Microchip PIC32MZ 32位MCU嵌入连接解决方案

Microchip公司的PIC32MZ是200MHz 32位嵌入联MCU,具有高达2MB闪存,512KB RAM, 10/100以太网MAC,高速USB MAC/PHY和两个CAN端口,处理器性能高达330 DMIPS和 3.28 CoreMark/MHz,支持WQVGA图像,可用新一代嵌入设备.本文介绍了PIC32MZ主要特性和框图, MIPS32® microAptiv微处理器核主要特性和框图,以及PIC32MZ嵌入式连接(CE)入门板主要特性,电路图,材料清单和PCB元件布局图.The PIC32MZ Embedded Connectivity family of 200 MHz 32-bit microcontrollers feature up to 2 Mbytes of flash, 512 Kbytes of RAM, a 10/100 Ethernet MAC, Hi-Speed USB MAC/PHY, and dual CAN ports. The processors yield 330 DMIPS and 3.28 CoreMark/MHz performance, with an interrupt latency of only 10 clock cycles, and have direct support for a WQVGA graphics.The chips are said to have class-leading code density and have a 28 Ms/s 12-bit A/D converter and a crypto engine with a random number generator. They use Imagination’s MIPS microAptiv core, which includes 159 DSP instructions that enable algorithms with up to 75% fewer cycles than previous MCU versions. QFN, TQFP, VTLA, and LQFP packages with 64 to 144 pins are available starting in December and priced from 6.68 ea/10,000. A starter kit is available.PIC32MZ主要特性:Operating Conditions•2.2V to 3.6V, -40ºC to +85ºC, DC to 200 MHz•2.2V to 3.6V, -40ºC to +125ºC (Planned)Core: 200 MHz (up to 330 DMIPS) microAptiv™•16 KB I-Cache, 4 KB D-Cache•MMU for optimum embedded OS execution•microMIPS™ mode for up to 35% smaller code size•DSP-enhanced core:-Four 64-bit accumulators-Single-cycle MAC, saturating and fractional math•Code-efficient (C and Assembly) architectureClock Management•0.9% internal oscillator•Programmable PLLs and oscillator clock sources•Fail-Safe Clock Monitor (FSCM)•Independent Watchdog Timers (WDT) and Deadman Timer (DMT)•Fast wake-up and start-upPower Management•Low-power modes (Sleep and Idle)•Integrated Power-on Reset and Brown-out ResetMemory Interfaces•50 MHz External Bus Interface (EBI)•50 MHz Serial Quad Interface (SQI)Audio and Graphics Interfaces•Graphics interfaces: EBI or PMP•Audio data communication: I2S, LJ, and RJ•Audio control interfaces: SPI and I2C™•Audio master clock: Fractional clock frequencies with USB synchronizationHigh-Speed (HS) Communication Interfaces (with Dedicated DMA)•USB 2.0-compliant Hi-Speed On-The-Go (OTG) controller•10/100 Mbps Ethernet MAC with MII and RMII interfaceSecurity Features•Crypto Engine with a RNG for data encryption/decryption and authentication (AES, 3DES, SHA, MD5, and HMAC)•Advanced memory protection:-Peripheral and memory region access controlDirect Memory Access (DMA)•Eight channels with automatic data size detection•Programmable Cyclic Redundancy Check (CRC) Advanced Analog Features•12-bit ADC module:-28 Msps with six Sample and Hold (S&H) circuits-Up to 48 analog inputs•Flexible and independent ADC trigger sources•Two comparators with 32 programmable voltage references•Temperature sensor with ±2ºC accuracyCommunication Interfaces•Two CAN modules (with dedicated DMA channels):-2.0B Active with

DeviceNet™ addressing support•Six UART modules (25 Mbps):-Supports LIN 1.2 and IrDA® protocols•Six 4-wire SPI modules (50 Mbps)•SQI configurable as an additional SPI module (50 MHz)•Five I2C modules (up to 1 Mbaud) with SMBus support•Parallel Master Port (PMP)•Peripheral Pin Select (PPS) to enable function remapTimers/Output Compare/Input Capture•Nine 16-bit or up to four 32-bit timers/counters•Nine Output Compare (OC) modules•Nine Input Capture (IC) modules•PPS to enable function remap•Real-Time Clock and Calendar (RTCC) moduleInput/Output•5V-tolerant pins with up to 32 mA source/sink•Selectable open drain, pull-ups, and pull-downs•External interrupts on all I/O pinsQualification and Class B Support•AEC-Q100 REVG (Grade 1 -40ºC to +125ºC) planned•Class B Safety Library, IEC 60730•Back-up internal oscillatorDebugger Development Support•In-circuit and in-application programming•4-wire MIPS® Enhanced JTAG interface•Unlimited software and 12 complex breakpoints•IEEE 1149.2-compatible (JTAG) boundary scan•Non-intrusive hardware-based instruction traceSoftware and Tools Support•C/C++ compiler with native DSP/fractional support•MPLAB® Harmony Integrated Software Framework•TCP/IP, USB, Graphics, and mTouch™ middleware•MFi, Android™, and Bluetooth® audio frameworks•FreeRTOS™, OpenRTOS®, μC/OS™, and other popular RTOS kernels图1. PIC32MZ框图The MIPS32® microAptiv™ Microprocessor Core is the heart of the PIC32MZ EC family device processor. The CPU fetches instructions, decodes each instruction, fetches source operands, executes each instruction and writes the results of instruction execution to the proper destinations.MIPS32® microAptiv微处理器核主要特性:•5-stage pipeline•32-bit address and data paths•MIPS32® Enhanced Architecture (Release 2):-Multiply-accumulate and multiply-subtract instructions-Targeted multiply instruction-Zero/One detect instructions-WAIT instruction-Conditional move instructions (MOVN, MOVZ)-Vectored interrupts-Programmable exception vector base-Atomic interrupt enable/disable-GPR shadow registers to minimize latency for interrupt handlers-Bit field manipulation instructions-Virtual memory support•microMIPS™ compatible instruction set:-Improves code size density over MIPS32®, while maintaining MIPS32® performance.-Supports all MIPS32® instructions (except branch-likely instructions)-Fifteen additional 32-bit instructions and 39 16-bit instructions corresponding to commonly-used MIPS32® instructions-Stack pointer implicit in instruction-MIPS32® assembly and ABI compatible•MMU with Translation Lookaside Buffer (TLB) mechanism:-16 dual-entry fully associative Joint TLB-4-entry fully associative Instruction TLB-4-entry fully associative Data TLB-4 KB pages•Separate L1 data and instruction caches:-16 KB 4-way Instruction Cache (I-Cache)-4 KB 4-way Data Cache (D-Cache)•Autonomous Multiply/Divide Unit (MDU):-Maximum issue rate of one 32x32 multiply per clock-Early-in iterative divide. Minimum 12 and maximum 38 clock latency (dividend (rs) sign extension-dependent)•Power Control:-Minimum frequency: 0 MHz-Low-Power mode (triggered by WAIT instruction)-Extensive use of local gated clocks•EJTAG Debug

