嵌入式系统及其应用
集成电路设计中的嵌入式系统设计应用
集成电路设计中的嵌入式系统设计应用嵌入式系统设计在集成电路设计中起着重要的作用它是一种将特定功能集成到一个芯片上的技术，广泛应用于各种电子设备中，如智能手机、平板电脑、智能电视等本文将探讨嵌入式系统在集成电路设计中的应用，以及其优势和挑战嵌入式系统概述嵌入式系统是由硬件和软件组成的，用于执行特定任务的系统它通常包括处理器、存储器、输入/输出接口等组成部分与通用计算机系统不同，嵌入式系统的硬件和软件都是为特定任务而设计的，因此具有更高的性能和效率集成电路设计中的嵌入式系统应用嵌入式系统在集成电路设计中的应用可以分为以下几个方面：1. 数字信号处理数字信号处理是嵌入式系统在集成电路设计中的一项重要应用它通过数字信号处理器(DSP)来实现对模拟信号的采样、量化和处理DSP芯片通常具有高性能、低功耗的特点，可以应用于音频处理、图像处理、通信等领域2. 微控制器单元(MCU)微控制器单元是嵌入式系统中的核心部件，用于控制和协调各个部分的操作MCU具有集成度高、成本低、功耗小的优点，广泛应用于家用电器、工业控制、汽车电子等领域3. 片上系统(SoC)片上系统是将整个系统集成到一个芯片上的技术它将处理器、存储器、外设接口等集成在一起，具有高性能、低功耗、小尺寸的特点SoC广泛应用于智能手机、平板电脑等移动设备中4. 传感器集成嵌入式系统在集成电路设计中还可以用于传感器集成传感器用于感知外部环境，将物理量转换为电信号通过将传感器集成到芯片上，可以实现对环境变化的实时监测和处理嵌入式系统的优势嵌入式系统在集成电路设计中的应用具有以下优势：1. 高性能嵌入式系统通过专门设计硬件和软件，可以实现更高的性能和效率与通用计算机系统相比，嵌入式系统可以更好地满足特定任务的需求2. 低功耗嵌入式系统通常具有较低的功耗，适用于便携式设备和电池供电的应用通过优化硬件和软件设计，可以进一步降低功耗3. 小尺寸嵌入式系统将硬件和软件集成到一个芯片上，具有较小的尺寸这有利于降低电子设备的体积和重量，提高便携性4. 低成本嵌入式系统的设计和制造成本相对较低，可以降低电子产品的成本此外，嵌入式系统可以采用大规模集成电路制造技术，进一步降低成本嵌入式系统的挑战尽管嵌入式系统在集成电路设计中具有许多优势，但也面临着一些挑战：1. 复杂性随着嵌入式系统功能的增加，其设计和实现的复杂性也在不断提高这要求设计师具备较高的专业知识和经验2. 资源限制嵌入式系统通常具有有限的资源，如存储器、计算能力和能源如何在有限的资源下实现高性能和低功耗的设计是一个挑战3. 安全性随着嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛，其安全性也越来越重要如何设计和实现安全可靠的嵌入式系统是一个亟待解决的问题嵌入式系统设计在集成电路设计中起着重要作用通过集成特定功能到一个芯片上，嵌入式系统可以实现高性能、低功耗和小尺寸的特点在数字信号处理、微控制器单元、片上系统等方面有广泛的应用然而，嵌入式系统设计也面临着复杂性、资源限制和安全性等挑战通过不断优化硬件和软件设计，可以进一步提高嵌入式系统的性能和可靠性集成电路设计中嵌入式系统的设计与应用嵌入式系统作为现代集成电路设计的重要组成部分，以其独特的优势在众多领域发挥着关键作用本文将重点探讨嵌入式系统在集成电路设计中的应用，以及其设计要点和面临的挑战嵌入式系统简介嵌入式系统是一种专门为特定任务设计的计算机系统，它通常由硬件和软件两部分组成与通用计算机系统不同，嵌入式系统在硬件和软件上都进行了优化，以满足特定任务的性能和效率要求集成电路设计中嵌入式系统的应用嵌入式系统在集成电路设计中的应用广泛，以下列举几个主要应用领域：1. 