第一章 嵌入式系统概述
嵌入式期末复习资料(9)
嵌⼊式期末复习资料(9)第⼀章嵌⼊式系统概论本章主要内容:1.什么是嵌⼊式系统(嵌⼊式系统是计算机软件与计算机硬件集成在⼀起,并嵌⼊到应⽤对象内部的计算机系统)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。
它⼀般由嵌⼊式微处理器、外围硬件设备、嵌⼊式操作系统以及⽤户的应⽤程序等四个部分组成,⽤于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。
2.嵌⼊式系统分类(按技术复杂度分类:⽆操作系统控制的嵌⼊式系统NOSES;⼩型操作系统控制的嵌⼊式系统SOSES;⼤型操作系统控制的嵌⼊式系统LOSES。
按⽤途分类:军⽤,⼯业⽤,民⽤。
)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3.嵌⼊式操作系统分类(按照源代码分类:商⽤型和开源型;按照实施性能分类:强实时性型和普通实时型;按内核结构分类:单内核型和为内核型。
)按⽤途分类:军⽤/民⽤按载体分类:宇航/车载? ? ?按通信性质分类:⽆线/有线按⽹络性质分类:联⽹/单机按环境分类:普通/恶劣按功耗分类:低功耗/普通功耗主要分类⽅法按硬件软件性质根据控制技术的复杂度可以把嵌⼊式系统分为三类:⽆操作系统控制的嵌⼊式系统NOSES,Non-OS control Embedded System;⼩型操作系统控制的嵌⼊式系统SOSES,Small OS control Embedded System;⼤型操作系统控制的嵌⼊式系统LOSES,Large OS control Embedded System。
4.嵌⼊式处理器特点,常见缩写特点:1.对实施多任务有较强的⽀持能⼒,能完成多任务处理,并且中断响应速度快2.处理器结构可扩展3.内部集成了测试电路4.低功耗常见缩写:通⽤型嵌⼊式微处理器(简称:EMPU,或者MPU)微控制器(MCU)数字信号处理器(DSP)(嵌⼊式DSP处理器:EDSP)混合处理器和⽚上系统(SOC)嵌⼊式双核处理器,双核(dual core);多核处理器,多核DSP。
《嵌入式ARM教案》课件
《嵌入式ARM教案》PPT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、特点和应用领域强调嵌入式系统与传统计算机系统的区别1.2 嵌入式系统的发展回顾嵌入式系统的发展历程探讨未来嵌入式系统的发展趋势1.3 嵌入式系统的组成部分介绍嵌入式系统的硬件和软件组成解释嵌入式系统中的核心部件:中央处理器(CPU)第二章:ARM处理器简介2.1 ARM处理器的发展历程介绍ARM公司的成立和发展历程讲解ARM处理器的命名规则和版本更新2.2 ARM处理器的特点阐述ARM处理器的架构和指令集特点强调ARM处理器的功耗、性能和成本优势2.3 ARM处理器的应用领域分析ARM处理器在不同领域的应用案例展望ARM处理器在未来的应用前景第三章:ARM指令集和编程3.1 ARM指令集概述介绍ARM指令集的分类和特点讲解ARM指令的格式和操作码3.2 ARM指令的执行过程分析ARM指令的取指、译码、执行和写回过程解释ARM指令的流水线结构和流水线优化3.3 ARM编程实例介绍ARM编程的基本方法和技巧提供简单的ARM编程实例,让学员了解编程过程第四章:嵌入式系统设计和开发流程4.1 嵌入式系统设计原则讲解嵌入式系统设计的关键原则强调嵌入式系统设计的灵活性和可扩展性4.2 嵌入式系统开发流程介绍嵌入式系统开发的各个阶段阐述各阶段的主要任务和注意事项4.3 嵌入式系统开发工具和环境讲解常用的嵌入式系统开发工具和软件介绍嵌入式系统开发环境搭建的步骤和方法第五章:嵌入式系统硬件设计5.1 嵌入式系统硬件设计概述介绍嵌入式系统硬件设计的基本要求强调嵌入式系统硬件设计的可靠性和稳定性5.2 嵌入式系统硬件模块设计讲解嵌入式系统中的主要硬件模块分析各个模块的功能和相互之间的关系5.3 嵌入式系统硬件设计实例提供嵌入式系统硬件设计实例让学员了解硬件设计过程和注意事项第六章:嵌入式系统软件开发6.1 嵌入式操作系统概述介绍嵌入式操作系统的概念和分类强调嵌入式操作系统在嵌入式系统中的重要性6.2 嵌入式操作系统原理讲解嵌入式操作系统的核心组件和工作原理解释嵌入式操作系统的任务调度和资源管理6.3 