and Instruction Trace:-Support for single stepping-Virtual instruction and data address/value breakpoints-Hardware breakpoint supports both address match and address range triggering.-Eight instruction and four data complex breakpoints•iFlowtrace® version 2.0 support:-Real-time instruction program counter-Special events trace capability-Two performance counters with 34 user-selectable countable events-Disabled if the processor enters Debug mode•Four Watch registers:-Instruction, Data Read, Data Write options-Address match masking options•DSP ASE Extension:-Native fractional format data type operations-Register Single Instruction Multiple Data (SIMD) operations (add, subtract, multiply, shift)-GPR-based shift-Bit manipulation-Compare-Pick-DSP Control Access-Indexed-Load-Branch-Multiplication of complex operands-Variable bit insertion and extraction-Virtual circular buffers-Arithmetic saturation and overflow handling-Zero-cycle overhead saturation and rounding operations图 2. MIPS32® microAptiv微处理器核框图PIC32MZ嵌入式连接(CE)入门板The PIC32MZ EC Starter Kit provides the easiest and lowest cost method to experience the high performance and advanced peripherals integrated in the PIC32MZ Embedded Connectivity MCUs. This starter kit features a socket that can accommodate 10/100 Ethernet transceiver (RJ-45) plug-in connectors from various vendors for prototyping and development.The starter kit comes preloaded with demonstration software for the user to explore the new features of the PIC32MZ EC family of devices. It is also expandable through a modular expansion interface, which allows the user to extend its functionality. The starter kit also supplies on-board circuitry for full debug and programming capabilitiesThe PIC32MZ Embedded Connectivity (EC) Starter Kit contains the following items:• PIC32MZ Embedded Connectivity (EC) Starter Kit development board• SMSC 8870A Ethernet PHY daughter board• USB mini-B to full-sized A cable – USB debug cable to debug and power the starter kit development board• USB micro-B to full-sized A cable – PIC32 USB cable to communicate with the PIC32 USB port• RJ-45 CAT5 Ethernet patch cable – Ethernet CAT5 cable to communicate with the PIC32 Ethernet port

图3. PIC32MZ嵌入式连接(CE)入门板外形图

PIC32MZ嵌入式连接(CE)入门板主要特性:On-board PIC32MZ2048ECH144: 200 MHz, 2 MB Flash and 512 KB RAMIntegrated debugger/programmerUSB powered10/100 EthernetCAN 2.0b, HI-Speed USB 2.0 host/device/dual-role/OTG4 MB SQI FlashCan be used with Multimedia Expansion Board IICan be used with PIC32 Expansion Board using a PIC32MZ adaptor board 图 4. PIC32MZ嵌入式连接(CE)入门板顶层主要元件 1. PIC32MZ2048ECH144-I/PH (non-crypto) or PIC32MZ2048ECM144-I/PH (crypto) 32-bit microcontroller.2. Green power indicator LED.3. On-board crystal or oscillator for precision microcontroller clocking (12 MHz).4. USB connectivity for on-board debugger communications.5. Green debug indicator LED.6. Three push button switches for user-defined inputs.7. Three user-defined indicator LEDs.8. USB Type A receptacle connectivity for PIC32 host-based applications.9. HOST mode power jumper.10. Daughter board connectors for flexible Ethernet PHY options.11. 32 kHz oscillator for RTCC and Timer1 (optional).12. External 2 GB SQI memory for expanded memory applications.13. Jumper for using or disconnecting the on-board debugger.图5. PIC32MZ嵌入式连接(CE)入门板底层主要元件

1. PIC24FJ256GB106 USB microcontroller for on-board debugging.

2. Regulated +

3.3V power supply for powering the starter kit through USB or expansion board.3. Connector for various expansion boards.

4. USB Type micro-AB receptacle for OTG and USB device connectivity for PIC32 OTG/device-based applications.

5. 50 MHz Ethernet PHY oscillator.

6. USB Host and OTG power supply for powering PIC32 USB applications 图6. PIC32MZ嵌入式连接(CE)入门板框图图

7. PIC32MZ嵌入式连接(CE)入门板电路图(1)图

8. PIC32MZ嵌入式连接(CE)入门板电路图(2)图

9. PIC32MZ嵌入式连接(CE)入门板电路图(3)图10. PIC32MZ嵌入式连接(CE)入门板电路图(4)PIC32MZ嵌入式连接(CE)入门板材料清单(BOM):详情请见:/downloads/en/DeviceDoc/60001191B.pdf和/downloads/en/DeviceDoc/70005147A.pdfPIC32MZ.pdf

嵌入式系统软件嵌入式系统软件

嵌入式系统软件杨剑锋 1. 嵌入式操作系统嵌入式操作系统是个集合,而且是个无限集合 –监控程序?常规操作系统 (红外线?紫外线) –一维和多维嵌入式操作系统常常有实时要求–早期:嵌入式操作系统= 实时操作系统 –近期: ?1)手持计算机和掌上计算机的出现; ?2)CPU速度的提高; ?3)常规操作系统增加实时进程调度的支持,如 POSIX.4 ?嵌入式操作系统<>实时操作系统许多嵌入式操作系统的内核是微内核结构许多嵌入式操作系统都不带磁盘 –根本不支持文件系统 –结构上为了设备驱动而支持文件系统，但不支持文件系统的文件存储功能许多嵌入式操作系统不采用存储管理技术,即不支持虚拟存储技术许多嵌入式操作系统不划分“系统空间”和“用户空间” –操作系统的“内核”与外围应用程序之间不再有物理的边界; –系统中所谓“进程”实际上全都是内核线程?静态连接、系统调用、进程调度/切换–对任何一个应用程序做细微的修改，都得重新生成整个系统，并且“下载”之； –系统调用的界面太庞大； –共享变量的访问，需要谨慎对待； –把通用操作系统上的应用移植过来需考虑“可重入”的问题；