数字信号处理器（DSP）DSP是嵌入式系统在集成电路设计中的一种重要应用它通过对模拟信号进行采样、量化和处理，实现数字信号的处理DSP芯片具有高性能、低功耗的特点，广泛应用于音频处理、图像处理、通信等领域2. 微控制器单元（MCU）MCU是嵌入式系统的核心部分，主要负责控制和协调各个部分的操作MCU具有集成度高、成本低、功耗小的优点，广泛应用于家用电器、工业控制、汽车电子等领域3. 片上系统（SoC）SoC是将整个系统集成到一个芯片上的技术，它将处理器、存储器、外设接口等集成在一起，具有高性能、低功耗、小尺寸的特点SoC广泛应用于智能手机、平板电脑等移动设备中4. 传感器集成嵌入式系统在集成电路设计中还可以用于传感器集成传感器用于感知外部环境，将物理量转换为电信号通过将传感器集成到芯片上，可以实现对环境变化的实时监测和处理嵌入式系统设计的要点嵌入式系统设计在集成电路设计中有一些关键要点：1. 确定需求首先需要明确嵌入式系统的功能需求，包括处理器的性能、存储器的容量、外设接口的类型等这有助于指导后续的设计工作2. 硬件设计硬件设计是嵌入式系统设计的基础需要根据需求选择合适的处理器、存储器、外设接口等组件，并设计它们之间的连接关系3. 软件设计软件设计是嵌入式系统设计的另一个重要方面需要编写适合硬件的软件程序，以实现系统的功能软件设计应该注重性能优化和资源利用4. 验证和测试设计完成后，需要对嵌入式系统进行验证和测试，以确保其功能和性能满足要求这可以通过模拟、仿真和实际运行等方式进行嵌入式系统设计的挑战尽管嵌入式系统在集成电路设计中具有许多优势，但也面临着一些挑战：1. 系统复杂性随着嵌入式系统功能的增加，其设计和实现的复杂性也在不断提高这要求设计师具备较高的专业知识和经验2. 资源限制嵌入式系统通常具有有限的资源，如存储器、计算能力和能源如何在有限的资源下实现高性能和低功耗的设计是一个挑战3. 安全性随着嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛，其安全性也越来越重要如何设计和实现安全可靠的嵌入式系统是一个亟待解决的问题嵌入式系统设计在集成电路设计中起着重要作用通过集成特定功能到一个芯片上，嵌入式系统可以实现高性能、低功耗和小尺寸的特点在数字信号处理、微控制器单元、片上系统等方面有广泛的应用然而，嵌入式系统设计也面临着复杂性、资源限制和安全性等挑战通过不断优化硬件和软件设计，可以进一步提高嵌入式系统的性能和可靠性应用场合1. 消费电子产品嵌入式系统在消费电子产品中有着广泛的应用，例如智能手机、平板电脑、智能电视等这些设备需要高性能、低功耗的嵌入式系统来提供良好的用户体验和处理多媒体内容2. 工业控制嵌入式系统在工业控制领域也发挥着重要作用，如工业机器人、自动化生产线、传感器网络等这些应用需要高可靠性和实时性，以确保生产过程的稳定和高效3. 汽车电子随着汽车行业的快速发展，嵌入式系统在汽车电子领域的应用也越来越广泛，如智能驾驶辅助系统、车载娱乐系统、汽车传感器等这些应用对性能、安全和可靠性有很高的要求4. 医疗设备医疗设备对嵌入式系统的要求非常高，因为它们直接关系到患者的生命安全嵌入式系统在医疗设备中的应用包括病人监护仪、诊断设备、手术机器人等这些设备需要高精度、低功耗和可靠的数据处理能力5. 物联网（IoT）物联网是一个快速增长的应用领域，嵌入式系统在其中的应用包括智能家居、智能城市、智能农业等这些应用需要嵌入式系统具备低功耗、低成本和高性能的特点，以实现设备之间的互联互通注意事项1. 