嵌入式系统PPT优秀课件
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嵌入式系统概述ppt
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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
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。
嵌入式系统--课件
7
外围设备
第1章 嵌入式系统基础
外围设备是指在一个嵌入式系统中,除了嵌入式处理器以外 的完成存储、通信、调试、显示等辅助功能的其他部件。
根据外围设备的功能可分为以下3类:
存储器:静态易失型存储器(RAM,SRAM)、动态存储器 (DRAM)和非易失型存储器(Flash)。其中,Flash以可擦写 次数多、存储速度快、容量大及价格低等优点在嵌入式领域 得到了广泛的应用。
嵌入式操作系统常常有实时要求,所以嵌入 式操作系统往往又是“实时操作系统”。
9
应用软件
第1章 嵌入式系统基础
嵌入式系统的应用软件是针对特定的实际专业领域的,基于相 应的嵌入式硬件平台,并能完成用户预期任务的计算机软件。
嵌入式软件的特点如下: (1)软件要求固态化存储。 (2)软件代码要求高质量、高可靠性。 (3)系统软件的高实时性是基本要求。 (4)多任务实时操作系统成为嵌入式应用软件的必需。
目前主要的嵌入式处理器类型有ARM 、MIPS、 Am186/88、386EX、PowerPC、68000系列等。
18
微控制器
第1章 嵌入式系统基础
又称单片机,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Flash、RAM、总线逻辑、定 时器/计数器、WatchDog、I/O,串行口、脉宽 调制输出、A/D,D/A等各种必要的功能模块和外 围部件。
10
第1章 嵌入式系统基础
1.1.3 嵌入式系统的特点
软硬件一体化,集计算机技术、微电子技术、行 业技术为一体; 需要操作系统支持,代码小、执行速度快; 专用紧凑,用途固定,成本敏感; 可靠性要求高; 多样性,应用广泛、种类繁多。
第1章-嵌入式系统概述PPT课件
1.嵌入式系统 2.嵌入式处理器 3.嵌入式操作系统
2021
1
·概述
经过几十年的发展,嵌入式系统已经在很大程度上 改变了人们的生活、工作和娱乐方式,而且这些改变还 在加速。嵌入式系统具有无数的种类,每种都具有自己 独特的个性。例如,MP3、数码相机与打印机就有很大 的不同。汽车中更是具有多个嵌入式系统,使汽车更轻 快、更干净、更容易驾驶。
2021
10
·嵌入式微处理器
嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。在应用中, 将微处理器装配在专门设计的电路板上,只保留与嵌入式应用 相关的母版功能,这样可以大幅减小系统的体积和功耗。虽然 嵌入式微处理器在功能上与标准微处理器基本上是一样的,但 为了满足嵌入式应用的特殊要求,在其工作温度、抗电磁干扰、 可靠性等方面一般都做了各种增强。
个入门内核。
2021
26
2021
27
嵌入式概论 补充
2021
28
嵌入式系统的定义
嵌入式系统的定义: 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、功耗的严格要求的 专用计算机系统
2021
29
嵌入式系统的定义
广义的嵌入式系统 凡是带有微处理器的专用系统都可以
2021
16
基本概念—前后台系统
循环中调用相应 的函数完成相应的操 作,这部分可以看成 后台行为,后台也可 以叫做任务级。这种 系统在处理的及时性 上比实际可以做到的 要差
中断服务程序处理异 步事件,这部分可以 看成前台行为,前台 也叫中断级。时间相 关性很强的关键操作 一定是靠中断服务程 序来保证的。
2021
2
·现实中的嵌入式系统
2021
1
·概述
经过几十年的发展,嵌入式系统已经在很大程度上 改变了人们的生活、工作和娱乐方式,而且这些改变还 在加速。嵌入式系统具有无数的种类,每种都具有自己 独特的个性。例如,MP3、数码相机与打印机就有很大 的不同。汽车中更是具有多个嵌入式系统,使汽车更轻 快、更干净、更容易驾驶。
2021
10
·嵌入式微处理器
嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。在应用中, 将微处理器装配在专门设计的电路板上,只保留与嵌入式应用 相关的母版功能,这样可以大幅减小系统的体积和功耗。虽然 嵌入式微处理器在功能上与标准微处理器基本上是一样的,但 为了满足嵌入式应用的特殊要求,在其工作温度、抗电磁干扰、 可靠性等方面一般都做了各种增强。
个入门内核。