不分系统空间和用户空间<>必须静态连接–如DOS、CP/M的INT21 不分系统空间和用户空间<>不能用页面映射技术 –但只用于不同进程之间，而非不同空间之间即使采用了存储管理，基本上都不采用页面交换技术重启动技术（watch dog） 2. RTOS 是否实时 –一方面是多大程度上充分发挥硬件潜力，即综合速度快慢的问题； –另一方面同时也是反映的速度在多大的程度上得到保证的问题中断延迟（Interrupt Latency）–中断不可嵌套 –LINUX的Bottom Half –中断可嵌套：优先级中断 ?大多微处理器不支持； ?LINUX不支持； ?UNIX支持 –与指令集有关 –DMA操作有关 –保证系统调用的原子性有关调度延迟（Scheduling Latency）–中断处理程序进程处理 –一般调度算法（Round Robin）不能及时选中 –基于优先级调度算法，一般能及时选中?如果目标进程优先级低呢？ –可剥夺调度和不可剥夺调度 ?LINUX是属于什么调度？ ????????????→ 事件或软中断 Linux 既不是完全的可剥夺，也不是完全的不可剥夺上下文切换延迟（Context Switch Latency）–大小取决于CPU和操作系统 –采用MMU > 不采用MMU 只要发生调度，就能选中目标进程吗？ –根据时间片的耗用调整优先级 –拉开距离，分等级对实时进程而言，“应该没有问题”不够。是否可以不用中断、也不用调度，回到最简单的“监控程序”?

三种常用的嵌入式操作系统分析与比较

三种常用的嵌入式操作系统分析与比较摘要：提要三种常用的嵌入式操作系统——Palm OS、Windows CE、Linux；在此基础上、分析、比较这三种嵌入式操作系统，给出它们之间的异同点及各自的适用范围。 1 嵌入式系统与嵌入式操作系统 1.1 嵌入式系统嵌入式系统是以嵌入式计算机为技术核心，面向用户、面向产品、面向应用，软硬件可裁减的，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统应具有的特点是：高可靠性；在恶劣的环境或突然断电的情况下，系统仍然能够正常工作；许多嵌入式应用要求实时性，这就要求嵌入式操作系统具有实时处理能力；嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是具体产品同步进行；嵌入式系统中的软件代码要求高质量、高可靠性，一般都固化在只读存储器中或闪存中，也就是说软件要求固态化存储，而不是存储在磁盘等载体中。 1.2 嵌入式操作系统嵌入式操作系统EOS （Embedded Operating System）是一种用途广泛的系统软件，过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度作，控制、协调并发活动；它必须体现其所在系统的特征，能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。目前，已推出一些应用比较成功的EOS产品系列。随着Internet技术的发展、信息家电的普及应用及EOS的微型化和专业化，EOS开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。EOS是相对于一般操作系统而方的，它除具备了一般操作系统最基本的功能，如任务调度、同步机制、中断处理、文件处理等外，还有以下特点： ①可装卸性。开放性、可伸缩性的体系结构。 ②强实时性。EOS实时性一般较强，可用于各种设备控制当中。 ③统一的接口。提供各种设备驱动接口。

嵌入式系统与单片机的区别

嵌入式与单片机的异同及其发展趋势如果说微型机的出现，使计算机进入到现代计算机发展阶段，那么嵌入式计算机系统的诞生，则标志了计算机进入了通用计算机系统与嵌入式计算机系统两大分支并行发展时代，从而导致20世纪末，计算机的高速发展时期。嵌入式计算机系统走上了一条独立发展的单芯片化道路。它动员了原有的传统电子系统领域的厂家与专业人士，接过起源于计算机领域的嵌入式系统，承担起发展与普及嵌入式系统的历史任务，迅速地将传统的电子系统发展到智能化的现代电子系统时代。按照历史性、本质性、普遍性要求，嵌入式系统定义为：“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素。对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。嵌入式系统的特点与定义不同，由定义中的三个基本要素衍生出来的。不同的嵌入式系统其特点会有所差异。与“嵌入性”的相关特点：由于是嵌入到对象系统中，必须满足对象系统的环境要求，如物理环境（小型）、电气/气氛环境（可靠）、成本（价廉）等要求。与“专用性”的相关特点：软、硬件的裁剪性；满足对象要求的最小软、硬件配置等。与“计算机系统”的相关特点：嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。与上两个特点相呼应，这样的计算机必须配置有与对象系统相适应的接口电路。嵌入式系统按形态可分为设备级（工控机）、板级（单板、模块）、芯片级（MCU、SoC）。嵌入式系统与对象系统密切相关，其主要技术发展方向是满足嵌入式应用要求，不断扩展对象系统要求的外围电路（如ADC、DAC、PWM、日历时钟、电源监测、程序运行监测电路等），形成满足对象系统要求的应用系统。因此，嵌入式系统作为一个专用计算机系统（满足对象系统要求的计算机应用系统），要不断向计算机应用系统发展。单片机开创了嵌入式系统独立发展道路. 嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代，然而，微型计算机的体积、价位、可靠性都无法满足广大对象系统的嵌入式应用要求，因此，嵌入式系统必须走独立发展道路——芯片化道路。将计算机做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。在探索单片机的发展道路时，有过两种模式，即“∑模式”与“创新模式”。“∑模式”本质上是通用计算机直接芯片化的模式，它将通用计算机系统中的基本单元进行裁剪后，集成在一个芯片上，构成单片微型计算机；“创新模式”则完全按嵌入式应用要求设计全新的，满足嵌入式应用要求的体系结构、微处理器、指令系统、总线方式、管理模式等。Intel公司的MCS-48、MCS-51就是按照创新模式发展起来的单片形态的嵌入式系统（单片微型计算机）。MCS-51是在MCS-48探索基础上，进行全面完善的嵌入式系统。历史证明，“创新模式”是嵌入式系统独立发展的正确道路，MCS-51的体系结构也因此成为单片嵌入式系统的典型结构体系。单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。 SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段.主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM 与通用计算机完全不同的发展道路。

嵌入式系统软件开发和设计流程复习课程

本文由hquwgz贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。嵌入式系统及应用第九章嵌入式系统软件的开发主要内容嵌入式软件开发工具嵌入式系统开发模式实时软件分析设计方法第一节嵌入式软件开发工具嵌入式软件开发工具的分类嵌入式软件的交叉开发环境嵌入式软件实现阶段的开发过程嵌入式软件开发工具的发展趋势嵌入式软件开发工具 “工欲善其事，必先利其器”嵌入式软件开发工具的集成度和可用性将直接关系到嵌入式系统的开发效率。嵌入式软件开发工具的分类嵌入式软件开发阶段嵌入式软件开发工具的分类根据不同的阶段，嵌入式软件开发工具可以分为：需求分析工具（Requirement Analysis Tools）软件设计工具(Software Design Tools) 编码、调试工具(Coding Tools) 测试工具(Testing Tools) 配置管理工具、维护工具等 Rational Rose RealTime ObjectGeode Rhapsody TAU Tornado LambdaTOOL pRISM+ Spectra Win CE Platform Builder CodeWarrior Xray Debugger Logiscope CodeTEST Phases Requirement Analysis Software Design Coding Test Release 主要嵌入式软件开发工具产品嵌入式软件开发工具的分类嵌入式软件的开发可以分为以下几种：编写简单的板级测试软件，主要是辅助硬件的调试开发基本的驱动程序开发特定嵌入式操作系统的驱动程序（板级支持包）开发嵌入式系统软件，如：嵌入式操作系统等开发应用软件嵌入式软件开发工具的分类从以上嵌入式软件开发分类来看，嵌入式软件开发工具可以分为：与嵌入式OS相关的开发工具，用于开发：基于嵌入式OS的应用部分驱动程序等与嵌入式OS无关的开发工具，用于开发：基本的驱动程序辅助硬件调试程序系统软件等嵌入式软件的交叉开发环境交叉开发环境是指用于嵌入式软件开发的所有工具软件的集合，一般包括：文本编辑器交叉编译器交叉调试器仿真器下载器等交叉开发环境由宿主机和目标机组成，宿主机与目标机之间在物理连接的基础上建立起逻辑连接。运行平台Target 目标机应用系统调试代理开发平台Host 宿主机开发环境运行库 —应用软件—应用中间件—目标机OS 目标机硬件 ————

嵌入式系统发展与应用

嵌入式系统发展与应用引言不论是日常生活中经常使用的家庭自动化产品、家用电器、手提电话、自动柜员机（ATM），还是各行各业的办公设备、现代化医疗设备、航空电子、计算机网络设备、用于工业自动化和监测的可编程逻辑控制器（PLC），甚至是娱乐设备的固定游戏机和便携式游戏机等都属于嵌入式系统。嵌入式系统始于微型机时代的嵌入式应用，通过将微型机嵌入到一个对象体系中，实现对象系统的智能化控制。随着科技的不断发展，在单片机时代，嵌入式系统以器件形态迅速进入到传统电子技术领域中，以电子技术应用工程师为主体，实现传统电子系统的智能化。而后，随着后PC时代的到来，网络、通信技术得以发展；同时，嵌入式系统软、硬件技术有了很大的提升，形成了基于嵌入式系统软、硬件平台，以网络、通信为主的非嵌入式底层应用的计算机应用模式。 1嵌入式系统的概念与发展 1.1 嵌入式系统的概念嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、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。嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等4个部分组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。 1.2 嵌入式系统发展纵观嵌入式系统的发展历程，大致经历了以下四个阶段：（1）无操作系统阶段嵌入式系统最初的应用是基于单片机的，大多以可编程控制器的形式出现，具有监测、伺服、设备指示等功能通常应用于各类工业控制和飞机、导弹等武器装备中，一般没有操作系统的支持，只能通过汇编语言对系统进行直接控制，运行结束后再清除内存。这些装置虽然已经初步具备了嵌入式的应用特点，但仅仅只是使用8位的CPU芯片来执行一些单线程的程序，因此严格地说还谈不上系统的概念。这一阶段嵌入式系统的主要特点是：系统结构和功能相对单一，处理效率较低，存储容量较小，几乎没有用户接口。由于这种嵌入式系统使用简便、价格低廉，因而曾经在工业控制领域中得到了非常广泛的应用，但却无法满足现今对执行效率、存储容量都有较高要求的信息家电等场合的需要。（2）简单操作系统阶段 20世纪80年代，随着微电子工艺水平的提高，Ic制造商开始把嵌入式应用中所需要的微处理器、I／O接口、串行接口以及RAM、ROM等部件统统集成到一片VLSI中，制造出面向I ／0设计的微控制器，并一举成为嵌入式系统领域中异军突起的新秀。与此同时，嵌入式系统的程序员也开始基于一些简单的操作系统开发嵌入式应用软件，大大缩短了开发周期、提高了开发效率。（3）实时操作系统阶段 20世纪9O年代，在分布控制、柔性制造、数字化通信和信息家电等巨大需求的牵引下，嵌入式系统进一步飞速发展，而面向实时信号处理算法的DSP产品则向着高速度、高精度、低功耗的方向发展。随着硬件实时性要求的提高，嵌入式系统的软件规模也不断扩大，逐渐形成了实时多任务操作系统(RTOS)，并开始成为嵌入式系统的主流。这一阶段嵌入式系统的主要特点是：操作系统的实时性得到了很大改善，已经能够运行在各种不同类型的微处理器上，具有高度的模块化和扩展性。此时的嵌入式操作系统已经具备了

(完整版)通用PC系统与嵌入式系统的区别

通用PC系统与嵌入式系统的区别.txt精神失常的疯子不可怕，可怕的是精神正常的疯子！一什么是嵌入式系统嵌入式系统一般指非pc系统，有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材。它是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。简单地说，嵌入式系统集系统的应用软件与硬件于一体，类似于pc中bios的工作方式，具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点，特别适合于要求实时和多任务的体系。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成，它是可独立工作的“器件”。嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备，如掌上pda、移动计算设备、电视机顶盒、手机上网、数字电视、多媒体、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等。嵌入式系统的硬件部分，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。嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统，它不具备像硬盘那样大容量的存储介质，而大多使用eprom、eeprom或闪存 (flash memory)作为存储介质。软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。二嵌入式处理器嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般具备4个特点：(1)对实时和多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时操作系统的执行时间减少到最低限度；(2)具有功能很强的存储区保护功能，这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保护功能，同时也有利于软件诊断；(3) 可扩展的处理器结构，以能迅速地扩展出满足应用的高性能的嵌入式微处理器；(4)嵌入式微处理器的功耗必须很低，尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此，功耗只能为mw 甚至μw级。据不完全统计，目前全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000种，流行的体系结构有30 多个系列。其中8051体系占多半，生产这种单片机的半导体厂家有20多个，共350多种衍生产品，仅philips就有近100种。现在几乎每个半导体制造商都生产嵌入式处理器，越来越多的公司有自己的处理器设计部门。嵌入式处理器的寻址空间一般从64kb到16mb，处理速度为 0.1~2000mips，常用封装8~144个引脚。根据现状，嵌入式计算机可分成下面几类: (1)嵌入式微处理器(embedded microprocessor unit, empu) 嵌入式微处理器采用“增强型”通用微处理器。由于嵌入式系统通常应用于环境比较恶劣的环境中，因而嵌入式微处理器在工作温度、电磁兼容性以及可靠性方面的要求较通用的标准微处理器高。但是，嵌入式微处理器在功能方面与标准的微处理器基本上是一样的。根据实

