入式系统的软件设计是指编写嵌入式系统的应用程序和驱动程序，以及进行系统调试和测试。
第三章嵌入式系统的关键技术3.1 多核处理器技术多核处理器技术是嵌入式系统设计中的一项关键技术，它可以提高系统的并行处理能力，提升系统性能。
3.2 实时操作系统实时操作系统是嵌入式系统中常用的操作系统，它具有快速响应、硬实时性和可预测性等特点，保证系统的实时性能。
3.3 物联网技术物联网技术将嵌入式系统与互联网相结合，实现设备之间的互联互通，广泛应用于智能家居、智能交通等领域。
第四章嵌入式系统的案例分析4.1 汽车电子系统汽车电子系统是嵌入式系统的典型应用之一，包括发动机控制系统、车载娱乐系统、车身控制系统等，提升了汽车的性能和舒适性。
4.2 工业自动化系统工业自动化系统是嵌入式系统在工业生产中的应用，包括PLC控制系统、机器人系统等，提高了生产效率和质量。
嵌入式系统的设计及实现
嵌入式系统的设计及实现第一章嵌入式系统概述嵌入式系统是指嵌入到其他设备中，实现特定功能的计算机系统，通常由硬件系统和软件系统两部分组成。
嵌入式系统因其小型化、低功耗、高可靠性等特点，广泛应用于工业控制、汽车电子、智能家居等领域。
第二章嵌入式系统的设计嵌入式系统的设计包括硬件设计和软件设计两个方面，硬件设计主要包括电路设计、布线设计、封装设计、测试设计等；软件设计主要包括系统架构设计、实时操作系统的选择、驱动程序的编写、应用程序的开发等。
2.1 硬件设计硬件设计是嵌入式系统设计的基础，其主要任务是选取合适的电子元器件，并将它们组合成能够实现特定功能的电路。
具体的设计步骤包括：（1）确定系统功能和要求，制订硬件开发计划；（2）选取CPU、存储器、接口芯片等器件，并根据系统需求进行参数配置；（3）设计系统电路原理图，进行电路仿真和验证；（4）进行PCB板设计、排版和布线；（5）进行硬件调试和验证。
2.2 软件设计软件设计是嵌入式系统设计的关键，其主要任务是设计和实现嵌入式系统的各种功能，具体的设计步骤包括：（1）确定系统架构和核心驱动程序的编写；（2）进行RTOS（实时操作系统）的选择与移植，以实现多任务并发和时序控制；（3）编写底层驱动程序，如GPIO驱动、UART驱动、定时器驱动等；（4）编写应用程序，实现系统的具体功能。
第三章嵌入式系统的实现嵌入式系统的实现包括系统集成、软硬件调试、仿真测试等多个环节，其主要任务是将硬件系统和软件系统有机地组合起来，形成一个完整可用的系统，具体的实现步骤包括：（1）进行硬件系统的搭建和软件系统的开发；（2）进行软硬件的调试和测试，涉及底层驱动测试、系统功能测试等；（3）进行系统集成和上市前的严格测试和验证。
第四章嵌入式系统的应用嵌入式系统凭借其低功耗、高集成度、稳定可靠、易于嵌入等特点，已经广泛应用于多个领域，例如：（1）工业控制领域：嵌入式系统在工厂自动化、过程控制、机器人控制等方面都有广泛应用；（2）汽车电子领域：车内及外部信息娱乐、车身控制、驾驶辅助、安全控制等多个方面；（3）智能家居领域：智能门锁、智能照明、温控调节、环境检测等。
2014年计算机三级考试嵌入式系统开发技术复习大纲(含答案)
2014年计算机三级考试嵌入式系统开发技术复习大纲(含答案)第一章嵌入式系统概述1.嵌入式系统的定义答：1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。
2.嵌入式系统的组成，能画出嵌入式系统的组成框架。
答：嵌入式系统由软件系统和硬件系统两部分组成。
3. 单片机是不是嵌入式系统？它与ARM嵌入式系统有何异同？答：单片机是嵌入式系统。
单片机一般是4位、8位或16位的数据总线，一般内置存储器，不运行操作系统，侧重于低成本，主要应用与工业控制等领域；而ARM嵌入式系统是32位的数据总线，运算速度快，外接大容量存储器，能运行操作系统以适合多种应用。
4.嵌入式系统与通用计算机之间的区别。
答：通用计算机系统采用标准化、模块化的设计，其技术要求是高速、海量的信息处理，技术发展方向是处理速度、总线宽度、存储容量的无限提升。
而嵌入式系统怎采用针对性较强的专业化设计，技术要求是满足具体应用，技术发展方向是在保证应用系统的技术要求和可靠性的前提下，尽可能减小成本、体积和功耗。
5.嵌入式处理器的分类答：1嵌入式微处理器MPU 2嵌入式微控制器MCU 3 嵌入式DSP处理器4嵌入式片上系统SOC 5 嵌入式可编程片上系统SOPC6. 嵌入式操作系统的作用是什么？请举出3种常见的操作系统。
答：用于管理存储器分配、中断处理、任务间通信和定时器响应，以及提供多任务处理等功能。
嵌入式操作系统，大大地提高了嵌入式系统硬件工作效率，并为应用软件开发提供了极大的便利。
3种常见的操作系统：WinCE、Vxworks、uClinux7．嵌入式系统开发流程答:嵌入式系统开发流程一般可分为4个阶段：需求分析阶段、硬件开发阶段、软件开发阶段和程序固化阶段。
