《嵌入式系统基础教程》第01讲_第1章绪论.ppt
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嵌入式系统基础CH01 概述PPT66页
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
嵌入式系统基础CH01 概述
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时 当勉
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。
第1章嵌入式系统基础.ppt
典型的嵌入式操作系统
(1)、嵌入式Linux Linux本身所具备的源码开放、内核可裁减 等种种特性使其成为嵌入式开发的首选。在进入 市场的前两年中，嵌入式Linux的设计通过广泛 应用而获得了巨大成功。随着嵌入式Linux技术 的成熟，定制需要的尺寸更加方便，同时支持更 多的平台。Linux已从早期的试用阶段大步迈进 到嵌入式市场的主流。
嵌入式系统的历史
90年代以后，随着对实时性要求的提高，软 件规模不断上升，实时核逐渐发展为实时多任务 操作系统（RTOS），并作为一种软件平台逐步 成为目前国际嵌入式系统的主流。这时候更多的 公司看到了嵌入式系统的广阔发展前景，开始大 力发展自己的嵌入式操作系统。除了上面的几家 老牌公司以外，还出现了Palm OS，WinCE，嵌 入式Linux，Lynx，Nucleux，以及国内的Hopen， Delta Os等嵌入式操作系统。
典型的嵌入式操作系统
(2)、Windows CE Windows CE是微软公司的产品，但不是 消减的Windows版本。它是从整体上为有限资源 的平台设计的多线程、完整优先权、多任务的操 作系统。它的模块化设计允许定制从掌上电脑到 专用工控电子设备。Windows CE的缺点是价格 过高，因此随着嵌入式操作系统领域日益激烈的 竞争，微软不得不应付来自Linux等免费系统的 冲击。
什么是嵌入式？
根据IEEE（国际电机工程师协会）的定义， 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”（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，还可以涵盖机械等 附属装置。
嵌入式课程第1讲嵌入式系统综述ppt课件
3/92
课程设置的必要性
▪ 应用需求日益复杂 ▪ 微处理器技术长足发展 ▪ 社会对嵌入式技术人才的需求
据统计2002年16/32位嵌入式处理 器的销售额已接近70亿美元 ▪ 嵌入式软件技术成为核心
4/92
嵌入式处理器快速成长
$70亿
5/92
课程目的
了解嵌入式系统的概念和体系结构
掌握嵌入式系统的软硬件开发方法
代表产品有TI的TMS320C2000/C5000 和Motorola的DSP56000
35/92
嵌入式SOC
System On Chip,片上系统/系统芯片 将很多功能模块集成到单个芯片上 ➢ 各种通用处理器内核作为SOC设计公司的标准库，
用VHDL等语言描述 ➢ 除个别无法集成外，嵌入式系统的大部分集成到一
12/92
课程安排（5）
3. 嵌入式Linux设备驱动实验 － 基本的编程实现 － 数码管驱动与按键驱动的结构分析及使用方法
4. 串口通讯与短信收发系统综合实验 － 基于Qt的嵌入式GUI程序设计 － 串口通讯程序设计 － 短信收发程序设计 － 程序编译下载与运行
13/92
评分标准
课堂表现与出勤率：20％ 实验表现：50％ 实验报告：30％
MIPS公司开发了32位高性能，低功耗的处理器 内核MIPS 32 4Kc和64位的处理器内核MIPS
64 5Kc
应用范围：机顶盒、视频游戏机、Cisco路由
器、激光打印机
30/92
典型的嵌入式微处理器－PowerPC
PowerPC架构特点：可伸缩性好，方便灵活
既有通用处理器，也有嵌入式微控制器和内核， 应用范围非常广泛，从高端服务器、工作站到 PC，从消费类电子到通信设备
课程设置的必要性
▪ 应用需求日益复杂 ▪ 微处理器技术长足发展 ▪ 社会对嵌入式技术人才的需求
据统计2002年16/32位嵌入式处理 器的销售额已接近70亿美元 ▪ 嵌入式软件技术成为核心
4/92
嵌入式处理器快速成长
$70亿
5/92
课程目的
了解嵌入式系统的概念和体系结构
掌握嵌入式系统的软硬件开发方法
代表产品有TI的TMS320C2000/C5000 和Motorola的DSP56000
35/92
嵌入式SOC
System On Chip,片上系统/系统芯片 将很多功能模块集成到单个芯片上 ➢ 各种通用处理器内核作为SOC设计公司的标准库，
用VHDL等语言描述 ➢ 除个别无法集成外，嵌入式系统的大部分集成到一
12/92
课程安排（5）
3. 嵌入式Linux设备驱动实验 － 基本的编程实现 － 数码管驱动与按键驱动的结构分析及使用方法
4. 串口通讯与短信收发系统综合实验 － 基于Qt的嵌入式GUI程序设计 － 串口通讯程序设计 － 短信收发程序设计 － 程序编译下载与运行
13/92
评分标准
课堂表现与出勤率：20％ 实验表现：50％ 实验报告：30％
MIPS公司开发了32位高性能，低功耗的处理器 内核MIPS 32 4Kc和64位的处理器内核MIPS
64 5Kc
应用范围：机顶盒、视频游戏机、Cisco路由
器、激光打印机
30/92
典型的嵌入式微处理器－PowerPC
PowerPC架构特点：可伸缩性好，方便灵活
既有通用处理器，也有嵌入式微控制器和内核， 应用范围非常广泛，从高端服务器、工作站到 PC，从消费类电子到通信设备
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。