嵌入式软件开发介绍嵌入式软件开发的基本方法和技巧提供嵌入式软件开发实例,让学员了解开发过程第七章:嵌入式系统应用案例分析7.1 嵌入式系统在工业控制中的应用分析嵌入式系统在工业控制领域的应用案例强调嵌入式系统在提高工业生产效率方面的作用7.2 嵌入式系统在消费电子中的应用讲解嵌入式系统在消费电子领域的应用案例探讨嵌入式系统在智能家居、可穿戴设备等领域的应用前景7.3 嵌入式系统在其他领域的应用介绍嵌入式系统在医疗、交通、教育等领域的应用案例展望嵌入式系统在未来各个领域的发展趋势第八章:嵌入式系统安全与防护8.1 嵌入式系统安全概述讲解嵌入式系统安全的重要性介绍嵌入式系统面临的安全威胁和攻击手段8.2 嵌入式系统安全防护策略阐述嵌入式系统安全防护的技术和方法强调安全防护策略在提高嵌入式系统安全性方面的作用8.3 嵌入式系统安全案例分析分析典型的嵌入式系统安全案例让学员了解嵌入式系统安全防护的实践应用第九章:嵌入式系统发展趋势与挑战9.1 嵌入式系统技术发展趋势分析嵌入式系统技术的发展趋势强调创新技术和新兴领域对嵌入式系统的影响9.2 嵌入式系统面临的挑战讲解嵌入式系统在发展过程中面临的挑战探讨应对挑战的方法和策略9.3 我国嵌入式系统发展现状与展望介绍我国嵌入式系统发展的现状展望我国嵌入式系统未来的发展前景第十章:总结与展望10.1 课程回顾总结本课程的主要内容和知识点强调嵌入式ARM教案在实际应用中的重要性10.2 实践与思考鼓励学员在实际工作中运用嵌入式ARM教案的知识提出针对性的思考题,引导学员深入思考和探索10.3 未来展望展望嵌入式系统领域的未来发展趋势强调继续学习和不断提升自身能力的重要性重点解析本文教案主要围绕嵌入式ARM系统进行讲解,涵盖了嵌入式系统的概述、ARM 处理器简介、ARM指令集和编程、嵌入式系统设计和开发流程、嵌入式系统硬件设计、嵌入式系统软件开发、嵌入式系统应用案例分析、嵌入式系统安全与防护、嵌入式系统发展趋势与挑战以及课程总结与展望等内容。
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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。
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
4
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 …
5
1.1.2 嵌入式系统的组成
Vxworks
16
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
12
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。
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。
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
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第1章 目录
1. 嵌入式系统 2. 嵌入式处理器 3. 嵌入式操作系统
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1.3 嵌入式操作系统
• 概述
计算机系统由硬件和软件组成,在发展初期没有 操作系统这个概念,用户使用监控程序来使用计算机。 随着计算机技术的发展,计算机系统的硬件、软件资 源也愈来愈丰富,监控程序已不能适应计算机应用的 要求。于是在六十年代中期监控程序又进一步发展形 成了操作系统(Operating System)。发展到现在,广泛 使用的有三种操作系统即多道批处理操作系统、分时 操作系统以及实时操作系统。
目录
• • • • • • • • 第一章 嵌入式系统概述 第二章 嵌入式系统工程设计 第三章 ARM7体系结构 第四章 ARM7TDMI(-S)指令系统 第五章 LPC2000系列ARM硬件结构 第六章 接口技术与硬件设计 第七章 移植μC/OS-II到ARM7 第八章 嵌入式系统开发平台
周立功单片机
●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
