第1章 嵌入式系统概述
嵌入式系统课后答案
嵌⼊式系统课后答案嵌⼊式系统2011作业（⾮标准答案，仅供参考）第1章嵌⼊式系统概述 1、什么是嵌⼊式系统？答：嵌⼊式系统指的是以应⽤为中⼼和以计算机技术为基础的，并且软硬件是可裁剪的，能满⾜应⽤系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等指标严格要求的专⽤计算机系统。
3、根据嵌⼊式系统的复杂程度，嵌⼊式系统可分为哪4类？答：1：单个微处理器；2：嵌⼊式处理器可扩展的系统； 3：复杂的嵌⼊式系统； 4：在制造或过程控制中使⽤的计算机系统。
5、从硬件系统来看，嵌⼊式系统由哪⼏部份组成？画出简图。
答：P11图1-42.2 回答下列关于ARM 编程模式的问题（1）在该模式下有多少通⽤寄存器（2）CPSR 的作⽤是什么（3）Z 位的作⽤是什么（4）程序计数器保存在何处答（1）31个通⽤寄存器（2）为状态寄存器，保存当前的状态，可以在任何模式下访问（3）Z=1 运算结果为0 Z=0 运算结果不为0 （4）R15（PC）2.3 下列的arm 条件码的含义是什么（1）EQ （2）NE （3）MI （4）VS （5）GE （6）LT 答(1)z 置位相等 (2)z 清零不相等 (3)n 置位负数 31个通⽤寄存pc ，6个状～R7不分组，R8～R14按模式分组，R15为程序计数器，CPSR 为状态寄存器，SPSR 为保存程序状态寄存器。
R13为堆栈指针寄存器，R14为链接寄存器。
CPSR 在各种模式下多可以访问，⽽在⽤户模式及系统模式下SPSR 不可以被访问。
2.6若寄存器R1=0x01020304，分别按照⼤端模式和⼩端模式存储在0x30000字单元中，试分别写出两种模式下内存存储内容，并标出内存地址答⼤端模式 0x30000 01 0x30001 02 0x30002 03 0x30003 04 ⼩端模式 0x30000 04 0x30001 030x30002 02 0x30003 012.7 ARM 存储器的存储周期有⼏种类型？对应于Cache 访问和存储器访问是何存储周期？答：ARM 存储器有4种存储周期：空闲周期，⾮顺序周期，顺序周期，协处理器寄存器传送周期。
第1章嵌入式系统概述
2、SiM3U1xx（80MHZ USB）系列（M3）
1.4 STM32系列微控制器简介 STM32为意法半导体(ST)公司生产的ARM处理器。
Flash Size (bytes)
512K
256 K
STM32 prod Q2/08 Samples Dec 07 Prod Q2/08
未来 发展方向
64 K 32 K
STM32 Samples NOW Prod Oct 07
72 MHz CORTEX- M3 CPU Wide offer
• 32KB-512KB Flash • 6Kb-64KB RAM
0K 48 pins 64 pins 100 pins
144 pins
LQFP
LQFP
LQFP
LQFP
(7x7) (10x10) (14x14)/BGA (20x20)/BG
machinery or plants”.
