第一章 嵌入式系统开发的基本概念
1 嵌入式系统基础
嵌入式系统基础
1.4 嵌入式操作系统
• 1、VxWorks 、 • 2、Nucleus 、 • 3、Windows CE 、 • 4、嵌入式 、嵌入式Linux • 5、uC/OS-II 、
嵌入式系统基础
嵌入式操作系统－ 嵌入式操作系统－VxWorks
• • • • •
公司（简称风河公司） 美国 Wind River System 公司（简称风河公司） 推出的一个实时操作系统。 推出的一个实时操作系统。 广泛应用在通信、军事、航空、 广泛应用在通信、军事、航空、航天等高精尖 技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通信、 技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通信、 军事演习、弹道制导、飞机导航等。 军事演习、弹道制导、飞机导航等。 包括了进程管理、存储管理、设备管理、文件 包括了进程管理、存储管理、设备管理、 系统管理、网络协议及系统应用等几个部分。 系统管理、网络协议及系统应用等几个部分。 基于VxWorks操作系统的应用程序可以在不同 基于 操作系统的应用程序可以在不同 CPU平台上轻松移植。 平台上轻松移植。 平台上轻松移植 Tornado是为开发 是为开发VxWorks应用系统提供的集 是为开发 应用系统提供的集 成开发环境。 成开发环境。
•
嵌入式系统基础
嵌入式操作系统－嵌入式 嵌入式操作系统－嵌入式Linux(2)
• 提供强大的文件系统、网络功能、GUI 提供强大的文件系统、网络功能、
等软件模组支持，且它们都可以裁减， 等软件模组支持，且它们都可以裁减， 同时它还提供了标准的驱动程序接口和 软件开发接口， 软件开发接口，便于用户编程和程序维 护。 具备一整套工具链（ ），包括 具备一整套工具链（GNU GCC），包括 ）， 编译和调试工具。 编译和调试工具。
如何使用C语言进行嵌入式系统开发
如何使用C语言进行嵌入式系统开发第一章：引言嵌入式系统是一种专门设计用于特定应用领域的计算机系统，它通常由硬件平台和软件系统组成。
C语言作为一种高级编程语言，广泛应用于嵌入式系统开发中。
本文将介绍如何使用C语言进行嵌入式系统开发。
第二章：了解嵌入式系统在使用C语言进行嵌入式系统开发之前，我们需要了解嵌入式系统的基本概念和特点。
嵌入式系统通常运行在资源受限的环境中，因此需要对系统资源的管理和利用进行精确控制。
嵌入式系统的开发过程需要考虑实时性、可靠性、功耗等因素。
第三章：基础知识在使用C语言进行嵌入式系统开发之前，我们需要掌握一些基础知识。
首先是C语言的基本语法和特性，包括数据类型、运算符、控制语句等。
其次是嵌入式系统开发中常用的硬件知识，例如芯片架构、外设接口等。
还需要了解一些常用的嵌入式开发工具，如编译器、调试器等。
第四章：选择适合的开发平台嵌入式系统开发需要选择适合的开发平台。
常见的开发平台包括单片机、嵌入式Linux系统、实时操作系统等。
根据具体应用需求选择合适的开发平台，同时要考虑开发工具的可用性和便利性。
第五章：编写嵌入式系统应用程序使用C语言进行嵌入式系统开发的核心是编写应用程序。
在编写应用程序时，需要根据系统需求设计合适的算法和数据结构，实现功能模块。
同时要考虑资源的合理利用和性能的优化，以保证系统的稳定运行。
第六章：调试和测试嵌入式系统开发过程中，调试和测试是至关重要的环节。
通过调试和测试可以发现和解决系统中的问题，保证系统的可靠性和稳定性。
在调试和测试过程中，可以使用一些专业的嵌入式开发工具，如JTAG、Logic Analyzer等，来辅助分析和调试。
第七章：性能优化嵌入式系统通常具有资源受限的特点，因此性能优化是非常重要的。
通过代码优化、算法改进、资源管理等手段，可以提高系统的实时性、运行速度和功耗效率。
在进行性能优化时，需要仔细分析系统的瓶颈和热点，针对性地进行优化操作。
嵌入式系统开发
嵌入式系统开发嵌入式系统是指内嵌在其他设备或系统中，实现特定功能的计算机系统。