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嵌入式概论 补充
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嵌入式系统的定义
嵌入式系统的定义: 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、功耗的严格要求的 专用计算机系统
2021
29
嵌入式系统的定义
广义的嵌入式系统 凡是带有微处理器的专用系统都可以
2021
16
基本概念—前后台系统
循环中调用相应 的函数完成相应的操 作,这部分可以看成 后台行为,后台也可 以叫做任务级。这种 系统在处理的及时性 上比实际可以做到的 要差
中断服务程序处理异 步事件,这部分可以 看成前台行为,前台 也叫中断级。时间相 关性很强的关键操作 一定是靠中断服务程 序来保证的。
2021
2
·现实中的嵌入式系统
嵌入式入门(设计与实例开发)PPT课件
分析嵌入式系统的各种故障模式 及其影响,为可靠性设计和改进 提供依据。
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
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
第1讲嵌入式系统绪论PPT课件
分析、确定和阐明用户的需求 ❖ 能设计高效实用的信息技术解决方案,并善于将
该解决方案和用户环境整合
10
信息技术方向要求的基本素质
❖ 能鉴别和评价当前流行的和新兴的技术,根据用 户需求评估其适用性
❖ 能分析技术对个人,组织,社会带来的影响,包 括伦理,法律和政策等方面问题
❖ 善于总结成功经验与失败教训,并能用于指导后 续实践
5
启示
▪ 计算机教育发展以国家需求为目标和驱 动力
▪ 注重学习国际先进技术 •如:技术、系统、人才、优秀教材…
▪ 充分认识计算机专业的实践性特点 ▪ 师资队伍是保证教育质量的关键 ▪ 计算机教育内容必须及时调整
6
社会需求分析
❖ 基本观点 ▪ 国家和社会对计算机专业本科人才需求与信息化的目标 、进程密切相关 ,计算机市场很大程度上决定着对计 算机人才的层次结构、就业去向、能力与素质等方面的 具体要求
19
❖ 振兴电子制程技术、壮大电子制程企业是突破行 业“短板”、实现电子强国战略的突破口。
❖ 电子制程是指电子产品的生产制造工艺流程。 ❖ 电子制程应用可令电子信息制造业生产效率提高
20%、生产成本降低10%、工艺品质引起的 事故减少95%
20
2010年上半年软件业务收入
精选ppt信息技术方向要求的基本能力信息技术方向要求的基本能力对信息技术领域的核心技术和概念能熟练运用为解决个人和组织机构所面临的问题能系统地分析确定和阐明用户的需求能设计高效实用的信息技术解决方案并善于将该解决方案和用户环境整合精选ppt10信息技术方向要求的基本素质信息技术方向要求的基本素质能鉴别和评价当前流行的和新兴的技术根据用户需求评估其适用性能分析技术对个人组织社会带来的影响包括伦理法律和政策等方面问题善于总结成功经验与失败教训并能用于指导后续实践具有独立思考和解决问题的能力精选ppt11所要求的交流与学习能力所要求的交流与学习能力能将个人行动与团队合作相融合在队伍中相互协作来达到团队的共同目标能通过口头和书面的方式运用恰当的专业词汇和客户用户及同伴进行有效的交流和沟通具有终身学习的意识精选ppt12计算机专业人才培养与就业精选ppt13中国电子信息产业大而不强工业增加值和利润都很低rd投入低自主创新能力不强主要核心技术和关键元器件依赖外国因此现在我们的目标是
该解决方案和用户环境整合
10
信息技术方向要求的基本素质
❖ 能鉴别和评价当前流行的和新兴的技术,根据用 户需求评估其适用性
❖ 能分析技术对个人,组织,社会带来的影响,包 括伦理,法律和政策等方面问题
❖ 善于总结成功经验与失败教训,并能用于指导后 续实践
5
启示
▪ 计算机教育发展以国家需求为目标和驱 动力
▪ 注重学习国际先进技术 •如:技术、系统、人才、优秀教材…
▪ 充分认识计算机专业的实践性特点 ▪ 师资队伍是保证教育质量的关键 ▪ 计算机教育内容必须及时调整
6
社会需求分析
❖ 基本观点 ▪ 国家和社会对计算机专业本科人才需求与信息化的目标 、进程密切相关 ,计算机市场很大程度上决定着对计 算机人才的层次结构、就业去向、能力与素质等方面的 具体要求
19
❖ 振兴电子制程技术、壮大电子制程企业是突破行 业“短板”、实现电子强国战略的突破口。
❖ 电子制程是指电子产品的生产制造工艺流程。 ❖ 电子制程应用可令电子信息制造业生产效率提高
20%、生产成本降低10%、工艺品质引起的 事故减少95%
20
2010年上半年软件业务收入
