嵌入式系统综述
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• 互联网的普及 • 半导体技术的改善 • 3C（Compute,Communication,ConsumerElectronic ）技
术的快速融合 • 使用者的需求 • 信息服务应用生活化
嵌入式系统综述
23
未来嵌入式系统的发展趋势
嵌入式系统综述
24
嵌入式系统概述
➢ 1.嵌入式系统 ➢ 2. 嵌入式系统组成 ➢ 3.嵌入式处理器 ➢ 4.嵌入式操作系统
13
消费类电子—智能玩具、手持通讯的核心
嵌入式系统综述
14
智能玩具与机器人
嵌入式系统综述
15
交通管理、环境监测
交通管理在车辆导航、流量控制、信息监测与 汽车服务方面，目前GPS设备已经从尖端产品 进入了普通百姓的家庭
水文资料实时监测，防洪体系及水土质量监测、 堤坝安全，地震监测网，实时气象信息网，水源 和空气污染监测。
微处理器：是嵌入式系统的核心。嵌入式微 处理器一般都具有较高的集成度。
外围硬件: 嵌入式系统处理器以外的硬件，为系统提供运行条 件(时钟和电源部件)和部分功能(内存、各种通讯端口等)。
的嵌入式系统，高档汽车中也有多达几十个嵌入式系统。
在日常生活中，几乎所有带有一点“智能”的家电（全自动洗
衣机、电脑电饭煲…）都是嵌入式系统。
嵌入式系统广泛的适应能力和多样性，使得视听、工作场
所甚至健身设备中到处都有嵌入式系统。
嵌入式系统综述
5
现实中的嵌入式系统
嵌入式系统综述
6
嵌入式技术无处不在
嵌入式系统的诞生于微型计算机时代，随其诞生现代计算机 领域中出现了通用计算机与嵌入式计算机的两大分支。
通用计算机：按照高速、海量的技术发展； 嵌入式计算机系统：则为满足对象系统嵌入式智能化控制 要求发展。
1.1.1 现实中的嵌入式系统
嵌入式系统的应用：工业自动化、国防、运输和航天领域。
例如神州飞船和长征火箭中嵌入式系统，导弹的制导系统中
加油站、停车场管理
嵌入式系统综述
16
嵌入式在Internet中的应 用
嵌入式系统综述
17
军事国防领域
嵌入式系统综述
18
航天领域
嵌入式系统综述
19
1.1.2 嵌入式系统的定义及特点
根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：
嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器 和设备的装置”（原文为devices used to control,
7
嵌入式系统示例 ——汽车控制系统
嵌入式系统综述
8
嵌入式系统示例 ——汽车控制系统
前车门控 制系统
发动器控 制系统
后车门控 制系统
尾灯控制 系统
所有的控 制系统都 是一个完 整的嵌入 式系统
座椅控制 系统
嵌入式系统综述
马达 控制器 车灯
9
嵌入式系统的应用领域
工业
工控设备 智能仪表 汽车电子
处理文档、进行工作管理和生产控制的计算机
嵌入式技术的电子产品，如：MP3、PDA、手机、 智能玩具，网络家电、智能家电、车载电子设备 等
在工业和服务领域中，大量嵌入式技术也已经应 用于工业控制、数控机床、智能工具、工业机器 人、服务机器人等各个行业，正在逐渐改变着传 统的工业生产和服务方式
嵌入式系统综述
monitor, or assist the operation of equipment,
machinery or plants）。
简单讲，就是嵌入到对象体中的专用计算机系统。
三要素：嵌入、专用、计算机
嵌入式系统的特点:由三要素引出
·嵌入性：嵌入到对象体系中，有对象环境要求
·专用性：软、硬件按对象要求裁减
军事国防
军事电子
嵌入式应用
网络设备
电子商务
消费电子
信息家电 智能玩具 通信设备 移动存贮
嵌入式系统网综络述
10
工业控制 、工业设备
过去在工业过程控制、数字机床、电力系 统、电网安全、电网设备监测、石油化工 系统等方面，大部分低端型设备主要采用 是８位单片机。
随着技术发展，目前许多设备除了进行实 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。 需要性能更高的控制系统。
嵌入式系统综述
11
嵌入式系统应用领域－信息家电
信息家电将成为嵌入式系统最大的应用领 域。
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，如冰箱、空调等 的网络化、智能化等。
嵌入式系统综述
12
嵌入式系统应用领域－消费类电子
嵌入式系统综述
• 提供硬件基础
计算机组成原理
• 确立计算机部件功能 • 掌握计算机工作原理