有操作系统的嵌入式系统软件开发

《嵌入式系统》课程设计题目有操作系统的嵌入式系统软件开发学院(部) 电子信息工程学院专业学生姓名学号年级指导教师职称 2011 年 6 月

目录第1章课程设计的任务说明 (2) 1.1 课程设计的目的 (2) 1.2 课程设计的要求 (2) 2.1 有操作系统的软件开发流程 (3) 2.1.1嵌入式系统开发概述 (3) 2.1.2嵌入式软件开发概述 (4) 2.2 有操作系统的软件运行模式 (6) 第3章 Linux操作系统简介 (9) 第4章 uC linux操作系统简介 (10) 第5章开发环境的建立 (11) 5.1 建立主机Linux平台 (11) 5.1.1 虚拟机VMware软件的安装 (11) 5.1.2 安装red hat (14) 5.1.3 安装vMware tool (19) 5.1.4 安装共享目录 (20) 5.1.5 安装交叉编译 (20) 第6章 uC Linux裁剪与编译 (21) 第7章操作系统下多任务应用程序开发 (25) 总结 (27) 参考文献 (28)

第1章课程设计的任务说明 1.1 课程设计的目的（1）了解有操作系统的嵌入式系统软件开发流程；（2）了解Linux操作系统的基本知识；（3）熟悉Linux操作系统的常用命令；（4）掌握Linux操作系统的VI编辑器用法；（5）掌握Linux操作系统的gcc编译器用法；（6）了解uCLinux操作系统的基本知识；（7）掌握uCLinux操作系统内核编译环境的建立；（8）熟悉uCLinux内核编译步骤；（9）掌握将编译好的内核下载到系统运行的步骤；（10）掌握uClinux多任务编程与自启动。 1.2 课程设计的要求（1）掌握课程设计所涉及到的相关知识。（2）拓宽和加深学生对已学过的理论知识的理解，从而掌握比较全面的专业知识。（3）进一步熟悉嵌入式系统软件开发流程，更深刻地理解嵌入式系统原理和相关接口电路的实现。（4）按照要求撰写课程设计报告。

嵌入式操作系统的种类与特点

1.3.1 嵌入式操作系统的种类、特点与发展 1．嵌入式操作系统的种类一般情况下，嵌入式操作系统可以分为两类：非实时操作系统：面向消费电子产品等领域，这类产品包括个人数字助理（PDA）、移动电话、机顶盒、电子书等。实时操作系统RTOS（Real-Time Embedded Operating System）：面向控制、通信等领域，如windriver公司的vxworks、isi的psos、qnx系统软件公司的qnx等。（1）非实时操作系统早期的嵌入式系统中没有操作系统的概念，程序员编写嵌入式程序通常直接面对裸机及裸设备。在这种情况下，通常把嵌入式程序分成两部分，即前台程序和后台程序。前台程序通过中断来处理事件，其结构一般为无限循环；后台程序则掌管整个嵌入式系统软、硬件资源的分配、管理以及任务的调度，是一个系统管理调度程序。这就是通常所说的前后台系统。一般情况下，后台程序也叫任务级程序，前台程序也叫事件处理级程序。在程序运行时，后台程序检查每个任务是否具备运行条件，通过一定的调度算法来完成相应的操作。对于实时性要求特别严格的操作通常由中断来完成，仅在中断服务程序中标记事件的发生，不再做任何工作就退出中断，经过后台程序的调度，转由前台程序完成事件的处理，这样就不会造成在中断服务程序中处理费时的事件而影响后续和其它中断。实际上，前后台系统的实时性比预计的要差。这是因为前后台系统认为所有的任务具有相同的优先级别，即是平等的，而且任务的执行又是通过FIFO队列排队，因而对那些实时性要求高的任务不可能立刻得到处理。另外，由于前台程序是一个无限循环的结构，一旦在这个循环体中正在处理的任务崩溃，使得整个任务队列中的其它任务得不到机会被处理，从而造成整个系统的崩溃。由于这类系统结构简单，几乎不需要RAM/ROM的额外开销，因而在简单的嵌入式应用被广泛使用。（2）实时操作系统所谓实时性，就是在确定的时间范围内响应某个事件的特性。而实时系统是指能在确定的时间内执行其功能并对外部的异步事件做出响应的计算机系统。其操作的正确性不仅依赖于逻辑设计的正确程度，而且与这些操作进行的时间有关。“在确定的时间内”是该定义的核心。也就是说，实时系统是对响应时间有严格要求的。实时系统对逻辑和时序的要求非常严格，如果逻辑和时序出现偏差将会引起严重后果。实时系统有两种类型：软实时系统和硬实时系统。软实时系统仅要求事件响应是实时的，并不要求限定某一任务必须在多长时间内完成；而在硬实时系统中，不仅要求任务响应要实时，而且要求在规定的时间内完成事件的处理。通常，大多数实时系统是两者的结合。实时应用软件的设计一般比非实时应用软件的设计困难。实时系统的技术关键是如何保证系统的实时性。实时操作系统可分为可抢占型和不可抢占型两类。嵌入式实时操作系统在目前的嵌入式应用中用得越来越广泛，尤其在功能复杂、系统庞大的应用中显得愈来愈重要。从某种意义上说，没有操作系统的计算机（裸机）是没有用的。在嵌入式应用中，只有把CPU嵌入到系统中，同时又把操作系统嵌入进去，才是真正的计算机嵌入式应用。操作系统的实时性在某些领域是至关重要的，比如工业控制、航空航天等领域。想像飞机正在空中飞行，如果嵌入式系统不能及时响应飞行员的控制指令，那么极有可能导致空难事故。有些嵌入式系统应用并不需要绝对的实时性，比如PDA播放音乐，个别音频数据丢失并不影响效果。这可以使用软实时的概念来衡量。