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
《嵌入式系统基础》PPT课件
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。
今天嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元
嵌入式产品应用示例
themegallery
嵌入式Windows CE的应用领域
❖信息家电领域
❖移动计算领域
手机、PDA、掌上电脑。（以语音功能和数据处理
为中心）
❖工业控制领域
Company Logo
深刻理解Windows CE的重要组件及系统提供的可选特性，
并灵活运用Platform Builder的配置文
件.REG、.BIB、.DAT、.DB是定制适合目标平台的Windows
CE操作系统的关键。
Company Logo
themegallery
Platform Builder概况（2）
能够完成基本的控制任务，另外，还要向目标平台中加入外部
设备的驱动程序和一些附加的设置。但是，对于一些通用性较
强的嵌入式系统，如PDA、机顶盒、智能 等，微软都为其特
别定制了专用的操作系统，如SmartPhone、PocketPC 等。
开发者可以利用这些特定的操作系统，并在此基础上进行调整，
从而更快地定制出适合需要的目标操作系统平台。
特性。
导出SDK向导（Export SDK Wizard）：使用户
可以导出一个自定义的软件开发工具包（SDK）。即
可以将客户定制的SDK导出到特定的开发环境中（如
EVC）去。这样开发人员就可以使用特定的SDK写出
符合特定的操作系统平台要求的应用程序。
远程工具：可以执行同基于Windows CE的目标
甚至还能支持诸如手写体和声音识别、动态影像、
3D图形等特殊应用。
识集成系统。
今天嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元
嵌入式产品应用示例
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嵌入式Windows CE的应用领域
❖信息家电领域
❖移动计算领域
手机、PDA、掌上电脑。（以语音功能和数据处理
为中心）
❖工业控制领域
Company Logo
深刻理解Windows CE的重要组件及系统提供的可选特性，
并灵活运用Platform Builder的配置文
件.REG、.BIB、.DAT、.DB是定制适合目标平台的Windows
CE操作系统的关键。
Company Logo
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Platform Builder概况（2）
能够完成基本的控制任务，另外，还要向目标平台中加入外部
设备的驱动程序和一些附加的设置。但是，对于一些通用性较
强的嵌入式系统，如PDA、机顶盒、智能 等，微软都为其特
别定制了专用的操作系统，如SmartPhone、PocketPC 等。
开发者可以利用这些特定的操作系统，并在此基础上进行调整，
从而更快地定制出适合需要的目标操作系统平台。
特性。
导出SDK向导（Export SDK Wizard）：使用户
可以导出一个自定义的软件开发工具包（SDK）。即
可以将客户定制的SDK导出到特定的开发环境中（如
EVC）去。这样开发人员就可以使用特定的SDK写出
符合特定的操作系统平台要求的应用程序。
远程工具：可以执行同基于Windows CE的目标
甚至还能支持诸如手写体和声音识别、动态影像、
3D图形等特殊应用。
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
嵌入式系统基础教程第01讲第1章绪论
ISBN 978-7-111-22944-5
定价：42元 要求修课同学人手一本
11
综合实验教材
● 嵌入式应用程序开发综合实验9例
俞建新等编著 清华大学出版社 本课程上机实验必备教材。
给出了典型的嵌入式应用 程序编写范例，适合本科 生使用和自学。 配套的实验系统为 JXARM2410或者CVTPXA270。
37
嵌入式系统的定义（3）
根据中国微机学会的定义：
嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机 系统，可以分为系统级，板级，片级。
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板
系统级嵌入
主计算机系统
38
专家观点（1）
嵌入式系统只是单板机在某种场合下的应用 个体经营的单片机公司经理语
嵌入式系统是信息产业走向二十一世纪知识经 济时代的最重要的经济增长点之一，对中国的 信息产业来说充满了机遇和挑战。 单片机实验室高级工程师语
国内外嵌入式系统市场是广阔天地，嵌入式系 统是新的经济增长点。 北京计算机高级专家工控学会资深理事语。
40
参考解释（1）
Understand the Definition of an Embedded System An "embedded system" is any computer system or computing device that performs a dedicated function or is designed for use with a specific embedded software application. Embedded systems may use a ROM-based operating system or they may use a disk-based system, like a PC.
