第1章嵌入式系统基础知识

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第1章 嵌入式系统基础知识
本章课程：
1.1 嵌入式系统概述 1.2 嵌入式系统的组成 1.3 嵌入式操作系统举例 1.4 嵌入式系统开发概述 1.5 小结

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1.1 嵌入式系统概述
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1.1.1 嵌入式系统简介 计算机、通信、消费电子的一体化趋势 嵌入式系统定义：
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嵌入式Linux主要版本

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1.4 嵌入式系统开发概述

系统总体开发

处理器选型，需要在成本和性能上做出选择 开发环境的选择，包括嵌入式操作系统的选择以及开发工具的选 择等

嵌入式硬件开发 嵌入式软件开发

交叉编译 交叉调试


软件方式 硬件方式
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1.4 嵌入式系统开发概述

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嵌入式系统基础知识 ARM技术概述 ARM的指令系统 ARM汇编语言程序设计 ARM Realview MDK集成开发环境 GPIO编程 ARM异常中断处理及编程 串行通信接口
课程安排：
第9章 存储器接口 第10章 定时器 第11章 A/D转换器 第12章 LCD接口设计 第13章 温度监测仪开发实例
开发方式
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开发平台和运行平台都是 通用计算机
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二次开发性
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应用程序可重新编制
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1.1 嵌入式系统概述

1.1.3 嵌入式系统的发展 嵌入式系统发展的4个阶段：
① 以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统 ② 以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式
系统 ③ 以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统 ④ 以Internet为标志的嵌入式系统
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物联网

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。 顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层 意思： 第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联 网基础上的延伸和扩展的网络； 第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间 ，进行信息交换和通信。 物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应 器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定 的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通 信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管 理的一种网络。
1.2 嵌入式系统的组成
应用软件
嵌入式操作系统
硬件设备 嵌入式处理器 外围设备
图1-1 嵌入式系统结构简图
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1.2 嵌入式系统的组成

1.2.1 嵌入式系统硬件组成 嵌入式处理器（CPU）

是嵌入式系统的核心部分 嵌入式微处理器(ARM、PowerPC、MIPS等) 嵌入式微控制器 嵌入式DSP处理器 SOPC（可编程片上系统 ） 存储设备（如RAM（SRAM，DRAM)、Flash等） 通信设备（如RS-232接口、SPI接口、以太网接口等） 显示设备（如显示屏等）
处理性能
资源 功耗 软件支持工具 技术资料（芯片手册，设计指南、开发板） 货源
（2）外围器件的选择
ARM芯片厂商