嵌入式系统和嵌入式操作系统

一什么是嵌入式系统嵌入式系统一般指非PC系统，有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材。它是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。简单地说，嵌入式系统集系统的应用软件与硬件于一体，类似于PC中BIOS的工作方式，具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点，特别适合于要求实时和多任务的体系。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成，它是可独立工作的“器件”。嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备，如掌上PDA、移动计算设备、电视机顶盒、手机上网、数字电视、多媒体、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等。嵌入式系统的硬件部分，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。嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统，它不具备像硬盘那样大容量的存储介质，而大多使用EPROM、EEPROM或闪存(Flash Memory)作为存储介质。软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。二嵌入式处理器嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。嵌入式微处理器一般具备4个特点：(1)对实时和多任务有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部的代码和实时操作系统的执行时间减少到最低限度；(2)具有功能很强的存储区保护功能，这是由于嵌入式系统的软件结构已模块化，而为了避免在软件模块之间出现错误的交叉作用，需要设计强大的存储区保护功能，同时也有利于软件诊断；(3)可扩展的处理器结构，以能迅速地扩展出满足应用的高性能的嵌入式微处理器；(4)嵌入式微处理器的功耗必须很低，尤其是用于便携式的无线及移动的计算和通信设备中靠电池供电的嵌入式系统更是如此，功耗只能为mW甚至μW级。据不完全统计，目前全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000种，流行的体系结构有30多个系列。其中8051体系占多半，生产这种单片机的半导体厂家有20多个，共350多种衍生产品，仅Philips就有近100种。现在几乎每个半导体制造商都生产嵌入式处理器，越来越多的公司有自己的处理器设计部门。嵌入式处理器的寻址空间一般从64kB到16MB，处理速度为0.1~2000MIPS，常用封装8~144个引脚。根据现状，嵌入式计算机可分成下面几类。 (1)嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU) 嵌入式微处理器采用“增强型”通用微处理器。由于嵌入式系统通常应用于环境比较恶劣的环境中，因而嵌入式微处理器在工作温度、电磁兼容性以及可靠性方面的要求较通用的标

嵌入式系统软件及编程语言

嵌入式系统软件及编程语言 1、引言：随着计算机技术和微电子技术的迅速发展，嵌入式系统应用领域越来越广泛。当今，嵌入式系统已成为一个时髦的名词，就像当初的计算机热潮，似乎比当初的计算机热潮涉及的领域更广泛，应用技术人员更多，相关国民经济产值也更庞大。报纸、杂志、网络都把嵌入式系统当作讨论的热门话题。嵌入式系统一般指非PC 系统，有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材。它是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。嵌入式系统主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等4 个部分组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的器件。嵌入式系统的软件部分包括操作系统软件(要求实时和多任务操作)和应用程序编程。操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用，而应用程序控制着系统的运作和行为。2、嵌入式系统软件：（1）嵌入式操作系统:嵌入式操作系统是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件，它是嵌入式系统(包括硬、软件系统)极为重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等Browser。嵌入式操作系统具有通用操作系统的基本特点，如能够有效管理越来越复杂的系统资源；能够把硬件虚拟化，使得开发人员从繁忙的驱动程序移植和维护中解脱出来；能够提供库函数、驱动程序、工具集以及应用程序。与通用操作系统相比较，嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。（2）嵌入式操作系统的发展状况：国外嵌入式操作系统已经从简单走向成熟，主要有 Vxwork、QNX、PalmOS、Windows CE、嵌入式Linux 等。国内的嵌入式

嵌入式系统原理与应用习题解析

嵌入式系统原理与应用习题解析文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]

1.8 练习题P14 1.选择题（1）A 说明：嵌入式系统的发展趋势表现在以下几方面： 1.产品种类不断丰富，应用范围不断普及 2.产品性能不断提高 3.产品功耗不断降低，体积不断缩小 4.网络化、智能化程度不断提高 5.软件成为影响价格的主要因素（2）D 说明：常见的嵌入式操作系统: VxWorks，Windows CE、uC/OS-II和嵌入式Linux。（3）A 说明：VxWorks是美国WindRiver公司于1983年开发的一种32位嵌入式实时操作系统。 2.填空题 (1)嵌入式计算机 (2)微处理器外围电路外部设备 (3)板级支持包实时操作系统应用编程接口应用程序 (4)嵌入式处理器微控制器数字信号处理器 3.简答题（1）简述嵌入式系统的定义和特点

答：定义：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、功耗有严格要求的专用计算机系统。特点：专用性强、实时性好、可裁剪性好、可靠性高和功耗低等。（2）简述计算机系统的发展历程第一阶段大致在20世纪70年代前后，可以看成是嵌入式系统的萌芽阶段；第二阶段是以嵌入式微处理器为基础，以简单操作系统为核心的嵌入式系统；第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统，也是嵌入式应用开始普及的阶段；第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的阶段。（3）简述MCU和DSP的区别 MCU是微控制器，DSP是数字信号处理器。 MCU相当于小型的电脑，内部集成的CPU、ROM、RAM、I/O总线，所以集成度高是它的特点。 DSP是专用的信息处理器，内部的程序是对不同的机器和环境进行特别优化，所以处理速度是最快的。 2.4 练习题 1. 填空题 (1) ARM7 ARM9 ARM9E ARM10E ARM11

(完整版)嵌入式系统及其应用

嵌入式系统及其应用 1嵌入式系统的定义根据IEEE（电气和电子工程师协会）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”（devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。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。目前国内一个普遍被认同的定义是：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。 2 嵌入式系统的技术特点嵌入式系统通常包括构成软件的基本运行环境的硬件和操作系统两部分。嵌入式系统的运行环境和应用场合决定了嵌入式系统具有区别于其它操作系统的一些特点。（1）嵌入式处理器嵌入式处理器可以分为三类：嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP（Digital Signal Processor）。嵌入式微处理器就是和通用计算机的微处理器对应的CPU。在应用中，一般是将微处理器装配在专门设计的电路板上，在母板上只保留和嵌入式相关的功能即可，这样可以满足嵌入式系统体积小和功耗低的要求。（2）微内核结构大多数操作系统至少被划分为内核层和应用层两个层次。内核只提供基本的功能，如建立和管理进程、提供文件系统、管理设备等，这些功能以系统调用方式提供给用户。一些桌面操作系统，如Windows、Linux等，将许多功能引入内核，操作系统的内核变得越来越大。内核变大使得占用的资源增多，剪裁起来很麻烦（3）任务调度在嵌入式系统中，任务即线程。大多数的嵌入式操作系统支持多任务。多任务运行的实现实际是靠CPU在多个任务之间切换、调度。每个任务都有其优先级，不同的任务优先级可能相同也可能不同。作系统对不同优先级的任务采用基于优先级的抢占式调度法，对相同优先级的任务则采用时间片轮转调度法。（4）硬实时和软实时有些嵌入式系统对时间的要求较高，称之为实时系统。有两种类型的实时系统：硬实时系统和软实时系统。软实时系统并不要求限定某一任务必须在一定的时间内完成，只要求各任务运行得越快越好；硬实时系统对系统响应时间有严格要求，一旦系统响应时间不能满足，就可能会引起系统崩溃或致命的错误，一般在工业控制中应用较多。