定价：42元 要求修课同学人手一本
11
综合实验教材
● 嵌入式应用程序开发综合实验9例
俞建新等编著 清华大学出版社 本课程上机实验必备教材。
给出了典型的嵌入式应用 程序编写范例，适合本科 生使用和自学。 配套的实验系统为 JXARM2410或者CVTPXA270。
37
嵌入式系统的定义（3）
根据中国微机学会的定义：
嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机 系统，可以分为系统级，板级，片级。
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板
系统级嵌入
主计算机系统
38
专家观点（1）
嵌入式系统只是单板机在某种场合下的应用 个体经营的单片机公司经理语
嵌入式系统是信息产业走向二十一世纪知识经 济时代的最重要的经济增长点之一，对中国的 信息产业来说充满了机遇和挑战。 单片机实验室高级工程师语
国内外嵌入式系统市场是广阔天地，嵌入式系 统是新的经济增长点。 北京计算机高级专家工控学会资深理事语。
40
参考解释（1）
Understand the Definition of an Embedded System An "embedded system" is any computer system or computing device that performs a dedicated function or is designed for use with a specific embedded software application. Embedded systems may use a ROM-based operating system or they may use a disk-based system, like a PC.
嵌入式系统--课件
2
主要内容
1 嵌入式系统概念 2 嵌入式处理器 3 嵌入式操作系统 4 实时操作系统的内核 5 嵌入式技术发展现状及趋势
3
1.1.1 嵌入式系统的定义
• 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, 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）
嵌入式微处理器是由通用计算机中的CPU演变而来的。 与计算机处理器不同的是，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，配上必要的扩展 外围电路，如存储器的扩展电路、I/O的扩展电路和一些专 用的接口电路等，这样就可以最低的功耗和资源满足嵌入 式应用的特殊要求。嵌入式微处理器虽然在功能上与标准 微处理器基本相同，但一般在工作温度、抗电磁干扰、可 靠性等方面都做了各种增强。与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、可靠性高等 优点。
1 嵌入式系统概念 2 嵌入式处理器 3 嵌入式操作系统 4 实时操作系统的内核 5 嵌入式技术发展现状及趋势
28
1.3.1 操作系统的概念和分类
操作系统的概念
操作系统OS(Operation System)是一组计算机程 序的集合，用来有效地控制和管理计算机的硬件 和软件资源，即合理地对资源进行调度，并为用 户提供方便的应用接口。它为应用支持软件提供 运行环境，即对程序开发者提供功能强、使用方 便的开发环境。
MIPS的定位很广。在高端市场它有64位的20Kc系 列，在低端市场有SmartMIPS。
24
❖ PowerPC处理器
PowerPC体系结构的特点是可伸缩性好，方便灵活。 PowerPC处理器品种很多，既有通用的处理器，又有 微控制器和内核。其应用范围非常广泛，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，无所不包。
主要内容
1 嵌入式系统概念 2 嵌入式处理器 3 嵌入式操作系统 4 实时操作系统的内核 5 嵌入式技术发展现状及趋势
3
1.1.1 嵌入式系统的定义
• 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, 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）