第二章ARM处理器编程基础1.计算机中的两种典型体系结构是什么，各自的特点是什么？冯·诺依曼体系和哈佛体系结构冯·诺依曼体系:1）数据与指令都存储在同一存储区中，取指令与取数据利用同一数据总线。
嵌入式复习题
嵌⼊式复习题嵌⼊式系统原理与设计第⼀章嵌⼊式系统概述1、什么是嵌⼊式系统？嵌⼊式系统和普通⼈的⽣活⾮常紧密，如⽇常⽣活中使⽤的⼿机、微波炉、有线电视机顶盒等，都属于嵌⼊式系统。
与通常使⽤的PC机相⽐，嵌⼊式系统的形式变化多样、体积⼩，可以灵活地适应各种设备的需求。
因此，可以把嵌⼊式系统理解为⼀种为特定设备服务的，软件硬件可裁剪的计算机系统。
嵌⼊式系统的英⽂名称是Embedded System。
⽬前被我国科学家普遍认同的定义是：嵌⼊式系统是以应⽤为中⼼，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，对功能、可靠性、成本、体积、功耗要求严格的专⽤计算机系统。
2、嵌⼊式系统具有哪些特点？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，执⾏的是带有特定要求的预先定义的任务，如实时性、安全性、可⽤性等。
它通常具有低功耗、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。
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；嵌⼊式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。
由于嵌⼊式系统通常需要进⾏⼤量⽣产，所以单个的成本节约，能够随着产量进⾏成百上千的放⼤。
3、嵌⼊式系统与通⽤计算机相⽐有哪些区别？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，执⾏的是带有特定要求的预先定义的任务，如实时性、安全性、可⽤性等。
它通常具有低功耗、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。
嵌入式系统教案李震
嵌入式系统教案李震第一章：嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义1.2 嵌入式系统的特点1.3 嵌入式系统的应用领域1.4 嵌入式系统的发展趋势第二章：嵌入式系统硬件基础2.1 嵌入式处理器简介2.2 嵌入式处理器核心组件2.3 嵌入式处理器选型考虑因素2.4 嵌入式处理器应用实例第三章：嵌入式系统软件基础3.1 嵌入式操作系统简介3.2 嵌入式操作系统核心组件3.3 嵌入式操作系统选型考虑因素3.4 嵌入式操作系统应用实例第四章：嵌入式系统设计与开发流程4.1 需求分析与系统设计4.2 硬件设计与选型4.3 软件设计与开发4.4 系统集成与测试4.5 项目管理与团队协作第五章：嵌入式系统编程与调试技术5.1 嵌入式编程语言简介5.2 嵌入式编程规范与技巧5.3 嵌入式系统调试技术5.4 嵌入式系统性能优化5.5 嵌入式系统安全与防护第六章：嵌入式系统常见硬件接口与驱动6.1 UART接口与驱动6.2 SPI接口与驱动6.3 I2C接口与驱动6.4 USB接口与驱动6.5 PCIe接口与驱动第七章：嵌入式系统文件系统与存储7.1 嵌入式文件系统简介7.2 嵌入式文件系统核心组件7.3 嵌入式文件系统选型考虑因素7.4 嵌入式文件系统应用实例7.5 嵌入式存储技术简介7.6 嵌入式存储技术选型考虑因素7.7 嵌入式存储技术应用实例第八章：嵌入式网络通信技术8.1 嵌入式网络通信概述8.2 嵌入式以太网通信技术8.3 嵌入式无线通信技术8.4 嵌入式蓝牙通信技术8.5 嵌入式Wi-Fi通信技术8.6 嵌入式通信协议简介8.7 嵌入式通信协议选型考虑因素8.8 嵌入式通信协议应用实例第九章：嵌入式系统安全与加密技术9.1 嵌入式系统安全概述9.2 嵌入式系统安全威胁与挑战9.3 嵌入式系统加密技术简介9.4 嵌入式系统加密算法选型考虑因素9.5 嵌入式系统加密技术应用实例9.6 嵌入式系统安全防护策略9.7 嵌入式系统安全防护技术应用实例第十章：嵌入式系统项目案例分析与实践10.1 嵌入式系统项目案例概述10.2 嵌入式系统项目案例分析10.3 嵌入式系统项目实践10.4 项目总结与经验分享10.5 嵌入式系统项目未来发展展望重点和难点解析解析：嵌入式系统的定义是理解整个教案的基础，需要重点关注。
2014年计算机三级考试嵌入式系统开发技术备考资料
2014年计算机三级考试嵌入式系统开发技术复习大纲(含答案)第一章嵌入式系统概述1.嵌入式系统的定义答：1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。
2.嵌入式系统的组成，能画出嵌入式系统的组成框架。
答：嵌入式系统由软件系统和硬件系统两部分组成。
3. 单片机是不是嵌入式系统？它与ARM嵌入式系统有何异同？答：单片机是嵌入式系统。
