嵌入式系统课程设计
嵌入式课程设计

嵌入式课程设计
嵌入式课程设计是指在大学或研究生教育阶段,学生通过嵌入式系统设计的课程,进行实践性的学习和探索,提高学生的嵌入式系统设计能力以及软硬件开发和应用技能。
嵌入式课程设计包括理论学习、实验设计和开发工程三个阶段。
在理论学习阶段,学生需要学习相关的计算机科学和电子学知识,了解嵌入式系统的组成、结构和工作原理。
在实验设计阶段,学生需要设计和实现嵌入式系统的硬件和软件,并进行调试和测试。
开发工程阶段,学生需要应用所学知识,设计和开发复杂的嵌入式系统,实现实际应用场景的功能需求。
嵌入式课程设计不仅可以有效提高学生的实践能力,还可以培养学生的团队协作精神和创新思维能力。
针对不同的学科和专业,嵌入式课程设计可以涵盖多个领域,比如电子、计算机、通信、自动化等多个领域,为学生未来的职业发展提供有力的支持和保障。
嵌入式系统stm32课程设计

嵌入式系统stm32课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解嵌入式系统基本概念,掌握STM32的硬件结构和编程环境。
2. 学会使用C语言进行STM32程序设计,理解中断、定时器等基本原理和应用。
3. 掌握嵌入式系统外围设备的使用,如LED、按键、串口等,并能进行简单的系统集成。
技能目标:1. 能够运用所学知识,设计并实现具有实际功能的嵌入式系统项目。
2. 培养学生的动手实践能力,提高问题解决能力和程序调试技巧。
3. 增强团队协作能力,通过项目实践,学会分工合作和沟通交流。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对嵌入式系统的兴趣,激发学习热情,形成自主学习的习惯。
2. 树立正确的工程观念,注重实际应用,关注技术发展,提高创新意识。
3. 培养学生的责任心,使其认识到所学知识对社会和国家的贡献,树立远大理想。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论知识和实际操作,培养学生的嵌入式系统设计能力。
学生特点:学生具备一定的电子技术基础和编程能力,对嵌入式系统有一定了解,但缺乏实际项目经验。
教学要求:结合课程特点和学生学习情况,注重理论与实践相结合,通过项目驱动,引导学生主动探究,提高解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 嵌入式系统概述- 嵌入式系统的定义、特点与应用领域- STM32微控制器简介2. STM32硬件结构与编程环境- STM32的内部结构、外设接口- Keil MDK集成开发环境的使用3. STM32编程基础- C语言基础回顾- STM32程序框架与编译过程- 中断、定时器等基本原理及应用4. 外围设备使用- LED、按键、串口等外设的原理与编程- ADC、PWM等模拟外设的使用5. 嵌入式系统项目实践- 设计并实现具有实际功能的嵌入式系统项目- 项目分析与需求分析- 硬件电路设计与软件编程6. 课程总结与拓展- 课程知识梳理与巩固- 探讨嵌入式系统发展趋势与前沿技术教学内容安排与进度:第1-2周:嵌入式系统概述、STM32硬件结构与编程环境第3-4周:STM32编程基础第5-6周:外围设备使用第7-8周:嵌入式系统项目实践第9-10周:课程总结与拓展教学内容与教材关联性:本教学内容紧密结合教材,按照教材章节顺序进行教学,确保学生能够系统地掌握嵌入式系统STM32的知识点和技能。
嵌入式基础课程设计

嵌入式基础课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解嵌入式系统的基本概念、组成和分类。
2. 掌握嵌入式系统的设计流程、开发环境和编程语言。
3. 学习嵌入式系统的硬件接口和软件模块。
技能目标:1. 能够运用所学知识进行简单的嵌入式系统设计。
2. 能够编写嵌入式程序,实现基础功能。
3. 能够分析并解决嵌入式系统开发过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对嵌入式系统的兴趣和热情,提高其学习主动性和积极性。