嵌入式微处理器是由通用计算机中的CPU演变而来的。 与计算机处理器不同的是，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，配上必要的扩展 外围电路，如存储器的扩展电路、I/O的扩展电路和一些专 用的接口电路等，这样就可以最低的功耗和资源满足嵌入 式应用的特殊要求。嵌入式微处理器虽然在功能上与标准 微处理器基本相同，但一般在工作温度、抗电磁干扰、可 靠性等方面都做了各种增强。与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、可靠性高等 优点。
1 嵌入式系统概念 2 嵌入式处理器 3 嵌入式操作系统 4 实时操作系统的内核 5 嵌入式技术发展现状及趋势
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1.3.1 操作系统的概念和分类
操作系统的概念
操作系统OS(Operation System)是一组计算机程 序的集合，用来有效地控制和管理计算机的硬件 和软件资源，即合理地对资源进行调度，并为用 户提供方便的应用接口。它为应用支持软件提供 运行环境，即对程序开发者提供功能强、使用方 便的开发环境。
MIPS的定位很广。在高端市场它有64位的20Kc系 列，在低端市场有SmartMIPS。
24
❖ PowerPC处理器
PowerPC体系结构的特点是可伸缩性好，方便灵活。 PowerPC处理器品种很多，既有通用的处理器，又有 微控制器和内核。其应用范围非常广泛，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，无所不包。
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《嵌入式系统原理与开发》
第1讲 南海学院计算机系 刘刚主讲
课程目的
理论与实践相结合 以嵌入式系统基础及嵌入式软件的核心嵌入
式实时操作系统为重点，以应用为目的，全 面介绍嵌入式系统 使大家既能对嵌入式系统及开发有一个全景 的把握，又能深入理解嵌入式实时操作系统。 配套多种嵌入式平台的µC/OS-II实验，提供 丰富的实验和手册
开发工具
•Ebest IDE 集成开发环境
嵌入式操作系统
Linux （源代码）
实验项目
8
实验系统的内容
配套8个实验项目，具体是：
开发环境建立实验：1个/平台 实时内核实验：7个
任务的基本管理 优先级反转 优先级继承 信号量：哲学家就餐问题的实现 消息队列 时钟中断 µC/OS-II的内存分配
嵌入式软件系统基础（分类、特点、体系结构、 运行流程、操作系统、开发工具）,约2节课
5
课程的主要内容
嵌入式实时内核，约14节课
任务管理与调度（任务、任务管理、调度算 法）, 约6节课
同步、互斥与通信（信号量、信箱、队列、事 件、异步信号） , 约4节课
中断和时间管理（中断分类、处理过程、中断 管理机制、硬件时钟设备、与OS的管理关系、 时间管理机制） , 约2节课
Components：Principles of Embedded Computing System Design Jean brosse. 嵌入式实时操作系统uC/OS-II(第2版). 北京航空航天大
学出版社. C.M.Krishna, Kang G.Shin. REAL-TIME SYSTEMS. Tsinghua University
内存管理和I/O管理（特点和管理机制） , 约2节 课
6
课程的主要内容
嵌入式系统软件的开发, 约4节课
嵌入式系统开发模式 嵌入式软件开发工具 软件分析设计方法
复习：2节课 实验：34节课
7
实验系统的内容
目标平台
Embest EdkitIII开发实验箱 PC虚拟机 Cygwin ARM9board
2
课程特点
利用PC机就可以自己动手搭建嵌入式系统的开发平台， 熟悉应用开发，更方便地学习和理解嵌入式系统的基 础知识： 从纯软件到硬/软件结合 从“纸”上谈兵（编程序）到“板”上谈兵 从“懂”怎么做到“会”做 从讲/听到讲/听/做
3
本课程简介
本科生选修课 学分：3 总课时：54小时
田泽编著 北京航空航天大学出版社 ISBN: 7-81077-541-3 2005年1月第1版 定价：54.00元 简评：主要介绍嵌入式基本概念、ARM体系结
构、ARM嵌入式程序设计、uCOS-II操作系统、 设备驱动、 uCLinux操作系统。借用为宜。
13
参考资料
Real-time Embedded Software Systems OSEK/VDX Operating System. Version 2.2.2.
