嵌入式系统简介ppt课件

二、嵌入式系统结构
• 3处理器 • 嵌入式系统上的处理器单元称为嵌入式处理器。实际上，
嵌入式系统简介
一、嵌入式系统介绍
• 1.嵌入式系统定义 • 定义：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件
可裁剪，对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格 要求的专用计算机系统。
• 嵌入式系统有时也称为嵌入式计算机系统，指的是专
用计算机系统。
• 个人电脑≠嵌入式系统
一、嵌入式系统介绍
• 2.系统特点： • ① 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术以及电子技
和具体产品同步进行的。因此嵌入式系统产品一旦进入市场，就 具有较长的生存周期。
• ④ 为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般
都固化在存储器芯片或单片机中，而不是存储于磁盘等载体中。
• ⑤ 嵌入式系统本身并不具备在其上进一步开发的能力。
一、嵌入式系统介绍
• 3.发展历程
• 嵌入式计算机系统与通用计算机系统目前属于计算机
二、嵌入式系统结构
• 1.基本结构 • 嵌入式系统的基本结构一般可分为硬件和软件两部分。 • 1.1嵌入式系统的硬件 • 包括嵌入式核心芯片、存储器系统及外部接口。
二、嵌入式系统结构
• 1.1.1处理器
• 嵌入式处理器：是构成系统的核心部件，系统工程中
的其他部件均在它的控制和调度下工作。处理器通过 专用的接口获取监控对象的数据、状态等各种信息， 并对这些信息进行计算、加工、分析和判断并作出相 应的控制决策，再通过专用接口将控制信息传送给控 制对象。
一、嵌入式系统介绍
• 第三阶段：片上系统（SOC），主要特点是：嵌入式系
统能够运行于各种不同类型的微处理器上，兼容性好， 操作系统的内核小，效果好。
• 第四阶段：以Internet为标志的嵌入式系统。嵌入式
网络化主要表现在两个方面，一方面是嵌入式处理器 集成了网络接口，另一方面是嵌入式设备应用于网络 环境中 。
向是：不断扩展对象系统要求的各种外围电路和接口 电路，突显其对象的智能化控制能力。这一阶段主要 以嵌入式微处理器为基础、以简单操作系统为核心， 主要特点是硬件使用嵌入式微处理器，微处理器的种 类繁多，通用性比较弱；系统开销小，效率高；软件 采用嵌入式操作系统，这类操作系统有一点的兼容性 和扩展性；这个阶段的嵌入式产品的应用软件比较专 业化，用户界面不够友好。
术与各行业的具体应用相结合的产物。
• ② 嵌入式系统通常是面向用户、面向产品、面向特定应用的。
嵌入式系统CPU都具有功耗低、体积小、集成度高等特点，能够 把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而使整 个系统设计趋于小型化，移动能力日益增强，与网络的关系也越 来越密切。
• ③ 嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，其升级换代也是
二、嵌入式系统结构
• 1.1.3 嵌入式系统的输入/输出接口 • 一般嵌入式处理器上集成了输入/输出接口，但是外设
需要外接。例如，大多数的嵌入式通信控制器集成了 以太网接口，但是收发器需要外部电路。
二、嵌入式系统结构
• 2 软件系统 • 嵌入式系统的软件主要包括两大部分：嵌入式操作系
统和应用软件。
一、嵌入式系统介绍
• 2.2操作系统 • 嵌入式操作系统是嵌入式系统极为重要的组成部分，
是嵌入式系统的灵魂。经历了4个比较明显的阶段：
• 第一阶段：无操作系统的嵌入算法阶段，通过汇编语
言编程对系统进行直接控制。
• 第二阶段：以嵌入式CPU为基础、简单操作系统为核心
的嵌入式系统。
• 第三阶段：通用的嵌入式实时操作系统阶段，该阶
应用软件
应用编程接口（API）
嵌入式操作系统
板级支持包（BSP）
底层硬件
嵌入式系统软件层次结构
二、嵌入式系统结构
• 2.1 BSP(板级支持包) • 板级支持包（BSP）是介于主板硬件和操作系统中驱动
层程序之间的一层，一般认为它属于操作系统一部分， 主要是实现对操作系统的支持，为上层的驱动程序提 供访问硬件设备寄存器的函数包，使之能够更好的运 行于硬件主板。在嵌入式系统软件的组成中，就有BSP。
嵌入式微处理器 （EMPU）
嵌入式处理器
嵌入式微控制器 （EMCU）
嵌入式数字信号 处理器（EDSP）
嵌入式片上系统 （ESOC）
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二、嵌入式系统结构
• 1.1.2嵌入式存储器
• 存储器的类型将决定整个嵌入式系统的操作和性能，
因此存储器的选择非常重要。无论系统是采用电池供 电还是由市电供电，应用需求将决定存储器的类型 （易失性或非易失性）以及使用目的（存储代码、数 据或者两者兼有）。对于较小的系统，微控制器自带 的存储器就有可能满足系统要求，而较大的系统可能 要求增加外部存储器。为嵌入式系统选择存储器类型 时，需要考虑一些设计参数，包括微控制器的选择、 电压范围、电池寿命、读/写速度、存储器尺寸、存储 器的特性、擦除/写入的耐久性以及系统总成本。
段以嵌入式操作系为核心。
• 第四阶段：以基于Internet为标志的嵌入式系统，这
还是一个正在发展的阶段。
二、嵌入式系统结构
• 嵌入式操作系统一般具有体积小、实时性强、可剪裁、
可靠性高、功耗低等特点。
• 实时性是嵌入式系统最重要的要求之一。实时操作
系统又分为软实时和硬实时两种。
• 常用的嵌入式操作系统有：VxWorks、Windows CE、
技术的两大分支。
• 第一阶段：单片微型计算机（SCM）阶段，即单片机时
代。这一阶段的
嵌入式系统硬件是单片
机，软件停留在无操作系统阶段，采用汇编语言实现
系统的功能。这阶段的主要特点是：系统结构和功能
相对单一、处理效率低、存储容量也十分有限，几乎
没有用户接口。
一、嵌入式系统介绍
• 第二阶段：微控制器（MUC）阶段，主要的技术发展方
嵌入式Linux、嵌入式实时内核uC/os等。
二、嵌入式系统结构
• 2.3 应用软件 • 嵌入式系统领域的应用软件是为了解决某些特定的应
用性问题而设计出来的软件，如浏览器、播放器等。 嵌入式系统的应用软件与通用计算机软件相比，由于 嵌入式系统的资源有限，致使对应用软件有更多苛求， 要求尽量做到高效、低耗。而且嵌入式系统的应用软 件还存在着操作系统的依赖性，一般情况下，不同操 作系统之间的软件必须进行修改才能移植，甚至需要 重新编写。