高级语言程序设计
• 熟悉C语言程序设计的方法 • 掌握基本程序设计思想
嵌入式系统综述
3
嵌入式系统概述
➢ 1.嵌入式系统 ➢ 2.嵌入式系统组成 ➢ 3.嵌入式处理器 ➢ 4.嵌入式操作系统
嵌入式系统综述
4
1.1 嵌入式系统
·计算机：实现对象的智能化功能
嵌入式系统综述
20
嵌入式系统的概念
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。
嵌入式系统综述
21
•嵌入式系统的历史
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单片机模式和计算机模式
计算机学科
计算机模式： 操作系统 网络协议 人机交互 多媒体
电子学科
单片机模式： 低功耗
高集成度 针对性设计
新型嵌入式系统
嵌入式系统综述
22
嵌入式系统的相关技术与发展趋势
相关技术：多学科交叉， 计算机、电子技术、 微电子技术、集成电路设计等
嵌入式系统综述
25
1.2 嵌入式系统的组成
微处理器、外围硬件、嵌入式操作系统、应用程序以及开发环 境(软件分3层：HW/FM/AP ，HW硬件驱动或接口操作； FM中间层；AP应用层）
编译 开发环境
应用程序 操作系统
软件部分
下载和调试
嵌入式 微处理器
外围硬件
嵌入式系统综述
硬件部分
26
1.2 嵌入式系统的组成
ARM嵌入式系统
嵌入式系统综述
1
ARM嵌入式系统-课程特点
专业技术基础课
硬件系列课程之一
• 计算机组成原理 • 微机原理及接口技术 • 嵌入式系统 • 计算机体系结构
指定选修课
• 以技术为主 • 面向应用 • 软硬件相结合
嵌入式系统综述
2
ARM嵌入式系统-先修课程
计算机文化课基础(全面了解)
数字逻辑
术的快速融合 • 使用者的需求 • 信息服务应用生活化
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未来嵌入式系统的发展趋势
嵌入式系统综述
24
嵌入式系统概述
➢ 1.嵌入式系统 ➢ 2. 嵌入式系统组成 ➢ 3.嵌入式处理器 ➢ 4.嵌入式操作系统
13
消费类电子—智能玩具、手持通讯的核心
嵌入式系统综述
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智能玩具与机器人
嵌入式系统综述
15
交通管理、环境监测
交通管理在车辆导航、流量控制、信息监测与 汽车服务方面，目前GPS设备已经从尖端产品 进入了普通百姓的家庭
水文资料实时监测，防洪体系及水土质量监测、 堤坝安全，地震监测网，实时气象信息网，水源 和空气污染监测。
微处理器：是嵌入式系统的核心。嵌入式微 处理器一般都具有较高的集成度。
外围硬件: 嵌入式系统处理器以外的硬件，为系统提供运行条 件(时钟和电源部件)和部分功能(内存、各种通讯端口等)。
的嵌入式系统，高档汽车中也有多达几十个嵌入式系统。
在日常生活中，几乎所有带有一点“智能”的家电（全自动洗
衣机、电脑电饭煲…）都是嵌入式系统。
嵌入式系统广泛的适应能力和多样性，使得视听、工作场
所甚至健身设备中到处都有嵌入式系统。
嵌入式系统综述
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现实中的嵌入式系统
嵌入式系统综述
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嵌入式技术无处不在
嵌入式系统的诞生于微型计算机时代，随其诞生现代计算机 领域中出现了通用计算机与嵌入式计算机的两大分支。
通用计算机：按照高速、海量的技术发展； 嵌入式计算机系统：则为满足对象系统嵌入式智能化控制 要求发展。
1.1.1 现实中的嵌入式系统
嵌入式系统的应用：工业自动化、国防、运输和航天领域。
例如神州飞船和长征火箭中嵌入式系统，导弹的制导系统中
加油站、停车场管理
嵌入式系统综述
16
嵌入式在Internet中的应 用
嵌入式系统综述
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军事国防领域
嵌入式系统综述
18
航天领域
嵌入式系统综述
19
1.1.2 嵌入式系统的定义及特点
根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：
嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器 和设备的装置”（原文为devices used to control,
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嵌入式系统示例 ——汽车控制系统
嵌入式系统综述
8
嵌入式系统示例 ——汽车控制系统
前车门控 制系统
发动器控 制系统
后车门控 制系统
尾灯控制 系统
所有的控 制系统都 是一个完 整的嵌入 式系统
座椅控制 系统
嵌入式系统综述
马达 控制器 车灯
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嵌入式系统的应用领域
工业
工控设备 智能仪表 汽车电子
处理文档、进行工作管理和生产控制的计算机
嵌入式技术的电子产品，如：MP3、PDA、手机、 智能玩具，网络家电、智能家电、车载电子设备 等
在工业和服务领域中，大量嵌入式技术也已经应 用于工业控制、数控机床、智能工具、工业机器 人、服务机器人等各个行业，正在逐渐改变着传 统的工业生产和服务方式
嵌入式系统综述
monitor, or assist the operation of equipment,
machinery or plants）。
简单讲，就是嵌入到对象体中的专用计算机系统。
三要素：嵌入、专用、计算机
嵌入式系统的特点:由三要素引出
·嵌入性：嵌入到对象体系中，有对象环境要求
·专用性：软、硬件按对象要求裁减
军事国防
军事电子
嵌入式应用
网络设备
电子商务
消费电子
信息家电 智能玩具 通信设备 移动存贮
嵌入式系统网综络述
10
工业控制 、工业设备
过去在工业过程控制、数字机床、电力系 统、电网安全、电网设备监测、石油化工 系统等方面，大部分低端型设备主要采用 是８位单片机。
随着技术发展，目前许多设备除了进行实 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。 需要性能更高的控制系统。
嵌入式系统综述
11
嵌入式系统应用领域－信息家电
信息家电将成为嵌入式系统最大的应用领 域。
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，如冰箱、空调等 的网络化、智能化等。
嵌入式系统综述
12
嵌入式系统应用领域－消费类电子
嵌入式系统综述
• 提供硬件基础
计算机组成原理
• 确立计算机部件功能 • 掌握计算机工作原理
高级语言程序设计
• 熟悉C语言程序设计的方法 • 掌握基本程序设计思想
嵌入式系统综述
3
嵌入式系统概述
➢ 1.嵌入式系统 ➢ 2.嵌入式系统组成 ➢ 3.嵌入式处理器 ➢ 4.嵌入式操作系统
嵌入式系统综述
4
1.1 嵌入式系统
·计算机：实现对象的智能化功能
嵌入式系统综述
20
嵌入式系统的概念
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。
嵌入式系统综述
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•嵌入式系统的历史
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
单片机模式和计算机模式
计算机学科
计算机模式： 操作系统 网络协议 人机交互 多媒体
电子学科
单片机模式： 低功耗
高集成度 针对性设计
新型嵌入式系统
嵌入式系统综述
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嵌入式系统的相关技术与发展趋势
相关技术：多学科交叉， 计算机、电子技术、 微电子技术、集成电路设计等
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1.2 嵌入式系统的组成
微处理器、外围硬件、嵌入式操作系统、应用程序以及开发环 境(软件分3层：HW/FM/AP ，HW硬件驱动或接口操作； FM中间层；AP应用层）
编译 开发环境
应用程序 操作系统
软件部分
下载和调试
嵌入式 微处理器
外围硬件
嵌入式系统综述
硬件部分
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1.2 嵌入式系统的组成
ARM嵌入式系统
嵌入式系统综述
1
ARM嵌入式系统-课程特点
专业技术基础课
硬件系列课程之一
• 计算机组成原理 • 微机原理及接口技术 • 嵌入式系统 • 计算机体系结构
指定选修课
• 以技术为主 • 面向应用 • 软硬件相结合
嵌入式系统综述
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ARM嵌入式系统-先修课程
计算机文化课基础(全面了解)
数字逻辑