• 嵌入式系统示例 ——汽车控制系统
周立功单片机
• 嵌入式系统示例 ——汽车控制系统
周立功单片机
• 嵌入式处理器
——嵌入式DSP处理器
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。 嵌入式DSP处理器比较有代表性的产品是Texas Instruments的 TMS320系列和Motorola的DSP56000 系列。TMS320系列处理器包括 用于控制的 C2000系列,移动通信的C5000系列,以及性能更高的 C6000和C8000系列。DSP56000目前已经发展成为DSP56000, DSP56100,DSP56200和DSP56300等几个不同系列的处理器。另外 PHILIPS公司近年也推出了基于可重臵嵌入式DSP结构低成本、低功 耗技术上制造的R. E. A. L DSP处理器,特点是具备双Harvard结构和 双乘/累加单元,应用目标是大批量消费类产品。
嵌入式系统第一章 嵌入式系统概述
• DSP56000目前已经发展成为DSP56000,DSP56100, DSP56200和DSP56300等几个不同系列的处理器。
• 另外PHILIPS公司近年也推出了基于可重置嵌入式DSP结 构低成本、低功耗技术上制造的R. E. A. L DSP处理器,应 用目标是大批量消费类产品。
• 第一章 嵌入式系统概述
• 嵌入式处理器 ——嵌入式片上系统(SOC)
随着EDA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 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。
CPU(中央处理单元)
输入设备
运算器
输出设备
控制器
存储器
CPU
单片机工作支撑模块
数据存储器
程序存储器
其他模块
内部总线
定时/计数器模块 串行通讯接口 A/D转换模块 D/A转换模块 通用I/O模块
第一章 嵌入式系统概述
1.2嵌入式系统基本构成
• 硬件系统
• CPU • 存储器 • 模拟前向通路 • 模拟后向通路 • 数字输入 • 数字输出 • 人机界面 • 通信系统 • 电源系统
和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、可靠性高的优点,但是在电路板上必须包括ROM、RAM、总 线接口、各种外设等器件,从而降低了系统的可靠性,技术保密性也 较差。嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在一块电路板 上,称为单板计算机。如STD-BUS、PC104等。
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。
《嵌入式系统开发与应用》教学教案
《嵌入式系统开发与应用》教学教案第一章:嵌入式系统概述1.1 教学目标让学生了解嵌入式系统的定义、特点和应用领域让学生掌握嵌入式系统的基本组成部分及其工作原理让学生了解嵌入式系统的发展趋势和未来发展方向1.2 教学内容嵌入式系统的定义和特点嵌入式系统的基本组成部分:处理器、存储器、输入输出接口等嵌入式系统的应用领域:家电、工业控制、医疗设备等嵌入式系统的发展趋势和未来发展方向1.3 教学方法采用讲授法,讲解嵌入式系统的定义、特点和应用领域采用案例分析法,分析具体的嵌入式系统应用实例采用小组讨论法,让学生分组讨论嵌入式系统的发展趋势和未来发展方向1.4 教学评价课堂问答:学生能够回答嵌入式系统的定义、特点和应用领域的问题案例分析报告:学生能够分析具体的嵌入式系统应用实例第二章:嵌入式处理器2.1 教学目标让学生了解嵌入式处理器的定义、分类和性能指标让学生掌握嵌入式处理器的基本组成和工作原理让学生了解嵌入式处理器的选择方法和应用领域2.2 教学内容嵌入式处理器的定义和分类:单片机、ARM、DSP等嵌入式处理器的主要性能指标:主频、缓存、功耗等嵌入式处理器的基本组成:内核、外围电路、接口等嵌入式处理器的选择方法和应用领域2.3 教学方法采用讲授法,讲解嵌入式处理器的定义、分类和性能指标采用实验演示法,展示嵌入式处理器的基本组成和工作原理采用案例分析法,分析具体的嵌入式处理器应用实例2.4 教学评价课堂问答:学生能够回答嵌入式处理器的定义、分类和性能指标的问题案例分析报告:学生能够分析具体的嵌入式处理器应用实例第三章:嵌入式操作系统3.1 