确定需求在设计嵌入式系统时，首先要明确系统的功能需求这包括处理器的性能、存储器的容量、外设接口的类型等明确需求有助于指导后续的设计工作，并确保最终产品的性能和功能满足用户需求2. 硬件设计硬件设计是嵌入式系统设计的基础在设计过程中，需要注意选择合适的处理器、存储器、外设接口等组件，并设计它们之间的连接关系同时，要考虑到系统的功耗、尺寸和成本等因素3. 软件设计软件设计是嵌入式系统设计的另一个重要方面在软件设计过程中，需要注意代码的可读性、可维护性和性能优化此外，还需要考虑软件的安全性，以防止恶意攻击和意外故障4. 资源限制嵌入式系统通常具有有限的资源，如存储器、计算能力和能源在设计过程中，需要充分考虑这些资源限制，并采取优化措施来提高系统的性能和功耗效率5. 验证和测试设计完成后，需要对嵌入式系统进行验证和测试，以确保其功能和性能满足要求这可以通过模拟、仿真和实际运行等方式进行验证和测试是确保产品质量的关键环节，不应忽视6. 安全性随着嵌入式系统在各个领域的应用越来越广泛，其安全性也越来越重要在设计过程中，需要考虑到系统的安全性，采取相应的安全措施来防止恶意攻击和意外故障7. 合作与沟通嵌入式系统设计通常涉及到多个学科和领域，如硬件设计、软件设计、系统集成等设计师之间需要加强合作和沟通，以确保系统的整体性能和功能达到最佳8. 持续学习和更新嵌入式系统技术不断发展和更新，设计师需要持续学习和掌握新的技术和工具，以适应行业的发展需求嵌入式系统在集成电路设计中的应用非常广泛，涉及多个领域在设计过程中，需要注意以上提到的应用场合和注意事项，以确保嵌入式系统的性能、可靠性和安全性通过不断优化硬件和软件设计，可以进一步提高嵌入式系统的应用效果和市场竞争力。
嵌入式系统原理及应用课后答案
嵌入式系统原理及应用课后答案
嵌入式系统是一种专门针对特定应用领域设计的计算机系统，
它通常被嵌入到各种设备中，以实现特定的功能。
嵌入式系统的应
用范围非常广泛，涉及到汽车、家电、医疗设备、工业控制等诸多
领域。
在现代社会中，嵌入式系统已经成为各种智能设备的核心，
其重要性不言而喻。
嵌入式系统的原理主要包括硬件和软件两个方面。
在硬件方面，嵌入式系统通常采用专用的微处理器或微控制器作为核心处理器，
配合各种外围设备，如存储器、输入输出设备等，构成完整的系统。
而在软件方面，嵌入式系统的软件通常由嵌入式操作系统和应用程
序组成，其中嵌入式操作系统具有实时性和高效性的特点，能够保
证系统的稳定运行。
在嵌入式系统的应用中，我们需要考虑的问题非常多。
首先，
我们需要充分了解所涉及的应用领域，明确系统的功能和性能需求。
其次，我们需要选择合适的硬件平台和软件开发工具，以确保系统
能够满足需求。
最后，我们需要进行系统的设计和实现，同时进行
充分的测试和调试，以保证系统的稳定性和可靠性。
对于嵌入式系统的开发人员来说，需要具备扎实的硬件和软件知识，同时需要具备良好的团队合作和沟通能力。
此外，对于特定领域的应用，还需要具备相关的专业知识，以确保系统能够满足特定领域的需求。
总的来说，嵌入式系统的原理及应用涉及到硬件、软件、应用领域等诸多方面，需要开发人员具备全面的知识和技能。
只有不断学习和积累经验，才能够在嵌入式系统领域取得成功。
希望通过本文的介绍，能够对嵌入式系统的原理及应用有更深入的了解，为相关领域的开发工作提供一定的帮助。
嵌入式系统理论及应用(pdf 62页)
9.2 交叉开发技术
1、常用的交叉开发方法
Crash and Burn方式
基本思想：
①在Host上编写代码； ②在Host上编译应用程序，生成可执行程序； ③固化(Burn)到Target的非易失存储器(如ROM、EPROM、Flash)中； ④启动运行，若正常则转到⑦； ⑤若不正确(Crash)，则根据目标板上的信号显示，估计错误位置，改写代 码，纠正错误；