精选ppt信息技术方向要求的基本能力信息技术方向要求的基本能力对信息技术领域的核心技术和概念能熟练运用为解决个人和组织机构所面临的问题能系统地分析确定和阐明用户的需求能设计高效实用的信息技术解决方案并善于将该解决方案和用户环境整合精选ppt10信息技术方向要求的基本素质信息技术方向要求的基本素质能鉴别和评价当前流行的和新兴的技术根据用户需求评估其适用性能分析技术对个人组织社会带来的影响包括伦理法律和政策等方面问题善于总结成功经验与失败教训并能用于指导后续实践具有独立思考和解决问题的能力精选ppt11所要求的交流与学习能力所要求的交流与学习能力能将个人行动与团队合作相融合在队伍中相互协作来达到团队的共同目标能通过口头和书面的方式运用恰当的专业词汇和客户用户及同伴进行有效的交流和沟通具有终身学习的意识精选ppt12计算机专业人才培养与就业精选ppt13中国电子信息产业大而不强工业增加值和利润都很低rd投入低自主创新能力不强主要核心技术和关键元器件依赖外国因此现在我们的目标是
嵌入式系统 PPT
ARM处理器的寄存器
当前处理器的模式决定着哪组寄存器可操作. 任何模式都可以存取: • 相应的r0-r12子集 • 相应的 r13 (the stack pointer, sp) and r14 (the link register, lr) • 相应的 r15 ( the program counter, pc) • 相应的CPSR(current program status register, cpsr)
嵌入式系统
庄源昌 常州数控技术研究所
主要内容
1. 嵌入式系统的概述
2. 嵌入式系统的硬件架构
3. 嵌入式系统的软件基础
4. 嵌入式系统的软硬件开发流程
1. 嵌入式系统的概述
1.1 嵌入式系统的过去、现在与将来
1.2 嵌入式系统的基本概念
1.1 嵌入式系统的过去、现在和将来
嵌入式系统的发展已经有30年的历史;
r8 r9 r10 r11 r12 r13 (sp) r13 (sp) r13 (sp) r13 (sp) r13 (sp) r14 (lr) r14 (lr) r14 (lr) r14 (lr) r14 (lr)
spsr
spsr
spsr
spsr
ARM处理器的寄存器
ARM 有37个32-Bits长的寄存器. • 1 个用作PC( program counter) • 1个用作CPSR(current program status register) • 5个用作SPSR(saved program status registers) • 30 个通用寄存器
2.2 ARM处理器的内部资源
2.1 ARM处理器的硬件架构
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。
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四层,各有其特点。下图显示了嵌入式系统的软件体系。
设备驱动层是嵌入式系统中必不可少的重要部分;使 用任何外部设备都需要有相应的驱动程序的支持,它 为上层软件提供了设备的操作接口。上层软件不用理 会设备的具体内部操作,只须调用驱动层程序提供的 接口即可。驱动层一般包括:
硬件抽象层(HAL)
板级支持包(BSP)
相关统计表明,2012 年我国电子制造规模达 5.45 万 亿元,位居世界第二;电视、程控交换机、笔记本电 脑、显示器和智能手机等主要电子信息产品的产量居 全球首位。
我国嵌入式系统的应用主要分布在电信、医疗、汽车、 安全和消费类等行业。来自 2010-2011 年度的行业调 查数据显示,目前嵌入式产品应用最多的三大领域:
硬件层,是整个嵌入式系统的根本,如果现在单片机 及接口这块很熟悉,并且能用C和汇编语言来编程的 话,从嵌入式系统的硬件层走起来相对容易,硬件层
也是驱动层的基础,一个优秀的驱动工程师是要能够 看懂硬件的电路图和自行完成CPLD的逻辑设计的, 同时还要对操作系统内核及其调度性相当的熟悉的。
嵌入式系统的软件体系是面向嵌入式系统特定的硬件体系和用 户要求而设计的,是嵌入式系统的重要组成部分,是实现嵌入 式系统功能的关键。嵌入式系统软件系统和通用计算机软件体 系类似,分成驱动层、操作系统层、中间件层和应用软件层等
中间件是用于帮助和支持应用软件开发的软件,通常 包括数据库、网络协议、图形支持及相应开发工具等。 例如,MySQL、TCP/IP、GUI等都属于这一类软件。
MySQL[1] 是一个关系型数据库管理系统, 是一个数 据库
TPC/IP 是通信协议 GUI: (Graphical User Interface)图形用户界面
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。
一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执 行装置组成。
嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心,由硬 件层、中间层、操作系统层和应用软件层组成。