2. 培养学生的团队协作能力,使其能够在团队中发挥积极作用。
3. 培养学生的创新意识和实践能力,使其敢于尝试,勇于探索。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点和教学要求,旨在帮助学生掌握嵌入式系统的基础知识,培养其编程能力和实际问题解决能力。
课程目标具体、可衡量,以确保学生和教师能够清晰地了解课程的预期成果,并为后续的教学设计和评估提供依据。
通过本课程的学习,学生将能够独立完成简单的嵌入式系统设计,为今后进一步学习相关专业知识和技能打下坚实基础。
二、教学内容1. 嵌入式系统概述- 嵌入式系统的基本概念- 嵌入式系统的组成与分类- 嵌入式系统的应用领域2. 嵌入式系统设计流程- 需求分析- 系统设计- 硬件选型与接口设计- 软件开发与调试3. 嵌入式开发环境- 开发板介绍- 集成开发环境(IDE)的使用- 编程语言的选用与基础语法4. 嵌入式系统编程- 硬件抽象层(HAL)编程- 嵌入式操作系统基础- 常用软件模块及应用5. 嵌入式系统实践- 简单嵌入式系统设计案例- 程序编写与调试- 系统测试与优化本教学内容根据课程目标制定,涵盖嵌入式系统的基本知识、设计流程、开发环境、编程技巧和实践案例。
教学内容与课本紧密关联,系统性地安排了教学大纲,明确了教学内容的安排和进度。
通过本章节的学习,学生将全面了解嵌入式系统的基础知识,掌握基本的编程技能,并具备实际操作能力。
三、教学方法1. 讲授法:- 对于嵌入式系统的基本概念、组成、分类及设计流程等理论知识,采用讲授法进行教学,使学生在短时间内掌握基础知识点。
南通大学嵌入式课程设计

南通大学嵌入式课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解嵌入式系统基本概念,掌握其硬件和软件组成;2. 学习嵌入式编程基础,熟悉至少一种嵌入式开发环境;3. 了解嵌入式系统的应用领域和发展趋势;4. 掌握嵌入式系统设计与开发的基本流程。
技能目标:1. 能够使用嵌入式开发工具进行程序编写、编译和调试;2. 能够阅读和分析简单的嵌入式系统电路图;3. 能够针对特定应用场景,设计简单的嵌入式系统解决方案;4. 能够运用所学知识解决实际问题,具备基本的嵌入式系统故障排查能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对嵌入式系统的兴趣,激发其探究精神;2. 增强学生的团队合作意识,培养良好的沟通与协作能力;3. 培养学生严谨、细致的工作态度,提高其工程素养;4. 增进学生对我国嵌入式产业发展现状的认识,激发其社会责任感和使命感。
本课程针对南通大学嵌入式课程设计,结合学科特点、学生年级及教学要求,旨在使学生掌握嵌入式系统的基础知识,具备实际操作能力,并培养其良好的情感态度价值观。
课程目标具体、可衡量,便于教学设计和评估。
通过本课程的学习,学生将能够为后续深入学习嵌入式系统打下坚实基础,并为将来的职业生涯做好准备。
二、教学内容1. 嵌入式系统概述- 嵌入式系统的定义与特点- 嵌入式系统的历史与发展趋势- 嵌入式系统的应用领域2. 嵌入式硬件基础- 嵌入式处理器- 存储器与I/O接口- 嵌入式系统电路设计原理3. 嵌入式软件基础- 嵌入式操作系统概述- 嵌入式编程语言(C语言)- 嵌入式软件开发环境4. 嵌入式编程技术- 嵌入式程序设计基础- 中断处理与定时器- 串行通信与并行接口编程5. 嵌入式系统设计与开发- 嵌入式系统设计流程- 硬件与软件协同设计- 嵌入式系统调试与测试6. 嵌入式系统应用案例- 智能家居系统- 物联网应用- 自动控制系统本教学内容根据课程目标制定,涵盖嵌入式系统的基础知识、硬件与软件技术、编程方法及系统设计与开发。
大学嵌入式方向课程设计

大学嵌入式方向课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解嵌入式系统的基础知识,掌握其硬件和软件的基本组成、工作原理及相互关系。