教学目标让学生了解嵌入式操作系统的定义、特点和分类让学生掌握嵌入式操作系统的基本组成和工作原理让学生了解嵌入式操作系统的选择方法和应用领域3.2 教学内容嵌入式操作系统的定义和特点:实时性、小型化、可移植性等嵌入式操作系统的分类:裸机、实时操作系统、嵌入式中间件等嵌入式操作系统的基本组成:内核、驱动程序、应用程序等嵌入式操作系统的选择方法和应用领域3.3 教学方法采用讲授法,讲解嵌入式操作系统的定义、特点和分类采用实验演示法,展示嵌入式操作系统的基本组成和工作原理采用案例分析法,分析具体的嵌入式操作系统应用实例3.4 教学评价课堂问答:学生能够回答嵌入式操作系统的定义、特点和分类的问题案例分析报告:学生能够分析具体的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 教学目标让学生了解嵌入式系统设计的任务和步骤让学生掌握嵌入式系统开发的基本流程和方法让学生了解嵌入式系统开发的工具和环境4.2 教学内容嵌入式系统设计的任务和步骤:需求分析、硬件选型、软件设计等嵌入式系统开发的基本流程:系统设计、硬件实现、软件开发等嵌入式系统开发的工具和环境:集成开发环境、编程语言、调试工具等4.3 教学方法采用讲授法,讲解嵌入式系统设计的任务和步骤采用实验演示法,展示嵌入式系统开发的基本流程和方法采用案例分析法,分析具体的嵌入式系统开发实例4.4 教学评价课堂问答:学生能够回答嵌入式系统设计的任务和步骤的问题案例分析报告:学生能够分析具体的嵌入式系统开发实例第五章:嵌入式系统应用实例分析5.1 教学目标让学生了解嵌入式系统在各个领域的应用实例让学生掌握第六章:嵌入式系统在家电领域的应用6.1 教学目标让学生了解嵌入式系统在家电领域的应用实例让学生掌握家电领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点让学生了解家电领域中嵌入式系统的发展趋势6.2 教学内容嵌入式系统在家电领域的应用实例:电视、冰箱、空调等家电领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点:人机界面设计、网络通信等家电领域中嵌入式系统的发展趋势:智能化、网络化、节能化等6.3 教学方法采用讲授法,讲解嵌入式系统在家电领域的应用实例采用案例分析法,分析具体的嵌入式系统在家电领域的应用实例采用小组讨论法,让学生分组讨论家电领域中嵌入式系统的发展趋势6.4 教学评价课堂问答:学生能够回答嵌入式系统在家电领域的应用实例的问题案例分析报告:学生能够分析具体的嵌入式系统在家电领域的应用实例第七章:嵌入式系统在工业控制领域的应用7.1 教学目标让学生了解嵌入式系统在工业控制领域的应用实例让学生掌握工业控制领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点让学生了解工业控制领域中嵌入式系统的发展趋势7.2 教学内容嵌入式系统在工业控制领域的应用实例:PLC、等工业控制领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点:实时性、稳定性等工业控制领域中嵌入式系统的发展趋势:自动化、智能化等7.3 教学方法采用讲授法,讲解嵌入式系统在工业控制领域的应用实例采用案例分析法,分析具体的嵌入式系统在工业控制领域的应用实例采用小组讨论法,让学生分组讨论工业控制领域中嵌入式系统的发展趋势7.4 教学评价课堂问答:学生能够回答嵌入式系统在工业控制领域的应用实例的问题案例分析报告:学生能够分析具体的嵌入式系统在工业控制领域的应用实例第八章:嵌入式系统在医疗设备领域的应用8.1 教学目标让学生了解嵌入式系统在医疗设备领域的应用实例让学生掌握医疗设备领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点让学生了解医疗设备领域中嵌入式系统的发展趋势8.2 教学内容嵌入式系统在医疗设备领域的应用实例:心电监护仪、超声波设备等医疗设备领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点:精度、可靠性等医疗设备领域中嵌入式系统的发展趋势:智能化、小型化等8.3 