执行装置也称为被控对象,它可以接受嵌入式计算 机系统发出的控制命令,执行所规定的操作或任务。
硬件层中包含嵌入式微处理器、存储器 (SDRAM,ROM)、通用设备接口和I/O接口(A/D、 D/A、I/O等)。在一片嵌入式处理器基础上添加电源 电路、时钟电路和存储器电路,就构成了一个嵌入式
嵌入式系统(Embedded system)是一种专用的计算 机系统,作为装置或设备的一部分。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。事实上,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 嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都 是是由单个程序实现整个控制逻辑。
嵌入式系统PPT优秀课件
英国电气工程师协会:嵌入式系统是“控制、监视或 者辅助装置、机器和设备运行的装置”。
是一种“完全嵌入受控器件内部,为特定应用而设计 的专用计算机系统。
国内普遍定义: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。
设备驱动程序
嵌入式系统中的操作系统具有一般操作系统的核心功
能,负责嵌入式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。它仍具有嵌入式的特点, 属于嵌入式操作系统(Embedded Operating System, EOS)。主流的嵌入式操作系统有Windows CE、Palm OS、Linux、VxWorks、等。有了嵌入式操作系统,编 写应用程序就更加快速、高效、稳定。
嵌入式应用软件是针对特定应用领域,用来实现用户 预期目标的软件。嵌入式应用软件和普通应用软件有 一定的区别,它不仅要求在准确性、安全性和稳定性 等方面能够满足实际应用的需要,而且还要尽可能地 进行优化,以减少对系统资源的消耗,降低硬件成本。
嵌入式系统中的应用软件是最活跃的力量,每种应用 软件均有特定的应用背景。尽管规模较小,但专业性 较强,所以嵌入式应用软件不像操作系统和支撑软件 那样受制于国外产品,是我国嵌入式软件的优势领域。
嵌入式技术已经无处不在,从随身携带的mp3、语言 复读机、手机、PDA到家庭之中的智能电视、智能冰 箱、机顶盒,再到工业生存、娱乐中的机器人,无不 采用嵌入式技术。各大跨国公司及国内家电巨头如 INTEL、TI、SONY、三星、TCL、联想和康佳等都面临 着嵌入式人才严重短缺的挑战。
核心控制模块。其中操作系统和应用程序都可以固化 在ROM中。
1、嵌入式微处理器
嵌入式系统硬件层的核心是嵌入式微处理器,嵌入式微处 理器与通用CPU最大的不同在于嵌入式微处理器大多工作 在为特定用户群所专用设计的系统中,它将通用CPU许多 由板卡完成的任务集成在芯片内部,只保留和嵌入式应用 紧密相关的功能硬件,去除其他的冗余功能部分,从而有 利于嵌入式系统在设计时趋于小型化,同时还具有很高的 效率和可靠性。
执行装置
执行装置可以很简单,如手机上的一个微小型的电机, 当手机处于震动接收状态时打开;也可以很复杂,如 SONY 智能机器狗,上面集成了多个微小型控制电机 和多种传感器,从而可以执行各种复杂的动作和感受 各种状态信息。
目前,我国嵌入式系统市场处于快速增长时期,我国 政府充分认识到它的重要作用,在政策、资金等方面 给予大力支持。
2、存储器
嵌入式系统需要存储器来存放和执行代码。嵌入式系统的 存储器包含Cache、主存和辅助存储器。
3、通用设备接口和I/O接口
嵌入式系统和外界交互需要一定形式的通用设备接口,如 A/D、D/A、I/O等,外设通过和片外其他设备的或传感器 的连接来实现微以内置芯片中。
设备驱动层是嵌入式系统中必不可少的重要部分;使 用任何外部设备都需要有相应的驱动程序的支持,它 为上层软件提供了设备的操作接口。上层软件不用理 会设备的具体内部操作,只须调用驱动层程序提供的 接口即可。驱动层一般包括:
硬件抽象层(HAL)
板级支持包(BSP)
相关统计表明,2012 年我国电子制造规模达 5.45 万 亿元,位居世界第二;电视、程控交换机、笔记本电 脑、显示器和智能手机等主要电子信息产品的产量居 全球首位。
我国嵌入式系统的应用主要分布在电信、医疗、汽车、 安全和消费类等行业。来自 2010-2011 年度的行业调 查数据显示,目前嵌入式产品应用最多的三大领域:
硬件层,是整个嵌入式系统的根本,如果现在单片机 及接口这块很熟悉,并且能用C和汇编语言来编程的 话,从嵌入式系统的硬件层走起来相对容易,硬件层
也是驱动层的基础,一个优秀的驱动工程师是要能够 看懂硬件的电路图和自行完成CPLD的逻辑设计的, 同时还要对操作系统内核及其调度性相当的熟悉的。