Analog Devices (ARM7/ARM9/Cortex-M3 Family) ADuC7019, ADuC7020, ADuC7021, ADuC7022, ADuC7024, ADuC7025, ADuC7026, ADuC7027, ADuC7032, ADuC7033, ADuC7128, ADuC7129 Atmel (ARM7/ARM9/Cortex-M3 Family) AT91C140, AT91F40416, AT91F40816, AT91FR40162, AT91FR4042, AT91FR4081, AT91M40400, AT91M40800, AT91M40807, AT91M42800A, AT91M43300, AT91M55800A, AT91M63200, AT91R40008, AT91R40807, AT91RM3400, AT91SAM7S64, AT91SAM7SE256, AT91SAM7SE32, AT91SAM7SE512, AT91SAM7X128, AT91SAM7X256, AT91SAM7XC128, AT91SAM7XC256, AT91SAM9260, AT91SAM9261/3 ，AT91SAM9G20 Freescale Semiconductor (ARM7/ARM9/Cortex-M3 Family) MAC7101, MAC7104, MAC7105, MAC7106, MAC7111, MAC7112, MAC7114, MAC7115, MAC7116, MAC7121, MAC7122, MAC7124, MAC7125, MAC7126, MAC7131, MAC7134, MAC7135, MAC7136, MAC7141, MAC7142, MAC7144 Luminary Micro (ARM7/ARM9/Cortex-M3 Family) LM3S101, LM3S102, LM3S301, LM3S310, LM3S315, LM3S316, LM3S328, LM3S601, LM3S610, LM3S611, LM3S612, LM3S613, LM3S615, LM3S628, LM3S801, LM3S811, LM3S812, LM3S815, LM3S828 NXP (founded by Philips) (ARM7/ARM9/Cortex-M3 Family) LPC2101, LPC2102, LPC2103, LPC2104, LPC2105, LPC2106, LPC2114, LPC2119, LPC2124, LPC2129, LPC2131, LPC2132, LPC2134, LPC2136, LPC2138, LPC2141, LPC2142, LPC2144, LPC2146, LPC2148, LPC2194, LPC2210, LPC2212, LPC2214, LPC2220, LPC2290, LPC2292, LPC2294, LPC2364, LPC2366,, LPC2880, LPC2888, LPC3180 OKI (ARM7/ARM9/Cortex-M3 Family) ML674000, ML674001, ML674002, ML674003, ML675001, ML675002, ML675003, ML67Q4050, ML67Q4051, ML67Q4060, ML67Q4061, ML696201, ML69Q6203 Samsung (ARM7/ARM9/Cortex-M3 Family) S3C2410A, S3C2440A, S3C44B0X, S3C4510B,S5PC210 Sharp (ARM7/ARM9/Cortex-M3 Family) LH75400, LH75401, LH75410, LH75411 STMicroelectronics (ARM7/ARM9/Cortex-M3 Family) STR710FZ1, STR710FZ2, STR711FR0, STR711FR1, STR711FR2, STR712FR0, STR712FR1, STR712FR2, STR715FR0, STR755FV2, STR910FM32, STR910FW32, STR911FM42, STR911FM44, STR912FW42, STR912FW44,STM32系列 TI (ARM7/ARM9/Cortex-M3 Family) TMS470R1A128, TMS470R1A256, TMS470R1A288, TMS470R1A384, TMS470R1A64, TMS470R1B1M, TMS470R1B512, TMS470R1B768,OMAP系列 Intel的Strong ARM和Xscale等一系列的产品 :PXA250,PXA210 PXA2500等
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1.1 嵌入式系统概述

1.1.3 嵌入式系统的发展 未来嵌入式系统的发展趋势：
① 小型化、智能化、网络化、可视化 ② 多核技术的应用 ③ 低功耗（节能）、绿色环保 ④ 云计算、可重构、虚拟化等 ⑤ 平台化、标准化、系统可升级，代码可复用 ⑥ 嵌入式系统软件将逐渐
PC 化 ⑦ 融合趋势（软硬件融合，与互联网融合） ⑧ 安全性
嵌入式处理器可以分为以下几大类：


外围设备

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1.2 嵌入式系统的组成

1.2.2 嵌入式系统软件组成
应用层 驱动层 硬件层
图1-2嵌入式系统软件组成图
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1.3 嵌入式操作系统举例

1.3.1 商业版嵌入式操作系统 1、VxWorks

美国WindRiver公司 一种嵌入式实时操作系统（RTOS） 在当前市场占有率最高的嵌入式实时操作系统 微软 是基于掌上型电脑类的电子设备操作系统 具有模块化、结构化和基干Win32应用程序接口以及与 处理器无关等特点
嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可 剪裁，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。 三要素：嵌入性、专用性和计算机系统 硬件：由嵌入式微处理器、外围硬件设备组成 软件：包括底层系统软件和用户应用软件 消费电子、工业控制、网络设备、 医疗电子、军事国防、航空航天
云计算

云计算概念是由Google提出的，这是一个美丽的 网络应用模式 云计算旨在通过网络把多个成本相对较低的计算 实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统， 并借助先进的商业模式把这强大的计算能力分布 到终端用户手中
云计算的核心思想，是将大 量用网络连接的计算资源统 一管理和调度，构成一个计 算资源池向用户按需服务。