它通常集成了硬件和软件，通过专门的开发平台进行开发和编程。
嵌入式系统广泛应用于各个领域，如汽车、家电、医疗设备、通信设备等。
本文将围绕嵌入式系统开发展开，介绍嵌入式系统的基本原理、开发流程以及相关技术。
一、嵌入式系统的基本原理嵌入式系统的基本原理是将处理器、存储器、输入输出设备等硬件组件集成在一起，通过操作系统和应用程序实现特定的功能需求。
常见的嵌入式系统采用单片机或微处理器作为核心处理器，具有较小的体积和功耗。
嵌入式系统的设计需要考虑硬件平台的选择、外设的接口设计、系统调度和任务管理等方面。
同时，软件开发也是嵌入式系统的重要组成部分，包括操作系统的移植、设备驱动程序的编写以及应用程序的开发。
二、嵌入式系统开发流程嵌入式系统的开发流程包括需求分析、硬件设计、软件开发、集成测试和发布等环节。
下面将逐一介绍各个环节的内容。
1. 需求分析在嵌入式系统开发之前，需要明确系统的功能需求和性能要求。
通过与用户沟通和需求分析，确定硬件平台、输入输出设备和外部接口等方面的需求。
2. 硬件设计硬件设计是指基于嵌入式系统的功能需求，选择合适的处理器、存储器、外设等硬件组件，并进行相应的电路设计和PCB布局。
硬件设计需要考虑系统的稳定性、扩展性和功耗等因素。
3. 软件开发软件开发是嵌入式系统开发的关键环节。
首先，根据硬件平台的选择，进行操作系统的移植和配置。
然后，编写设备驱动程序，实现对外设的控制和数据交换。
最后，根据系统需求，开发应用程序，实现特定功能。
4. 集成测试集成测试是将硬件和软件进行整合，测试系统的功能和性能是否满足需求。
通过功能测试、性能测试和稳定性测试，发现并修复系统中的缺陷和问题。
5. 发布在集成测试通过后，将嵌入式系统制作成最终产品，进行出厂测试和质量控制。
然后，将产品发布给客户或上线市场。
三、嵌入式系统开发的相关技术嵌入式系统开发涉及到多个技术领域，下面将介绍几个重要的技术。
第1章 嵌入式系统基础(新)1
重庆大学电气工程学院
嵌入式系统及其应用
2、嵌入式操作系统
• 嵌入式操作系统具有通用操作系统的 一般功能，如向上提供对用户的接口 （如图形界面、库函数API等），向下 提供与硬件设备交互的接口（如硬件 驱动程序等），管理复杂的系统资源， 同时，它还在系统实时性、硬件依赖 性、软件固化性以及应用专用性等方 面，具有更加鲜明的特点。
嵌入式系统及其应用
无线便携式考场信息管理终端 重庆大学电气工程学院
嵌入式系统及其应用
基于ECX平台的变电站值班机器人 重庆大学电气工程学院
嵌入式系统及其应用
嵌入式系统的存在形式
嵌入式系统的存在形式通常有两种： 一种，是作为一个大系统中功能和结构相 对独立但又和其它部分密不可分的形式而 存在。
靠性高、体积小、成本低、功耗小的专用 计算机系统。
重庆大学电气工程学院
嵌入式系统及其应用
随着信息技术的发展，嵌入式系统在很多 的产业得到了非常广泛的应用并有力的推动 了这些产业的发展。例如在各种消费电子产 品、车载电子产品、办公自动化产品、智能 家电产品、工业自动化产品以及国防、航天 等众多领域中都可以找到嵌入式系统的应用 实例。
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嵌入式系统及其应用
2、基于单片机的 锅炉控制系统的解决方案
• 现在有一些生产企业使用基于单片机的锅 炉控制系统，这种系统由8位MCU、控制执 行机构、LED数码管、发光二极管、按键 等组成，完成以下功能：实时准确检测锅 炉的运行参数；综合分析及时发出控制指 令；诊断故障与报警管理;历史记录运行参 数；计算运行参数，保证锅炉的安全、稳 定运行。
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嵌入式系统及其应用
• 图1.7 服务器软件结构
嵌入式八股文200页
嵌入式八股文200页第一章嵌入式的基本概念与发展趋势1.1 嵌入式的定义及特点嵌入式系统是以微型计算机技术为基础，集成在其他产品中，实现特定功能的计算机系统。
它具有体积小、功耗低、成本低、性能高等特点。