2. 学会使用至少一种嵌入式编程语言,如C或Python,编写简单的嵌入式程序。
3. 了解嵌入式系统在不同领域的应用,如物联网、智能家居、自动化控制等。
技能目标:1. 能够运用所学知识,设计并实现简单的嵌入式项目,具备基本的嵌入式系统开发能力。
2. 掌握使用常见的嵌入式开发工具和调试方法,如Keil、IAR等。
3. 能够分析嵌入式系统的性能,针对实际问题提出合理的解决方案。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对嵌入式系统的兴趣,激发他们探索新技术、新领域的热情。
2. 培养学生的团队协作精神,让他们在项目实践中学会沟通、分享和合作。
3. 培养学生的创新意识,鼓励他们勇于尝试,不断挑战自我,为我国嵌入式技术的发展贡献力量。
课程性质:本课程为大学嵌入式方向的课程,旨在使学生掌握嵌入式系统的基础知识和技能,培养具备实际开发能力的人才。
学生特点:大学嵌入式方向的学生具备一定的电子技术、计算机技术和编程基础,对新技术充满好奇,喜欢动手实践。
教学要求:结合学生特点和课程性质,注重理论与实践相结合,强化项目实践,培养学生具备实际开发能力。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 嵌入式系统概述:介绍嵌入式系统的定义、发展历程、应用领域及发展趋势,对应教材第一章内容。
- 嵌入式系统的基本概念- 嵌入式系统的历史与发展- 嵌入式系统的应用领域及前景2. 嵌入式硬件基础:讲解嵌入式系统的硬件组成、原理及性能指标,对应教材第二章内容。
- 嵌入式处理器- 存储器与I/O接口- 传感器与执行器3. 嵌入式软件基础:介绍嵌入式操作系统、编程语言及软件开发流程,对应教材第三章内容。
- 嵌入式操作系统原理- 嵌入式编程语言(C/Python)- 嵌入式软件开发流程4. 嵌入式系统设计与实践:通过项目实践,使学生掌握嵌入式系统的设计方法,对应教材第四章内容。
嵌入式系统和课程设计

嵌入式系统和课程设计一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握嵌入式系统的基本概念、原理和架构,了解其在工作原理和应用领域的具体体现。
技能目标则要求学生能够使用相关工具和软件进行嵌入式系统的开发和设计,提高学生的实际操作能力。
情感态度价值观目标则是培养学生的创新意识和团队合作精神,通过解决实际问题,增强学生对嵌入式系统的兴趣和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括嵌入式系统的基本概念、原理和架构,以及相关的工具和软件的使用。
具体包括嵌入式系统的定义、特点和分类,嵌入式处理器和存储器的工作原理,嵌入式操作系统的基本概念和常用操作系统介绍,嵌入式系统的应用领域和案例分析,以及嵌入式系统设计的流程和步骤。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法。
包括讲授法,通过讲解和演示来传授基本概念和原理;讨论法,通过分组讨论和报告来深入理解和分析嵌入式系统的应用案例;案例分析法,通过分析具体的嵌入式系统设计和应用案例,提高学生的实际操作能力;实验法,通过实际操作和实验来巩固和应用所学的知识和技能。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将选择和准备适当的教学资源。
教材将作为主要的教学资源,用于引导学生学习和掌握嵌入式系统的基本知识。
参考书和多媒体资料将用于提供更多的学习材料和实践案例,以丰富学生的学习体验。
实验设备将是重要的教学资源,用于学生进行实际操作和实验,提高学生的实际能力。
五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业和考试等多个方面,以全面反映学生的学习成果。
平时表现将根据学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的表现来进行评估。
作业将包括练习题和项目设计,以巩固和应用所学的知识。
考试将包括期中考试和期末考试,以检验学生对嵌入式系统知识的掌握程度。
评估方式将尽量客观、公正,确保全面反映学生的学习成果。
六、教学安排本课程的教学安排将紧凑而合理,确保在有限的时间内完成教学任务。
嵌入式课程设计

嵌入式 课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解嵌入式系统的基础概念,掌握其组成、工作原理和应用领域;2. 学习嵌入式编程的基本语法和技巧,能独立编写简单的嵌入式程序;3. 了解嵌入式系统的设计与开发流程,掌握基本的硬件调试和软件优化方法。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识解决实际问题的能力,能针对特定需求设计简单的嵌入式系统;2. 提高学生的编程实践能力,熟练使用嵌入式开发工具和调试设备;3. 培养学生的团队协作能力,通过项目实践,学会与他人共同分析和解决问题的方法。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对嵌入式系统的兴趣,培养其探究精神和创新意识;2. 培养学生严谨、细致的学习态度,养成认真负责的工作作风;3. 强化学生的国家意识,使其认识到嵌入式技术在国家战略和经济社会发展中的重要性。
本课程针对高年级学生,结合学科特点和教学要求,旨在通过理论教学与实践操作相结合的方式,使学生在掌握嵌入式系统基本知识的基础上,提高实际应用能力。
课程目标具体、可衡量,以便学生和教师能够清晰地了解课程的预期成果,并为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 嵌入式系统概述:介绍嵌入式系统的定义、发展历程、应用领域及发展趋势;教材章节:第一章 嵌入式系统概述2. 嵌入式硬件基础:讲解嵌入式系统的硬件组成、常见微控制器、外围设备及其接口技术;教材章节:第二章 嵌入式硬件基础3. 嵌入式编程基础:学习嵌入式编程语言(如C语言)、编程规范和技巧;教材章节:第三章 嵌入式编程基础4. 嵌入式系统设计与开发:介绍嵌入式系统的设计流程、开发环境、调试方法;教材章节:第四章 嵌入式系统设计与开发5. 嵌入式系统实例分析:分析典型嵌入式系统的结构和功能,进行实际案例讲解;教材章节:第五章 嵌入式系统实例分析6. 嵌入式系统项目实践:组织学生进行小组项目实践,培养实际应用能力和团队协作精神;教材章节:第六章 嵌入式系统项目实践教学内容安排和进度:第1周:嵌入式系统概述第2-3周:嵌入式硬件基础第4-5周:嵌入式编程基础第6-7周:嵌入式系统设计与开发第8-9周:嵌入式系统实例分析第10-12周:嵌入式系统项目实践教学内容根据课程目标制定,具有科学性和系统性。
西邮嵌入式课程设计

西邮嵌入式课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握嵌入式系统的基本概念、组成原理及发展历程。
2. 学习嵌入式编程的基础知识,如C语言编程、数据结构与算法。
3. 了解嵌入式系统在不同领域的应用,培养跨学科思维能力。
技能目标:1. 能够运用所学知识进行简单的嵌入式程序设计。
2. 掌握使用嵌入式开发工具,如Keil、IAR等,进行代码编写、调试与优化。
3. 培养学生的动手实践能力,能够独立完成嵌入式项目的设计与实现。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对嵌入式技术的兴趣,激发创新精神,树立工程意识。
2. 培养学生良好的团队合作精神,提高沟通与协作能力。
3. 使学生认识到嵌入式技术在国家经济发展和国防建设中的重要作用,增强社会责任感和使命感。
本课程针对西邮嵌入式课程设计,结合学科特点、学生年级(假设为大学二年级)及教学要求,注重理论与实践相结合,培养学生具备扎实的嵌入式系统知识体系和实践能力。
课程目标具体、可衡量,旨在帮助学生和教师明确课程预期成果,为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 嵌入式系统概述- 嵌入式系统的基本概念与组成- 嵌入式系统的发展历程与趋势- 嵌入式系统的应用领域2. 嵌入式编程基础- C语言编程:语法、数据类型、运算符、控制结构等- 常用数据结构与算法- 嵌入式编程规范与技巧3. 嵌入式系统设计与开发- 嵌入式硬件系统设计:微控制器选型、外围电路设计- 嵌入式软件系统设计:系统架构、模块划分、编程接口- 嵌入式系统调试与优化4. 嵌入式系统实践- 使用Keil、IAR等开发工具进行程序编写与调试- 嵌入式项目案例分析与实践- 嵌入式系统综合设计与实现教学内容根据课程目标进行选择和组织,确保科学性和系统性。
教学大纲明确教学内容安排和进度,与教材章节相对应。
教学内容涵盖嵌入式系统的基础理论、编程技能、设计与开发方法以及实践环节,旨在帮助学生全面掌握嵌入式技术,为实际应用打下坚实基础。
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嵌入式技术的现状和未来发展张宇栋郑州大学软件学院软件工程方向0902近十年来,嵌入式系统技术和嵌入式产品发展势头迅猛,其应用领域涉及通信产品、消费电子、汽车工业、工业控制、信息家电、国防工业等各个方面。
现如今,信息化社会中,计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落。
对于我们每个人,需要的已经不再仅仅是那种放在桌上处理文档的计算机:各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过通用计算机,随着信息化、智能化、网络化的发展,嵌入式技术走进了一个全面发展的时代,单从贴近我们生活的民用角度来说,现在嵌入式已经成为通信和消费类产品的共同发展方向。
目前,嵌入式产品在IT产业以及电子工业的经济总额中所占的比重越来越大,对国民经济增长的贡献日益显现。
随着手机、媒体播放器、PDA、数码相机和机顶盒等嵌入式产品的普及,嵌入式技术也对人们的生活产生了越来越大的影响。
在工业方面特别是军事工业方面,嵌入式的成功应用更是推动着工业现代化,工业信息化的快速发展。
现如今,数控机床技术,机械手臂的工业生产应用,以及全面的工业控制网络技术的不断成熟,都决定着嵌入式技术将成为21世纪最有生命力的工业革命性新技术之一。
显然,嵌入式系统必将成为当今IT界的又一焦点,开发自主知识产权的嵌入式处理器和嵌入式操作系统,对于我们国家的民族IT产业来讲具有十分重要的战略意义。
从国内IT市场来看,嵌入式系统及其产品在由家电产品和Internet衍生出来的新型市场中占有主导地位和独特份额。
嵌入式,简单地说,是计算机软件与计算机硬件集成在一起,并嵌入到应用对象内部的计算机系统。
广义地说,一个嵌入式系统是一个具有特定功能或用途的计算机软、硬件的集合体。
因此嵌入式系统可分为硬件部分与软件部分,而相应的嵌入式技术也可分为嵌入式硬件技术与嵌入式软件技术两部分。
嵌入式系统的最高形式——片上系统(SOC)将是这些技术的集大成者。
狭义的嵌入式系统则仅指装入另一设备并控制该设备的专用计算机系统,包括目标机与宿主机两部分。
嵌入式系统具有芯片集成度高、硬件软件最小化、高度自动化、响应速度快以及性能可靠等特点。
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。
嵌入式系统是将先进的计算机技术,半导体技术、电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物。
嵌入式系统出现于20 世纪70年代末.尤其近年来,计算机技术、微电子技术,通信网络技术一体化趋势日益显著,嵌入式系统的研究已成为当今研究的一个热点。
第一阶段是以单片微型计算机技术为核心.具有与监测、伺服、指示设备相配合的功能。
这类系统大部分应用于一些专业性强的工业控制系统中.一般没有操作系统的支持,通过C语言与汇编语言编程对系统进行直接控制。
这一阶段系统的主要特点是:系统结构和功能相对单一,处理效率较低,存储容量有限,几乎没有用户接口。
第二阶段是以嵌入式CPU 为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。
主要特点是:CPU 种类繁多,通用性比较弱;系统开销小,效率高:操作系统达到一定的兼容性和扩展性;应用软件较专业化。
第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。
主要特点是:嵌入式操作系统能运行于各种不同类型的微处理器上,兼容性好;操作系统内核小、效率高,并且具有高度的模块化和扩展性;具备文件和目录管理、多任务、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能;具有大量的应用程序接口API,开发应用程序较简单;嵌入式应用软件丰富。
第四阶段是以Internet为标志的嵌入式系统。
目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外.但随着Internet的发展以及Internet技术与信息家电、工业控制技术结合日益密切,嵌入式设备与Internet的结合将代表嵌入式系统的未来。
嵌入式系统应用将日益广泛。
嵌入式系统可以称为后PC时代和后网络时代的新秀。
与传统的通用计算机,数字产品相比,利用嵌入式系统技术开发的产品有其自己的特点:1.低功耗。
由于嵌入式系统采用的是微处理器,实现相对单一的功能,采用独立的操作系统,所以往往不需要大量的外围器件。
因而在体积上,功耗上有其自身的优势。
2.实时性。
实时性是指能够在限定事件内执行完规定的功能,并对外部的异步事件做出反应的能力。
实时性的操作系统是嵌入式软件的基本要求。
而且软件要求固化存储,以提高速度。
3. 软硬件高度结合。
由于空间和各种资源相对不足,嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计,力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。
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本身中,而不是存贮于磁盘等载体中。
4.多种通信接口。
针对外部联网要求,嵌入设备必须配有通信接口,相应需要TCP/IP协议簇软件支持;新一代嵌入式设备还需具备IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDA等通信接口,同时也需要提供相应的通信组网络协议软件和物理层驱动软件。
5.嵌入式系统生命周期长。
因为嵌入式系统往往和具体应用有机地结合在一起,它的升级换代也是和具体产品同步进行,因此嵌入式系统产品一旦进入市场,具有较长的生命周期。
6.系统内核小。
由于嵌入式系统一般都是应用于小型电子装置。
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。
关于现阶段嵌入式系统设计的一些重要技术,综述如下:1.软硬件协同设计方法。
软硬件协同设计是在系统目标要求的指导下,通过综合分析系统软硬件功能及现有资源,最大限度地挖掘系统软硬件之间的并发性,协同设计软硬件体系结构,以使系统能够工作在最佳工作状态。
简单地说,就是让软件和硬件体系作为一个整体并行设计,找到软硬件的最佳结合点,使它们能够以最有效的方式互相作用,互相结合。
2.嵌入式开发过程。
在嵌入式开发过程中有宿主机和目标机的角色之分:宿主机是执行编译、链接、定址过程的计算机;目标机是指运行嵌入式软件的硬件平台。
首先须把应用程序转换成可以在目标机上运行的二进制代码。
这一过程包含三个步骤:编译、链接、定址。
3.调试应用程序。
嵌入式开发过程中另一个重要的步骤是调试目标机上的应用程序。
嵌入式调试采用交叉调试器,一般采用宿主机+目标机的调试方式,它们之间由串行口线或以太网或BDM 线相连。
4.向嵌入式平台移植软件。
大部分嵌入式开发人员选用的软件开发模式是先在PC机上编写软件,再进行软件的移植工作。
在PC 机上编写软件时,要注意软件的可移植性,选用具有较高移植性的编程语言,尽量少调用操作系统函数,注意屏蔽不同硬件平台的内部结构而带来的寄存器、字节顺序、字节对齐等问题。
总体来说,嵌入式系统分别在硬件和软件(主要是嵌入式操作系统)方面获得发展。
对于嵌入式硬件技术,单片机(微控制器)曾是构成嵌入式硬件平台的主要器件之一。
但嵌入式硬件技术的发展已使其不仅限于以往的单片机、单板机或PLC(可编程逻辑控制)的范畴,并且广泛使用了各种新型器件。
嵌入式处理器可以说是嵌入式硬件技术的核心部件。
目前嵌入式系统中的处理器分为微处理器(MPU)、微控制器(MCU)、数字信号处理器(DSP)等几大类,应用最广泛的还是各种档次的8/16/32/64位微控制器,但Intel X86芯片、RISC芯片、DSP芯片、Motorola公司的ColdFire、DragonBaU 以及基于ARM内核的高性能微处理器的应用也逐渐开始引人注目。
对于嵌入式的存储器与外部设备部分,传统的RAM存储器有SRAM、DRAM;ROM存储器有掩膜ROM、PROM、EPROM。
而新兴的混合型的存储器(如EEPROM、FLASH、NVRAM、铁电存储器等)则似乎显得更符合嵌入式系统的要求。
其中采用代码驻留就地运行技术(XIP)用大块的FLASH来代替磁盘驱动器构成所谓的“电子盘”或“固态盘”,这在工业过程实时控制有着很好的应用前景。
CPLD/FPGA器件。
FPGA在结构上主要分为三个部分,即可编程逻辑单元、可编程输入/输出单元和可编程连线。
各芯片制造商生产的FPGA器件在结构上存在很大差异,这种差异主要反映在可编程逻辑单元上。
有的包含只能实现反相器的两个晶体管,有的逻辑功能块则比较大,由于这些差异,现在常用“粒度”一词划分逻辑块。
一般将逻辑块分为细粒度和粗粒度两类。
细粒度逻辑块规模小,其优点是资源可以被充分利用,其缺点是功能弱,需要大量的连线和开关,速度慢;粗粒度逻辑块规模大、功能强。
大多数FPGA器件的逻辑块和布线是分开的,有的FPGA器件的逻辑和布线紧密相关,很难从结构上区别。
目前,常见的FPGA的结构主要有查找表结构、多路开关结构和多级与非门结构三种类型。
作为嵌入式的另一个重要的技术组成部分,嵌入式软件技术的发展现状如下。
对于嵌入式处理器,通用的有两种语言支持:汇编语言和C语言,对于Intel系列的处理器还有PL/M与语言,另外还用BASIC语言等。
C语言是一种用于编写UNIX操作系统的语言,它是一种结构化语言,可产生紧凑代码。
C语言作为一种非常方便的语言而得到广泛的支持。
C语言程序并不依赖于其硬件系统,基本上不作修改就可根据单片机的不同较快地移植过来。
汇编语言作为早期单片的主要的开发语言,具有编程效率高、代码短等优点,但不易维护、阅读等明显缺点使得其应用范围越来越小随着大规模专用集成电路(ASIC)的开发和研制,为了提高开发的效率,增加已有开发成果的可继承性以及缩短开发时间,各ASIC研制和生产厂家相继开发了用于各自目的的硬件描述语言。
其中最具有代表性的是美国国防部开发的VHDL语言(VHSICHardware Description Language),Verilog公司开发的Verilog HDL以及日本电子工业振兴协会开发的UDL/I语言。
所谓硬件描述语言,就是可以描述硬件电路的功能、信号连接关系及定时关系的语言。
它能比电原理图更有效地表示硬件电路的特性。
Neuron C是专门为Neuron芯片设计的编程语言。
它是从ANSI C中派生出来的,并对ANSI C进行了增删。
对ANSI C的扩展直接支持Neuron芯片的固件,使之成为开发LONWORKS应用的强有力工具。
有经验的C编程人员一定能发现Neuron C扩充部分对所熟悉的c语言有一种很自然的衔接感。
Neuron C提供有内嵌的类型检查为编程人员编出高效率的分布式LONWORKS应用程序提供了保证。
作为嵌人式系统基础的集成电路,从早期简单的电路集成到当前大规模集成电路,以及到嵌人式系统的系统芯片的出现,以芯片形态实现了人类的智能化,正在不断地实现人类功能的延伸。
展望未来,明天的嵌人式系统将会比今天的更便宜、更小巧、更可靠、更高效,而且更智能化。