教学方法采用讲授法,讲解嵌入式系统在医疗设备领域的应用实例采用案例分析法,分析具体的嵌入式系统在医疗设备领域的应用实例采用小组讨论法,让学生分组讨论医疗设备领域中嵌入式系统的发展趋势8.4 教学评价课堂问答:学生能够回答嵌入式系统在医疗设备领域的应用实例的问题案例分析报告:学生能够分析具体的嵌入式系统在医疗设备领域的应用实例第九章:嵌入式系统在交通领域的应用9.1 教学目标让学生了解嵌入式系统在交通领域的应用实例让学生掌握交通领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点让学生了解交通领域中嵌入式系统的发展趋势9.2 教学内容嵌入式系统在交通领域的应用实例:智能交通系统、车辆导航等交通领域中嵌入式系统的解决方案和设计要点:实时性、安全性等交通领域中嵌入式系统的发展趋势:智能化、高效化等9.3 教学方法采用讲授法,讲解嵌入式系统在交通领域的应用实例采用案例分析法,分析具体的嵌入式系统在交通领域的应用实例采用小组讨论法,让学生分组讨论交通领域中嵌入式系统的发展趋势9.4 教学评价课堂问答:学生能够回答嵌入式系统在交通领域的应用实例的问题案例分析报告:学生能够分析具体的嵌入式系统在交通领域的应用实例重点和难点解析一、嵌入式系统概述:理解嵌入式系统的定义、特点和应用领域,以及嵌入式系统的基本组成和工作原理。
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。
嵌入式系统基础教程第2版习题解答___
嵌入式系统基础教程第2版习题解答___本文档旨在介绍《嵌入式系统基础教程第2版题解答俞建新》一书的目的和内容概述。
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本书的内容涵盖了嵌入式系统的基本原理、硬件设计、软件开发、实时操作系统和嵌入式系统应用等方面。
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无论是学生、从业人员还是对嵌入式系统感兴趣的人,都可以从本书中获得丰富的知识和实用的经验。
希望本文档能够帮助读者更好地掌握嵌入式系统的基础知识,并在实践中取得进一步的提升和发展。
第一章:嵌入式系统概述第二章:处理器与内存第三章:外设接口与设备驱动第四章:实时操作系统第五章:嵌入式系统设计第六章:嵌入式系统应用以下章节内容继续)。
问题:什么是嵌入式系统?解答:嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,它以特定的功能为目标,被嵌入到其他设备或系统中,常常包括硬件和软件的组合。
嵌入式系统通常具有实时性、可靠性和功耗低的特点,广泛应用于各个领域,如消费电子、汽车、医疗设备等。
问题:嵌入式系统的组成部分有哪些?解答:嵌入式系统主要由硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理器(CPU)、存储器、输入输出接口等,它们负责数据的处理和交互。
软件包括操作系统、应用程序等,它们控制硬件的运行,并实现特定的功能。
问题:嵌入式系统相比通用计算机有哪些特点?解答:相比通用计算机,嵌入式系统具有以下特点:实时性要求高:嵌入式系统通常需要对任务的响应时间做出快速的反应,因此对实时性的要求较高。
可靠性要求高:嵌入式系统常用于一些关键应用领域,如交通、医疗等,因此其稳定性和可靠性要求较高。
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。
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输入输出设备
CRT、LCD和触摸屏等,构成了嵌入式系 统中 重要的信息输入输出设备,应用广泛。
触摸屏可以方便的实现鼠标和键盘功能。
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设备扩展接口
目前一些高端的嵌入式系统都会预留可扩展存储 设备接口,为日后用户有特别需求时,可购买符 合扩展接口规格的装置直接接入系统使用。
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2.嵌入式系统的基本结构
嵌入式系统的构架 嵌入式微处理器 嵌入式操作系统