软件环境的差异 ①在宿主机上，通用操作系统等系统软件可以对软件开发提供支持； ②在目标机上，除了调试代理外几乎没有其他用于嵌入式软件开发的软件
资源，其上的嵌入式操作系统仅作为嵌入式软件运行时的支撑。
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muchunyang@
9.2 交叉开发技术
1、常用的交叉开发方法
交叉开发方法的发展现状
交叉开发的发展过程实质上就是嵌入式应用开发技术发展的过程； 交叉开发技术随嵌入式应用开发技术的发展，其开发方法不断更新，开发 工具的功能越来越强，性价比越来越高； 但是，在实际软件开发中，各种交叉开发方法都有一定的使用范围，没有 一种方式可以适用所有的嵌入式软件开发； 在同一个嵌入式软件的不同开发阶段也经常采用不同的开发方式。 常见的交叉开发方法，如：
9 Crash and Burn方式； 9 ROM Monitor方式：存储器监控方式； 9 ROM Emulator方式：存储器仿真器方式； 9 ICE方式：在线仿真器(In Circuit Emulator)方式； 9 OCD方式：片上调试器(On Chip Debugging)方式。
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muchunyang@
9.1 概述
1、嵌入式软件的特性
嵌入式系统以应用为中心，嵌埋在系统运行环境中，软件特性
嵌入式系统设计单片机原理与应用
嵌入式系统设计单片机原理与应用嵌入式系统是指以微处理器、微控制器或数字信号处理器为基础，集成了一些特定功能模块的计算机系统。
而单片机作为一种常见的嵌入式系统核心芯片，在各个领域的应用非常广泛。
本文将探讨嵌入式系统设计中单片机的原理和应用。
1. 单片机的定义与特点单片机是一种集成电路芯片，它集中了处理器、存储器和输入输出设备等功能模块，并且完全存储在单个芯片上。
相比于传统的计算机系统，单片机具有体积小、功耗低、价格便宜等特点，同时还具备易于编程和应用灵活的优势。
2. 单片机的工作原理单片机的工作原理是通过处理器核心来执行程序指令，与外部设备进行通信，并控制系统的各个功能模块。
它通常由中央处理器单元（CPU）、存储器、IO口和定时器等组成。
其中，CPU负责对指令进行解码和执行，存储器用于存储程序和数据，IO口用于与外部设备进行数据交互，定时器则提供时钟和计时功能。
3. 单片机的应用领域嵌入式系统设计中的单片机在各个领域均有应用，以下是一些常见的领域及其应用案例：3.1 汽车电子现代汽车中，单片机被广泛应用于引擎控制、转向控制、车载娱乐系统等。
它们通过单片机实现数据采集、处理控制以及与驾驶员的交互。
3.2 家电在家电领域，单片机被用于冰箱、空调、洗衣机等电器的控制和管理。
它们通过单片机实现对温度、湿度等环境参数的感知，并根据用户的需求进行相应的控制。
3.3 工业自动化工业自动化是单片机应用的重要领域之一。
单片机通过控制各种传感器和执行器，实现对生产过程的监控和控制。
例如，单片机可以用于控制流水线的自动化生产、机械臂的运动控制等。
3.4 医疗器械在医疗器械领域，单片机被广泛应用于血压计、血糖仪、体温计等设备中。
通过单片机的运算和控制，这些设备可以提供准确可靠的数据，并实现对患者病情的监测与诊断。
4. 单片机的开发工具与语言在进行单片机应用开发时，我们通常需要使用一些开发工具和编程语言。
以下是一些常见的开发工具和编程语言：4.1 开发工具常用的单片机开发工具包括Keil、IAR Embedded Workbench、MPLAB等。
第1章 嵌入式系统基础(新)1
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嵌入式系统及其应用
2、嵌入式操作系统
• 嵌入式操作系统具有通用操作系统的 一般功能，如向上提供对用户的接口 （如图形界面、库函数API等），向下 提供与硬件设备交互的接口（如硬件 驱动程序等），管理复杂的系统资源， 同时，它还在系统实时性、硬件依赖 性、软件固化性以及应用专用性等方 面，具有更加鲜明的特点。
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无线便携式考场信息管理终端 重庆大学电气工程学院
嵌入式系统及其应用
基于ECX平台的变电站值班机器人 重庆大学电气工程学院
嵌入式系统及其应用
嵌入式系统的存在形式
嵌入式系统的存在形式通常有两种： 一种，是作为一个大系统中功能和结构相 对独立但又和其它部分密不可分的形式而 存在。
靠性高、体积小、成本低、功耗小的专用 计算机系统。
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嵌入式系统及其应用
随着信息技术的发展，嵌入式系统在很多 的产业得到了非常广泛的应用并有力的推动 了这些产业的发展。例如在各种消费电子产 品、车载电子产品、办公自动化产品、智能 家电产品、工业自动化产品以及国防、航天 等众多领域中都可以找到嵌入式系统的应用 实例。
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2、基于单片机的 锅炉控制系统的解决方案
• 现在有一些生产企业使用基于单片机的锅 炉控制系统，这种系统由8位MCU、控制执 行机构、LED数码管、发光二极管、按键 等组成，完成以下功能：实时准确检测锅 炉的运行参数；综合分析及时发出控制指 令；诊断故障与报警管理;历史记录运行参 数；计算运行参数，保证锅炉的安全、稳 定运行。
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• 图1.7 服务器软件结构
嵌入式系统和应用教学大纲
《嵌入式系统及应用》教学大纲课程编号：06083017 适用专业：计算机科学与技术学时数：40+16 学分：开课学期：第7学期先修课程：计算机操作系统、数据结构、计算机组成原理、高级语言程序设计执笔者：罗蕾、桂盛霖编写日期：2013一、课程性质和目标授课对象：本科课程类别：专业核心课教学目标：本课程是计算机科学与技术专业的一门专业核心课程，属必修学科专业课。
它的前续课程是计算机组成原理、数据结构、计算机操作系统、高级语言程序设计等，为学生进一步学习和实践嵌入式系统相关知识打下基础。
课程目标：本课程将理论与实践结合起来，以嵌入式硬件的核心嵌入式微处理器及嵌入式软件的核心嵌入式实时操作系统为重点，以应用为目的，从硬件、软件、系统开发过程、环境、工具及方法等方面，对嵌入式系统进行系统性的讲解，能够让学生系统性地掌握嵌入式系统的原理，具备基本的嵌入式系统软件开发能力。
配合实验课程的实践活动，加深学生对理论知识的理解和掌握，并具备实际开发的能力和经验。
二、课程内容安排和要求（一）教学内容、要求及教学方法本课程共56学时，其中：课堂讲授40学时，上机16学时。
第1章嵌入式系统导论（4学时，多媒体课件结合板书面授）1.主要内容：嵌入式系统基本概念及特点，嵌入式系统分类，嵌入式系统发展历程，嵌入式系统的应用领域及嵌入式系统的发展趋势2.应达到的要求：了解：嵌入式系统的发展历程、应用领域，以及发展趋势。