1.嵌入式系统简介
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。
ADC
16 channels /
Tem1pMSsepns sor
Power Supply Reg 1.8V
POR/PDR/PV XTDAL
oscillators 3I2nKt.HRzC+ o4s~c1il6lMatoHrzs 32KHz +
ARM嵌入式系统基础教程第二版课后习题答案
第1章嵌入式系统概述(1)举出3个本书中未提到的嵌入式系统的例子。
答：键盘、鼠标、扫描仪。
(2)什么叫嵌入式系统？答：嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。
(3)什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？答：嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。
分为3类：1.注重尺寸、能耗和价格；2.关注性能；3.关注全部4个需求——性能、尺寸、能耗和价格。
(4)什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？答：嵌入式操作系统是操作系统的一种类型，是在传统操作系统的基础上加入符合嵌入式系统要求的元素发展而来的。
原因：1.提高了系统的可靠性；2.提高了开发效率，缩短了开发周期。
3.充分发挥了32位CPU的多任务潜力。
第2章 ARM7体系结构1.基础知识(1)ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么？答：T：高密度16位Thumb指令集扩展；D：支持片上调试；M：64位乘法指令；I：Embedded ICE硬件仿真功能模块。
(2)ARM7TDMI采用几级流水线？使用何种存储器编址方式？答：3级；冯·诺依曼结构。
(3)ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别？答：ARM处理器模式体现在不同寄存器的使用上；ARM处理器状态体现在不同指令的使用上。
(4)分别列举ARM的处理器模式和状态？答：ARM的处理器模式：用户模式、系统模式、管理模式、中止模式、未定义模式、中断模式、快速模式；ARM的处理器状态:ARM状态、Thumb状态。
(5)PC和LR分别使用哪个寄存器？答：PC:R15；LR:R14。
(6)R13寄存器的通用功能是什么？答：堆栈指针SP。
(7)CPSR寄存器中哪些位用来定义处理器状态？答：位31~28：N、Z、C、V，条件代码标志位；27~8：保留位；7~0：I、F、T、M4~0，控制标志位。
(8)描述一下如何禁止IRQ和FIQ的中断。
答：当控制位I置位时，IRQ中断被禁止，否则允许IRQ中断使能；当控制位F置位时，FIQ 中断被禁止，否则允许FIQ中断使能。
《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。
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。
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
嵌入式系统教案李震
嵌入式系统教案李震一、教案概述本教案旨在为广大嵌入式系统学习者提供一个全面、系统的学习路线，通过讲解基本概念、原理及实际应用，使学习者能够熟练掌握嵌入式系统的基本知识，具备实际项目开发能力。
本教案适用于嵌入式系统及相关专业的本科生、研究生和从业人员。
二、教学目标1. 理解嵌入式系统的概念、特点和应用领域；2. 掌握嵌入式系统硬件平台的基本组成；3. 熟悉嵌入式操作系统的基本原理及常用嵌入式操作系统；4. 学会嵌入式系统软件开发的基本方法；5. 能够运用所学知识分析和解决实际嵌入式系统问题。