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2.1 嵌入式系统构架
嵌入式系统逻辑构成
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第一章
嵌入式系统概论
嵌入式系统概论
1. 嵌入式系统概述 2. 嵌入式系统的基本知识 3. 嵌入式系统的设计原则及方法
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1.1什么是嵌入式系统
嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基 础,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。
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1.4嵌入式系统的应用领域 任何领域
任何领域
任何领域
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任何领域
1.5嵌入式系统的产品
家用方面
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嵌入式操作系统的分类
实时嵌入式操作系统 VxWorks,pSOS,QNX, μC/OS-II, … 非实时嵌入式操作系统 Embedded Linux,WinCE,Android,Symbian,…
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几种主流的嵌入式操作系统
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嵌入式DSP
嵌入式DSP处理器有两个发展方向:
➢ 是嵌入式DSP处理器和嵌入式处理器经 过单片 化设计,片上增加丰富的外设成为具有高性能 DSP功能的SoC;
➢ 是在通用微处理器、微控制器或SoC中增加DSP 协处理器,例如Intel的MCS-296和Siemens的 TriCore。
军事应用
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阿富汗参加反恐作战的“赫耳 墨斯”价值4万美元,Biblioteka 携带2 架摄像机,发挥了很好作用。
1.5嵌入式系统的产品
智能机器人
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基于RTLinux操作系统 高 48 cm 重: 6 kg 灵活性:20 DOF 操作系统: RT-Linux 接口形式: USB 1.0 (12Mbps) 响应周期: 1ms 能源: DC24V x 6.2A (150W) 制造:富士通
3. 存储区保护功能
★嵌入式DSP处理器
4. 可扩展的处理器结构 EDSP(Embedded Digital
5. 较低的功耗
Signal Processor)
★嵌入式微处理器
(Embedded Microprocessor Unit)
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★嵌入式片上系统 SOC(System On Chip)
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MIPS处理器
MIPS技术公司。 MIPS的意思是“无内锁流水段微处理器”
(Microprocessor without interlocked piped stages) 在嵌入式方面,MIPS 系列微处理器是目前 仅次于ARM的用得最多的处理器之一,其 应用领域覆盖游戏机、路由器、激光打印机、 掌上电脑等各个方面。
1.5嵌入式系统的产品
嵌入式Internet应用
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1.5嵌入式系统的产品
汽车电子(CAN总线网络)
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1.5嵌入式系统的产品
2.2 嵌入式处理器
特点: 具有体积小,功耗低,成本低,可靠性高的特点. 有的可提供工业级应用.