1.2 嵌入式系统的应用领域嵌入式系统广泛应用于消费电子、通信、汽车、医疗、工业控制等领域。
例如，智能手机、智能家居、车载导航系统等都是嵌入式系统的应用。
1.3 嵌入式系统的发展趋势随着科技的进步和人们对智能化产品的需求不断增加，嵌入式系统的发展呈现以下趋势：1.3.1 多核处理器的应用为提高系统性能和处理能力，嵌入式系统逐渐采用多核处理器，实现并行计算和任务分配。
1.3.2 网络连接能力的增强嵌入式系统通过网络连接，实现与云端数据的交互和远程控制，满足人们对智能化、互联网化的需求。
1.3.3 人工智能的集成随着人工智能技术的发展，嵌入式系统逐渐集成人工智能算法和模型，实现智能感知和决策能力。
第二章嵌入式系统的硬件设计与开发2.1 嵌入式系统的硬件组成嵌入式系统的硬件包括处理器、存储器、外设等。
处理器负责计算和控制，存储器用于存储数据和程序，外设用于与外部设备进行交互。
2.2 嵌入式系统的硬件设计流程嵌入式系统的硬件设计流程包括需求分析、系统设计、电路设计、PCB设计、原型制作等步骤，确保系统满足功能和性能要求。
2.3 嵌入式系统的开发工具与环境嵌入式系统的开发工具包括编译器、调试器、仿真器等，用于开发和调试嵌入式软件和硬件。
第三章嵌入式系统的软件设计与开发3.1 嵌入式系统的软件架构嵌入式系统的软件架构包括操作系统、驱动程序、应用程序等。
操作系统负责管理系统资源和调度任务，驱动程序用于控制外设，应用程序实现系统功能。
3.2 嵌入式系统的软件开发流程嵌入式系统的软件开发流程包括需求分析、系统设计、编码、测试、调试等步骤，确保软件的正确性和稳定性。
3.3 嵌入式系统的软件开发工具与技术嵌入式系统的软件开发工具包括编译器、调试器、仿真器等，技术包括C语言、汇编语言、RTOS等。
《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。
嵌入式系统设计与开发基础
嵌入式系统设计与开发基础嵌入式系统是指将计算机系统嵌入到其他产品中，以实现特定功能的系统。
它广泛应用于汽车、家电、医疗设备等各个领域。
嵌入式系统设计与开发的基础知识对于从事相关工作的人员来说至关重要。
本文将介绍嵌入式系统设计与开发的基本概念、技术要点和常用工具，旨在帮助读者全面了解嵌入式系统的设计与开发基础。
一、嵌入式系统概述嵌入式系统是以特定任务为目标的计算机系统，通常包含处理器、存储器、输入输出设备和软件等组成部分。
与通用计算机系统相比，嵌入式系统通常具有体积小、功耗低、操作简单等特点。
嵌入式系统的设计与开发需要理解硬件和软件的相互配合，并考虑系统的实时性、可靠性和安全性等因素。
二、嵌入式系统设计思路1. 硬件设计硬件设计是嵌入式系统设计的重要环节之一。
它包括选择适当的处理器、存储器和外设等硬件组件，设计系统电路图和PCB布局，以及进行电路仿真和验证等。
在硬件设计过程中，需要考虑功耗、信号完整性和故障容忍等因素。
2. 软件设计软件设计是嵌入式系统设计的另一个关键环节。
它包括编写嵌入式软件、配置系统操作系统和驱动程序等。
嵌入式软件通常使用低级别编程语言，如汇编语言和C语言。
软件设计需要考虑实时性、可移植性和可维护性等因素。
3. 系统集成与调试系统集成是将硬件和软件组合在一起，确保它们能够协同工作的过程。
它包括将软件烧录到嵌入式系统中、连接外设、进行系统初始化和调试等。
系统集成和调试需要详细了解每个硬件和软件组件的功能，以及它们之间的相互作用。
三、嵌入式系统开发工具1. 集成开发环境 (IDE)集成开发环境是嵌入式系统开发的重要工具之一。
它提供了编写、调试和测试嵌入式软件的功能。
常用的IDE有Keil uVision、IAR Embedded Workbench和Eclipse等。
这些IDE通常集成了编译器、调试器和仿真器等工具，简化了开发流程。
2. 软件仿真器软件仿真器是嵌入式系统开发的另一个关键工具。
嵌入式系统设计与开发
嵌入式系统设计与开发嵌入式系统设计与开发是一门综合性较强的学科，涵盖了电子、计算机、通信等多个领域的知识。