三、教学内容第一章：嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义及特点1.2 嵌入式系统的应用领域1.3 嵌入式系统的发展趋势第二章：嵌入式系统硬件平台2.1 嵌入式处理器2.2 存储器2.3 输入输出接口2.4 嵌入式系统硬件设计方法第三章：嵌入式操作系统3.1 嵌入式操作系统的基本原理3.2 常用嵌入式操作系统简介3.3 嵌入式操作系统的选择与评估第四章：嵌入式系统软件开发4.1 嵌入式软件开发流程4.2 嵌入式编程语言4.3 嵌入式软件调试与测试第五章：嵌入式系统项目实践5.1 嵌入式系统项目开发流程5.2 基于嵌入式系统的应用案例分析5.3 项目实践案例讲解四、教学方法1. 采用讲授、讨论、实验相结合的方式进行教学；2. 使用实际案例进行分析，使学生更好地理解嵌入式系统的应用；3. 鼓励学生进行项目实践，提高实际动手能力；4. 定期进行课后作业和测试，检查学生学习效果。
五、教学资源1. 教材：《嵌入式系统原理与应用》等；2. 实验设备：嵌入式开发板、编程器、仿真器等；3. 网络资源：相关技术博客、论坛、学术论文等。
六、课程评估1. 课后作业：考察学生对课堂所学知识的理解和运用；2. 实验报告：评估学生在实验过程中的动手能力和问题解决能力；3. 课程论文：考察学生对嵌入式系统某一领域的深入研究；4. 期末考试：全面测试学生对本门课程的掌握程度。
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。
山东科技大学嵌入式系统设计作业习题
《嵌入式系统设计》作业习题第一章：嵌入式系统概述1 .和PC系统机相比嵌入式系统不具备以下哪个特点（C）。
A、系统内核小B、专用性强C、可执行多任务D、系统精简2 .嵌入式系统有硬件和软件部分构成，以下（C）不属于嵌入式系统软件。
A.系统软件B.驱动C.FPGA编程软件D.嵌入式中间件3 .以下哪个不是嵌入式系统设计的主要目标？（D）A低成本B低功耗C实时要求高D超高性能4 .下面哪个系统不属于嵌入式系统（C）A、MP3播放器B、GPS接收机C、“银河”巨型计算机D、“银河玉衡”核心路由器5 .下面关于哈佛结构描述正确的是（A）A程序存储空间与数据存储空间分离B存储空间与IO空间分离C程序存储空间与数据存储空间合并D存储空间与IO空间合并6 .嵌入式操作系统的主要目标并不包括（A）A强大多任务支持B实时处理能力C代码体积D与硬件的交互能力7 .以下属于嵌入式操作系统的是（BC）A、LinUX操作系统B、μC∕0S∙ll操作系统C、VXWorkS操作系统D、UbUntU操作系统8 .嵌入式系统的基本定义为：以O中心，以（）为基础，O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O系统。
应用计算机技术软硬件专用计算机9 .以MCU为核心的嵌入式产品至少应包括（BCD）A、显示部分B、输入部分C、输出部分D、通信部分10、一般而言，嵌入式系统的构架可以分为4个部分：分别是（处理器）、存储器、输入/输出和软件，一般软件亦分为操作系统相关和（应用软件）两个主要部分。
第二章：STM32微控制器概述LCorteX-M处理器采用的架构是（D）（A）v4T（B）v5TE（C）v6（D）v72 .Cortex-M3的提供的流水线是（B）（A）2级（B）3级（C）5级（D）8级3 .Cortex-M3系列处理器支持Thumb-2指令集。
（对）4.STM32系歹IJMCU在使用电池供电时，提供3.3~5V的低电压工作能力。
《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。
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。
第1章 嵌入式系统概述1
1.4.5 ARM10E处理器系列
ARM10E系列处理器采用了新的节能模式， 提供了64位的Load/Store体系，支持包括向量 操作的满足IEEE 754的浮点运算协处理器，系 统集成更加方便，拥有完整的硬件和软件开发 工具。ARM10E系列包括ARM1020E、ARM1022E 和ARM1026EJ-S三种类型。
1．嵌入式系统硬件平台
嵌入式系统硬件平台是整个嵌入式操作系 统和应用程序运行的硬件平台，不同的应用通 常有不同的硬件环境。在嵌入式系统中硬件平 台具有多样性的特点。
（1）嵌入式RISC微处理器 （2）嵌入式CISC微处理器
表1-1
RISC和CISC之间主要的区别
RISC 一个周期执行一条指令，通 过简单指令的组合实现复杂 操作；指令长度固定 流水线每周期前进一步 更多通用寄存器 独立的Load和Store指令完成 数据在寄存器和外部存储器 之间的传输 CISC 指令长度不固定，执行需要多 个周期 指令的执行需要调用微代码的 一个微程序 用于特定目的的专用寄存器 处理器能够直接处理存储器中 的数据
Cortex-M3改进了代码密度，减少了中断 延时并有更低的功耗。Cortex-M3中实现了最 新的Thumb-2指令集。MPCore提供了Cache的 一致性，每个支持1～4个ARM11核，这种设计 为现代消费类产品对性能和功耗的需求进行了 很好的平衡。
1.4.10 各种处理器系列之间的比较
表1-3 ARM系列处理器属性比较
ARM9/9E系列
向量浮点运算（Vector Floating Point）系列
ARM系列
ARM10E系列
包含类型
ARM1020E ARM1022E ARM1026EJ-S
ARM11系列
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
传感器
处理器
控制
实例：大棚温控系统
温度传感器
嵌入式控制 器
G
P
AD
IO
电炉及控制系统
（2）复杂嵌入式系统 一般指有操作系统的嵌入式系统，嵌入式处理器为32位。
RAM
FLASH
传感器 输入
嵌入式控制器 通讯
实例：手机
输出
加速度传感器 按键
RAM
FLASH
嵌入式控制器
通讯
LCD
3、嵌入式系统与PC的区别
（2）通俗定义
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。
第1章：嵌入式系统概述
第1节：嵌入式系统定义 第2节：嵌入式系统发展历程 第3节：嵌入式系统的特点 第4节：嵌入式系统结构 第5节：嵌入式微处理器 第6节：嵌入式操作系统 第7节：实例－网络温度采集系统
(1) MPU嵌入式微处理器 它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，在实际嵌入式应用中，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，这样就以最低的功耗和资源实现嵌入 式应用的 特殊要求。
(2)嵌入式微控制器MCU
目前典型的MCU内部框图
CPU
工作支撑模块
1、嵌入式系统的由来 计算机是应数值计算的要求而诞生的。在计算机发展的早期，电子计算机技术一直是以沿着满
足高速数值计算的道路发展的。
通俗地说：计算机是因科学家需要一个高速的计算工具而产生的。
直到20世纪70年代，电子计算机在数字计算、逻辑运算与推理、信息处理以及实际控制方面 表现出非凡能力后，在通信、测控、数据传输等领域，人们对计算机技术给予了更大的期待。这 些领域的应用与单纯的高速海量计算要求不同，主要表现在：
嵌入式系统中的实时大数据处理技术
嵌入式系统中的实时大数据处理技术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计算机系统，通常被嵌入到另一个设备中，以执行特定的功能。
与通用计算机不同，嵌入式系统通常处理实时数据，并且有较小的硬件复杂度和存储容量限制。
嵌入式系统的广泛使用包括汽车、交通信号、医疗设备、智能家居、导航设备等。
第二章实时大数据处理技术概述实时大数据处理技术是一种处理大量实时数据的技术，用于从传感器、仪器、网络等数据源中采集数据，并基于数据生成对实际情况进行响应决策所需的关键指标。
实时大数据处理技术又称之为实时数据分析，它涉及到数据收集、数据采集、数据处理和数据存储等方面，是嵌入式系统中最关键的部分之一。
第三章嵌入式系统中的实时大数据处理技术嵌入式设备通常需要在受到外部条件的影响下保持高效性和准确性。
为了实现这些目标，实时大数据处理技术被广泛应用于嵌入式系统中。
这种技术的主要优势在于它可以实现对多个来源数据的实时分析和处理，从而使设备能够采取适当的行动。
以下是一些嵌入式系统中的实时大数据处理技术：1. 数据采集在嵌入式系统中，传感器和检测器等外部设备会产生大量数据。
数据采集技术的作用是将这些数据从外部设备中捕获并发送到处理单元，以进行分析和处理。
常用的采集技术包括I2C、SPI和UART等。
它们负责抓取数据并将其传递给处理单元。
2. 数据分析数据分析是嵌入式系统中实时大数据处理的核心。
它通过适当的算法来分析数据，并从这些数据中提取关键信息和指标。
为了保证处理时间的准确性和效率，这些分析算法通常都是高度优化的。
最常用的算法包括滤波、聚类、分类和预测等。
3. 数据存储嵌入式系统中的数据存储技术旨在确保所收集的数据安全、可靠和可访问。
为防止数据丢失或损坏，通常会将数据保存在非易失性存储器中。
大多数嵌入式系统使用可能性很小、但性能很低的闪存存储器来保存数据。
此外，使用云存储也是一种流行的选择。
4. 数据传输传输数据是嵌入式系统中实现实时处理的关键部分。
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MCS51单片机应用范围
(1)智能化产品：如
通信产品：小型交换机、电话计费、114 保安产品：防盗报警器、防火报警器等 (2)智能化测控系统：如 流量计、声纳测速测距仪、烟气分析仪等
(3)智能化仪表：频谱分析仪等
(4)机电一体化产品：如数控机床、电传打印机等。
(5)智能化接口：磁盘驱动器、键盘管理等
是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件
硬件可裁剪、对功能、可靠性、成本、体积、
功耗严格要求的专用计算机系统。
1.2.2 嵌入式系统的组成与体系结构
1．嵌入式系统的组成
图1-19
嵌入式系统组成
2．嵌入式系统的体系结构框架
图1-20 嵌入式系统体系结构框架
1.2.3 嵌入式系统的基本特征
专用性 小型化与有限资源
图1-12
2004年 “勇气号”再次登陆火星
军事电子设备和现代武器
图1-14
阿富汗战争中的军事电子设备
图1-15
军用机器人
（2002年11月28日，以色列一举投票点发生枪击事件，造成至少7人死亡、数
十人受伤。以警方用机器人在检查一具巴勒斯坦枪手的尸体）
图1-16
高性能武器平台
图1-17 高性能武器平台
嵌入式单线程系统包括
循环轮询系统
有限状态机
适用场合：常见于小型、简单的嵌入式应用， 其编程简单且易于理解，但系统的确定性不能 保证
①嵌入式循环轮询(Polling Loop)系统
在该系统中，程序依次检查系统的每一个输 入条件，一旦条件成立就进行相应的处理。
②有限状态机(FSM，Finite State Machine) 状态转换图：
1．在应用数量上 嵌入式系统远远超过了通用计算机系统
平均每个家庭使用40个嵌入式处理器
平均每个汽车需要35 个嵌入式处理器
2001年，Gartner估计存在70亿嵌入式处理器
70亿嵌入式处理器占据了94% 处理器市场
Intel Pentium、Motorola PowerPC等通用处理 器，仅占6%的处理器市场
8032/8052 ：比 8031/8051 仅增加了一个定时 / 计 数器，把片内的 ROM 、 RAM 增加一倍，其余 相同 87C51/80C51/80C31：CHMOS制造工艺，既具 CMOS 低功耗，又具 HMOS 高速，高封装密度 等特点，具掉电保护和冻结运行两种独特的处 理方式。
嵌入式系统及应用
电气工程系 高辉 办公室：图书馆166电气工程系 Email：gaohui2005@
课程简介
课程性质（考试-闭卷） 课时安排：36（理论知识）+12（上机）
成绩评定：
期末（50%）＋实验（20%）＋平时（30%） 教材：
1. 高锋 《单片微型计算机原理与接口技术》(第3版) 科 学出版社 2. 顾亦然 等 《嵌入式系统及应用》 自编教材
太空科学
图1-18
太空科学
自助点菜系统
自助点菜系统
嵌入式系统前景广阔
社会
新的电子产品，尤其消费电子产品发展及 其迅速！ 嵌入式市场广阔，但人才短缺
学生
嵌入式系统需要软硬件综合知识
需要更全面的系统知识和领域知识
更容易找到工作
1.1.3 嵌入式系统的发展史
1．二十世纪七十年代
1.1.2 嵌入式系统的应用概况
2．在应用领域方面
消费产品 (Consumer Product)
图1-2 常见消费类产品
图1-3 智能消费类产品
工业控制 (Industry Control)
图1-4
工程机械智能控制器
图1-5
汽车电子产品
通信设备 (Telecommunication)
② 可靠性
硬件平台的可靠性
体现在对硬件平台的EMC电磁兼容性能、防 震性能、防水性能的要求。例如：
往往选择工业级甚至军品级嵌入式处理器
软件采用固态化存储
只读存储器或电子盘而不是磁盘等机械类访问载体 FLASH高密度、高效率、高可靠性减小体积、提高 速度、防震性能和使用寿命
软件具有出错处理和自动复位功能
参考书：金敏 等 《嵌入式系统——组成、原理与设
计编程》 人民邮电出版社
课程内容
第一部分 80S51单片机（21+4）课时
基本结构 指令系统与程序设计 中断系统、定时器/计数器及串行口 单片机系统扩展与系统综合应用实例
第二部分 嵌入式系统（15+8）课时
硬件基础 软件基础 ARM体系结构 ARM指令集与程序设计 嵌入式系统开发基础
1971年11月，世界上第一片微处理器
Intel 4004 嵌入式应用发展最重要的里程碑。
其后相继推出了许多8位、16位的微处理器
Intel Zilog 8080/8085、 8086 Z80、Z8000 Motorola 6800、68000
系列化、模块化的单板计算机
2．二十世纪八十年代
80年代初，出现了单片机
2．微机学会的定义 【定义1-2】嵌入式系统是以嵌入式应用为目的 的计算机系统，可分为系统级、板级、片级。
系统级：各种类型的工控机 板 级：各种类型的带CPU的主板、PC104
片 级：各种以单片机、DSP、微处理器
为核心的产品
3．一般定义 【定义1-3】嵌入式系统（Embedded System）
响应时间（Response Time）
系统从识别一个外部事件到做出响应的时 间。是最重要的性能指标之一。 对不同的控制过程有不同的响应时间要求：
对于慢变化过程，具有几分钟甚至更长的响应 时间都可以认为是实时的 对于快速过程，其响应时间可能要求达到毫秒、 微秒、纳秒级甚至更短。
生存时间（Survival Time） 是数据有效等待时间，在这段时间里数 据是有效的
图1-21
有限状态机示意图
(2) 嵌入式事件驱动系统 （Embeded Event-driven System ）
是能对外部事件直接响应的系统 包括:
嵌入式前后台系统
嵌入式多任务系统
嵌入式多处理器系统
①嵌入式前后台(Foreground/Backgroud)系统
该系统又称为嵌入式中断驱动系统
1．传统计算机分类
超级计算机 大型机
中型机
小型机 微型计算机
图1-1 传统计算机系统分类金字塔
2．以应用为中心的分类
通用计算机系统:
具有计算机的标准形态，可以装配不同的应用软件，以 雷同面目出现并应用在各个领域。
嵌入式(计算机)系统:
以嵌入的形式隐藏在各种设备、产品或系统中。
1.1.2 嵌入式系统的应用概况
图1-6 地震中救命的通信设备
智能仪器 (Intelligent Instrument)
图1-7
穿刺肿瘤医疗仪器
机器人 (Robot)
图1-8
智能玩具机器人
图1-9
基于Win CE的移动机器人平台
图1-10
基于RTLinux的仿人机器人
图1-11 1997年4月在火星表面登陆的火星探测器（基于VxWorks）
系统软硬件设计的协同一体化
软件开发需要交叉开发环境
1.3 嵌入式系统的种类
按实时性能分类
按软件结构分类
1.3.1 按实时性能分类
按是否具有实时性能分为 嵌入式非实时系统
嵌入式实时系统
(1) 嵌入式非实时系统
嵌入式非实时系统的正确性仅仅依赖于 计算处理的逻辑结果，与结果产生的时间 无关
1.2.1 嵌入式系统的定义
1．IEEE的定义
【定义1-1】嵌入式系统是一种用于控制、监视 或者辅助操作机器设备的装置 （Devices used to control，monitor，or assist the operation of equipment，machinery or plants）
适用场合
对于一个复杂的嵌入式系统而言，当采用中断处理程序加一
个后台主程序这种软件结构难以实时、准确、可靠地完成系统
功能时，或存在一些相关或不相关的过程需要在一个系统中同 时处理时，就需要采用嵌入式多任务系统。
运行机制
系统由多个任务、中断处理过程和嵌入式操作 系统组成。每个任务按顺序或优先级执行的，并行 性、任务间的相互通信和同步需要操作系统的支持 完成
应用程序采用特殊的容错和出错处理措施 具有故障诊断和修复能力 在运行死机之后自动恢复先前的运行状态。
1.3.2 按软件结构分类 按软件结构分类为
嵌入式单线程系统
嵌入式循环轮询系统
有限状态机
嵌入式事件驱动系统
嵌入式前后台系统 嵌入式多任务系统 嵌入式多处理器系统
(1)嵌入式单线程系统 （Embeded Single-thread System）
图1-23 嵌入式前多任务系统示意图
③ 嵌入式多处理器/多核系统 适用场合 当某些工作用单个处理器来处理难以完成时， 就需要使用多个处理器同时处理
运行机制 多个任务可以分别放在不同的处理器上执行， 宏观上看是并发的，微观上看也是并发的
1.4 单片机概述
嵌入式微控制器(Microcontroller Unit，MCU)
① 实时性