一个典型的嵌入式系统设计和实现

关键字：嵌入式系统设计 ARM FPGA多功能车辆总线Multifunction Vehicle Bus 在计算机、互联网和通信技术高速发展的同时，嵌入式系统开发技术也取得迅速发展，嵌入式技术应用范围的急剧扩大。本文介绍了一种基于ARM和FPGA，从软件到硬件完全自主开发多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus)MVB??B嵌入式系统的设计和实现。系统设计和实现通常来说，一个嵌入式系统的开发过程如下： 1.确定嵌入式系统的需求； 2.设计系统的体系结构：选择处理器和相关外部设备，操作系统，开发平台以及软硬件的分割和总体系统集成； 3.详细的软硬件设计和RTL代码、软件代码开发； 4.软硬件的联调和集成； 5.系统的测试。一、步骤1：确定系统的需求：嵌入式系统的典型特征是面向用户、面向产品、面向应用的，市场应用是嵌入式系统开发的导向和前提。一个嵌入式系统的设计取决于系统的需求。 1、MVB总线简介列车通信网（Train Communication Network,简称TCN）是一个集整列列车内部测控任务和信息处理任务于一体的列车数据通讯的IEC国际标准（IEC－61375-1）, 它包括两种总线类型绞线式列车总线(WTB)和多功能车厢总线(MVB)。 TCN在列车控制系统中的地位相当与CAN总线在汽车电子中的地位。多功能车辆总线MVB是用于在列车上设备之间传送和交换数据的标准通信介质。附加在总线上的设备可能在功能、大小、性能上互不相同，但是它们都和 MVB总线相连，通过MVB总线来交换信息，形成一个完整的通信网络。在MVB系统中，根据IEC－61375－1列车通信网标准， MVB总线有如下的一些特点：拓扑结构：MVB总线的结构遵循OSI模式，吸取了ISO的标准。支持最多4095个设备，由一个中心总线管理器控制。简单的传感器和智能站共存于同一总线上。数据类型：MVB总线支持三种数据类型：

嵌入式软件开发流程

嵌入式软件开发流程
一、嵌入式软件开发流程 1.1 嵌入式系统开发概述由嵌入式系统本身的特性所影响，嵌入式系统开发与通用系统的开发有很大的区别。嵌入式系统的开发主要分为系统总体开发、嵌入式硬件开发和嵌入式软件开发 3 大部分，其总体流程图如图 1.1 所示。
图 1.1 嵌入式系统开发流程图在系统总体开发中，由于嵌入式系统与硬件依赖非常紧密，往往某些需求只能通过特定的硬件才能实现，因此需要进行处理器选型，以更好地满足产品的需求。另外，对于有些硬件和软件都可以实现的功能，就需要在成本和性能上做出抉择。往往通过硬件实现会增加产品的成品，但能大大提高产品的性能和可靠性。再次，开发环境的选择对于嵌入式系统的开发也有很大的影响。这里的开发环境包括嵌入式操作系统的选择以及开发工具的选择等。本书在 4.1.5 节对各种不同的嵌入式操作系统进行了比较，读者可以以此为依据进行相关的选择。比如，对开发成本和进度限制较大的产品可以选择嵌入式 Linux，对实时性要求非常高的产品可以选择 Vxworks 等。由于本书主要讨论嵌入式软件的应用开发，因此对硬件开发不做详细讲解，而主要讨论嵌入式软件开发的流程。

1.2 嵌入式软件开发概述嵌入式软件开发总体流程为图 4.15 中“软件设计实现”部分所示，它同通用计算机软件开发一样，分为需求分析、软件概要设计、软件详细设计、软件实现和软件测试。其中嵌入式软件需求分析与硬件的需求分析合二为一，故没有分开画出。由于在嵌入式软件开发的工具非常多，为了更好地帮助读者选择开发工具，下面首先对嵌入式软件开发过程中所使用的工具做一简单归纳。嵌入式软件的开发工具根据不同的开发过程而划分，比如在需求分析阶段，可以选择 IBM 的 Rational Rose 等软件，而在程序开发阶段可以采用 CodeWarrior 下面要介绍的 ADS （的一个工具）等，在调试阶段所用的 Multi-ICE 等。同时，不同的嵌入式操作系统往往会有配套的开发工具，比如 Vxworks 有集成开发环境 Tornado，WindowsCE 的集成开发环境 WindowsCE Platform 等。此外，不同的处理器可能还有对应的开发工具，比如 ARM 的常用集成开发工具 ADS、IAR 和 RealView 等。在这里，大多数软件都有比较高的使用费用，但也可以大大加快产品的开发进度，用户可以根据需求自行选择。图 4.16 是嵌入式开发的不同阶段的常用软件。
图 1.2 嵌入式开发不同阶段的常用软件
嵌入式系统的软件开发与通常软件开发的区别主要在于软件实现部分，其中又可以分为编译和调试两部分，下面分别对这两部分进行讲解。 1．交叉编译．嵌入式软件开发所采用的编译为交叉编译。所谓交叉编译就是在一个平台上生成可以在另一个平台上执行的代码。在第 3 章中已经提到，编译的最主要的工作就在将程序转化成运行该程序的 CPU 所能识别的机器代码，由于不同的体系结构有不同的指令系统。因此，不同的 CPU 需要有相应的编译器，而交叉编译就如同翻译一样，把相同的程序代码翻译成不同 CPU 的对应可执行二进制文件。要注意的是，编译器本身也是程序，也要在与之对应的某一个 CPU 平台上运行。嵌入式系统交叉编译环境如图 4.17 所示。

嵌入式系统设计与应用

嵌入式系统设计与应用本文由kenneth67贡献 ppt文档可能在W AP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。课程名称：课程名称：嵌入式系统设计与应用总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12 36学时12学时总学时：其中讲课36学时，上机实践环节12学时教材：嵌入式系统设计教程》教材：《嵌入式系统设计教程》电子工业出版社马洪连参考书：参考书：1、《嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 嵌入式系统开发与应用》北航出版社、田泽编著. 2、《ARM体系结构与编程》清华大学出版社杜春雷编著ARM体系结构与编程体系结构与编程》嵌入式系统设计与实例开发—ARM ARM与C/OS3、《嵌入式系统设计与实例开发ARM与μC/OS-Ⅱ》清华大学出版社王田苗、魏洪兴编著清华大学出版社王田苗、ARM嵌入式微处理器体系结构嵌入式微处理器体系结构》4、《ARM嵌入式微处理器体系结构》北航出版社、马忠梅等著. 北航出版社、马忠梅等著. 张石．ARM嵌入式系统教程嵌入式系统教程》5、张石．《ARM嵌入式系统教程》．机械工业出版2008年社．2008年9月 1 课程内容绪论：绪论： 1）学习嵌入式系统的意义2）高校人才嵌入式培养情况嵌入式系统设计（实验课）3）嵌入式系统设计（实验课）内容安排第1章嵌入式系统概况 1.1 嵌入式系统的定义1.2 嵌入式系统的应用领域及发展趋势1.3 嵌入式系统组成简介第2章嵌入式系统的基本知识 2.1 2.2 2.3 嵌入式系统的硬件基础嵌入式系统的软件基础ARM微处理器的指令系统和程序设计ARM微处理器的指令系统和程序设计 2 第3章 3.1 3.2 3.3 基于ARM架构的嵌入式微处理器基于ARM架构的嵌入式微处理器ARM 概述嵌入式微处理器的组成常用的三种ARM ARM微处理器介绍常用的三种ARM 微处理器介绍第4章 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 嵌入式系统设计概述嵌入式系统的硬件设计嵌入式系统接口设计嵌入式系统人机交互设备接口嵌入式系统的总线接口和网络接口设计嵌入式系统中常用的无线通信技术 3 第5章嵌入式系统开发环境与相关开发技术 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6.1 6.2 6.3 6.4 概述嵌入式系统的开发工具嵌入式系统调试技术嵌入式系统开发经验嵌入式系统的Bootloader Bootloader技术嵌入式系统的Bootloader技术μC/OS-II操作系统概述C/OS-II操作系统概述ADS开发环境ARM ADS开发环境C/OS-II操作系统在ARM系统中的移植操作系统在ARM μC/OS-II操作系统在ARM系统