随着科技的进步，嵌入式系统在各个领域得到了广泛应用，比如智能手机、智能家居、汽车等。
本文将详细介绍嵌入式系统设计与开发的相关内容和步骤。
一、嵌入式系统设计与开发的基本概念1. 嵌入式系统的定义：嵌入式系统是一种特定用途的计算机系统，嵌入在其他电子设备中，用于控制、监视和与外部环境交互。
2. 嵌入式系统的特点：实时性、稳定性、低功耗、小型化等。
二、嵌入式系统设计与开发的步骤1. 需求分析：了解用户需求，确定系统功能和性能要求，并进行需求分析和评估。
2. 系统设计：根据需求分析的结果，进行系统设计。
包括硬件设计和软件设计两个方面。
- 硬件设计：选择合适的处理器、内存、存储器等硬件组件，并进行电路设计和布板。
- 软件设计：编写嵌入式系统的软件程序，包括驱动程序、操作系统、应用程序等。
3. 硬件实现：根据硬件设计的结果，进行硬件实现。
包括电路板的制造和组装、设备的调试和测试等。
4. 软件实现：根据软件设计的结果，进行软件的实现。
包括编写代码、进行编译、连接、调试和测试等。
5. 系统集成：将硬件和软件进行集成，进行整体调试和测试。
确保系统的功能完善和性能稳定。
6. 系统验证和测试：对整个系统进行验证和测试，评估系统的可靠性、实时性和性能等。
7. 系统优化和调优：根据验证和测试的结果，对系统进行优化和调优，改进系统的性能和稳定性。
8. 系统部署和上线：将优化后的系统部署到实际环境中，并进行上线运行。
三、嵌入式系统设计与开发的技术要点1. 硬件选型：选择合适的处理器、内存、存储器等硬件组件，根据系统需求进行选型。
2. 软件开发：根据需求分析，进行软件的开发。
可选择C语言、汇编语言等进行编程。
3. 实时性设计：嵌入式系统对实时性要求较高，需要进行实时性设计，确保系统的响应速度和稳定性。
4. 低功耗设计：嵌入式系统通常工作在电池供电条件下，需要进行低功耗设计，延长系统的使用时间。
嵌入式系统的基本概念word精品文档17页
第一讲嵌入式系统的基本概念嵌入式系统的几个重要特征（1）系统内核小由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。
（２）专用性强嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植。
即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。
同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改，程序的编译下载要和系统相结合，这种修改和通用软件的“升级”是完全不同的概念。
（３）系统精简嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求其功能设计及实现上过于复杂，这样一方面利于控制系统成本，同时也利于实现系统安全。
（４）高实时性OS这是嵌入式软件的基本要求，而且软件要求固态存储，以提高速度。
软件代码要求高质量和高可靠性、实时性。
（5）嵌入式软件开发走向标准化嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行。
为了合理地调度多任务、利用系统资源、系统函数以及和专家库函数接口，用户必须自行选配RTOS（Real－Time Operating System）开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发时间，保障软件质量。
（6）嵌入式系统开发需要开发工具和环境这些工具和环境一般是基于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。
开发时往往有主机和目标机的概念，主机用于程序的开发，目标机作为最后的执行机，开发时需要交替结合进行。
嵌入式系统与PC之间的区别*嵌入式系统一般是专用系统，而PC是通用计算平台*嵌入式系统的资源比PC少得多*嵌入式系统软件故障带来的后果比PC机大得多*嵌入式系统一般采用实时操作系统*嵌入式系统大都有成本、功耗的要求*嵌入式系统得到多种微处理体系的支持*嵌入式系统需要专用的开发工具嵌入式系统一般指非PC系统，它包括硬件和软件两部分。
