嵌入式系统基础知识

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通用计算机与嵌入式系统对比
特征 形式和类型
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通用计算机 看得见的计算机。 按其体系结构、运算速度 和结构规模等因素分为大 、中、小型机和微机。 通用处理器、标准总线和 外设。 软件和硬件相对独立。
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嵌入式系统
看不见的计算机。 形式多样，应用领域广泛 ，按应用来分。
组成
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面向应用的嵌入式微处 理器，总线和外部接口 多集成在处理器内部。 软件与硬件是紧密集成 在一起的。 采用交叉开发方式，开 发平台一般是通用计算 机，运行 平台是嵌入 式系统。 大部分不能再编程

2、Windows CE

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1.3 嵌入式操作系统举例

1.3.2 开源版嵌入式操作系统 嵌入式Linux（Embedded Linux）

具有低成本、多种硬件平台支持、优异的性能和良好的 网络支持等优点 uCLinux、RT-Linux、Embedix、 XLinux、PoketLinux、红旗嵌入式Linux等
开发方式
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开发平台和运行平台都是 通用计算机
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二次开发性
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应用程序可重新编制
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1.1 嵌入式系统概述

1.1.3 嵌入式系统的发展 嵌入式系统发展的4个阶段：
① 以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统 ② 以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式
系统 ③ 以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统 ④ 以Internet为标志的嵌入式系统

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第1章 嵌入式系统基础知识
本章课程：
1.1 嵌入式系统概述 1.2 嵌入式系统的组成 1.3 嵌入式操作系统举例 1.4 嵌入式系统开发概述 1.5 小结

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1.1 嵌入式系统概述
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1.1.1 嵌入式系统简介 计算机、通信、消费电子的一体化趋势 嵌入式系统定义：
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1.1 嵌入式系统概述

1.1.3 嵌入式系统的发展 未来嵌入式系统的发展趋势：
① 小型化、智能化、网络化、可视化 ② 多核技术的应用 ③ 低功耗（节能）、绿色环保 ④ 云计算、可重构、虚拟化等 ⑤ 平台化、标准化、系统可升级，代码可复用 ⑥ 嵌入式系统软件将逐渐
PC 化 ⑦ 融合趋势（软硬件融合，与互联网融合） ⑧ 安全性
1.2 嵌入式系统的组成
应用软件
嵌入式操作系统
硬件设备 嵌入式处理器 外围设备
图1-1 嵌入式系统结构简图
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1.2 嵌入式系统的组成

1.2.1 嵌入式系统硬件组成 嵌入式处理器（CPU）

是嵌入式系统的核心部分 嵌入式微处理器(ARM、PowerPC、MIPS等) 嵌入式微控制器 嵌入式DSP处理器 SOPC（可编程片上系统 ） 存储设备（如RAM（SRAM，DRAM)、Flash等） 通信设备（如RS-232接口、SPI接口、以太网接口等） 显示设备le提出的，这是一个美丽的 网络应用模式 云计算旨在通过网络把多个成本相对较低的计算 实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统， 并借助先进的商业模式把这强大的计算能力分布 到终端用户手中
云计算的核心思想，是将大 量用网络连接的计算资源统 一管理和调度，构成一个计 算资源池向用户按需服务。
嵌入式系统是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可 剪裁，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。 三要素：嵌入性、专用性和计算机系统 硬件：由嵌入式微处理器、外围硬件设备组成 软件：包括底层系统软件和用户应用软件 消费电子、工业控制、网络设备、 医疗电子、军事国防、航空航天
嵌入式处理器可以分为以下几大类：


外围设备

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1.2 嵌入式系统的组成

1.2.2 嵌入式系统软件组成
应用层 驱动层 硬件层
图1-2嵌入式系统软件组成图
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1.3 嵌入式操作系统举例

1.3.1 商业版嵌入式操作系统 1、VxWorks

美国WindRiver公司 一种嵌入式实时操作系统（RTOS） 在当前市场占有率最高的嵌入式实时操作系统 微软 是基于掌上型电脑类的电子设备操作系统 具有模块化、结构化和基干Win32应用程序接口以及与 处理器无关等特点

本课程40学时，课堂教学32学时，实验8学时，2.5 学分，为限选课。 课程成绩＝平时成绩＋实验成绩＋期末考试成绩 平时成绩 15分，其中作业5分，中期课堂测验5分,出勤5分 实验成绩


15分，平时10分，实验报告5分

期末考试：开卷考试70分
课程安排：
第 1章 第 2章 第 3章 第 4章 第 5章 第 6章 第 7章 第 8章
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硬件+软件
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嵌入式系统应用领域：
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嵌入式系统示例
前车门控 制系统
——汽车控制系统
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
发动器控 制系统
马达
座椅控制 系统
控制器 车灯
1.1 嵌入式系统概述

1.1.2 嵌入式系统的特点
① 专用、软硬件可剪裁可配置 ② 低功耗、高可靠性、高稳定性 ③ 软件代码短小精悍 ④ 代码可固化 ⑤ 实时性 ⑥ 弱交互性 ⑦ 软件开发需要专门的开发工具和开发环境 ⑧ 要求开发、设计人员有较高的技能
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物联网

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。 顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层 意思： 第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联 网基础上的延伸和扩展的网络； 第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间 ，进行信息交换和通信。 物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应 器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定 的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通 信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管 理的一种网络。

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嵌入式系统基础知识 ARM技术概述 ARM的指令系统 ARM汇编语言程序设计 ARM Realview MDK集成开发环境 GPIO编程 ARM异常中断处理及编程 串行通信接口
课程安排：
第9章 存储器接口 第10章 定时器 第11章 A/D转换器 第12章 LCD接口设计 第13章 温度监测仪开发实例