Press, McGraw-Hill. A Survey of Real-time Operating Systems. WHAT MAKES A GOOD RTOS.
10
授课主教材介绍
嵌入式系统基础教程
俞建新 王健 宋健建 机械工业出版社 2008年3月第1版 书号：
ISBN 978-7-111-22944-5
定价：42元 要求修课同学人手一本
11
综合实验教材
● 嵌入式应用Biblioteka 序开发综合实验9例俞建新等编著 清华大学出版社 本课程上机实验必备教材。
给出了典型的嵌入式应用 程序编写范例，适合本科 生使用和自学。 配套的实验系统为 JXARM2410或者CVTPXA270。
12
主要参考书
嵌入式系统开发与应用
授课：18次，36小时 实验：18小时 考试：2小时
授课地点：教学楼C301教室 授课时间：每周一上午 第1、2节课
4
课程的主要内容
嵌入式系统基础，约12节课
嵌入式系统导论（什么是嵌入式系统？嵌入式 系统分类、发展历程、特点、应用领域、发展 趋势）, 约3节课
嵌入式硬件系统基础（基本组成，嵌入式微处 理器：ARM、MIPS、X86、SH等，总线、存 储系统、输入/输出与典型接口等， W90P710/SH7709S ），约7节课
9
教材及参考资料
嵌入式系统基础教程，俞建新等主编，机械工业出版社. 嵌入式实时操作系统及应用开发，罗蕾主编，北京航空航天大学出版
社. Jean brosse. 嵌入式实时操作系统uC/OS-II(第2版). 北京航空航天大
学出版社.及uC/OS-II ebook 嵌入式计算系统设计原理 （美）Wayne Wolf Computers as
July 5th, 2004. Charting Past, Present, Future Research in
Ubiquitous Computing. Priority Inheritance Protocols: An Approach to
Real-Time Synchronization CLDCSpecification1.1
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前导课程知识
基础课程 计算机组成原理，微机原理与接口
软件专业课程 操作系统 汇编语言，ANSI C（标准 C），JAVA
硬件专业课程 电子线路，数字电路，集成电路设计
17
本课程的实验环节
包含四部分实验
基于ADS集成开发环境的ARM汇编语言实验 基于ADS集成开发环境的C语言实验 17个ARM300-S实验平台的常规实验 在ARM300-S实验平台完成一个综合实验
14
课程成绩
课程成绩＝平时成绩＋实验成绩＋期末考试 成绩
平时成绩
5分，
实验成绩
25分
期末考试：闭卷考试70分
15
理论教学主要内容
嵌入式系统概述 可编程逻辑器件与IP核 嵌入式微处理器与调试技术 ARM体系结构和指令集 ARM汇编语言程序设计 ARM开发工具 ARM中断、DMA和时间管理 嵌入式存储器和接口技术 嵌入式操作系统概论
第1讲 南海学院计算机系 刘刚主讲
课程目的
理论与实践相结合 以嵌入式系统基础及嵌入式软件的核心嵌入
式实时操作系统为重点，以应用为目的，全 面介绍嵌入式系统 使大家既能对嵌入式系统及开发有一个全景 的把握，又能深入理解嵌入式实时操作系统。 配套多种嵌入式平台的µC/OS-II实验，提供 丰富的实验和手册
开发工具
•Ebest IDE 集成开发环境
嵌入式操作系统
Linux （源代码）
实验项目
8
实验系统的内容
配套8个实验项目，具体是：
开发环境建立实验：1个/平台 实时内核实验：7个
任务的基本管理 优先级反转 优先级继承 信号量：哲学家就餐问题的实现 消息队列 时钟中断 µC/OS-II的内存分配
嵌入式软件系统基础（分类、特点、体系结构、 运行流程、操作系统、开发工具）,约2节课
5
课程的主要内容
嵌入式实时内核，约14节课
任务管理与调度（任务、任务管理、调度算 法）, 约6节课
同步、互斥与通信（信号量、信箱、队列、事 件、异步信号） , 约4节课
中断和时间管理（中断分类、处理过程、中断 管理机制、硬件时钟设备、与OS的管理关系、 时间管理机制） , 约2节课
Components：Principles of Embedded Computing System Design Jean brosse. 嵌入式实时操作系统uC/OS-II(第2版). 北京航空航天大
学出版社. C.M.Krishna, Kang G.Shin. REAL-TIME SYSTEMS. Tsinghua University
内存管理和I/O管理（特点和管理机制） , 约2节 课
6
课程的主要内容
嵌入式系统软件的开发, 约4节课
嵌入式系统开发模式 嵌入式软件开发工具 软件分析设计方法
复习：2节课 实验：34节课
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实验系统的内容
目标平台
Embest EdkitIII开发实验箱 PC虚拟机 Cygwin ARM9board
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课程特点
利用PC机就可以自己动手搭建嵌入式系统的开发平台， 熟悉应用开发，更方便地学习和理解嵌入式系统的基 础知识： 从纯软件到硬/软件结合 从“纸”上谈兵（编程序）到“板”上谈兵 从“懂”怎么做到“会”做 从讲/听到讲/听/做
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本课程简介
本科生选修课 学分：3 总课时：54小时
田泽编著 北京航空航天大学出版社 ISBN: 7-81077-541-3 2005年1月第1版 定价：54.00元 简评：主要介绍嵌入式基本概念、ARM体系结
构、ARM嵌入式程序设计、uCOS-II操作系统、 设备驱动、 uCLinux操作系统。借用为宜。
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参考资料
Real-time Embedded Software Systems OSEK/VDX Operating System. Version 2.2.2.
Press, McGraw-Hill. A Survey of Real-time Operating Systems. WHAT MAKES A GOOD RTOS.
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授课主教材介绍
嵌入式系统基础教程
俞建新 王健 宋健建 机械工业出版社 2008年3月第1版 书号：
ISBN 978-7-111-22944-5
定价：42元 要求修课同学人手一本
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综合实验教材
● 嵌入式应用Biblioteka 序开发综合实验9例俞建新等编著 清华大学出版社 本课程上机实验必备教材。
给出了典型的嵌入式应用 程序编写范例，适合本科 生使用和自学。 配套的实验系统为 JXARM2410或者CVTPXA270。
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主要参考书
嵌入式系统开发与应用
授课：18次，36小时 实验：18小时 考试：2小时
授课地点：教学楼C301教室 授课时间：每周一上午 第1、2节课
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课程的主要内容
嵌入式系统基础，约12节课
嵌入式系统导论（什么是嵌入式系统？嵌入式 系统分类、发展历程、特点、应用领域、发展 趋势）, 约3节课
嵌入式硬件系统基础（基本组成，嵌入式微处 理器：ARM、MIPS、X86、SH等，总线、存 储系统、输入/输出与典型接口等， W90P710/SH7709S ），约7节课
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教材及参考资料
嵌入式系统基础教程，俞建新等主编，机械工业出版社. 嵌入式实时操作系统及应用开发，罗蕾主编，北京航空航天大学出版
社. Jean brosse. 嵌入式实时操作系统uC/OS-II(第2版). 北京航空航天大
学出版社.及uC/OS-II ebook 嵌入式计算系统设计原理 （美）Wayne Wolf Computers as
July 5th, 2004. Charting Past, Present, Future Research in
Ubiquitous Computing. Priority Inheritance Protocols: An Approach to
Real-Time Synchronization CLDCSpecification1.1
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前导课程知识
基础课程 计算机组成原理，微机原理与接口
软件专业课程 操作系统 汇编语言，ANSI C（标准 C），JAVA
硬件专业课程 电子线路，数字电路，集成电路设计
17
本课程的实验环节
包含四部分实验
基于ADS集成开发环境的ARM汇编语言实验 基于ADS集成开发环境的C语言实验 17个ARM300-S实验平台的常规实验 在ARM300-S实验平台完成一个综合实验
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课程成绩
课程成绩＝平时成绩＋实验成绩＋期末考试 成绩
平时成绩
5分，
实验成绩
25分
期末考试：闭卷考试70分
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理论教学主要内容
嵌入式系统概述 可编程逻辑器件与IP核 嵌入式微处理器与调试技术 ARM体系结构和指令集 ARM汇编语言程序设计 ARM开发工具 ARM中断、DMA和时间管理 嵌入式存储器和接口技术 嵌入式操作系统概论