单片机一般是4位、8位或16位的数据总线，一般内置存储器，不运行操作系统，侧重于低成本，主要应用与工业控制等领域；而ARM嵌入式系统是32位的数据总线，运算速度快，外接大容量存储器，能运行操作系统以适合多种应用。
4.嵌入式系统与通用计算机之间的区别。
答：通用计算机系统采用标准化、模块化的设计，其技术要求是高速、海量的信息处理，技术发展方向是处理速度、总线宽度、存储容量的无限提升。
而嵌入式系统怎采用针对性较强的专业化设计，技术要求是满足具体应用，技术发展方向是在保证应用系统的技术要求和可靠性的前提下，尽可能减小成本、体积和功耗。
5.嵌入式处理器的分类答：1嵌入式微处理器MPU 2嵌入式微控制器MCU 3 嵌入式DSP处理器4嵌入式片上系统SOC 5 嵌入式可编程片上系统SOPC6. 嵌入式操作系统的作用是什么？请举出3种常见的操作系统。
答：用于管理存储器分配、中断处理、任务间通信和定时器响应，以及提供多任务处理等功能。
嵌入式操作系统，大大地提高了嵌入式系统硬件工作效率，并为应用软件开发提供了极大的便利。
3种常见的操作系统：WinCE、Vxworks、uClinux7．嵌入式系统开发流程答:嵌入式系统开发流程一般可分为4个阶段：需求分析阶段、硬件开发阶段、软件开发阶段和程序固化阶段。
第二章ARM处理器编程基础1.计算机中的两种典型体系结构是什么，各自的特点是什么？冯·诺依曼体系和哈佛体系结构冯·诺依曼体系:1）数据与指令都存储在同一存储区中，取指令与取数据利用同一数据总线。
计算机软件在嵌入式系统中的应用介绍
计算机软件在嵌入式系统中的应用介绍第一章嵌入式系统概述嵌入式系统是一种集成了硬件和软件的特殊计算机系统，它通常用于控制、监测、通信等特定任务。
在实际应用中，嵌入式系统广泛应用于各个领域，如汽车制造业、医疗设备、消费电子产品等。
本章将介绍嵌入式系统的定义、组成部分以及其在各个领域的应用。
第二章嵌入式软件开发嵌入式软件是嵌入式系统中的重要组成部分，它负责与硬件进行交互以及实现系统的功能。
嵌入式软件开发过程相对于传统桌面软件开发而言更加复杂，需要兼顾硬件资源有限的情况。
本章将介绍嵌入式软件开发的基本流程，包括需求分析、系统设计、编码以及测试。
第三章嵌入式操作系统嵌入式操作系统是嵌入式系统中的核心软件，负责资源管理、任务调度等功能。
常见的嵌入式操作系统包括实时操作系统（RTOS）和嵌入式Linux系统。
本章将介绍两种常见的嵌入式操作系统的特点、优势以及适用场景。
第四章嵌入式通信技术嵌入式系统中的通信功能对于实现系统的监控和远程控制至关重要。
本章将介绍常见的嵌入式通信技术，包括串口通信、以太网通信、无线通信等，同时探讨它们在嵌入式系统中的应用场景和优势。
第五章嵌入式图像处理图像处理在嵌入式系统中应用广泛，如医疗影像、安防监控等领域。
嵌入式图像处理软件可以对图像进行采集、处理和分析，实现智能识别和图像传输等功能。
本章将介绍嵌入式图像处理的基本原理、常见算法以及实际应用案例。
第六章嵌入式人机交互嵌入式系统的人机交互界面对于用户体验至关重要，同时也是用户与系统交互的关键环节。
本章将介绍嵌入式系统中的人机交互技术，包括触摸屏、语音识别、手势识别等，以及它们在智能家居、汽车导航等领域的应用。
第七章嵌入式系统安全随着嵌入式系统的广泛应用，系统安全问题日益凸显。
本章将介绍嵌入式系统的安全威胁以及常见的安全防护手段，如数据加密、访问控制、漏洞修复等，以保障系统的安全性和稳定性。
第八章嵌入式系统性能优化嵌入式系统通常资源有限，对于性能的要求较高。
第一章嵌入式系统基础
1.3 嵌入式操作系统
基本概念 ——实时操作系统（RTOS） 实时操作系统是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，用户的应用程序是运 行于RTOS之上的各个任务，RTOS根据各个任务的要求，进行资源(包括存储器、外设等) 管理、消息管理、任务调度、异常处理等工作。在RTOS支持的系统中， 每个任务均有一 个优先级，RTOS根据各个任务的优先级，动态地切换各个任务，保证对实时性的要求。
1.2 嵌入式处理器
1.2.1嵌入式系统分类 按表现形式分：（硬件范畴）
芯片级嵌入（含程序或算法的处理器） 模块级嵌入（系统中的某个核心模块） 系统级嵌入SOC（System on a chip） 按实时性要求分：（软件范畴） 非实时系统（PDA，Personal Digital Assistant 個人數字助理） 软实时系统（消费类产品） 硬实时系统（导引头等工业和军工系统）
是嵌入式软件的基本要求，软件固态存储，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 嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行。
5、嵌入式系统应用领域
工业 工控设备 智能仪表 汽车电子
军事国防 军事电子
嵌入式应用
网络设备
电子商务 网络
消费电子 信息家电 智能玩具 通信设备 移动存贮
第一章嵌入式系统基础
主要内容
嵌入式硬件平台 微处理器、存储器、I/O… ARM和XScale的指令系统和体系结构
嵌入式操作系统 特点、进程调度、存储管理… μC/OS, Linux的移植、设备驱动和应用开发
嵌入式应用开发 基于μC/OS, Linux, WinCE等
使用教材
ARM9嵌入式系统设计与开发应用 熊茂华 杨震伦 主编 清华大学出版社
周立功版嵌入式课后习题复习资料
第一章嵌入式系统概述一、举出3个课本中未提到的嵌入式系统的例子。
〔红绿灯控制、数字空调、机顶盒〕二、什么是嵌入式系统？特点是？答：嵌入式系统是嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。
英国电机工程师协会定义：嵌入式系统为控制、检测或辅助某个设备、机器或工厂运作的装置。
〔1〕以技术角度定义：以应用为中心、以计算机技术为根底、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、本钱、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
〔2〕从系统角度的定义：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其严密耦合在一起的计算机系统。
术语嵌入式反映了这些系统通常是大系统中的一个完整的局部，称为嵌入的系统。
嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统。
特点：1、嵌入式系统通常应用在为特定用户设计的系统中，具有功耗低、体积小、集成度高等特点。
将通用中由板卡完成的任务集成在了嵌入式内部。
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于各个行业的具体应用相结合的产物。
所以是技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
3、嵌入式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。
4、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处理器芯片中，而不是存储于磁盘等载体中。
由于嵌入式系统必须有较高的时实性，因此对程序的质量，特别是可靠性有较高的要求。
5、嵌入式系统本身不具备自举开发能力，必须有一套专用的开发工具和环境才能进展开发。
三、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？答：嵌入式处理器是嵌入式系统的核心，是控制、辅助系统运行的硬件单元，及普通台式计算机的微处理器相比，其工作稳定性更高，功耗较小，对环境〔如温度、湿度、电磁场、震动等〕的适应能力更强，体积更小，且集成的功能较多。
嵌入式处理器从应用角度，可以大致分为以下几类：1.注重嵌入式处理器的尺寸、能耗和价格。
应用于新型电子娱乐等不注重计算的设备；2.注重嵌入式处理器的性能。
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嵌入式处理器分类
嵌入式片上系统(SoC，System on Chip)
它结合了许多功能模块,将整个系统集成在一个 芯片上。 各种通用处理器内核作为SoC设计公司的标准库， 与许多其他嵌入式系统外设一样，成为VLSI设计 中一种标准的器件。 它用标准的VHDL等语言描述，存储在器件库中。 IP（Intellectual Property Core，知识产权核）核 的设计是该系统设计的关键。
实时系统
嵌入式系统≠实时系统
24
嵌入式系统简介
硬实时与软实时
“软”意味着如果没有满足指定的时间约束并 不会导致灾难性的后果，而对于硬实时系统来 说却是灾难性的 从实践上说，软实时和硬实时之间的区别通常 与系统的时间精度有关：由于这个原因，典型 的，软实时任务的调度精度必须大于千分之一 秒，而硬实时任务为微秒级。
分类
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主要内容
1 嵌入式系统简介 2 嵌入式处理器 3 4 5 嵌入式操作系统 嵌入式系统典型应用
嵌入式系统的教学平台
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嵌入式处理器
嵌入式处理器与通用处理器最大的不同就是 嵌入式处理器多数工作在设备制造商自己设 计的系统中，是面向应用的处理器。 嵌入式系统设计人员可以根据具体需要来对 处理器进行裁减，因此大部分嵌入式处理器 具有体积小、性能高、功耗低和成本低等特 点
14
嵌入式系统简介
