《嵌入式系统基础教程》第01讲_第1章绪论
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01-嵌入式系统基础
嵌入式系统基础
1.1.4 嵌入式系统的应用
工业控制 工控设备
军事国防 军事电子
消费电子 智能玩具
智能仪表 汽车电子
嵌入式系统
信息家电 通讯设备
移动存储
网络设备
电子商务
网络
嵌入式系统基础
1.1.5 实时系统(Real Time System)
实时系统是能够在指定或者确定的时间内完成系统功能以 及对外部或内部事件在同步或异步时间内做出响应的系统。
随机发生的事件是异步事件，由异步事件驱动的任务称为 异步任务。 中断任务是异步任务，优先级高于同步任务。
6. 资源与临界资源
如：I/O设备、变量、 结构体、数组等
任何为任务所占用的实体都可称为资源
可以被一个以上任务使用的资源叫做共享资源
一次仅允许一个进程使用的共享资源叫做临界资源
每个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区
Flash RAM ROM
外设
USB
LCD 触摸屏 其他
嵌入式系统基础
1.1.2 嵌入式系统的组成 嵌入式系统的整体基本架构
用户应用程序
应用软件层
输入
嵌入式操作系统
系统软件层
板级支持包
中间层
系统I/O 时钟
存储器 嵌入式处理器
硬件层
通用设备接口 电源
输出
嵌入式系统基础
1.1.3 嵌入式系统的特点
任务 1
程序可以认为CPU完全
栈
属于该程序自己,有它
自己的一套CPU寄存器
和自己的栈空间。
状态
进程：是指在系统中
SP 优先级
正在运行的一个应用
程序，是执行程序的
实例。
北航《嵌入式系统》课件第一章
处理器的发展趋势是低功耗、高集成度和高性能。
存储器
01
存储器是嵌入式系统中 用于存储数据和程序的 硬件设备。
02
根据存储速度和访问方 式，可以分为高速缓存 、主存储器和辅助存储 器。
03
嵌入式系统通常采用不 同类型的存储器，以满 足不同的存储需求。
04
存储器的容量和速度对 嵌入式系统的性能和可 靠性有重要影响。
智能环境
通过嵌入式系统技术，实现家庭环境 的智能化管理，如温度、湿度、空气 质量监测与调节等功能。
工业控制系统
01
02
03
04
工业控制系统
通过嵌入式系统技术，实现工 业生产过程中的设备控制、数
据采集、监控等功能。
自动化流水线
通过嵌入式系统控制，实现自 动化流水线的运作，提高生产
效率。
工业机器人
通过嵌入式系统技术，实现工 业机器人的运动控制、感知与
系统集成
将软硬件集成在一起，形 成完整的嵌入式系统。
系统测试
1 2
单元测试
对每个软件模块进行测试，确保其功能正常。
集成测试
对整个系统进行测试，确保软硬件协同工作正常 。
3
系统测试
对整个系统进行全面测试，确保满足用户需求。
04 嵌入式系统的开发工具
嵌入式开发环境
嵌入式开发环境概述
嵌入式开发环境是用于编写、编译、调试嵌入式系统程序的集成 开发环境。
编写详细的需求规格说明书，明确系 统需求。
系统设计
硬件设计
01
根据系统需求，设计合适的硬件架构。
软件设计
02
设计软件架构，确定软件模块及其接口。
系统集成方案
03
制定系统集成方案，确保软硬件协同工作。
存储器
01
存储器是嵌入式系统中 用于存储数据和程序的 硬件设备。
02
根据存储速度和访问方 式，可以分为高速缓存 、主存储器和辅助存储 器。
03
嵌入式系统通常采用不 同类型的存储器，以满 足不同的存储需求。
04
存储器的容量和速度对 嵌入式系统的性能和可 靠性有重要影响。
智能环境
通过嵌入式系统技术，实现家庭环境 的智能化管理，如温度、湿度、空气 质量监测与调节等功能。
工业控制系统
01
02
03
04
工业控制系统
通过嵌入式系统技术，实现工 业生产过程中的设备控制、数
据采集、监控等功能。
自动化流水线
通过嵌入式系统控制，实现自 动化流水线的运作，提高生产
效率。
工业机器人
通过嵌入式系统技术，实现工 业机器人的运动控制、感知与
系统集成
将软硬件集成在一起，形 成完整的嵌入式系统。
系统测试
1 2
单元测试
对每个软件模块进行测试，确保其功能正常。
集成测试
对整个系统进行测试，确保软硬件协同工作正常 。
3
系统测试
对整个系统进行全面测试，确保满足用户需求。
04 嵌入式系统的开发工具
嵌入式开发环境
嵌入式开发环境概述
嵌入式开发环境是用于编写、编译、调试嵌入式系统程序的集成 开发环境。
编写详细的需求规格说明书，明确系 统需求。
系统设计
硬件设计
01
根据系统需求，设计合适的硬件架构。
软件设计
02
设计软件架构，确定软件模块及其接口。
系统集成方案
03
制定系统集成方案，确保软硬件协同工作。
第1章嵌入式系统基础.ppt
典型的嵌入式操作系统
(1)、嵌入式Linux Linux本身所具备的源码开放、内核可裁减 等种种特性使其成为嵌入式开发的首选。在进入 市场的前两年中，嵌入式Linux的设计通过广泛 应用而获得了巨大成功。随着嵌入式Linux技术 的成熟，定制需要的尺寸更加方便，同时支持更 多的平台。Linux已从早期的试用阶段大步迈进 到嵌入式市场的主流。
嵌入式系统的历史
90年代以后，随着对实时性要求的提高，软 件规模不断上升，实时核逐渐发展为实时多任务 操作系统（RTOS），并作为一种软件平台逐步 成为目前国际嵌入式系统的主流。这时候更多的 公司看到了嵌入式系统的广阔发展前景，开始大 力发展自己的嵌入式操作系统。除了上面的几家 老牌公司以外，还出现了Palm OS，WinCE，嵌 入式Linux，Lynx，Nucleux，以及国内的Hopen， Delta Os等嵌入式操作系统。
典型的嵌入式操作系统
(2)、Windows CE Windows CE是微软公司的产品，但不是 消减的Windows版本。它是从整体上为有限资源 的平台设计的多线程、完整优先权、多任务的操 作系统。它的模块化设计允许定制从掌上电脑到 专用工控电子设备。Windows CE的缺点是价格 过高，因此随着嵌入式操作系统领域日益激烈的 竞争，微软不得不应付来自Linux等免费系统的 冲击。
什么是嵌入式？
根据IEEE（国际电机工程师协会）的定义， 嵌入式系统是“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，还可以涵盖机械等 附属装置。
第1讲 嵌入式系统基础
NOR Flash的特点是在芯片内执行，可以直接读取芯片内 储存的数据，因而速度比较快。应用程序直接在Flash内运行， 不必把代码读到系统RAM中运行。 NAND Flash不能直接在Flash内运行应用程序，需要将数 据复制到RAM中运行，特点是容量大。
• 通信设备 应用于嵌入式系统中的通信设备包 接口（ 括RS-232接口（串行通信接口）、 接口 串行通信接口）、 SPI（串行外围设备接口）、 ）、IrDA（红 （串行外围设备接口）、 （ 外线接口）、 ）、I2C（现场总线）、 ）、USB 外线接口）、 （现场总线）、 通用串行总线接口）、 ）、Ethernet （通用串行总线接口）、 以太网接口） （以太网接口）等。
反恐防暴
• 2002年11月28 日，以色列一 选举投票点， 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。
微型飞行器---“黑寡妇”（Black Widow ） 黑寡妇” 微型飞行器 黑寡妇
嵌入式系统与机器人技术
图：卡耐基梅隆大学和瑞士EPFL研制的机器人控制器 （采用卡西欧PDA和Windows CE） PDA （Personal Digital Assistant），个人数码助理
第1章
嵌入式系统基础
1.1嵌入式系统简介
嵌入式系统课程体系
嵌入式软硬件设计、 设计等 嵌入式软硬件设计、IC设计等
嵌 入 嵌入式软硬件协同设计 式 系 嵌入式系统编程 统 设 嵌入式操作系统 计
微处理器与接口设计 嵌入式系统开发实践
SOPC开发 SOPC体系结构 EDA技术
微处理器体系结构 数字电路与模拟电路
为核心的嵌入式系统。 为核心的嵌入式系统。
• 实时操作系统阶段 通用的嵌人式实时操作系统阶段，以 实时操作系统阶段：通用的嵌人式实时操作系统阶段，
• 通信设备 应用于嵌入式系统中的通信设备包 接口（ 括RS-232接口（串行通信接口）、 接口 串行通信接口）、 SPI（串行外围设备接口）、 ）、IrDA（红 （串行外围设备接口）、 （ 外线接口）、 ）、I2C（现场总线）、 ）、USB 外线接口）、 （现场总线）、 通用串行总线接口）、 ）、Ethernet （通用串行总线接口）、 以太网接口） （以太网接口）等。
反恐防暴
• 2002年11月28 日，以色列一 选举投票点， 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。
微型飞行器---“黑寡妇”（Black Widow ） 黑寡妇” 微型飞行器 黑寡妇
嵌入式系统与机器人技术
图：卡耐基梅隆大学和瑞士EPFL研制的机器人控制器 （采用卡西欧PDA和Windows CE） PDA （Personal Digital Assistant），个人数码助理
第1章
嵌入式系统基础
1.1嵌入式系统简介
嵌入式系统课程体系
嵌入式软硬件设计、 设计等 嵌入式软硬件设计、IC设计等
嵌 入 嵌入式软硬件协同设计 式 系 嵌入式系统编程 统 设 嵌入式操作系统 计
微处理器与接口设计 嵌入式系统开发实践
SOPC开发 SOPC体系结构 EDA技术
微处理器体系结构 数字电路与模拟电路
为核心的嵌入式系统。 为核心的嵌入式系统。
• 实时操作系统阶段 通用的嵌人式实时操作系统阶段，以 实时操作系统阶段：通用的嵌人式实时操作系统阶段，
《嵌入式系统基础入门》-01
8051内部结构
8051内部结构
总线（BUS）是计算机各部件之间传送信息
的公共通道。微机中有内部总线和外部总线 两类。内部总线是CPU内部之间的连线。外 部总线是指CPU与其它部件之间的连线。 外部总线有三种: 数据总线DB（Data Bus）, 地址总线 AB（Address Bus）和控 制总线 CBControl Bus）。
单片机能做什么
工业自动化：数据采集、测控技术。 智能仪器仪表：数字示波器、数字信号源、数字
万用表、感应电流表等。 消费类电子产品：洗衣机、电冰箱、空调机、电 视机、微波炉、手机、IC卡、汽车电子设备等。 通讯方面：调制解调器、程控交换技术、手机、 小灵通等。 武器装备：飞机、军舰、坦克、导弹、航天飞机、 鱼雷制导、智能武器等。
二进制
数字电路中的两种电平特性决定了它适合是
使用二进制来进行处理。
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 10 11 100 101 110 111
十六进制
十六进制是二进制的简短表示形式。
十进制中的0-15分别表示为十六进制的0、1、2、3、4、 5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F
I/O口定义
sbit beep=P2^3;
单片机主要掌握以下几点
最小系统能够运行起来的必要条件。
1.电源 2.晶振 3.复位电路
对单片机任意IO口的随意操作
1.输出控制电平高低 2.输出检测电平高低。
定时器：重点掌握最常用的方式2 中断：外部中断、定时器中断、串口中断 串口通信：单片机之间、单片机与计算机间
不建议：使用模拟软件proteus，在电脑上
模拟学习单片机。
预备知识：关于电平特性
第1章嵌入式系统基础(张思民)
• 将计算机嵌入到一个对象体系中，这是理 解嵌入式系统的基本出发点。
现代计算机技术的两大分支
• 通用计算机系统与嵌入式计算机系统 • 通用计算机系统的技术要求是高速、海量 的数值计算；技术发展方向是总线速度的 无限提升，存储容量的无限扩大。 • 嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的 智能化控制能力；技术发展方向是与对象 系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控 制的可靠性。
基于嵌入式系统的解决方案
• 本小节介绍一个基于嵌入式平台对锅炉控制器功 能进行多方面扩展的解决方案。本方案在硬件上 采用ARM9芯片，大大提升处理能力。以LCD显 示器和触摸屏为用户提供友善易用的人机交互界 面。增加USB接口，方便导入导出数据。增加 RS232（或RS485）和以太网接口，增强锅炉基 于网络的信息管理功能。软件上采用嵌入式Linux 操作系统，增强系统的可靠性;嵌入数据库，增强 数据管理功能;以MiniGUI作为图形用户界面支持 系统，使图形用户界面美观易用。
• 应用于嵌入式系统中的通信设备包括 RS-232接口（串行通信接口）、SPI （串行外围设备接口）、IrDA（红外 线接口）、I2C（现场总线）、USB （通用串行总线接口）、Ethernet （以太网接口）等。
• 应用于嵌入式系统中的外围显示设备 通常是阴极射线管（CRT）、液晶显 示器（LCD）和触摸板（Touch Panel）等。
• 图1.7 服务器软件结构
1.5.2
基于嵌入式系统的 锅炉控制方案
1、引言
• 锅炉微计算机控制，是近年开发的一 项新技术，它是微型计算机软硬件、 自动控制、锅炉节能等几项技术紧密 结合的产物。
• 锅炉微机控制系统，一般由以下几部分组成，即 由锅炉本体、一次仪表、微机、手自动切换操作、 执行机构及阀、滑差电机等部分组成。一次仪表 将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转 换成电压、电流等送入微机;手自动切换操作部分， 手动时由操作人员手动控制，用操作器控制水泵、 吹风机及各种阀门等，自动时对微机发出控制信 号经执行部件进行自动操作。微机对整个锅炉的 运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可 靠地运行。除此以外为保证锅炉运行的安全，在 进行微机系统设计时，对锅炉水位、锅炉汽包压 力等重要参数设置常规仪表及报警装置，以保证 水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置，以免 锅炉发生重大事故。
现代计算机技术的两大分支
• 通用计算机系统与嵌入式计算机系统 • 通用计算机系统的技术要求是高速、海量 的数值计算；技术发展方向是总线速度的 无限提升，存储容量的无限扩大。 • 嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的 智能化控制能力；技术发展方向是与对象 系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控 制的可靠性。
基于嵌入式系统的解决方案
• 本小节介绍一个基于嵌入式平台对锅炉控制器功 能进行多方面扩展的解决方案。本方案在硬件上 采用ARM9芯片，大大提升处理能力。以LCD显 示器和触摸屏为用户提供友善易用的人机交互界 面。增加USB接口，方便导入导出数据。增加 RS232（或RS485）和以太网接口，增强锅炉基 于网络的信息管理功能。软件上采用嵌入式Linux 操作系统，增强系统的可靠性;嵌入数据库，增强 数据管理功能;以MiniGUI作为图形用户界面支持 系统，使图形用户界面美观易用。
• 应用于嵌入式系统中的通信设备包括 RS-232接口（串行通信接口）、SPI （串行外围设备接口）、IrDA（红外 线接口）、I2C（现场总线）、USB （通用串行总线接口）、Ethernet （以太网接口）等。
• 应用于嵌入式系统中的外围显示设备 通常是阴极射线管（CRT）、液晶显 示器（LCD）和触摸板（Touch Panel）等。
• 图1.7 服务器软件结构
1.5.2
基于嵌入式系统的 锅炉控制方案
1、引言
• 锅炉微计算机控制，是近年开发的一 项新技术，它是微型计算机软硬件、 自动控制、锅炉节能等几项技术紧密 结合的产物。
• 锅炉微机控制系统，一般由以下几部分组成，即 由锅炉本体、一次仪表、微机、手自动切换操作、 执行机构及阀、滑差电机等部分组成。一次仪表 将锅炉的温度、压力、流量、氧量、转速等量转 换成电压、电流等送入微机;手自动切换操作部分， 手动时由操作人员手动控制，用操作器控制水泵、 吹风机及各种阀门等，自动时对微机发出控制信 号经执行部件进行自动操作。微机对整个锅炉的 运行进行监测、报警、控制以保证锅炉正常、可 靠地运行。除此以外为保证锅炉运行的安全，在 进行微机系统设计时，对锅炉水位、锅炉汽包压 力等重要参数设置常规仪表及报警装置，以保证 水位和汽包压力有双重甚至三重报警装置，以免 锅炉发生重大事故。
第一章 嵌入式系统概述讲述PPT课件
11/10/2020
© 东北大学信息学院物联网研究所115室
2
第一章 嵌入式系统概论
一些嵌入式系统应用案例
11/10/2020
© 东北大学信息学院物联网研究所115室
第一章 嵌入式系Biblioteka 概论一些嵌入式系统应用案例
11/10/2020
© 东北大学信息学院物联网研究所115室
你买的最终产 品包含了该系 统，并不像一 般通用软件或 者计算机系统 一样，你可以 直接看到并购 买它！
9
第一章 嵌入式系统概论
1.2 嵌入式系统的定义（续）
微机学会的定义
➢ 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、模块级、芯片级
➢ 系统级：各种类型的工控机
以标准总线互联（背板结构）的工控机：CPCI、 PCI-ISA、VME 、STD
➢ 模块级：各种类型的带CPU的模块 嵌入式CPU模块：PC104模块、Biscuit板
英国电机工程师协会的定义
➢ Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants（用于控制、监视或 者辅助操作机器和设备的装置）
11/10/2020
© 东北大学信息学院物联网研究所115室
• CAN、蓝牙、Zigbee、Modbus、LIN协议栈
11/10/2020
© 东北大学信息学院物联网研究所115室
15
第一章 嵌入式系统概论
1.3 嵌入式系统的体系结构（续）
应用层
➢ 与应用密切相关 ➢ 面向目标和用户 ➢ 完成特定的功能 ➢ 例如
第一章 嵌入式系统基础
从20世纪70年代单片机的出现到今天各式各样的微处理器、微 控制器的大规模应用，嵌入式系统已有30多年的发展历史了。 嵌入式系统的最初应用是单片机。虽然此时出现的设备已具备 嵌入式的应用特点，但基本上是8位的芯片，执行一些单线程的 程序，因此，谈不上“系统”的概念。 从80年代早期开始，程序员开始用商业级的操作系统来编写嵌 入式应用软件。缩短了开发周期，降低了开发成本。1981年 Ready System发展了世界上第1个商业嵌入式实时内核 （VRTX32）。 之后，许多公司纷纷推出了自己的嵌入式操作系统，运行在各 种不同的微处理器上。如WindRiver的VxWorks，Microsoft的 Win CE，3Com的PalmOS等。 目前处于正在迅速发展的阶段：以基于Internet为标志的嵌入式 系统。
主要功能：
－ 处理器管理； － 存储器管理； － 设备管理； － 文件管理； － 用户接口；
操作系统的分类
SoC的核心技术是IP核（Intellectual Property Core，知识产 权核）构件。 IP核：硬核、软核和固核。 可在设计中采用IP核技术完成系统硬件的设计。 IP技术中把不同功能的电路模块称为IP，这些IP都是经过 实际制作并证明是正确的。 在EDA设计中，把这些IP组织在一个IP元件库中，供用户 使用。设计时，用户需知道IP模块的功能、技术和性能。 最后，把不同的IP模块嵌在一个硅片上，形成完整的应用 系统。 IP技术大大简化了SoC的设计过程，缩短了设计时间。
SDRAM或DDR内存条
硬盘 鼠标、键盘、麦克等 显示器 主板集成 主板集成或外接卡
1.14 嵌入式系统的特点
（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。 – 比如ENEA公司的OSE分布式系统，内核只有5K，而 Windows的内核则要大得多。
嵌入式教学PPT-第1 章 嵌入式系统概述45页PPT
·现实中的嵌入式系统
即使不可见，嵌入式系统也无处不在。嵌入 式系统在很多产业中得到了广泛的应用并逐步改变着 这些产业，包括工业自动化、国防、运输和航天领域。 例如神舟飞船和长征火箭中有很多嵌入式系统，导弹 的制导系统也是嵌入式系统，高档汽车也有多达几十 个嵌入式系统。
在日常生活中，人们使用各种嵌入式系统，但未必 知道它们。事实上，几乎所有带有一点“智能”的家 电（全自动洗衣机、电脑电饭煲）都有嵌入式系统。 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
嵌入式教学PPT-第1 章 嵌入式系统概 述
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
与嵌入式微处理器相比，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。微控制器是目前嵌入式系 统工业的主流。微控制器的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制， 因此称为微控制器。
微控制器目前的品种和数量最多，比较有代表性的通用系列包括 8051 、 P51XA、MCS - 251 、MCS – 96/196/296 、C166/167 、 MC68HC05/11/12/16 、68300和数目众多的ARM芯片等。目前MCU约 占嵌入式系统70%的市场份额。
(完整word版)嵌入式系统设计大学教程_习题与解答
嵌入式系统设计大学教程习题与解答第1章嵌入式系统设计基本概念（绪论）1、嵌入式系统的定义是什么？你是如何理解嵌入式系统的? （P3）答：嵌入式系统一般定义为以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。
一个嵌入式系统就是一个硬件和软件的集合体，它包括硬件和软件两部分。
其中硬件包括嵌入式处理器/控制器/数字信号处理器（DSP）、存储器及外设器件、输入输出（I/O）端口、图形控制器等；软件部分包括操作系统软件（嵌入式操作系统）和应用程序（应用软件），由于应用领域不同，应用程序千差万别。
2、列出并说明嵌入式系统不同于其他计算机系统的主要特征。
（P3~P4）答：主要特征有：•系统内核小：由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置，系统资源相对有限，所以内核较传统的操作系统要小得多。
•专用性强：嵌入式系统通常是面向特定任务的，个性化很强，其中软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行软件系统的移植。
•运行环境差异大：嵌入式系统使用范围极为广泛，其运行环境差异很大。
•可靠性要求高：嵌入式系统往往要长期在无人值守的环境下运行，甚至是常年运行，因此对可靠性的要求特别高。
•系统精简和高实时性操作系统：•具有固化在非易失性存储器中的代码：为了系统的初始化，几乎所有系统都要在非易失性存储器中存放部分代码（启动代码）。
为了提高执行速度和系统可靠性，大多数嵌入式系统常常把所有代码（或者其压缩代码）固化，存放在存储器芯片或处理器的内部存储器件中，而不使用外部存储介质。
•嵌入式系统开发工作和环境：嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境。
3、简述嵌入式系统的体系结构。
（P5）答：嵌入式系统自底向上包含四个部分：硬件平台、嵌入式实时操作系统（RTOS）、硬件抽象层（HAL）和嵌入式实时应用程序。
硬件抽象层位于操作系统和硬件之间，包含了系统中与硬件相关的大部分功能。
第一部分(入门篇)讲稿-----嵌入式系统入门
5. QNX
是一款实时操作系统，由加拿大QNX 软件系统有限公司开发。 主要应用于自动化、控制、机器人科学、电信、数据通信、航空航天、计算机网 络系统、医疗仪器设备、交通运输、安全防卫系统、POS机、零售机等任务关键 型应用领域。 特点:用户可以把应用程序代码和QNX 内核直接编译在一起,非常好的可移植性。
IEEE定义
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, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。 可以看出此定义是从应用上考虑的，嵌入 式系统是软件和硬件的综合体。
交叉开发环境
认识Linux内核版本
主版本 1.0 2.0 2.2 2,3年更新 2,3年更新 稳定版 2.0.40 2.2.12 1,2月更新 1,2月更新 2.4 2.6
2.4.18 2.6.7
稳定版更新 2.6.11.1 -- 2.6.11.7 1,2周更新 1,2周更新
4.嵌入式Linux开发环境 4.嵌入式Linux开发环境 嵌入式Linux
第一部分
教学内容: 教学内容:
入门篇
1.嵌入式系统概述 1.嵌入式系统概述 2.嵌入式操作系统介绍 2.嵌入式操作系统介绍 3.嵌入式Linux操作系统 3.嵌入式Linux操作系统 嵌入式Linux 4.嵌入式Linux开发环境 4.嵌入式Linux开发环境 嵌入式Linux 5.嵌入式Linux系统开发要点 5.嵌入式Linux系统开发要点 嵌入式Linux
1.3嵌入式系统的应用
（1）军用； （2）家用； （3）工业用； （4）商用； （5）办公用； （6）医用电子设备；
嵌入式系统基础教程第01讲第1章绪论
ISBN 978-7-111-22944-5
定价：42元 要求修课同学人手一本
11
综合实验教材
● 嵌入式应用程序开发综合实验9例
俞建新等编著 清华大学出版社 本课程上机实验必备教材。
给出了典型的嵌入式应用 程序编写范例，适合本科 生使用和自学。 配套的实验系统为 JXARM2410或者CVTPXA270。
37
嵌入式系统的定义（3）
根据中国微机学会的定义：
嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机 系统，可以分为系统级，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
38
专家观点（1）
嵌入式系统只是单板机在某种场合下的应用 个体经营的单片机公司经理语
嵌入式系统是信息产业走向二十一世纪知识经 济时代的最重要的经济增长点之一，对中国的 信息产业来说充满了机遇和挑战。 单片机实验室高级工程师语
国内外嵌入式系统市场是广阔天地，嵌入式系 统是新的经济增长点。 北京计算机高级专家工控学会资深理事语。
40
参考解释（1）
Understand the Definition of an Embedded System An "embedded system" is any computer system or computing device that performs a dedicated function or is designed for use with a specific embedded software application. Embedded systems may use a ROM-based operating system or they may use a disk-based system, like a PC.
定价：42元 要求修课同学人手一本
11
综合实验教材
● 嵌入式应用程序开发综合实验9例
俞建新等编著 清华大学出版社 本课程上机实验必备教材。
给出了典型的嵌入式应用 程序编写范例，适合本科 生使用和自学。 配套的实验系统为 JXARM2410或者CVTPXA270。
37
嵌入式系统的定义（3）
根据中国微机学会的定义：
嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机 系统，可以分为系统级，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
38
专家观点（1）
嵌入式系统只是单板机在某种场合下的应用 个体经营的单片机公司经理语
嵌入式系统是信息产业走向二十一世纪知识经 济时代的最重要的经济增长点之一，对中国的 信息产业来说充满了机遇和挑战。 单片机实验室高级工程师语
国内外嵌入式系统市场是广阔天地，嵌入式系 统是新的经济增长点。 北京计算机高级专家工控学会资深理事语。
40
参考解释（1）
Understand the Definition of an Embedded System An "embedded system" is any computer system or computing device that performs a dedicated function or is designed for use with a specific embedded software application. Embedded systems may use a ROM-based operating system or they may use a disk-based system, like a PC.
第1章 概述 《嵌入式系统》课件
——
4
可编程逻辑器件（CPLD/FPGA）
第三节 嵌入式操作系统
——
嵌
入 式
目前，计算机上常见操作系统有
系 统
DOS、OS/2、UNIX、XENIX、
Linux、Windows、Netware。
第 一
常见的嵌入式操作系统有：
章
1.Windows CE
概 述
2.VxWorks
3.μrC/OS
4.QNX
式
系
组成
特点
架构
统
第 一 章 概 述
1.运算器 2.控制器 3.寄存器
1.实时性 2.多任务性 3.可扩展性 4.安全可靠 5.低功耗 6.高集成
1.冯·诺依 曼结构
2.哈佛结构
第二节 嵌入式微处理器
嵌入式微处理器的分类
嵌
入
式
系 统
1
嵌入式微控制器
第 一
2
嵌入式微处理器
章
概
述
3
数字信号处理器（DSP)
5.嵌入式Linux
第四节 嵌入式系统的应用
——
嵌 入
1.工业控制
式 系
2.交通管理
统
3.信息家电
4.家庭智能管理
第
一
5. POS网络和电子商务
章 概
6.环境工程
述
7.机器人
8.武器
9.农业
10.矿用电器
11.楼宇智能
嵌入式系统 应用领域
嵌入式系统
第一章 概述
目录
嵌
入 式
1
嵌入式系统简介
系
统
第
2
嵌入式微处理器
一
相关主题
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10
授课主教材介绍
嵌入式系统基础教程
俞建新 王健 宋健建 机械工业出版社 2008年3月第1版 书号：
ISBN 978-7-111-22944-5
定价：42元 要求修课同学人手一本
11
综合实验教材
● 嵌入式应用程序开发综合实验9例
俞建新等编著 清华大学出版社 本课程上机实验必备教材。
构、ARM嵌入式程序设计、uCOS-II操作系统、 设备驱动、 uCLinux操作系统。借用为宜。
13
参考资料
Real-time Embedded Software Systems OSEK/VDX Operating System. Version 2.2.2.
July 5th, 2004. Charting Past, Present, Future Research in
嵌入式系统是信息产业走向二十一世纪知识经 济时代的最重要的经济增长点之一，对中国的 信息产业来说充满了机遇和挑战。 单片机实验室高级工程师语
国内外嵌入式系统市场是广阔天地，嵌入式系 统是新的经济增长点。 北京计算机高级专家工控学会资深理事语。
40
参考解释（1）
Understand the Definition of an Embedded System An "embedded system" is any computer system or computing device that performs a dedicated function or is designed for use with a specific embedded software application. Embedded systems may use a ROM-based operating system or they may use a disk-based system, like a PC.
学出版社. C.M.Krishna, Kang G.Shin. REAL-TIME SYSTEMS. Tsinghua University
Press, McGraw-Hill. A Survey of Real-time Operating Systems. WHAT MAKES A GOOD RTOS.
顾名思义： 包含（安装）在电子装置（应用对象）内 部的计算机系统称为嵌入式系统。
基本描述： 专门用途的计算机系统 常常用于控制 广泛存在 包含硬件和软件
20
嵌入式系统的释义
全称
嵌入式计算机 嵌入式计算机系统
简称
嵌入式系统
相关术语
嵌入式设备 嵌入式技术 有时还进一步简称为嵌入式
37
嵌入式系统的定义（3）
根据中国微机学会的定义：
▪ 嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机 系统，可以分为系统级，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
38
专家观点（1）
嵌入式系统只是单板机在某种场合下的应用 个体经营的单片机公司经理语
6
课程的主要内容
嵌入式系统软件的开发, 约4节课
嵌入式系统开发模式 嵌入式软件开发工具 软件分析设计方法
复习：2节课 实验：34节课
7
实验系统的内容
目标平台
Embest EdkitIII开发实验箱 PC虚拟机 Cygwin ARM9board
开发工具
•Ebest IDE 集成开发环境
内存储器：三星公司的SDRAM (K4M283233) 提供图像处理所需的工作内存
33
Finepix数码相机的解剖照片
34
嵌入式系统高端应用的产品
国产战斗机F-7MG
2002年型林肯黑木 (Blackwood)汽车
机器人
美国AGM-86B战略空射巡航导弹
国产88式坦克
美国火星登陆车
35
嵌入式系统的定义（1）
嵌入式硬件系统基础（基本组成，嵌入式微处 理器：ARM、MIPS、X86、SH等，总线、存 储系统、输入/输出与典型接口等， W90P710/SH7709S ），约7节课
嵌入式软件系统基础（分类、特点、体系结构、 运行流程、操作系统、开发工具）,约2节课
5
课程的主要内容
嵌入式实时内核，约14节课
自行创意的综合实验 基于《9例》教材的改进型综合实验
18
第1章 绪论
本章介绍以下内容：
什么是嵌入式系统？ 嵌入式系统的发展简史 嵌入式系统的特点 嵌入式系统的分类 嵌入式系统的基本组成 嵌入式处理器 嵌入式系统发展趋势 嵌入式系统的相关研究领域
19
1.1 什么是嵌入式系统？
给出了典型的嵌入式应用 程序编写范例，适合本科 生使用和自学。 配套的实验系统为 JXARM2410或者CVTPXA270。
12
主要参考书
嵌入式系统开发与应用
田泽编著 北京航空航天大学出版社 ISBN: 7-81077-541-3 2005年1月第1版 定价：54.00元 简评：主要介绍嵌入式基本概念、ARM体系结
16
前导课程知识
基础课程 计算机组成原理，微机原理与接口