硬件包括处理器／微处理器、存储器及外设器件和I／O端口、图形控制器等。
嵌入式系统设计
嵌入式系统设计嵌入式系统设计是一门涉及硬件和软件的综合学科，其目标是开发出能够嵌入在其他系统中运行的高效、可靠的系统。
本文将介绍嵌入式系统设计的基本概念、设计流程以及常见的嵌入式系统应用。
第一节：嵌入式系统设计概述嵌入式系统是指被嵌入在其他设备或系统中的计算机系统。
与通用计算机系统相比，嵌入式系统通常具有小巧、低功耗、低成本以及特定功能等特点。
嵌入式系统常见于家电、汽车、电子设备等各个领域。
嵌入式系统设计包括硬件设计和软件设计两个主要方面。
硬件设计主要涉及电路设计、选择合适的处理器和传感器等；而软件设计则包括嵌入式操作系统的选择和驱动程序的开发等。
嵌入式系统设计需要工程师具备深厚的硬件和软件知识。
第二节：嵌入式系统设计流程1. 确定需求：了解系统的功能需求和约束条件，包括性能要求、成本限制和电源要求等。
2. 系统架构设计：确定系统的整体架构，包括硬件和软件的设计组件、接口标准和数据流程等。
3. 硬件设计：根据系统需求和架构设计，进行电路设计、PCB布局、传感器和接口的选择等。
4. 软件设计：选择合适的嵌入式操作系统，编写驱动程序和应用程序，实现系统功能。
5. 集成和测试：将硬件和软件组合在一起进行系统集成，进行功能测试和性能验证。
6. 优化和调试：根据测试结果进行优化，解决可能存在的问题和bug。
第三节：嵌入式系统应用1. 汽车电子：现代汽车中包含大量的嵌入式系统，如发动机管理系统、安全气囊系统和娱乐系统等。
2. 智能家居：随着物联网的发展，嵌入式系统在智能家居中的应用越来越广泛，如智能照明系统和智能家电控制系统等。
3. 医疗设备：嵌入式系统在医疗设备中发挥着重要作用，如心脏起搏器和体温监测仪等。
4. 工业控制系统：嵌入式系统在工业领域中用于自动化控制和监视，例如工厂自动化系统和智能仓储系统。
结论嵌入式系统设计是一门综合性学科，涉及硬件和软件的设计。
从需求确定到系统优化，设计流程严谨且复杂。
嵌入式系统应用广泛，涵盖了汽车、智能家居、医疗设备和工业控制系统等众多领域。
嵌入式系统原理(简介与入门)
6) 嵌入式系统一般有较高的成本控制要求。 在满足需求的前提下，在嵌入式系统开发中，要求高效率地设计，减少硬件、软件冗 余，恰到好处的设计可以最大限度地降低系统成本，并有利于提高系统的可靠性。 通用计算机则追求更快的计算速度、更大的存储容量、更丰富的配置、更大的显示器。 强大的硬件平台才能满足日益复杂的桌面操作系统及各种类型软件的需要，这样的计算机 “通用性”才最强。 7) 嵌入式系统软件一般有固化的要求。 在现代的通用计算机中，硬盘是操作系统和应用软件的载体，对于这些几 GB，甚至 几十 GB、几百 GB 的软件及数据，硬盘是最好的记录媒介。 嵌入式系统软件一般把操作系统和应用软件直接固化在非易失性存储器（如 FLASH 存储器）中。首先，嵌入式系统一般没有硬盘，就算有硬盘或存储卡之类的外部存储器， 也很少用于存储系统软件，多是用于存储数据或用户扩展的软件；其次，无论是操作系统 还是应用软件都很精练，所占容量相对通用计算机要小得多，所以有固化的条件；再次， 嵌入式系统不象通用计算机那么容易安装和升级软件，而且也很少需要改动，所以要求软 件存储可靠性高，因此有必要把软件固化；最后，软件固化有利于提高嵌入式系统的启动 速度。 8) 嵌入式系统软件一般采用交叉开发的模式。 目前软件设计工作大多采用集成开发环境，将代码编辑、编译、链接、仿真、调试等 软件开发工具集成在一起。嵌入式系统针对具体的应用进行设计，其硬件、软件的配置往 往不便于或不可能支持应用软件开发。实际开发中，一般用通用计算机（主要是 PC 机） 作为开发机，进行嵌入式软件的编辑、编译、链接，在开发机上进行仿真，或下载到嵌入 式目标系统是运行测试，最终的目标代码固化到目的系统的存储器中运行，这就是所谓交 叉开发的软件设计模式。 9) 嵌入式系统在体积、功耗、可靠性、环境适应性上一般有特殊要求 嵌入式系统作为一个固定的组成部分“嵌入”在设备中，因受装配、供电、散热等条 件的约束，其体积、功耗必然有一定的限制。例如，现在的手机功能日益强大，但体积越 做越小，集成度和装配密度非常高，在这种应用环境里，嵌入式计算机部分的芯片封装、