IEEE定义
嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作 的机器、设备或装臵”（原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。
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嵌入式系统简介
（1960－1970） （1990－至今）
嵌入式系统走向繁荣，软件、硬件日臻完善（1971－1989）
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嵌入式系统走向繁荣，软、硬件日臻完善
嵌入式系统的大发展是在微处理问世之后：
1971年11月，Intel公司推出了第一片微处理器Intel4004。 人们再也不必为设计一台专用机而研制专用的电路、专用的运 算器了，只需以微处理器为基础进行设计。
12
嵌入式系统简介
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
嵌入式设备无处不在， 但桌面系统还依然有用
13
嵌入式系统简介
一般定义
以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪, 满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和 应用环境有特殊要求的专用计算机系统。 是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的 系统。（技术角度） 嵌入式系统是设计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。（系统角度） 广义定义 任何一个非通用计算机的计算系统
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嵌入式系统简介
嵌入式系统组成
应用程序 操作系统 (协议栈) 外围设备 存储器 软件子系统 硬件子系统
输入接口
处理器
输出接口
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嵌入式系统的软/硬件框架
功能层 文件系统 软件层 应用程序 图形用户 接口 实时操作系统(RTOS) 中间层 BSP/HAL 硬件抽象层/板极支持包 D/A 硬件层 A/D I/O 人机交互接口 嵌入式计算机系统
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嵌入式处理器分类
嵌入式DSP处理器(EDSP，Embedded Digital Signal Processor)
对系统结构和指令进行了特殊设计，使其适合 执行DSP算法，编译效率和指令执行速度也相 对较高。 在数字滤波、FFT(快速傅里叶变换 )和谱分析等 方面，DSP算法正在大量被引入嵌入式领域。
低成本
多速率
环境相关性
嵌入式系统不是独立的，而是与其被嵌入的设备紧密相关联。
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嵌入式系统简介
特点 系统内核小
由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装臵的，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。 比如ENEA公司的OSE实时OS，内核只有5K，而Windows的内核则 要大得多。 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。 同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改，程序的 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。
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考核方式和评分标准
考核方式
平时作业和表现（占10%）+实验（占 20%）+考试（70%）
分数分配表
10 20 70
8
C H A P T E R
1
绪论
9
主要内容
1 嵌入式系统简介 2 嵌入式处理器 3 4 5 嵌入式操作系统 嵌入式系统的典型应用
嵌入式系统的教学平台
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嵌入式系统简介
计算机系统的三大领域
学习嵌入式软硬件系统的基本概念、基本原理 和设计方法 获得嵌入式开发设计的实践经验
获得学分 为未来职场的发展奠定技术基础
6
参考教材