软件专业课程 操作系统 汇编语言，ANSI C（标准 C），JAVA
硬件专业课程 电子线路，数字电路，集成电路设计
17
本课程的实验环节
包含四部分实验
基于ADS集成开发环境的ARM汇编语言实验 基于ADS集成开发环境的C语言实验 17个ARM300-S实验平台的常规实验 在ARM300-S实验平台完成一个综合实验
《嵌入式系统原理与开发》
第1讲 南海学院计算机系 刘刚主讲
本课程简介
本科生选修课 学分：3 总课时：54小时
授课：18次，36小时 实验：18小时 考试：2小时
授课地点：教学楼C301教室 授课时间：每周一上午 第1、2节课
4
课程的主要内容
嵌入式系统基础，约12节课
嵌入式系统导论（什么是嵌入式系统？嵌入式 系统分类、发展历程、特点、应用领域、发展 趋势）, 约3节课
平时成绩
5分，实验成绩2来自分期末考试：闭卷考试70分
15
理论教学主要内容
嵌入式系统概述 可编程逻辑器件与IP核 嵌入式微处理器与调试技术 ARM体系结构和指令集 ARM汇编语言程序设计 ARM开发工具 ARM中断、DMA和时间管理 嵌入式存储器和接口技术 嵌入式操作系统概论
社. Jean brosse. 嵌入式实时操作系统uC/OS-II(第2版). 北京航空航天大
学出版社.及uC/OS-II ebook 嵌入式计算系统设计原理 （美）Wayne Wolf Computers as
Components：Principles of Embedded Computing System Design Jean brosse. 嵌入式实时操作系统uC/OS-II(第2版). 北京航空航天大
24
嵌入式产品――电子书阅读器
亚马逊Kindle
飞利浦Readius
25
手机的内部结构-1
26
手机的内部结构-2
27
手机的内部结构-3
28
手机的内部结构-4
诺基亚N95手 机内部结构
29
诺基亚N95型手机基本技术指标
手机型号：诺基亚N95 通信制式：GSM 外形：滑盖 LCD色彩数：1600万 LCD分辨率：240 x 320 重量：120克 电池：950 毫安时诺基亚电池 BL-5F 数码相机：500万像素 GPS模块：SiRF科技公司SirfIII芯片，可追踪20颗星 客户端手持设备操作系统：Symbian OS 9.3
21
民用嵌入式设备或产品—1
BlackBerry 7230 移动电话
Palm Zire71型 个人数字助理
彪骐数字机顶盒
DL7100/DL7200 数字式示波器
MOTOC350 彩屏WAP移动电话
畅视2000可视电话
嵌入式GIS
22
民用嵌入式设备或产品—2
23
苹果公司的媒体播放器和手机 ――iPOD和iPHONE
36
嵌入式系统的定义（2）
本课程使用的定义，也是国内高校流行的 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。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。
任务管理与调度（任务、任务管理、调度算 法）, 约6节课
同步、互斥与通信（信号量、信箱、队列、事 件、异步信号） , 约4节课
中断和时间管理（中断分类、处理过程、中断 管理机制、硬件时钟设备、与OS的管理关系、 时间管理机制） , 约2节课
内存管理和I/O管理（特点和管理机制） , 约2节 课
嵌入式操作系统
Linux （源代码）
实验项目
8
实验系统的内容
配套8个实验项目，具体是：
开发环境建立实验：1个/平台 实时内核实验：7个
任务的基本管理 优先级反转 优先级继承 信号量：哲学家就餐问题的实现 消息队列 时钟中断 µC/OS-II的内存分配
9
教材及参考资料
嵌入式系统基础教程，俞建新等主编，机械工业出版社. 嵌入式实时操作系统及应用开发，罗蕾主编，北京航空航天大学出版
Ubiquitous Computing. Priority Inheritance Protocols: An Approach to
Real-Time Synchronization CLDCSpecification1.1
授课主教材介绍
嵌入式系统基础教程
俞建新 王健 宋健建 机械工业出版社 2008年3月第1版 书号：
ISBN 978-7-111-22944-5
定价：42元 要求修课同学人手一本
11
综合实验教材
● 嵌入式应用程序开发综合实验9例
俞建新等编著 清华大学出版社 本课程上机实验必备教材。
构、ARM嵌入式程序设计、uCOS-II操作系统、 设备驱动、 uCLinux操作系统。借用为宜。
13
参考资料
Real-time Embedded Software Systems OSEK/VDX Operating System. Version 2.2.2.
July 5th, 2004. Charting Past, Present, Future Research in
嵌入式系统是信息产业走向二十一世纪知识经 济时代的最重要的经济增长点之一，对中国的 信息产业来说充满了机遇和挑战。 单片机实验室高级工程师语
国内外嵌入式系统市场是广阔天地，嵌入式系 统是新的经济增长点。 北京计算机高级专家工控学会资深理事语。
40
参考解释（1）
Understand the Definition of an Embedded System An "embedded system" is any computer system or computing device that performs a dedicated function or is designed for use with a specific embedded software application. Embedded systems may use a ROM-based operating system or they may use a disk-based system, like a PC.
学出版社. C.M.Krishna, Kang G.Shin. REAL-TIME SYSTEMS. Tsinghua University
Press, McGraw-Hill. A Survey of Real-time Operating Systems. WHAT MAKES A GOOD RTOS.
顾名思义： 包含（安装）在电子装置（应用对象）内 部的计算机系统称为嵌入式系统。
基本描述： 专门用途的计算机系统 常常用于控制 广泛存在 包含硬件和软件
20
嵌入式系统的释义
全称
嵌入式计算机 嵌入式计算机系统
简称
嵌入式系统
相关术语
嵌入式设备 嵌入式技术 有时还进一步简称为嵌入式
37
嵌入式系统的定义（3）
根据中国微机学会的定义：
▪ 嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机 系统，可以分为系统级，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
38
专家观点（1）
嵌入式系统只是单板机在某种场合下的应用 个体经营的单片机公司经理语
6
课程的主要内容
嵌入式系统软件的开发, 约4节课
嵌入式系统开发模式 嵌入式软件开发工具 软件分析设计方法
复习：2节课 实验：34节课
7
实验系统的内容
目标平台
Embest EdkitIII开发实验箱 PC虚拟机 Cygwin ARM9board
开发工具
•Ebest IDE 集成开发环境
内存储器：三星公司的SDRAM (K4M283233) 提供图像处理所需的工作内存
33
Finepix数码相机的解剖照片
34
嵌入式系统高端应用的产品
国产战斗机F-7MG
2002年型林肯黑木 (Blackwood)汽车
机器人
美国AGM-86B战略空射巡航导弹
国产88式坦克
美国火星登陆车
35
嵌入式系统的定义（1）
嵌入式硬件系统基础（基本组成，嵌入式微处 理器：ARM、MIPS、X86、SH等，总线、存 储系统、输入/输出与典型接口等， W90P710/SH7709S ），约7节课
嵌入式软件系统基础（分类、特点、体系结构、 运行流程、操作系统、开发工具）,约2节课
5
课程的主要内容
嵌入式实时内核，约14节课
自行创意的综合实验 基于《9例》教材的改进型综合实验
18
第1章 绪论
本章介绍以下内容：
什么是嵌入式系统？ 嵌入式系统的发展简史 嵌入式系统的特点 嵌入式系统的分类 嵌入式系统的基本组成 嵌入式处理器 嵌入式系统发展趋势 嵌入式系统的相关研究领域
19
1.1 什么是嵌入式系统？
给出了典型的嵌入式应用 程序编写范例，适合本科 生使用和自学。 配套的实验系统为 JXARM2410或者CVTPXA270。
12
主要参考书
嵌入式系统开发与应用
田泽编著 北京航空航天大学出版社 ISBN: 7-81077-541-3 2005年1月第1版 定价：54.00元 简评：主要介绍嵌入式基本概念、ARM体系结
16
前导课程知识
基础课程 计算机组成原理，微机原理与接口
软件专业课程 操作系统 汇编语言，ANSI C（标准 C），JAVA
硬件专业课程 电子线路，数字电路，集成电路设计
17
本课程的实验环节
包含四部分实验
基于ADS集成开发环境的ARM汇编语言实验 基于ADS集成开发环境的C语言实验 17个ARM300-S实验平台的常规实验 在ARM300-S实验平台完成一个综合实验
《嵌入式系统原理与开发》
第1讲 南海学院计算机系 刘刚主讲
本课程简介
本科生选修课 学分：3 总课时：54小时
授课：18次，36小时 实验：18小时 考试：2小时
授课地点：教学楼C301教室 授课时间：每周一上午 第1、2节课
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课程的主要内容
嵌入式系统基础，约12节课
嵌入式系统导论（什么是嵌入式系统？嵌入式 系统分类、发展历程、特点、应用领域、发展 趋势）, 约3节课
平时成绩
5分，实验成绩2来自分期末考试：闭卷考试70分
15
理论教学主要内容
嵌入式系统概述 可编程逻辑器件与IP核 嵌入式微处理器与调试技术 ARM体系结构和指令集 ARM汇编语言程序设计 ARM开发工具 ARM中断、DMA和时间管理 嵌入式存储器和接口技术 嵌入式操作系统概论
社. Jean brosse. 嵌入式实时操作系统uC/OS-II(第2版). 北京航空航天大
学出版社.及uC/OS-II ebook 嵌入式计算系统设计原理 （美）Wayne Wolf Computers as
Components：Principles of Embedded Computing System Design Jean brosse. 嵌入式实时操作系统uC/OS-II(第2版). 北京航空航天大
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嵌入式产品――电子书阅读器
亚马逊Kindle
飞利浦Readius
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手机的内部结构-1
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手机的内部结构-2
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手机的内部结构-3
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手机的内部结构-4
诺基亚N95手 机内部结构
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诺基亚N95型手机基本技术指标
手机型号：诺基亚N95 通信制式：GSM 外形：滑盖 LCD色彩数：1600万 LCD分辨率：240 x 320 重量：120克 电池：950 毫安时诺基亚电池 BL-5F 数码相机：500万像素 GPS模块：SiRF科技公司SirfIII芯片，可追踪20颗星 客户端手持设备操作系统：Symbian OS 9.3
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民用嵌入式设备或产品—1
BlackBerry 7230 移动电话
Palm Zire71型 个人数字助理
彪骐数字机顶盒
DL7100/DL7200 数字式示波器
MOTOC350 彩屏WAP移动电话
畅视2000可视电话
嵌入式GIS
22
民用嵌入式设备或产品—2
23
苹果公司的媒体播放器和手机 ――iPOD和iPHONE
36
嵌入式系统的定义（2）
本课程使用的定义，也是国内高校流行的 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。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。
任务管理与调度（任务、任务管理、调度算 法）, 约6节课
同步、互斥与通信（信号量、信箱、队列、事 件、异步信号） , 约4节课
中断和时间管理（中断分类、处理过程、中断 管理机制、硬件时钟设备、与OS的管理关系、 时间管理机制） , 约2节课
内存管理和I/O管理（特点和管理机制） , 约2节 课
嵌入式操作系统
Linux （源代码）
实验项目
8
实验系统的内容
配套8个实验项目，具体是：
开发环境建立实验：1个/平台 实时内核实验：7个
任务的基本管理 优先级反转 优先级继承 信号量：哲学家就餐问题的实现 消息队列 时钟中断 µC/OS-II的内存分配
9
教材及参考资料
嵌入式系统基础教程，俞建新等主编，机械工业出版社. 嵌入式实时操作系统及应用开发，罗蕾主编，北京航空航天大学出版
Ubiquitous Computing. Priority Inheritance Protocols: An Approach to
Real-Time Synchronization CLDCSpecification1.1