嵌入式系统开发与应用
嵌入式系统开发与应用嵌入式系统开发与应用是现代科技领域的重要组成部分，它涵盖了从底层硬件设计到高层软件开发的一系列技术和方法。
嵌入式系统广泛应用于诸多领域，如消费电子、工业控制、汽车电子、医疗设备等。
本文将介绍嵌入式系统开发的基本概念、应用领域以及未来发展趋势。
一、嵌入式系统开发的基本概念嵌入式系统是指嵌入在其他设备或系统中，具有特定功能的计算机系统。
与传统计算机系统相比，嵌入式系统通常具有体积小、功耗低、成本低的特点。
嵌入式系统的核心是微处理器（如ARM、MIPS等）或微控制器（如8051、STM32等），以及与之配套的外设（如存储器、输入输出接口等）。
嵌入式系统开发的关键是将硬件与软件紧密集成，以实现特定功能。
硬件开发主要包括电路设计、PCB设计、嵌入式软件开发者对硬件的控制，以及常用的传感器、执行器和通信接口的选型和集成。
软件开发主要包括操作系统的选择和裁剪、驱动程序的编写、应用程序的开发，以及与硬件之间的交互和通信。
二、嵌入式系统的应用领域1. 消费电子：嵌入式系统广泛应用于智能手机、平板电脑、智能电视等消费电子产品。
这些设备要求高性能、低功耗以及良好的用户体验。
嵌入式系统在这些设备中的作用是负责处理各类用户操作、数据处理、多媒体播放、通信等功能。
2. 工业控制：嵌入式系统广泛应用于工业自动化领域。
它能够实现工业设备的监控、控制和运行管理。
嵌入式系统可以处理各种输入输出信号，与工艺设备和传感器进行通信，并对工艺过程进行控制和调节。
3. 汽车电子：嵌入式系统在现代汽车中起到了至关重要的作用。
它能够实现汽车引擎控制、车身电子控制、信息娱乐、驾驶辅助等功能。
嵌入式系统可以通过各种传感器获取车辆状态信息，同时与汽车中的各种模块进行通信。
4. 医疗设备：嵌入式系统在医疗设备领域应用广泛，如心脏起搏器、呼吸机、血糖监测仪等。
嵌入式系统能够监测病人的生理参数，同时控制和调节医疗设备的工作状态，以满足病人的实际需求。
第一章嵌入式系统基础
1.3 嵌入式操作系统
基本概念 ——实时操作系统（RTOS） 实时操作系统是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，用户的应用程序是运 行于RTOS之上的各个任务，RTOS根据各个任务的要求，进行资源(包括存储器、外设等) 管理、消息管理、任务调度、异常处理等工作。在RTOS支持的系统中， 每个任务均有一 个优先级，RTOS根据各个任务的优先级，动态地切换各个任务，保证对实时性的要求。
1.2 嵌入式处理器
1.2.1嵌入式系统分类 按表现形式分：（硬件范畴）
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） 系统级嵌入SOC（System on a chip） 按实时性要求分：（软件范畴） 非实时系统（PDA，Personal Digital Assistant 個人數字助理） 软实时系统（消费类产品） 硬实时系统（导引头等工业和军工系统）
是嵌入式软件的基本要求，软件固态存储，以提高速度。软件代码要求高质量和高可靠性、 实时性。
（5）嵌入式软件开发走向标准化 嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统直接在芯片上运行。
5、嵌入式系统应用领域
工业 工控设备 智能仪表 汽车电子
军事国防 军事电子
嵌入式应用
网络设备
电子商务 网络
消费电子 信息家电 智能玩具 通信设备 移动存贮
第一章嵌入式系统基础
主要内容
嵌入式硬件平台 微处理器、存储器、I/O… ARM和XScale的指令系统和体系结构