1. 石秀民 魏洪兴编著. 嵌入式系统原理与应用— —基于XScale与Linux. 北京：北京航空航天 大学出版社，2007 2. 李善平.LINUX与嵌入式系统（第2版） 清华大 学出版社,2006,3 3. Jean brosse.邵贝贝(译)嵌入式实时操作 系统UC/OS-II.北京航空航天大学出版社, 2003,5 4. 毛德操，胡希明著，嵌入式系统—采用公开源 代码和StrongARM/Xscale处理器. 浙江大学出 版社，2003.10
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嵌入式处理器分类
嵌入式处理器分类
嵌入式微控制器 嵌入式微处理器 嵌入式处理器
嵌入式DSP处理器 嵌入式片上系统
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嵌入式处理器分类
嵌入式微控制器(MCU，Micro Controller Unit)
俗称单片机，它将整个计算机系统的主要硬件集 成到一块芯片中。 一般以一种微处理器的CPU为核心，芯片内集成 了FLASH、RAM、ROM/EPROM、总线、总线逻 辑、定时/计数器、WatchDog、I/O、串行口、脉 宽调制输出、A/D转换接口、D/A转换接口等各种 必要功能模块和外围设备接口。
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任务管理
通用接口 嵌入式 微处理器 ROM SDRAM
嵌入式系统简介
嵌入式外围设备
在嵌入式硬件系统中，除了嵌入式处理器之外的完成存 储、通信、I/O、调试等功能的其它部件。
存储器类型：静态易失型存储器(RAM/SRAM)，动态存储 器(DRAM)，非易失型存储器(ROM、EPROM、EEPROM、 FLASH)。 接口类型：目前存在的所有接口在嵌入式系统中都有其 广泛的应用，但是以下几种接口的应用最为广泛，包括 RS-232接口(串口)、IrDA(红外) 、I2C、USB、Ethernet 和普通并口。 显示类型：CRT、LCD和触摸屏等外围显示设备。
任务执行的时间可以根据系统的软硬件的信息而进行确定性 的预测。也就是说，如果硬件可以做这件工作，那么基于实 时操作系统的软件将可以确定性的做这件工作。 实时系统的正确性依赖于运行结果的逻辑正确性和运行结果 产生的时间正确性，即实时系统必须在规定的时间范围内正 确地响应外部物理过程的变化。 有些嵌入式系统没有实时性要求
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SOC体系结构
Memory
ASIC Core
Communication
Analog Functions
Embedded Processor Core
Sensor Interface
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嵌入式微处理器介绍
ARM （Advanced RISC Machines）
既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对 一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的 名字。 ARM公司专门从事基于RISC技术芯片设计开发， 作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产， 而是转让其设计许可给合作公司，由它们生产各 具特色的ARM芯片，这些公司根据各自不同的应 用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的 ARM微处理器芯片进入市场。 基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC 嵌入式微处理器75％以上的市场份额。
场合的嵌入式系统。本课程中的嵌入式系统是指狭义上的
嵌入式系统。
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嵌入式系统的发展历程
嵌入式系统出现于20世纪60年代，40多年来随着计算机技 术、电子信息技术的发展，嵌入式系统的各项技术蓬勃发 展，市场迅猛扩大，已深入生产和生活的各个角落。 嵌入式系统发展的三个阶段
嵌入式系统的出现和兴起 嵌入式系统应用走向纵深化发展
国内定义
嵌入到对象体系中的专用计算机系统。 嵌入式系统的3个基本要素
嵌入性
专用性
计算机系统
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嵌入式系统简介
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，我们更加强调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