嵌入式系统原理与应用

嵌入式系统原理与应用实验报告班级：学号：姓名：实验一Linux shell基本命令的使用一、实验目的和要求 a)掌握用户系统常用命令。 b)掌握文件目录常用命令。 c)掌握压缩打包常用命令。 d)掌握网络相关命令。

二、实验内容和原理 a)登录系统，查看系统相关信息； b)查询和更新系统用户数据； c)创建文件目录和文件，并实现文件操作； d)打包并解压文件 e)查询系统网络状态，并设置和更新三、实验环境 a)硬件：PC机 b)软件：LINUX操作系统、虚拟机四、算法描述及实验步骤 a)启动系统，打开终端； b)查看系统信息，并将以下查看内容重定向添加到文件systemInfo.txt，最后清屏： 1、查看系统当前所有进程； 2、查看当前系统信息 3、查看硬盘分区情况 4、查看/etc/fstab文件 5、查看系统当前的网络地址 c)系统用户数据: 1、切换到root状态 2、创建用户（姓名拼间首字母加学号后两位，如张飞ZF01），密码是123456 3、进入新用户，并查看默认所在主目录及所有登录系统的用户 d)文件操作： 1、在当前用户的主目录下，创建文件夹Labl 2、进入Lab1文件夹，新建文件welcome.txt，写入“Hello Zhang Fei!”保存退出 3、将b步骤生成的文件SystemInfo.txt，移动到Lab1文件夹，并设置文件权限为：文件所有者可读写，其它为只读; 并查看文件列表，权限是否设置 4、返回到当前用户的主目录 5、将Lab1文件夹打包生成tar.gz文件，并删除原文件夹五、实验报告要求: 按实验步骤执行，在纸质实验报告上详细描述执行流程（使用命令及操作流程），并在电子版的实验报告上要求另加适当截图描述； a)启动系统，打开终端；或使用putty连接系统（如果未安装ssh，可以使用sudo apt-get install ssh)：运行Applications→Terminal

嵌入式系统的定义、分类与特点

嵌入式系统的定义、分类与特点嵌入式系统的定义、分类与特点1.1.1 嵌入式系统的定义、分类与特点 1．嵌入式系统的定义嵌入式系统的定义1:嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础,软、硬件可裁剪,适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特殊要求的专用计算机系统。嵌入式系统的定义2:嵌入到对象体系中的专用计算机系统。嵌入性、专用性与计算机系统是嵌入式系统的三个基本要素。对象系统是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。嵌入式系统与通用计算机系统的本质区别在于系统的应用不同,嵌入式系统是将一个计算机系统嵌入到对象系统中。这个对象可能是庞大的机器,也可能是小巧的手持设备,用户并不关心这个计算机系统的存在。在理解嵌入式系统的定义时,不要与嵌入式设备相混淆。嵌入式设备是指内部有嵌入式系统的产品、设备,例如,内含单片机的家用电器、仪器仪表、工控单元、机器人、手机、PDA 等。2．嵌入式系统的分类按照上述嵌入式系统的定义,只要满足定义中三要素的计算机系统,都可称为嵌入式系统。嵌入式系统按形态可分为设备级（工控机）、板级（单板、模块）、芯片级（MCU、SOC）。有些人把嵌入式处理器当作嵌入式系统,但由于嵌入式系统是一个嵌入式计算机系统,因此,只有将嵌入式处理器构成一个计算机系统,并作为嵌入式应用时,这样的计算机系统才可称作嵌入式系统。嵌入式系统与对象系统密切相关,其主要技术发展方向是满足嵌入式应用要求,不断扩展对象系统要求的外围电路（如ADC、DAC、PWM、日历时钟、电源监测、程序运行监测电路等）,形成满足对象系统要求的应用系统。因此,嵌入式系统作为一个专用计算机系统,要不断向计算机应用系统发展。 3．嵌入式系统的特点嵌入式计算机系统与通用计算机系统、数字产品相比具有以下特点: （1）嵌入式系统是面向特定应用的。嵌入式系统中的CPU与通用CPU的最大不同就是前者大多数是专门为特定应用设计的,具有低功耗、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,从而有利于整个系统设计趋于小型化。（2）嵌入式系统涉及先进的计算机技术、半导体技术、电子技术、通信和软件等各个行业。嵌入式系统是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。在通用计算机行业中,占整个计算机行业90%的个人电脑产业,绝大部分采用的是x86体系结构的CPU,厂商集中在Intel、AMD等几家公司,操作系统方面被微软占居垄断地位。但这样的情况却不会在嵌入式系统领域出现。这是一个分散的,充满竞争、机遇与创新的工业,没有哪个公司的操作系统和处理器能够垄断市场。（3）嵌入式系统的硬件和软件都必须具备高度可定制性。只有这样才能适用嵌入式系统应用的需要,在产品价格性能等方面具备竞争力。（4）嵌入式系统的生命周期相当长。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,它的生命周期与产品的生命周期几乎一样长。（5）嵌入式系统本身并不具备在其上进行进一步开发的能力。在设计完成以后,用户如果需要修改其中的程序功能,必须借助于一套专门的开发工具和环境。（6）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,而不是存贮于磁盘等载体中。由于嵌入式系统的运算速度和存储容量仍然存在一定程度的限制,另外,由于大部分嵌入式系统必须具有较高的实时性,因此对程序的质量,特别是可靠性,有着较高的要求。