嵌入式操作系统 特点、进程调度、存储管理… μC/OS, Linux的移植、设备驱动和应用开发
嵌入式应用开发 基于μC/OS, Linux, WinCE等
使用教材
ARM9嵌入式系统设计与开发应用 熊茂华 杨震伦 主编 清华大学出版社
嵌入式系统开发入门教程
嵌入式系统开发入门教程嵌入式系统是现代科技领域中的重要组成部分，广泛应用于各个领域，如智能家居、汽车电子、医疗设备等。
作为一名初学者，了解嵌入式系统开发的基本概念和流程是非常重要的。
本文将为你介绍嵌入式系统开发的入门教程，帮助你快速掌握开发嵌入式系统的基本知识和技能。
首先，让我们了解什么是嵌入式系统。
简单地说，嵌入式系统是一种专门设计和制造的计算机系统，用于特定应用领域。
与传统的计算机系统不同，嵌入式系统通常具有小型化、低功耗、高效能和实时性的特点。
这是因为嵌入式系统往往用于执行特定的任务，并且需要在受限的资源条件下运行。
接下来，我们将了解嵌入式系统开发的基本概念。
在开发嵌入式系统之前，你需要掌握以下几个方面的知识：1. 编程语言：C语言是嵌入式系统开发中最常用的编程语言。
你需要学习C语言的语法和编程技巧，掌握嵌入式系统的开发和调试技术。
2. 微控制器：嵌入式系统通常使用微控制器来实现其功能。
你需要了解微控制器的工作原理、结构和接口。
常见的微控制器包括8051、AVR、PIC等。
3. 电路设计：了解电路设计的基本原理和常用元件。
熟悉使用电路设计软件，如Eagle、Altium Designer等。
4. 嵌入式操作系统：学习使用嵌入式操作系统，如FreeRTOS、uC/OS等。
了解操作系统的特点和使用方法，掌握任务调度、内存管理、驱动开发等技术。
5. 传感器和外设：嵌入式系统常常需要与各种传感器和外设进行交互。
学会选择和使用合适的传感器和外设，并了解它们的工作原理和接口协议。
当你掌握了上述基本概念后，就可以开始开发自己的嵌入式系统了。
下面是一个简单的嵌入式系统开发流程：1. 确定需求：明确你的嵌入式系统需要解决的问题和实现的功能。
编写需求文档，描述系统的基本功能和硬件要求。
2. 电路设计：根据需求文档设计电路。
选择合适的微控制器和外设，并进行连线和布局设计。
3. 嵌入式软件开发：使用C语言编写嵌入式系统的软件。
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章节内容
1 嵌入式系统设计的特点和要求 2 嵌入式系统设计的一般流程 3 嵌入式系统软件设计的流程 4 嵌入式系统开发工具与开发环境 5 嵌入式系统的调试与测试
嵌入式软件开发的流程
嵌入式软件开发的特点：
引入任务设计方法 需要固化程序 软件开发难度大
嵌入式应用软件对实时性、稳定性、可靠性、抗干扰性等性 能的要求都比通用软件的要求更为严格和苛刻。
嵌入式集成开发环境都支持交叉编译、链接，如 WindRiver公司的TornadoⅡ以及GNU套件等。交叉 编译链接生成两种类型的可执行文件：调试用的可执 行文件和固化的可执行文件。
生成代码阶段
交叉调试
交叉调试，又叫远程调试，具有以下特点：
调试器和被调试的程序运行在不同的机器上。调试器 运行在PC或工作站上，而被调试程序运行在各式的专 用目标机上；
问题：
功能、性 能要求 价格、开 发周期等 约束
设计：
选择 折衷 分析比较 计算 评价
嵌入式系统
方法
工具
嵌入式系统设计的流程
系统概念
运行维护
开发 产品 产品
任务书 阶段 基线 阶段
需求规格 审核 概要设计
测试
审核
模块 实现
审核
详细 审核 设计
验证
单元 验证 系统
集成
集成
嵌入式系统设计的流程
嵌入式系统设计的流程
需求、性能需求、环境需求、可靠性需求、安全需求、用户界 面需求、资源使用需求、软件成本与开发进度需求。 (2)制订规格说明文档
经过对问题的识别，产生了系统各方面的需求。通过对规格 的说明，文档得以清晰、准确地描述。这些说明文档包括需求
规格说明书和初级的用户手册等。
需求分析阶段
(3)需求评审 需求评审作为系统进入下一阶段前最后的需求分析复查手
段，在需求分析的最后阶段对各项需求进行评估，以保证软 件需求的质量。需求评审的内容包括正确性、无歧义性、安 全性、可验证性、一致性、可理解性、可修改性、可追踪性 等多个方面。
设计阶段
系统的设计阶段包括系统设计、任务设计和任务的详细 设计。由于嵌入式系统中任务的并发性，嵌入式软件开发中 引入了DARTS (Design Approach for Real-Time System)
嵌入式软件开发的流程
嵌入式软件的开发流程与通用软件的开发流程大同小异 ，但开发所使用的设计方法具有嵌入式开发的特点。整 个开发流程可分为：
需求分析阶段 设计阶段 生成代码阶段 固化阶段
需求分析阶段
嵌入式系统应用需求中最为突出的是注重应用的时效性，需 求分析阶段的主要任务是：
(1)对问题的识别和分析 对用户提出的问题进行抽象识别用以产生以下的需求：功能
《ARM-Linux嵌入式系统 设计基础》
第二章 嵌入式系统开发的基本概念
防灾科技学院 灾害信息工程系
章节内容
1 嵌入式系统设计的特点和要求 2 嵌入式系统设计的一般流程 3 嵌入式系统软件设计的流程 4 嵌入式系统开发工具与开发环境 5 嵌入式系统的调试与测试
嵌入式系统的设计准则
嵌入式系统设计不同于桌面系统,它非常受制于功能和具体 的应用环境。所以嵌入式系统的设计具有一些特殊的要求 。
DARTS设计方法：是结构化分析/结构化设计的扩展。它 给出划分任务的方法，并提供步骤如下： •(1)数据流分析 •(2)划分任务 •(3)定义任务间的接口
生成代码阶段
生成代码阶段需要完成的工作包括代码编程、交叉编 译和链接、交叉调试和测试等。
是针对相应的嵌入式硬件开发的，是专用的。
嵌入式系统的这一特点，决定了嵌入式应用开发方法不同 于传统的软件工程方法。
章节内容
1 嵌入式系统设计的特点和要求 2 嵌入式系统设计的一般流程 3 嵌入式系统软件设计的流程 4 嵌入式系统开发工具与开发环境 5 嵌入式系统的调试与测试
嵌入式系统设计的流程
用户需求
选择嵌入式处理器 设计硬件平台
选择合适的 嵌入式操作系统
在操作系统上 开发应用程序
未通过
软件测试
通过 系统综合测试
系统开发结束
嵌入式系统设计的流程
嵌入式系统设计的流程
嵌入式操作系统的选择
嵌入式操作系统选型的原则
功能及性能要求。 成熟程度。 可移植性。 可利用资源。 系统定制能力。 硬件平台与开发工具。 成本。
嵌入式系统的设计要求:
并发处理,及时响应 接口方便,操作容易 稳定可靠,维护简便 功耗管理,降低成本 功能实用,便于升级
嵌入式系统开发的特点
需要软硬件综合开发，二者密切相关。 原因：
任何一个嵌入式产品都是软件和硬件的结合体 一旦嵌入式产品研发完成，软件就固化在硬件环境中，嵌入式软件
生成代码阶段
代码编程
在嵌入式系统的开发过程中，一般采用的方法是先在 通用PC上编程，然后通过交叉编译链接，将程序做成目 标平台上可以运行的二进制代码格式。最后将程序下载 到目标平台上的特定位置，在目标板上启动运行这段二 进制代码。
生成代码阶段
交叉编译和链接
嵌入式软件开发编码完成后，要进行编译和链接以 生成可执行代码。但是，在开发过程中设计人员普遍 使用Intel的x86系列CPU的计算机进行开发，而目标 环境的处理芯片却是多种多样的，如ARM，DSP， PowerPC系列等，这就要求开发机上的编译器能支持 交叉编译。
• 目标机可以是一种仿真机。通过在宿主机上运行目标 机的仿真软件，仿真一台目标机，使整个调试工作只 在一台计算机上进行。
测试
嵌入式系统开发的测试与通用软件的测试相似，分为 单元测试和系统集成测试。
固化阶段
嵌入式系统的应用软件是针对特定的实际专业领域的，基于相 应的嵌入式硬件平台，并能完成用户预期任务的计算机软件。
调试器通过某种通信方式与目标机建立联系，如串口 、并口、网络、JTAG或者专用的通信方式。
通过调试器能查看和修改目标机上的内存、寄存器以及 被调试程序中的变量等
生成代码阶段
• 在目标机上一般具有某种调试代理，这种代理能与调 试器一起配合完成对目标机上运行程序的调试。这种 代理可以是某种能支持调试的硬件，也可以是某种软 件；