第章嵌入式系统概述资料

第1章 嵌入式系统概述
1.1.4 嵌入式系统的应用范围
第1章 嵌入式系统概述
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1章 嵌入式系统概述
• 嵌入式系统示例——汽车控制系统
第1章 嵌入式系统概述ห้องสมุดไป่ตู้
• 嵌入式系统示例——汽车控制系统
第1章 嵌入式系统概述
1.1.3 嵌入式系统的特点
➢ 专用性 ➢ 比通用PC系统资源少 ➢ 功耗低、体积小、集成度高、成本低 ➢ 运行环境差异大 ➢ 具有系统测试和可靠性评估体系 ➢ 具有较长的生命周期 ➢ 具有固化在非易失性存储器中的代码 ➢ 可使用实时操作系统（RTOS） ➢ 需要专用开发工具和方法进行设计 ➢ 通常包含专用调试电路 ➢ 知识集成系统
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
马达 控制器 车灯
第1章 嵌入式系统概述
我们正步入一个崭新的“数字世界”
嵌入式应用
第1章 嵌入式系统概述
1.2 嵌入式系统的组成结构
1.2.1 嵌入式系统硬件组成 1.2.2 嵌入式系统软件组成
实验教学12学时（分3次完成，每次考核） 实验时间：第4～9周周日(分单双周) 实验地点：9406
第1章 嵌入式系统概述
第一章 嵌入式系统概述
1.1 嵌入式系统基本概念 1.2 嵌入式系统组成结构 1.3 嵌入式系统开发流程
第1章 嵌入式系统概述
1.1 嵌入式系统基本概念
1.1.1 嵌入式系统的发展历史 1.1.2 嵌入式系统的概念 1.1.3 嵌入式系统的特点 1.1.4 嵌入式系统的应用范围
第1章 嵌入式系统概述
嵌入式系统软件组成
2.嵌入式操作系统
➢多任务管理 ➢存储管理 ➢周边资源管理 ➢中断管理
第1章 嵌入式系统概述
嵌入式系统软件组成
3.操作系统的应用程序接口API 4.应用程序
典型嵌入式操作系统： VxWorks 、µC/OS-II 、 Linux、 WinCE等
第1章 嵌入式系统概述
1.嵌入式处理器 嵌入式微处理器 嵌入式微控制器 嵌入式DSP
第1章 嵌入式系统概述
嵌入式系统硬件组成
2.嵌入式外围接口电路和设备接口 根据外围设备的功能可分为以下5类
存储器 通信接口 输入输出设备 设备扩展接口 电源及辅助设备
第1章 嵌入式系统概述
1.2.2 嵌入式系统软件组成
➢具有操作系统的嵌入式软件层次 ➢应用程序 ➢操作系统的应用程序接口（API） ➢实时操作系统（RTOS） ➢驱动层程序
内
SDRAM 存
SRAM
GPIO
处理器/ARM核 Timer/RTC
IIS USB LCD
MMU/Cache
DSP/浮点运算协处理器
CAN 以太网 DMA
ADC/DAC FPGA/CPLD UART和IrDA
看门狗及 复位电路
人机交互接口LCD/触摸屏、键盘、鼠标
典型的嵌入式系统组成
软件
硬件
输 入 输 出 接 口
第1章 嵌入式系统概述
嵌入式系统软件组成
1.驱动层程序 ➢硬件抽象层（HAL） ➢板级支持包（BSP） ➢设备驱动程序
第1章
应用层
嵌入式系统概应述用程序
文件系统/图形用户应用程序接口
•
OS层
驱动层
实时操作系统（RTOS） 设备驱动程序、BSP 、HAL
电源管理
SOC/SOPC
Flash
EEPROM
应用层 第1章 嵌入式系应统用程概序述 文件系统/图形用户应用程序接口
OS层 驱动层
实时操作系统（RTOS） 设备驱动程序、BSP 、HAL
电源管理
SOC/SOPC
Flash
EEPROM
内
SDRAM 存
SRAM
GPIO
处理器/ARM核
Timer/RTC
IIS USB LCD
MMU/Cache
DSP/浮点运算协处理器
第1章 嵌入式系统概述
1.1.2 嵌入式系统的概念
嵌入式系统是嵌入到对象体系中的专用计算机 系统。
从技术的角度：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。
CAN 以太网 DMA
ADC/DAC FPGA/CPLD
UART
看门狗及 复位电路
人机交互接口LCD/触摸屏、键盘、鼠标
典型的嵌入式系统组成
软件 硬件
输 入 输 出 接 口
第1章 嵌入式系统概述
1.2.1 嵌入式系统硬件组成
嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为中心， 配置存储器、I/O设备、通信模块以及电源 等必要的辅助接口组成。
应
第 五 章
用 开 发 实
例
第1章 嵌入式系统概述
➢ 和其他课程的关系：
电路
微机原理
单片机及接口
嵌入式技术 嵌入式系统
汇编
相
C语言
关
的一
切
技 过技 运系 计技 电 电 检
广 术 程术 动统 算术 力 机 测
与 控
控控 机 电 拖技 制
制制 控 子 动术 制
有 关
第1章 嵌入式系统概述
课程性质：应用型 目 标：依据控制要求，设计系统，完成调试 考 核：实验可自选系统完成并参加考核 教 材 ： STM32F103 数 据 手 册 （ ST 公 司 提 供 ） 宝典 课时分配：理论教学36学时
关于实时操作系统
• 定义：实时系统指系统的计算正确性不仅取决于计算 的逻辑正确性，还取决于产生结果的时间。如果未满 足系统的时间约束，则认为系统失效。
一个实时操作系统面对变化的负载（从最小到最坏的 情况）时必须确定性地保证满足时间要求。例如，如 果使用足够强大的CPU，Windows在CPU空闲时可以 提供非常短的典型中断响应，但是，当某些后台任务 正在运行时，有时候响应会变得非常漫长，以至于某 一个简单的读取文件的任务会长时间无响应，甚至直 接挂死。这是一个基本的问题：并不是Windows不够 快或效率不够高，而是因为它不能提供确定性，所以， Windows不是一个实时操作系统。
第1章 嵌入式系统概述
嵌入式技术基础
主 讲： 田 微 中南民大计算机学院
第1章 嵌入式系统概述
嵌入式技术基础
第一部分 课程的基础
嵌 入 第式 一系 章统 概 述
第二部分 课程的深入
A R 第M 二技 章术 概 述
A
第 三 章
R M 指 令
集
第三部分
课程的主体 重
难
点
STM处32 第理 四器 章结 构
嵌入式系统是“量身定做”的“专用计算机 应用系统”，又不同于普通计算机组成，在 实际应用中的嵌入式系统硬件配置非常精简， 除了微处理器和基本的外围电路以外，其余 的电路都可以根据需要和成本进行“裁剪”、 “定制化”（Customize），非常经济、可 靠。
第1章 嵌入式系统概述
1.2.1嵌入式系统硬件组成