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ARM
ARM 即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 1991 年 ARM 公司成立于英国剑桥,主要出售 芯片设计技术的授权 ARM处理器的三大特点是:耗电少功能强、16位 /32位双指令集和众多合作伙伴
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1.2嵌入式系统的特点
特点: 应用的特定性和广泛性 技术、知识、资金的密集性 软硬件高效设计 较长的生命周期 高可靠性 软硬一体,软件为主 无自举开发能力
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嵌入式外设接口
根据外围设备的功能可分为以下5类 存储器类型 通信接口 输入输出设备 设备扩展接口 电源及辅助设备
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存储器类型
存储器是嵌入式系统中存储数据和程序的功能部 件,目前常见的存储设备按使用的存储器类型分 为:
如今,ARM公司的半导体合作伙伴所生产的基于ARM技 术的处理器每年的出货量已近30亿个。
ARM处理器产品线覆盖了微处理器应用的每一个领域, 从成本非常低的嵌入式微控制器,到应用于要求非常高的 网络、手机和消费娱乐应用的性能非常高的多核处理器。
从诺基亚N95;iPhone和iPod;Navman和Tom Tom的 便携式导航系统;柯达照相机;索尼摄像机;任天堂DS 掌上游戏机;到东芝高清数字电视;三星和希捷的硬盘驱 动器;博世的汽车刹车系统;惠普打印机;以及Linksys 和Netgear的无线路由器。
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Windows Embedded
支持具有丰富应用程序和服务的32位嵌入式 系统。
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嵌入式Linux
在嵌入式领域异军突起,他的独特性,使其作 为开发嵌入式产品的操作系统具备巨大的潜力。 Linux具有一些独特的优势:层次结构及内核 完全开放;强大的网络支持功能;具备一整套 工具链;广泛的硬件支持特性。
静态易失型存储器(RAM,SRAM); 动态存储器(DRAM); 非易失性存储器ROM(ROMEPROM, EEPROM,FLASH); 硬盘、CD-ROM等。
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通信接口
目前存在的所有计算机通信接口在嵌入式领域中都有其广 泛的应用,应用最为广泛的接口设备包括
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MIPS处理器
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索尼SNOY PSP2000 处理器:MIPS R4000
PowerPC处理器
PowerPC是一种RISC架构的处理器 90年代,IBM、Apple、Motorola联合研制
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ARM芯核发展方向
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ARM SOC 案例
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ARM 战绩
2008年1月24日,ARM宣布由其合作伙伴所出货的处理 器总量已超过100亿个。
Vxworks
美国WindRiver公司于1983年开发,具有可 靠、实时、可裁减特性。
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Palm OS
Palm公司产品,在PDA市场占据很大份额, 具有开放的操作系统应用程序接口(API),可 让用户灵活方便地定制操作系统。
目前发展的目标是体积小、易携带和外观设计 新颖等。在便携式嵌入式系统的应用中,必须 特别关注电源装置等辅助设备。
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2.3 嵌入式操作系统
嵌入式操作系统是嵌入式应用软 件的基础和开发平台.
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常用的扩展卡有各种CF卡、SD卡、Memory Stick等。目前高端的嵌入式系统都留有一定的 扩展卡接口。
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电源及辅助设备
嵌人式系统力求外观小型化、重量轻以及电源 使用寿命长,例如移动电话或PDA,体积较大 或者过重的机型已经被淘汰。
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PowerPC处理器
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嵌入式微控制器
嵌入式微控制器的典型代表是单片机。 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。微控制器目前在工业中 的应用还是很多,由于适合于控制, 因此称为微控制器
2.1 嵌入式系统构架
嵌入式硬件逻辑构成
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2.1 嵌入式系统构架
S3C6410嵌入式开发板
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2.2 嵌入式处理器
分类:
1. 支持实时多任务.
★嵌入式微控制器
2. 较短的中断响应时间 (Microcontroller Unit)
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1.8创新的机遇
通用计算机产业是垄断的。 嵌入式系统与技术是一个分散的工业,充满竞争、 机遇与创新。 没有哪一个系列的处理器和操作系统能够垄断全 部市场即便在体系结构上存在着主流,但各不相 同的应用领域决定了不可能有少数公司,少数产 品垄断全部市场。因此嵌入式系统领域的产品和 技术,必然是高度分散的,留给各个行业的中小 规模高技术公司的创新余地很大。
1.5嵌入式系统的产品
基于VXworks的火星探路者
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1.6嵌入式系统的历史
20 世纪70 年代:
单片机出现 第一片微处理器:1971年,Intel 4004
20 世纪80 年代:
嵌入式操作系统出现 Intel 8051系列
20 世纪90 年代: