嵌入式系统文献综述

文献综述

ARM9嵌入式实验教学系统的设计与制作

班级：电科200501 姓名：李述良指导老师：冯杰

§1 前言

在信息技术和网络技术高速发展的后PC（Post—PC）时代，嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各类产业和商业文化艺术以及人们的日常生活等方方面面。嵌入式技术越来越和人们的生活紧密结合，成为最热门的技术之一［1］。在嵌入式产品日渐普及和迅速发展的背景下，掌握嵌入式Linux软件技术或者嵌入式硬件设计的开发人员已经成为社会急需。

目前国内用于教学的嵌入式系统实验系统，学生只能在此平台上进行一些应用软件开发实验。这些对于电子及相关专业的学生来说, 一方面他们得不到硬件设计能力的锻炼, 另一方面不能很好地了解硬件知识, 不便于培养学生的创新能力, 最终不能很好适应嵌入式系统开发的要求。

1.1 ARM9嵌入式实验教学系统的描述

本教学实验系统采用了核心主板加扩展板的设计方式, 提供基于微处理器的核心主板, 将微处理器所有的I/O全部引出, 在核心主板上面只提供最基本的接口, 而对于一些特殊用

途的USB接口、以太网接口、GPRS接口和GPS接口, 以及网络接口、音频接口等，都以扩展板形式提供, 这样, 可以让学生在实验教学平台上进行主流技术硬件电路设计实验, 切实掌握部分硬件工作原理。

实验平台建设最重要的内容是微处理器的确定。本文采用已成为主流，成本低、性能高、低功耗, 而且供货厂家较多, 符合嵌入式系统发展趋势, 目前是世界上应用最多的RISC体系结构, 被广泛应用在移动通信、消费电子、工业控制等领域的32位微处理器ARM9芯片:即三星公司的S3C2440A芯片, 该芯片是目前国内使用最广的经典ARM 芯片, 非常适合教学, 充分体现嵌入式系统对资源、成本、可靠性有严格需要的特点。

1.2 ARM9嵌入式实验教学系统的设计与制作前景及意义

在当今信息化社会中，嵌入式系统在人们的日常工作和生活中所占的份额，可能已超过传统意义的控制系统，这就是为什么我们的学生感到学的没有用，而有用的又没有学的原因。在嵌入式系统及开发环境方面，目前仍有许多问题尚在研究发展之中，如，嵌入式系统的硬件软件协同设计方法；面向多目标，多任务的微内核嵌入式操作系统；分布嵌入式系统的实时性问题，分布式计算，分布式信息交互与综合处理；以及嵌入式系统的多目标交叉编译和交叉调试工具的研究等。

为解决嵌入式系统教学实验平台主要以培养软件编程能力为主的缺点, 本文ARM9实验教学系统在设计时采用一些外围接口电路分离设计的技术。这不仅可以让学生进行软件编程的实验, 还可以让学生进行硬件电路设计实验, 培养他们的硬件设计能力。该实验系统便于学生完整学习32位嵌入式系统开发过程, 掌握当前实际应用的主流技术。

§2 ARM9嵌入式实验教学系统的设计与制作综述分析

作为全球信息产业高速增长的热点之一, 在我国嵌入式系统市场同样得到快速发展, 围绕嵌入式系统展开的研究和开发也就成为计算机软硬件技术发展的最活跃的方向之一。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术、电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物, 他是硬件与软件是紧密捆绑在一起的系统, 这一特点就决定了他必然是一个技术密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。业界迫切需要具备多领域相关知识和掌握独特设计方法学的专门人才。然而, 在信息技术发达的国家, 嵌入式系统技术和人才的培养都是一个新的问题, 在我国更是如此, 嵌入式系统的人才培养远远落后, 造成现在大量的嵌入式系统开发人才的紧缺。为了适应社会和市场对嵌入式系统的人才需求, 必须对嵌入式系统的学科方向建设和人才培养做深入地研究和实践。提供一个优良的实验平台是培养嵌入式系统人才的关键, 文章主要针对高校的嵌入式系统教学, 研制了一个基于ARM9 的32位嵌入式系统教学

实验平台。

2.1 ARM9嵌入式实验教学系统的发展

2.1.1始于微型机时代的嵌入式应用

电子数字计算机诞生于1946年，在其后漫长的历史进程中，计算机始终是供养在特殊的机房中，实现数值计算的大型昂贵设备。直到20世纪70年代，微处理器的出现，计算机才出

现了历史性的变化。以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉、高可靠性等特点，迅速走出机房；基于高速数值解算能力的微型机，表现出的智能化水平引起了控制专业人士的兴趣，要求将微型机嵌入到一个对象体系中，实现对象体系的智能化控制。例如，将微型计算机经电气加固、机械加固，并配置各种外围接口电路，安装到大型舰船中构成自动驾驶仪或轮机状态监测系统。这样一来，计算机便失去了原来的形态与通用的计算机功能。为了区别于原有的通用计算机系统，把嵌入到对象体系中，实现对象体系智能化控制的计算机，称作嵌入式计算机系统。因此，嵌入式系统诞生于微型机时代，嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去，这些是理解嵌入式系统的基本出发点。

2.1.2现代计算机技术的两大分支

由于嵌入式计算机系统要嵌入到对象体系中，实现的是对象的智能化控制，因此，它有着与通用计算机系统完全不同的技术要求与技术发展方向。

通用计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算；技术发展方向是总线速度的无限提升，存储容量的无限扩大。而嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的智能化控制能力；技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可靠性。

早期，人们勉为其难地将通用计算机系统进行改装，在大型设备中实现嵌入式应用。然而，对于众多的对象系统（如家用电器、仪器仪表、工控单元……），无法嵌入通用计算机系统，况且嵌入式系统与通用计算机系统的技术发展方向完全不同，因此，必须独立地发展通用计算机系统与嵌入式计算机系统，这就形成了现代计算机技术发展的两大分支。

如果说微型机的出现，使计算机进入到现代计算机发展阶段，那么嵌入式计算机系统的诞生，则标志了计算机进入了通用计算机系统与嵌入式计算机系统两大分支并行发展时代，从而导致20世纪末，计算机的高速发展时期。

2.1.3 两大分支发展的里程碑事件

通用计算机系统与嵌入式计算机系统的专业化分工发展，导致20世纪末、21世纪初，计算机技术的飞速发展。计算机专业领域集中精力发展通用计算机系统的软、硬件技术，不必兼顾嵌入式应用要求，通用微处理器迅速从286、386、486到奔腾系列；操作系统则迅速扩张计算机基于高速海量的数据文件处理能力，使通用计算机系统进入到尽善尽美阶段。

嵌入式计算机系统则走上了一条完全不同的道路，这条独立发展的道路就是单芯片化道路。它动员了原有的传统电子系统领域的厂家与专业人士，接过起源于计算机领域的嵌入式系统，承担起发展与普及嵌入式系统的历史任务，迅速地将传统的电子系统发展到智能化的现代电子系统时代。

因此，现代计算机技术发展的两大分支的里程碑意义在于：它不仅形成了计算机发展的

专业化分工，而且将发展计算机技术的任务扩展到传统的电子系统领域，使计算机成为进入人类社会全面智能化时代的有力工具。

2.2 ARM9嵌入式实验教学系统的特点

2.2.1嵌入式系统的特点

嵌入式系统可以称为后PC时代和后网络时代的新秀。与传统的通用计算机、数字产品相比，利用嵌入式技术的产品有其自身的特点：

1、由于嵌入式系统采用的是微处理器，独立的操作系统，实现相对单一的功能，所以往往不需要大量的外围器件，因而在体积上，功耗上有其自身的优势。

2、嵌入式系统由于空间和各种资源相对不足，硬件和软件都必须高效率地设计，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。

3、嵌入式系统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单片机本身中，而不是存贮于磁盘等载体中。

4、为适应嵌入式分布处理结构和应用上网的需求，嵌入式系统要求配备一种或多种标准的网络通信接口。

2.2.2 ARM9嵌入式实验教学系统的特点

ARM9嵌入式实验教学系统主控制处理器采用三星公司0.13微米工艺设计的S3C2440A芯片，该CPU为5级流水线设计，指令缓存和数据缓存均为16Kbyte的ARM920T，系统的主频为400MHz，最高时可达533MHz，前端总线频率100MHz。；内存采用具有32bit Bus Width，前端总线频率100MHz，最高可达133Mhz，64Mbyte的SDRAM；FLASH用64Mbyte的Nand Flash和8Mbyte Nor Flash；PCB板采用6层板制作，核心板与扩展板单独设计。

通过采用核心板加扩展板的模式，使得开发成本低、性能优良、抗干扰能力强。并且通过扩展板扩展有多种硬件接口，如：TV和VGA显示功能，带触摸功能的液晶屏接口，网络接口，音频接口，USB接口，JTAG以及多种存储设备接口。

2.3 ARM9嵌入式的现状及发展趋势

2.3.1嵌入式系统的历史与现状

1971年，Intel公司推出了有史以来第一颗微处理器4004，嵌入式系统的概念也随之出现，而此时的嵌入式系统大多都不采用操作系统，它们只是为了实现某个控制功能，使用一个简单的循环控制对外界的请求进行处理，是计算机的一种应用形式。以信息家电为代表的互联

网时代嵌入式产品，为嵌入式市场展现了美好前景，同时也对嵌入式系统技术，特别是软件技术提出了新的挑战。这主要包括：支持日益更新的功能、灵活的网络联接、轻便的移动应用和多媒体信息处理，此外，还需应付更加激烈的市场竞争。到目前为止，商业化嵌入式系统的发展主要受到用户对嵌入式系统的功能需求、硬件资源以及嵌入式操作系统自身灵活性的制约。

2.3.2嵌入式系统的发展趋势

在市场和技术进步的双重推动下，嵌入式系统技术未来的发展，将呈现出以下几点趋势：

1、联网成为必然趋势：为适应嵌入式分布处理结构和应用上网需求，面向21世纪的嵌入式系统要求配备标准的一种或多种网络通信接口。新一代嵌入式设备还需具备IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA通信接口。

2、小尺寸、微功耗和低成本：为满足这种特性，要求嵌入式产品设计者相应降低处理器的性能，限制内存容量和复用接口芯片, 这就相应提高了对嵌入式软件设计技术要求。

3、提供精巧的多媒体人机界面：嵌入式设备之所以为亿万用户乐于接受，重要因素之一是它们与使用者之间的亲和力，自然的人机交互界面。

4、“无所不在的智能”（Ambient Intelligence，AmI）：无所不在的“智能”是嵌入式系统应用的高级境界，它是指一种嵌入了多种感知和计算设备，并根据上下文识别人的身体姿态、手势、语音等，进而判断出人的意图，并做出相应反映的具有适应性的数字环境，它通过智能的、用户定制的内部互联系统和服务制造理想的氛围，完成理想的功能，从而有效提高人们的工作和生活质量。AmI的关键技术基础是“无所不在的计算（Ubiquitous Computing）”，“无所不在的计算” 指的就是，“无论何时何地，任何人需要，就可以通过某种设备访问到所需的信息”。从计算技术的角度来看，可以认为存在一个巨大的分布式网络，这个网络由围绕在用户周围的成千上万个嵌入式系统互连而成，用来满足其在信息、通讯、出行和娱乐等方面的需求。信息化社会的建设对嵌入式系统市场提出巨大需求，目前微处理器微控制器年产量几亿到10多亿片，远远大于个人通用台式计算机，嵌入式计算机必将是信息产业新的经济增长点。

2.4 ARM9嵌入式系统的含义及分类

嵌入式系统被定义为以应用为中心、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。

嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结

合后的产物, 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。

目前嵌入式系统除了部分为32 位处理器外, 大量存在的是8 位和16 位的嵌入式微控制器(MCU) , 嵌入式系统是计算机应用的另一种形态, 正如前所述它与通用计算机应用不同，嵌入式计算机是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统之中的一种软硬件高度专业化的特定计算机系统。目前根据其发展现状, 嵌入式计算机可以分成下面几类:

(1) 嵌入式微处理器(Embedded MicroprocessorUnit , EMPU)

(2) 嵌入式微控制器(Microcontroller Unit , MCU)

(3) 嵌入式DSP 处理器( Embedded Digital SignalProcessor , EDSP)

(4) 嵌入式片上系统(System On Chip)

2.5 ARM9嵌入式实验教学系统的开发模式及开发工具分析

1、ADS1.2软件：用于编写、调试、仿真操作系统和驱动程序。

2、SJF2440或H-Jtag软件：用于烧写已经编译好的系统引导程序和测试程序。

2.6 ARM9嵌入式实验教学系统的设计与制作中突出强调解决问题

嵌入式系统是软硬件结合的系统，其硬件开发平台对嵌入式软件的开发起着至关重要的作用。传统的开发板不仅成本高、开发周期长、软件开发难度较大，而且采用的大屏幕LCD

显示屏价格昂贵而且不容易控制；在制板方式上，用双层或4层板，存在面积大且性能不稳定，抗干扰能力差等缺陷。

采用核心板和扩展板组合，一方面可以减小整个系统的面积，改善系统的稳定性与抗干扰能力；另一方面还可以使用核心板进行二次项目开发。在显示方式上，可以直接用现有的电视机或电脑显示器显示，其一，可以节约购买大屏幕LCD显示屏的大笔费用开支；其二，可以方便对系统的调试和产品的开发，缩减开发周期；其三，可以降低整个系统板因使用大屏幕LCD显示屏而产生的的功耗。在电路板设计制作方面，采用6层板设计可以很容易实现数据和信号线的等长布线，而且布线距离和开发板面积大为缩减，极大的改善了工作在400MHz主频下系统的抗干扰能力及其稳定性。

§3 ARM9嵌入式实验教学系统相关技术概述

3.1 关于ARM和ARM9

ARM是Advanced RISC Machines的缩写，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。1991年ARM公司成立于英国剑桥，本身不直接从事芯片生产，主要出售芯片设计技术的授权半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，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。目前，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器75%以上的市场份额，ARM技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。

而ARM9则是英国ARM公司设计的主流嵌入式处理器的一个系列，主要包括ARM9TDMI和ARM9E-S等系列微处理器。

3.2关于嵌入式系统

嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、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。嵌入式控制器因其体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点, 其应用已深入到工业、农业、教育、国防、科研以及日常生活等各个领域, 对各行各业的技术改造、产品更新换代、加速自动化化进程、提高生产率等方面起到了极其重要的推动作用。

§4 总结

在信息技术和网络技术高速发展的时代，嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各类产业和商业文化艺术以及人们的日常生活等方方面面。嵌入式技术越来越和人们的生活紧密结合，成为最热门的技术之一。在嵌入式产品日渐普及和迅速发展的背景下，掌握嵌入式Linux软件技术或者嵌入式硬件设计的开发人员已经成为社会急需。

目前国内用于教学的嵌入式系统实验系统，学生只能在此平台上进行一些应用软件开发实验。这些对于电子及相关专业的学生来说, 一方面他们得不到硬件设计能力的锻炼, 另一方面不能很好地了解硬件知识, 不便于培养学生的创新能力, 最终不能很好适应嵌入式系统开发的要求。另一方面，学习嵌入式者不具备购买或者开发嵌入式实验系统的条件。

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浅谈嵌入式系统的现状及发展前景

课程考核论文课程名称信息学导论学生姓名曾文静学号1141304067 系、专业信息工程系电子科学与技术专业 2013年6 月15 日浅谈嵌入式系统的现状及发展前景摘要:从嵌入式系统的含义、特点、开发平台及其工业特征出发 ,深入阐述了嵌入式计算机技术的发展现状 ,展望了嵌入式系统产业在我国的广阔发展前景景。 1. 嵌入式系统的发展趋势及典型应用产品在现在日益信息化的社会中，计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落。对于我们每个人，需要的已经不再仅仅是那种放在桌上处理文档，进行工作管理和生产控制的计算机"机器"；各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机，任何一个普通人可能拥有从大到小的各种使用嵌入式技术的电子产品，小到mp3，PDA等微型数字化产品，大到网络家电，智能家电，车载电子设备。而在工业和服务领域中，使用嵌入式技术的数字机床，智能工具，工业机器人，服务机器人也将逐渐改变传统的工业和服务方式。近几年，嵌入式系统产品日臻完善，并在全世界各行业得到广泛应用。嵌入式系统产品的研制和应用已经成为我国信息化带动工业化、工业化促进信息化发展的新的国民经济增长点。随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式技术将全面展开，现在嵌入式已经成为通信和消费类产品的共同发展方向。总体来说，嵌入式系统分别在硬件和软件方面获得发展。嵌入式系统必将成为当今IT界的又一焦点，开发自主知识产权的嵌入式处理器和嵌入式操作系统，对于我们国家的民族IT产业来讲具有十分重要的战略意义。从国内IT市场来看，嵌入式系统及其产品在由家电产品和Internet衍生出来的新型市场中占有主导地位和独特份额。在消费家电的智能化的今天，嵌入式更显重要。像我们平常见到的手机、PDA、电子字典、可视电话、VCD/DVD/MP3Player、数字相机（DC）、数字摄像机（DV）、U-Disk 、机顶盒（Set Top Box）、高清电视（HDTV ）、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等等，都是典型的嵌入式系统。据预测，随着Internet的迅速发展和廉价微处理器的出现，嵌入式系统将在日常生活里形成更大的应用领域。例如，行车称重无线遥测调度系统:由贵溪冶炼厂和北京市自动化系统成套工程公司合作开发，用在贵溪冶炼车间。具体要求为系统前端由安装在行车上的行车工作站(3台)构成，行车工作站将行车称重信号转换成数字信号，并将采集的数字信号经处理后，通过无线电台传送给地面接收电台，接收电台将信号传输给地面工作站，地面工作站将接收到的信号进行归纳处理、监视，通过双绞线传送给闪速炉、阳极炉操作室显示，通过以太网传送给5台转炉操作并显示，传送给车间办公室终端，车间办公室进行最终的数据归纳、生成报表并打印。其中行车工作站主要采用PC/104数据采集卡和研华公司3.5英寸饼干PC机PCM-4，该机主板上带有Load bus IDE,VGA/LCD口，2个串口，1个并口和软驱接口，并附16M电子硬盘，体积小巧却达到了486级工业PC的配置水平。显示屏采用EL致发光屏(带触摸屏)，通过RS232接口与调制解调器及数据传输电台相连。行车工作站采用Windows32操作系统和组态王2.0版软件，实现数据采集、输入行车运行状态、参数计算、显示功能，并在该软件基础上开发

嵌入式操作系统简介以及发展史

嵌入式操作系统简介以及发展史导语：嵌入式操作系统离我们生活并不远，甚至我们生活中处处都可见，比如各种路由器，机顶盒，洗衣机，空调，手机等。嵌入式操作系统的定义：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，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操作系统。嵌入式系统的发展：嵌入式操作系统并不是一个新生的事物，从20世纪80年代起，国际上就有了一些IT组织，公司开始进行商用嵌入式系统和专用操作系统的研发，这期间涌现了一些著名的嵌入式操作系统：windows CEVxWorkspSOSQNXPalm OSOS-9LynxOS目前，有很多商用嵌入式操作系统都在努力的为自己争取嵌入式市场的份额。但是，这些专用操作系统均属于商业化产品，价格昂贵，而且，他们的源码不公开，使得各自的嵌入式系统上的应用软件不能互相兼容。这导致了商业嵌入式系统对支持各种设备存在了很大的问题，使软件移植变得相当困难，但是，在这个时候，我们伟大的linux操作系统横空出世，由于linux自身诸多的优点以及优势，吸引了许多开发商的目光，使得linux成为了嵌入式操作系统的新宠。嵌入式操作系统发展的四个阶段：第一阶段：无操作系统的嵌入式算法阶段，以单芯片为核心的可编程控制器的系统，具有监测，

伺服，指示设备相配合的功能。应用在一些专业性极强的工业控制系统，使用古老的汇编语言进行系统的直接控制。第二阶段：以嵌入式CPU为基础，简单操作系统为核心的嵌入式操作系统，CPU种类繁多，通用性差，系统开销小，效率高，一般配备系统仿真器，操作系统有一定的兼容性，软件较为专业，用户界面不够友好，系统主要用来监测系统和应用程序运行。第三阶段：通用的嵌入式实时操作系统阶段，以嵌入式操作系统为核心的嵌入式系统，能运行于各种微处理器上，兼容性好，内核小，效率高，具有高度的模块化和扩展化，有文件管理和目录管理，设备支持，多任务，网络支持，图形窗口以及用户界面等功能，具有大量的应用程序接口（API），软件非常丰富，代表就是linux。第四阶段：以Internet为标志的嵌入式操作系统，这是一个正在迅速发展的阶段，现在非常多的嵌入式操作系统已经有了接入Internet的能力。通过一个综合网关。常见的嵌入式操作系统：uC/OS-Ⅱ：uC/OS-Ⅱ是一个公开源码，结构小巧，实时内核的实时操作系统。是一种基于优先级的可抢占式的硬实时内核，其内核提供任务管理与调度，时间管理，任务同步和通信，内存管理，中断服务等功能。其内核最小可以编译至2KB左右。-RTLinux：RTLinux是一个源代码开放的具有硬实时特性的多任务操作系统，他是通

单片机开发系统综述

单片机开发系统综述单片机本身没有自开发功能，必须借助开发工具来进行软硬件调试和程序固化。单片机开发工具性能的优劣直接影响单片机应用产品的开发周期。本文从单片机工具所应具有的功能出发，进一步谈谈各类单片机开发工具功能上的差异，便于读者在选购开发工具时进行比较。最后，以国内常见的MCS一51及MCS一5l兼容系列单片机开发工具为例，对其性能进行简单的介绍。一、单片机开发工具的功能单片机开发系统通常由主机(一般是个人电脑)、单片机仿真器、编程器等三部分组成。衡量单片机系统性能的优劣要从其实时在线仿真功能、调试功能和辅助设计功能三方面加以考虑。 1．实时在线仿真功能实时在线仿真是指开发系统中的仿真器能仿真用户目标系统中的单片机并模拟目标系统中的ROM、RAM和I／O口，使在线仿真时用户目标系统的运行环境和运行速度与脱离仿真器后用户目标系统独立运行时的环境和运行速度完全一致。在线仿真时开发系统应能将仿真器中的单片机完整地(包括片内的全部资源及外部可扩展的程序存储器和数据存储器)出借给目标系统，不占用任何资源，电不受任何限制，仿真单片机韵电气特性也应与用户系统的单片机一致，使用户可根据单片机的资源特性进行设计；另外，在用户目标机未做好前，还可借用仿真器内的资源进行软件调试。 2．调试功能开发系统软硬件调试功能的强弱，直接关系到产品开发的效率。性能优良的开发系统应具有以下调试功能。 (1)运行控制功能应能以单步、断点(多种断点条件)、连续三种方式运行程序；在各种运行方式下，用户能根据需要启动或停止程序的执行；当程序中断时应能保持断点处的现场(包括Pc等特殊功能寄存器、I／O口等)。 (2)状态的读出和修改功能用户可以读出／修改目标系统所有资源的状态，以便检查运行的结果。这些资源包括：程序存储器(仿真RAM或用户目标机中的ROM)、单片机片内资源、扩展的数据存储器和I／0口等。

嵌入式系统的现状与发展前景

嵌入式系统的现状及发展前景嵌入式系统的现状及发展前景当我们满怀憧憬与希望跨入二十一世纪大门的时候，计算机技术也开始进入一个被称为后PC技术的时代。在现在日益信息化的社会中，计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落。对于我们每个人，需要的已经不再仅仅是那种放在桌上处理文档，进行工作管理和生产控制的计算机"机器"；各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机，任何一个普通人可能拥有从大到小的各种使用嵌入式技术的电子产品，小到mp3，PDA等微型数字化产品，大到网络家电，智能家电，车载电子设备。而在工业和服务领域中，使用嵌入式技术的数字机床，智能工具，工业机器人，服务机器人也将逐渐改变传统的工业和服务方式。目前嵌入式系统技术已经成为了最热门的技术之一，吸引了大批的优秀人才投入其中。但是对于何为嵌入式系统，什么样的技术又可以称之为嵌入式技术，仍在讨论之中，有关嵌入式系统定义的问题，已经在很多论坛社区引发了多次争论。就这个问题我们可以分别从广义上和狭义上讲：广而化之，可以认为凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统。作为系统核心的微处理器又包括三类：微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、嵌入式微处理器(MPU)。所以有人简单的说："嵌入式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。"还有人认为嵌入式系统就是"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"。应该说后者从功能应用特征上比较好的给出了嵌入式系统的定义，嵌入式的概念的分析根本上应该从应

用上加以切入。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，具有自己的操作系统并且具有某些特定功能的系统，这里的微处理器专指32位以上的微处理器。按照这种定义，典型的嵌入式系统有使用x86的小型嵌入式工控主板，在各种自动化设备，数字机械产品中有非常广阔的应用空间；另外一大类是使用Intel，Motorola等专用芯片构成的小系统，它不仅仅在新兴的消费电子和通讯仪表等方面获得了巨大的发展应用空间，而且甚至有趋势取代传统的工控机。现在大家更加清楚的看到：嵌入式技术的春天已经来了。所以也就难怪嵌入式系统成为当前最热门的技术之一。 1 嵌入式系统的含义及分类嵌入式系统被定义为: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。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物,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。目前嵌入式系统除了部分为32 位处理器外,大量存在的是8 位和16 位的嵌入式微控制器(MCU) , 嵌入式系统是计算机应用的另一种形态,正如前所述它与通用计算机应用不同:嵌入式计算机是以嵌

ARM嵌入式系统开发综述.

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系统的控制核心，提供人机交互的信息等。所以，嵌入式系统的开发通常包括硬件和软件两部分的开发，硬件部分主要包括选择合适的MCU 或者SOC 器件、存储器类型、通讯接口及I/O、电源及其他的辅助设备等；软件部分主要涉及OS porting和应用程序的开发等，与此同时，软件中断调试和实时调试、代码的优化、可移植性/可重用以及软件固化等也是嵌入式软件开发的关键。嵌入式系统开发的每一个环节都可以独立地展开进行详细的阐述，而本文的出发点主要是为嵌入式开发的初学者者提供一个流程参考。因为对于初学者在面对一个嵌入式开发项目的时候，往往面临着诸多困难，如选择什么样的开发平台？什么样的器件类型？在进行编译时怎样实现代码优化？开发工具该如何选择和使用？在进行程序调试时应该注意那些问题以及选择什么样的嵌入式OS 等等。希望通过本文，能帮助初学者了解有关ARM 嵌入式系统开发流程。获取更多权威电子书请登录目录前言 (2) 1 嵌入式开发平台 (4) 1.1 ARM的开发平台： (4) 1.2 器件选型 (7) 2 工具选择 (11) 3 编译和连接 (13) 3.1 RVCT的优化级别与优化方向 (16) 3.2 Multifile compilation (21) 3.3调试 (22)

!嵌入式系统开发资料(入门必备)

获取更多权威电子书请登录https://www.360docs.net/doc/1e7031028.html, ARM嵌入式系统开发综述ARM开发工程师入门宝典

获取更多权威电子书请登录https://www.360docs.net/doc/1e7031028.html, 前言嵌入式系统通常是以具体应用为中心，以处理器为核心且面向实际应用的软硬件系统，其硬件是整个嵌入式系统运行的基础和平台，提供了软件运行所需的物理平台和通信接口；而嵌入式系统的软件一般包括操作系统和应用软件，它们是整个系统的控制核心，提供人机交互的信息等。所以，嵌入式系统的开发通常包括硬件和软件两部分的开发，硬件部分主要包括选择合适的MCU或者SOC 器件、存储器类型、通讯接口及I/O、电源及其他的辅助设备等；软件部分主要涉及OS porting和应用程序的开发等，与此同时，软件中断调试和实时调试、代码的优化、可移植性/可重用以及软件固化等也是嵌入式软件开发的关键。嵌入式系统开发的每一个环节都可以独立地展开进行详细的阐述，而本文的出发点主要是为嵌入式开发的初学者者提供一个流程参考。因为对于初学者在面对一个嵌入式开发项目的时候，往往面临着诸多困难，如选择什么样的开发平台？什么样的器件类型？在进行编译时怎样实现代码优化？开发工具该如何选择和使用？在进行程序调试时应该注意那些问题以及选择什么样的嵌入式OS 等等。希望通过本文，能帮助初学者了解有关ARM嵌入式系统开发流程。

获取更多权威电子书请登录https://www.360docs.net/doc/1e7031028.html, 目录前言 (2) 1 嵌入式开发平台 (4) 1.1 ARM的开发平台： (4) 1.2 器件选型 (7) 2 工具选择 (11) 3 编译和连接 (13) 3.1 RVCT的优化级别与优化方向 (16) 3.2 Multifile compilation (21) 3.3调试 (22) 4 操作系统 (23) 4.1 哪里可以得到os 软件包 (Open Source and Linux Kernel) (25) 4.2 安装镜像 (26) 4.3 交叉编译 (26) 总结 (27)

浅谈嵌入式系统的现状及发展前景

浅谈嵌入式系统的现状及发展前景 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】

课程考核论文课程名称信息学导论学生姓名曾文静系、专业信息工程系电子科学与技术专业 2013年 6 月 15 日浅谈嵌入式系统的现状及发展前景摘要:从嵌入式系统的含义、特点、开发平台及其工业特征出发,深入阐述了嵌入式计算机技术的发展现状,展望了嵌入式系统产业在我国的广阔发展前景景。 1. 嵌入式系统的发展趋势及典型应用产品在现在日益信息化的社会中，计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落。对于我们每个人，需要的已经不再仅仅是那种放在桌上处理文档，进行工作管理和生产控制的计算机"机器"；各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机，任何一个普通人可能拥有从大到小的各种使用嵌入式技术的电子产品，小到 mp3，PDA等微型数字化产品，大到网络家电，智能家电，车载电子设备。而在工业和服务领域中，使用嵌入式技术的数字机床，智能工具，工业机器人，服务机器人也将逐渐改变传统的工业和服务方式。近几年，嵌入式系统产品日臻完善，并在全世界各行业得到广泛应用。嵌入式系统产品的研制和应用已经成为我国信息化带动工业化、工业化促进信息化发展的新的国民经济增长点。随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式技术将全面展开，现在嵌入式已经成为通信和消费类产品的共同发展方向。总体来说，嵌入式系统分别在硬件和软件方面获得发展。嵌入式系统必将成为当今IT界的又一焦点，开发自主知识产权的嵌入式处理器和嵌入式操作系统，对于我们国家的民族IT产业来讲具有十分重要的战略意义。从国内IT市场来看，嵌入式系统及其产品在由家电产品和Internet衍生出来的新型市场中占有主导地位和独特份额。在消费家电的智能化的今天，嵌入式更显重要。像我们平常见到的手机、PDA、电子字典、可视电话、VCD/DVD/MP3Player、数字相机（DC）、数字摄像机（DV）、U-Disk、机顶盒（SetTopBox）、高清电视（HDTV）、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等等，都是典型的嵌入式系统。据预测，随着Internet的迅速发展和廉价微处理器的出现，嵌入式系统将在日常生活里形成更大的应用领域。例如，行车称重无线遥测调度系统:由贵溪冶炼厂和北京市自动化系统成套工程公司合作开发，用在贵溪冶炼车间。具体要求为系统前端由安装在行车上的行车工作站(3台)构成，行车工作站将行车称重信号转换成数字信号，并将采集的数字信号经处理后，通过无线电台传送给地面接收电台，接收电台将信号传输给地面工作站，地面工作站将接收到的信号进行归纳处理、监视，通过双绞线传送给闪速炉、阳极炉操作室显示，通过以太网传送给5台转炉操作并显示，传送给车间办公室终端，车间办公室进行最终的数据归纳、生成报表并打印。其中行车工作站主要采用PC/104数据采集卡和研华公司英寸饼干PC机PCM-4，该机主板上带有LoadbusIDE,VGA/LCD口，2个串口，1个并口和软驱接口，并附16M电子硬盘，体积小巧却达到了486级工业PC的配置水平。显示屏采用EL致发光屏(带触摸屏)，通过RS232接口与调制解调器及数据传输电台相连。行车工作站采用Windows32操作系统和组态王版软件，实现数据采集、输入行车运行状态、参数计算、显示功能，并在该软件基础上开发无线数据通讯 2.嵌入式系统介绍

嵌入式系统文献综述

文献综述 ARM9嵌入式实验教学系统的设计与制作班级：电科200501 姓名：李述良指导老师：冯杰 §1 前言在信息技术和网络技术高速发展的后PC（Post—PC）时代，嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各类产业和商业文化艺术以及人们的日常生活等方方面面。嵌入式技术越来越和人们的生活紧密结合，成为最热门的技术之一［1］。在嵌入式产品日渐普及和迅速发展的背景下，掌握嵌入式Linux软件技术或者嵌入式硬件设计的开发人员已经成为社会急需。目前国内用于教学的嵌入式系统实验系统，学生只能在此平台上进行一些应用软件开发实验。这些对于电子及相关专业的学生来说, 一方面他们得不到硬件设计能力的锻炼, 另一方面不能很好地了解硬件知识, 不便于培养学生的创新能力, 最终不能很好适应嵌入式系统开发的要求。 1.1 ARM9嵌入式实验教学系统的描述本教学实验系统采用了核心主板加扩展板的设计方式, 提供基于微处理器的核心主板, 将微处理器所有的I/O全部引出, 在核心主板上面只提供最基本的接口, 而对于一些特殊用途的USB接口、以太网接口、GPRS接口和GPS接口, 以及网络接口、音频接口等，都以扩展板形式提供, 这样, 可以让学生在实验教学平台上进行主流技术硬件电路设计实验, 切实掌握部分硬件工作原理。实验平台建设最重要的内容是微处理器的确定。本文采用已成为主流，成本低、性能高、低功耗, 而且供货厂家较多, 符合嵌入式系统发展趋势, 目前是世界上应用最多的RISC体系结构, 被广泛应用在移动通信、消费电子、工业控制等领域的32位微处理器ARM9芯片:即三星公司的S3C2440A芯片, 该芯片是目前国内使用最广的经典ARM 芯片, 非常适合教学, 充分体现嵌入式系统对资源、成本、可靠性有严格需要的特点。

嵌入式系统开发方法综述

嵌入式系统开发方法综述刘丹（机械工业仪器仪表综合技术经济研究所，北京市１０００５５）Liu Dan (Instrumentation Technology & Economy Institute, Beijing 100055) Development Methods of Embedded System Abstract: Embedded systems have particular properties, such as real-time, concurrency, distribution, high reliability,and etc., which lead to large challenges and urgent requirements for corresponding methods and tools when developing such systems. From the view of engineering practice, the paper summarizes what problems developers will face during embedded system design, and what main methods and technologies will be used for resolving such problems. These methods and technologies are called embedded system developing methods. Key words: Embedded System HW-SW Co-Design Method Formal Modeling Method Structural Design Method Object-Oriented Design Method 【摘要】嵌入式系统的实时性、并发性、分布性和高可靠性等特点使得系统的开发面临巨大挑战，迫切需要相应开发方法的指导和开发工具的支持。本文从工程实践角度出发，总结在嵌入式系统设计过程中，开发人员会面临哪些主要问题，以及为解决问题而产生哪些主要方法和技术。这些方法和技术被统称为嵌入式系统的开发方法。【关键词】嵌入式系统软硬件协同设计方法形式化建模方法结构化设计方法面向对象设计方法收稿日期：２００８－０８－０１作者简介：刘丹（１９７７－），女，博士，毕业于中科院沈阳自动化研究所，现就职于机械工业仪器仪表综合技术经济研究所，主要从事工业自动化、控制网络的技术和标准化研究，现负责ＰＲＯＦＩＢＵＳ　ＰＡ产品的认证测试工作。引言嵌入式系统是指以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适应应用环境对功能、实时性、可靠性、成本、体积、功耗等严格约束的专用计算机系统。嵌入式系统的内容广泛，小到一个芯片，大到复杂的分布式系统都可以称为嵌入式系统，通常以ＳｏＣ、单片机、单板机、多板式箱式结构、嵌入式ＰＣ等形式嵌入到信息家电、数字通信、工业控制、航空航天、医疗设施、军事电子等领域的设备或系统中，作为处理和控制的核心。嵌入式系统的实时性、并发性、分布性和高可靠性等特点使得系统的开发面临巨大挑战，迫切需要相应的开发方法的指导和开发工具的支持。嵌入式系统开发方法的研究内容包括设计方法论、工程开发技术、以及相应辅助工具的开发。现代的系统开发是一个基于模型（ｍｏｄｅｌ－ｂａｓｅｄ）的，从规约到实现的过程。模型是反映真实世界和系统实现两方面的抽象，帮助开发人员把握应用的最重要特性，是系统分析与验证的基础，并为软件和硬件的实现要素提供表示视图。因此，系统模型设计在整个开发过程中最为重要。此外，任何工程开发技术都是在一定设计方法基础上提出一系列开发步骤，辅助工具则为这些设计方法和开发技术提供自动或半自动的工具支持。因此，设计方法决定了系统开发过程中的其它分析、验证、实现等方法，或者广义上说，系统的设计方法就是系统的开发方法。本文从工程实践角度出发，总结在嵌入式系统设计过程中，开发人员会面临哪些主要问题，以及为解决问题而产生哪些主要方法和技术。这些方法和技术被统称为嵌入式系统的开发方法。１软硬件“分离”设计方法与软硬件协同设计方法首先，用户或产品开发决策者要根据对产品性能、体积、开发成本以及上市时间等设计指标的评估，决定系统最终是以电路板式，还是以芯片式的形式实现。一般而言，对性能和体积要求不高，产品数量小，如１～几百个，但要求上市时间早的嵌入式系统，多采用电路板式实现；反之，系统体积小，产品数量大，但对上市时间要求比较松的嵌入式系统，多采用ＳｏＣ芯片式实现。相应地，对于设计者而言，不同的实现形式一般应用不同的设计方法，包括软硬件“分离”设计和软硬件协同设计。 Review and Research

三种嵌入式操作系统综述

中图分类号：tp311 文献标识码：a 文章编号：1009-3044（2014）20-4870-02 li hui 嵌入式系统是以应用为中心，计算机技术为基础，软硬件可剪裁的，适用于对功能、可靠性、功耗、成本等有严格要求的专用计算机系统。它包括硬件和软件两部分，硬件有嵌入式微处理器、i/o接口和外围设备，软件部分由嵌入式操作系统和用户应用程序两部分组成。嵌入式操作系统eos（embedded operating system）是嵌入式系统的核心部分，也是伴随嵌入式系统发展到一定阶段而产生的。嵌入式操作系统的发展和嵌入式系统技术发展是相辅相成，不可分离的。除了通用操作系统的基本功能外，嵌入式操作系统还有强实时性、可装卸、小巧、强可靠性、弱交互性等特点。 1 三种通用的eos分析 1.1 linux linux起源于芬兰一名业余爱好，可以免费使用，是目前被广泛使用的一款源代码开放的操作系统。linux起源于网络，伴随着网络的发展，它已成为一个功能强悍、设计臻美的操作系统。是很多嵌入式系统的理想选择。主要特性如下： 1）内核精简，其稳定性和性能非常高，并且支持多用户多任务。 2）源码开放，有广大软件开发者的支持，具有丰富的软件资源，，结构灵活，适用面广。 3）可移植性好。linux的核心移植到新微处理器上，基本无需修改。linux的书写符合ieee posix 1标准，在linux平台上开发的应用程序也拥有良好的可移植性。 4）在不同的cpu都适用，支持多种体系结构， linux支持几乎所有主流芯片，开发和使用都很容易。 5）用户可定制，可提供图形化的定制和配置工具。 6）高可靠性和系统安全性。 linux采取很多安全防范措施，包括读写访问控制，还在多用户环境中提供带保护的子系统、核心授权等服务。 8）常用嵌入式芯片的驱动集，支持大量的周边硬件设备，驱动丰富。 9）提供实时版本，如rt linux版和完善的嵌入式方案解决嵌入式的存储方案。 1.3 μc/os-ⅲ μc/os-ⅲ是可升级，可固化，基于优先级的实时内核。它对任务的个数无限制，支持现代实时内核的大部分功能，例如资源管理、同步、任务间的通信等。μc/os-ⅲ的特点如下：1）实时性。μc/os-ⅲ是基于静态优先级的抢占式的多任务处理内核，它正在运行的经常是最紧急的就绪任务。μc/os-iii采用时间片轮转调度机制，即允许多个任务拥有相同的优先级，当多个相同优先级的任务就绪时，并且这个优先级是目前最高的，μc/os-ⅲ会分配用户定义的时间片给每个任务去运行。 2）可移植性。μc/os-ⅲ的源代码绝大部分是根据ansi-c标准写的。便于移植到其他微处理器上。3）可固化，可裁剪。有选择使用所需的系统服务，以减少内核存储空间。 4）可确定性。μc/os-ⅲ的中断响应时间是可以确定的，提供的大部分服务的执行时间也是可以确定的。不依赖于任务的多少。 2 三种嵌入式操作系统比较 2.1 μc/os-ⅲ与linux比较 linux系统是完全免费的，在信息、家电、工业控制方面应用广泛。我们从以下五个方面对linux和μc/os-ⅲ进行比较。 1）实时性：μc/os-ⅲ采用抢占式多任务内核，实时性比较强，linux的实时性需要改进，但可用实时版本弥补。

嵌入式系统的现状和发展前景

嵌入式现状及其发展趋势嵌入式就是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。可以这样认为，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。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。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、系统软件层和应用软件层组成。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和各个行业的具体应用相结合后的产物,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。一、嵌入式发展的现状：目前嵌入式系统除了部分为32 位处理器外,大量存在的是8 位和16 位的嵌入式微控制器(MCU) ,嵌入式系统是计算机应用的另一种形态,正如前所述它与通用计算机应用不同:嵌入式计算机是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统之中的一种软硬件高度专业化的特定计算机系统。目前根据其发展现状,嵌入式计算机可以分成下面几类: (1) 嵌入式微处理器(Embedded MicroprocessorUnit , EMPU) 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,只保留和嵌入式应用有关的母板功能,这样可以大幅度减小系统体积和功耗。为了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和标准微处理器基本是一样的,但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。 (2) 嵌入式微控制器(Microcontroller Unit , MCU) 嵌入式微控制器又称单片机。嵌入式微控制器一般以某一种微处理器内核为核心,芯片内部集成ROMPEPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时P计数器、WatchDog、IPO、串行口、脉宽调制输出、APD、DPA、Flash RAM、E2PROM 等各种必要功能和外设。为适应不同的应用需求,一般一个系列的单片机具有多种衍生产品,每种衍生产品的处理器内核都是一样的,不同的是存储器和外设的配置及封装。这样可以使单片机最大限度地和应用需求相匹配,功能不多不少,从而减少功耗和成本。和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。 (3) 嵌入式DSP 处理器( Embedded Digital SignalProcessor , EDSP) DSP 处理器对系统结构和指令进行了特殊设计,使其适合于执行DSP 算法,编译效率较高,指令执行速度也较高。在数字滤波、FFT、谱分析等方面DSP 算法正在大量进入嵌入式领域,DSP 应用正从在通用单片机中以普通指令实现DSP 功能,过渡到采用嵌入式DSP 处理器。 (4) 嵌入式片上系统(System On Chip) 随着EDI 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

嵌入式系统综述教程文件

嵌入式系统综述

嵌入式系统综述报告学生姓名：_______________________ 入学年份：________________________ 专业：________________________ 导师：________________________ 时间：________________________

嵌入式系统综述 Xx （xxxxxxxxxxxx）摘要：以嵌入式系统的日常应用引入，从嵌入式系统的含义、组成、特点及分类出发，对嵌入式系统的发展进行深入介绍；嵌入式技术是当今最热门的技术之一，在发展上与 Internet技术融合成为趋势；随信息网络时代快速发展，在各领域中嵌入式系统得到了广泛应用；分析了嵌入式新一轮的发展面貌。关键词: 嵌入式系统；Internet技术融合；发展趋势；广泛应用 Review of Embedded System Li Qiang (School of Information Engineering , Southwest University of Science and Technology,Mianyang,Sichuan,621010) Abstract:In daily application of the embedded system introduced from the definition, composition, characteristics and classification of the embedded system, in-depth introduction to the development of embedded systems;Embedded technology is one of the hottest technology today, with the Internet technology on the development of fusion as trenden;With the rapid development of information network era, embedded system has been widely used in various fields；Analysis of the embedded face a new round of development Keywords: Embedded system；Internet technology integration；The development trend; Widely used 1 引言

嵌入式系统的发展概况及其发展前景

嵌入式系统的发展概况及其发展前景随着信息技术的高速发展，电子产品越来越普及，这些产品的发展得益于嵌入式系统技术的快速发展，如Mp3 、手机等日常用品就是嵌入式系统技术的应用。但嵌入式系统技术的应用还远不止此，在工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理、网络及电子商务、航天航空、军事设备、船舶等领域都有着重要的应用。嵌入式系统技术正悄然地影响着我们的生活，给我们带来了巨大的便利。它在我们的生产、生活中有着广泛的应用，并且有着良好的发展前景。一、嵌入式系统发展历程嵌入式系统的发展大致经历了4 个阶段：第一阶段：单片微型计算机（SCM ）阶段，即单片机时代。这一阶段的嵌入式系统硬件是单片机，软件停留在无操作系统阶段，采用汇编语言实现系统的功能。这阶段的主要特点是：系统结构和功能相对单一、处理效率低、存储容量也十分有限，几乎没有用户接口。第二阶段：微控制器（MUC ）阶段。主要的技术发展方向是：不断扩展对象系统要求的各种外围电路和接口电路，突显其对象的智能化控制能力。这一阶段主要以嵌入式微处理器为基础、以简单操作系统为核心，主要特点是硬件使用嵌入式微处理器，微处理器的种类繁多，通用性比较弱；系统开销小，效率高。第三阶段：片上系统（SOC）。主要特点是：嵌入式系统能够运行于各种不同类型的微处理器上，兼容性好，操作系统的内核小，效果好。第四阶段：以Internet 为标志的嵌入式系统。嵌入式网络化主要表现在两个方面，一方面是嵌入式处理器集成了网络接口，另一方面是嵌入式设备应用于网络环境中、嵌入式系统的含义目前，嵌入式系统还没有比较权威、比较统一的定义，人们从不同的角度来理解嵌入式系统，描述嵌入式系统。

嵌入式软件开发流程

嵌入式软件开发流程一、嵌入式软件开发流程 1.1 嵌入式系统开发概述由嵌入式系统本身的特性所影响，嵌入式系统开发与通用系统的开发有很大的区别。嵌入式系统的开发主要分为系统总体开发、嵌入式硬件开发和嵌入式软件开发3大部分，其总体流程图如图1.1所示。图1.1 嵌入式系统开发流程图在系统总体开发中，由于嵌入式系统与硬件依赖非常紧密，往往某些需求只能通过特定的硬件才能实现，因此需要进行处理器选型，以更好地满足产品的需求。另外，对于有些硬件和软件都可以实现的功能，就需要在成本和性能上做出抉择。往往通过硬件实现会增加产品的成本，但能大大提高产品的性能和可靠性。再次，开发环境的选择对于嵌入式系统的开发也有很大的影响。这里的开发环境包括嵌入式操作系统的选择以及开发工具的选择等。比如，对开发成本和进度限制较大的产品可以选择嵌入式Linux，对实时性要求非常高的产品可以选择Vxworks等。

1.2 嵌入式软件开发概述嵌入式软件开发总体流程为图4.15中“软件设计实现”部分所示，它同通用计算机软件开发一样，分为需求分析、软件概要设计、软件详细设计、软件实现和软件测试。其中嵌入式软件需求分析与硬件的需求分析合二为一，故没有分开画出。由于在嵌入式软件开发的工具非常多，为了更好地帮助读者选择开发工具，下面首先对嵌入式软件开发过程中所使用的工具做一简单归纳。嵌入式软件的开发工具根据不同的开发过程而划分，比如在需求分析阶段，可以选择IBM的Rational Rose等软件，而在程序开发阶段可以采用CodeWarrior（下面要介绍的ADS 的一个工具）等，在调试阶段所用的Multi-ICE等。同时，不同的嵌入式操作系统往往会有配套的开发工具，比如Vxworks有集成开发环境Tornado，WindowsCE的集成开发环境WindowsCE Platform等。此外，不同的处理器可能还有对应的开发工具，比如ARM的常用集成开发工具ADS、IAR和RealView等。在这里，大多数软件都有比较高的使用费用，但也可以大大加快产品的开发进度，用户可以根据需求自行选择。图4.16是嵌入式开发的不同阶段的常用软件。图1.2 嵌入式开发不同阶段的常用软件嵌入式系统的软件开发与通常软件开发的区别主要在于软件实现部分，其中又可以分为编译和调试两部分，下面分别对这两部分进行讲解。 1．交叉编译嵌入式软件开发所采用的编译为交叉编译。所谓交叉编译就是在一个平台上生成可以在另一个平台上执行的代码。在第3章中已经提到，编译的最主要的工作就在将程序转化成运行该程序的CPU所能识别的机器代码，由于不同的体系结构有不同的指令系统。因此，不同的CPU需要有相应的编译器，而交叉编译就如同翻译一样，把相同的程序代码翻译成不同CPU的对应可执行二进制文件。要注意的是，编译器本身也是程序，也要在与之对应的某一个CPU平台上运行。嵌入式系统交叉编译环境如图4.17所示。

嵌入式系统的发展过程与现状

嵌入式系统的发展过程与现状在信息技术和网络技术高速发展的后PC时代,嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术等众多领域。随着各种嵌入式产品的开发和推广，嵌入式技术和人们的生活将会越来越密切。在PC时代，可能有人从来没有接触过计算机。但是在后PC 时代，他就不可能不接触嵌入式系统。因为嵌入式系统存在于生活的方方面面，从洗衣机、电冰箱等到家用电器，到自行车、汽车等交通工具，以及办公室里的几乎每一个电气设备，其中可能都有嵌入式系统，或者都属于嵌入式技术开发和改造的对象。我们所说的嵌入式系统由于使用的范围很广，因此并没有一个比较统一的定义。一般我们可以认为嵌入式系统一般指非PC系统，它包括硬件各软件两部分。硬件包括处理器(或微处理器)、存储器、外设器件、I/O端口和图形控制器等。软件部分包括操作系统和应用程序编程。因此我主要从芯片，外围器件，软件和开发系统的发展来阐述嵌入式系统的发展过程与现状。首先，就嵌入式系统的芯片(嵌入式处理器)而言，我们知道嵌入式系统的出现最初是基于单片机发展起来的。因此可以说嵌入式系统的芯片的发展是伴随着微处理器的发展成长起来的，最早的单片机是Intel公司的8048，它出现在1976年。Motorola同时推出了68HC05，Zilog公司推出了Z80系列，这些早期的单片机均含有256字节的RAM、4K的ROM、4 个8位并口、1个全双工串行口、两个16位定时器。之后在80年代初，Intel又进一步完善了

8048，在它的基础上研制成功了8051，这在单片机的历史上是值得纪念的一页，迄今为止，51系列的单片机仍然是最为成功的单片机芯片，在各种产品中有着非常广泛的应用。同样嵌入式系统的芯片也是经过了由低到高的发展过程。如最初ARM系列的ARM1，其地址空间是26位，仅支持26们寻址空间。不支持乘法或协处理器指令。而在实际应用当中工控的要求往往较高，需要各种各样的设备接口，除了进行实时控制，还须将设备状态，传感器的信息等在显示屏上实时显示。这些要求8位的处理器是无法满足的，以前多数使用16位的处理器，随着处理器快速的发展，目前32位、64位的处理器逐渐替代了16位处理器，进一步提升了系统性能。而这也正成为一种市场的潮流。其次在芯片飞速发展的同时，其外设也得到了长足的发展。外部设备指嵌入式目标系统与真实环境交互的各种设备，包括通用串行总线、存储设备、鼠标、键盘。液晶显示、红外线数据传输和打印设备等。因为现代加工技术发展,过去那种设定程序后就让其固定地按程序运行的方式已经不能满足人们对现代产品加工的要求了，人们迫切的希望嵌入式系统具有人机交互的功能。例如我们传统的电视、电冰箱其中也嵌有处理器，但是这些处理器过去只是在控制方面应用。而现在只有按钮、开关的电器显然已经不能满足人们的日常需求，具有用户界面，能远程控制，智能管理的电器是未来的发展趋势。我想这也是嵌入式系统外设发展的一个原因。最后作为一个系统，往往是在硬件和软件交替发展的双螺旋的

嵌入式软件开发流程

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