嵌入式系统的软件体系是面向嵌入式系统特定的硬件体系和用 户要求而设计的,是嵌入式系统的重要组成部分,是实现嵌入 式系统功能的关键。嵌入式系统软件系统和通用计算机软件体 系类似,分成驱动层、操作系统层、中间件层和应用软件层等
中间件是用于帮助和支持应用软件开发的软件,通常 包括数据库、网络协议、图形支持及相应开发工具等。 例如,MySQL、TCP/IP、GUI等都属于这一类软件。
MySQL[1] 是一个关系型数据库管理系统, 是一个数 据库
TPC/IP 是通信协议 GUI: (Graphical User Interface)图形用户界面
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。
一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执 行装置组成。
嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心,由硬 件层、中间层、操作系统层和应用软件层组成。
执行装置也称为被控对象,它可以接受嵌入式计算 机系统发出的控制命令,执行所规定的操作或任务。
硬件层中包含嵌入式微处理器、存储器 (SDRAM,ROM)、通用设备接口和I/O接口(A/D、 D/A、I/O等)。在一片嵌入式处理器基础上添加电源 电路、时钟电路和存储器电路,就构成了一个嵌入式
嵌入式系统(Embedded system)是一种专用的计算 机系统,作为装置或设备的一部分。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。事实上,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 嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都 是是由单个程序实现整个控制逻辑。
嵌入式系统PPT优秀课件
英国电气工程师协会:嵌入式系统是“控制、监视或 者辅助装置、机器和设备运行的装置”。
是一种“完全嵌入受控器件内部,为特定应用而设计 的专用计算机系统。
国内普遍定义: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。
设备驱动程序
嵌入式系统中的操作系统具有一般操作系统的核心功
能,负责嵌入式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。它仍具有嵌入式的特点, 属于嵌入式操作系统(Embedded Operating System, EOS)。主流的嵌入式操作系统有Windows CE、Palm OS、Linux、VxWorks、等。有了嵌入式操作系统,编 写应用程序就更加快速、高效、稳定。
嵌入式应用软件是针对特定应用领域,用来实现用户 预期目标的软件。嵌入式应用软件和普通应用软件有 一定的区别,它不仅要求在准确性、安全性和稳定性 等方面能够满足实际应用的需要,而且还要尽可能地 进行优化,以减少对系统资源的消耗,降低硬件成本。
嵌入式系统中的应用软件是最活跃的力量,每种应用 软件均有特定的应用背景。尽管规模较小,但专业性 较强,所以嵌入式应用软件不像操作系统和支撑软件 那样受制于国外产品,是我国嵌入式软件的优势领域。
嵌入式技术已经无处不在,从随身携带的mp3、语言 复读机、手机、PDA到家庭之中的智能电视、智能冰 箱、机顶盒,再到工业生存、娱乐中的机器人,无不 采用嵌入式技术。各大跨国公司及国内家电巨头如 INTEL、TI、SONY、三星、TCL、联想和康佳等都面临 着嵌入式人才严重短缺的挑战。
核心控制模块。其中操作系统和应用程序都可以固化 在ROM中。
1、嵌入式微处理器
嵌入式系统硬件层的核心是嵌入式微处理器,嵌入式微处 理器与通用CPU最大的不同在于嵌入式微处理器大多工作 在为特定用户群所专用设计的系统中,它将通用CPU许多 由板卡完成的任务集成在芯片内部,只保留和嵌入式应用 紧密相关的功能硬件,去除其他的冗余功能部分,从而有 利于嵌入式系统在设计时趋于小型化,同时还具有很高的 效率和可靠性。
执行装置
执行装置可以很简单,如手机上的一个微小型的电机, 当手机处于震动接收状态时打开;也可以很复杂,如 SONY 智能机器狗,上面集成了多个微小型控制电机 和多种传感器,从而可以执行各种复杂的动作和感受 各种状态信息。
目前,我国嵌入式系统市场处于快速增长时期,我国 政府充分认识到它的重要作用,在政策、资金等方面 给予大力支持。
2、存储器
嵌入式系统需要存储器来存放和执行代码。嵌入式系统的 存储器包含Cache、主存和辅助存储器。
3、通用设备接口和I/O接口
嵌入式系统和外界交互需要一定形式的通用设备接口,如 A/D、D/A、I/O等,外设通过和片外其他设备的或传感器 的连接来实现微以内置芯片中。