理解：嵌入式系统的分类、嵌入式系统组成掌握：嵌入式系统的相关基本概念及特点、嵌入式系统的软件分类；第2章嵌入式硬件系统（14学时，多媒体课件结合板书面授）1.主要内容：嵌入式硬件的组成、特点、与通用处理器的异同；嵌入式微处理器的分类，主流的嵌入式微处理器（ARM/MIPS/PPC/SH等），嵌入式微处理器的发展；总线：片内总线，片外并行总线，片外串行总线；存储系统：组成、主存、外存、典型电子盘；ARM处理器介绍：体系结构、编程模式、指令集、异常处理、ARM V4T架构的指令体系（数据处理指令、加载存储指令、分支指令、状态寄存器访问指令、协处理器指令、异常处理指令）、Thumb指令集、ARM汇编语言程序设计（ARM程序的框架结构、C语言程序对汇编程序的调用、ARM与C语言混合程序设计）2.应达到的要求：本章是全课重点之一，要求通过本章学习，建立起嵌入式硬件系统的概念。
嵌入式系统技术及其应用前景
嵌入式系统技术及其应用前景【摘要】嵌入式系统作为电子计算机操作系统之一，已经逐步应用到各个行业中。
本文介绍了嵌入式系统的特点和分类，叙述了嵌入式在国内外的应用情况，总结了该行业未来的发展趋势。
【关键词】嵌入式系统；应用；发展趋势0 引言嵌入式系统是以计算机技术作为技术支持，直接与外界环境接口交互信息的处理系统，实现软件的可编程化。
“嵌入式”是指要系统实现的过程中要将该系统嵌入到对方的环境中，并根据环境的特点进行有目的性的程序编制，进而采集外界环境的真实数据，采集后的数据再经过处理，完成人机交互的功能，即实时工作方式。
目前，嵌入式系统以自身的可调性、多样化、稳定性等诸多优点，经常用于解决接口设备以及集成环境的各类问题。
嵌入式系统经常要与宿主设备实现接口交互，这种方式不但可以弥补宿主设备功能的单一化，还可以简化宿主设备各个方面的操作步骤，实现了智能化功能，使这些功能各异的设备在加强功能性的同时也增强了实时性。
本文将主要介绍嵌入式系统的特点和分类，叙述嵌入式在国内外的应用情况，总结该行业未来的发展趋势。
1 嵌入式系统的特点嵌入式系统往往会被定义为是一种以应用为核心，以计算机技术为基础，实现软件与硬件一体化的操作系统。
主要特点包括：（1）嵌入式系统的cpu工作环境一般是在为特定用户群设计的系统中，在工作过程中可以讲cpu中的许多由卡板完成的任务集成在芯片内部，因其工作时耗能低、尺寸小等特点，更加有助于小型化嵌入式系统的实现，提高网络耦合性。
（2）嵌入式系统技术融合了计算机技术、半导体技术和电子技术的各项优点后，与各个行业进行耦合后的新时代的技术。
标志了新兴产业时代的到来，也注定了嵌入式系统一定会成为一个技术与资金密集，不断进步的高水准的基础系统。
（3）为了保证嵌入式系统硬件与软件一体化的实现，开发人员为其添加了异构特征，该异构特征具有唯一性、独特性与固定性。
在设计过程中，充分考虑到了硬件部分的需求，接口部分的设置等细节问题，设计了执行结构，用于处理异步和并发事件，针对不同的系统环境或是对象采取不同的应对方案。
嵌入式系统的特点及应用
知识文库 第23期214 嵌入式系统的特点及应用赵小凤在信息化时代下，嵌入式系统在人们日常生活的多个领域中均已得到广泛的使用，而随着计算机技术的快速发展，在对传统嵌入式系统的基础上有加以改进和完善，基于此本文就对嵌入式系统的特点进行分析，并对当前我国在嵌入式系统的应用现状进行探讨。
嵌入式系统是在计算机技术、软件技术及芯片技术发展的基础上所发展起来的，随着互联网技术与自动控制技术的结合，我国的科技水平明显提高，而对嵌入式技术的研究则是当前科技研究的核心。
嵌入式系统集软件和硬件为一体，以应用系统为核心的技术，并适用于应用系统的可靠性、功能性、功耗等诸多特点，并符合其成本与体积等性能方面的要求。
一、嵌入式系统的特点（一）嵌入式cpu嵌入式CPU目前成两极分化的特点，一种是在原有处理器的基础上进行拓展而形成嵌入式系统，而另一种则是32bit 处理器在路由器、交换机等通信领域中的应用。
与通用型计算机系统最大的不同是，嵌入式处理器通常是为特定的用户人群所设计的工作系统，具有体积小、功耗小、集成度高等，可以将通用处理器中的任务集成在芯片内部，从而促进嵌入式系统的设计逐渐向精细化和小型化方向发展，增强了其移动能力，和网络技术的联系紧密。
（二）嵌入式操作系统近年来，嵌入式操作系统也在不断的更新与完善，与原有的操作系统相比较而言，嵌入式操作系统也具有一些新特点，尤其是在嵌入式网络技术出现后，嵌入式系统迫切需要开发面向应用的嵌入式操作系统。
除了具有对文件、任务及设备驱动进行处理的功能外，还需要具有多种系统特性，如要对多种设备驱动接口具有即插即用的功能特性，系统的体系结构还要具有可剪裁、可伸缩性的特点，并为系统的体系结构提供多层次服务；在多种非计算机设备中可以得到应用，且运行效率高；其应用对象应是特定的应用系统接口，并支持某种特定的嵌入式应用系统。
（三）算法唯一性嵌入式系统的设计目的是为了完成某种特定任务的一种系统，在设计完成后则不会在进行改变。
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主讲教师：毕宏彦
嵌入式系统设计
本课程基本内容
嵌入式系统(计算机测控系统)
微机硬件与系统 解剖麻雀－单片微型计算机(8位16位32位单
片机学习) 计算机通信技术 计算机数据采集技术 电路设计相关技术
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主讲教师：毕宏彦
嵌入式系统设计
本讲内容 学习本课程的意义 本课程内容概述 计算机技术的发展 计算机应用概览
嵌入式系统设计
本讲内容 学习本课程的意义 本课程内容概述 计算机技术的发展 计算机应用概览
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主讲教师：毕宏彦
嵌入式系统设计
本讲内容 学习本课程的意义 本课程内容概述 计算机技术的发展 计算机应用概览
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主讲教师：毕宏彦
学习本课程的意义
嵌入式系统设计
1、随着技术的高速发展，计算机成为所有研究设计工作的必备工具，研 究生将是高层次的研究设计人员，你们未来的工作主要是研究设计， 因此离不开计算机这种基本工具。所以必须学习了解计算机技术。
嵌入式系统设计
从应用方面来看，微型计算机已经广泛应用到社会生活的各个领域，具体如 下：
1、工业：机械制造、化工产品制造、电子产品制造、生活用品制造、油气勘 探生产储存运输加工、电力自动化、交通工具自动化等。
随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式系统的应 用得到了广泛的发展，嵌入式系统已经应用到了信息家电、 手持机、环境监测、工业控制等各个领域。
第5页/共524页主讲教师：毕 Nhomakorabea彦嵌入式系统特点
嵌入式系统设计
装有嵌入式系统的装置或设备很多，例如飞机、舰 船、火车、汽车、工厂的数控机床、加工中心、自动生 产线、各类机器人、各种家用电器、电控玩具、电子医 疗仪器、导弹、雷达，各类检测设备、通信设备(交换机、 基站、手机)等等。
普通计算机以计算为目标，结构简单，品种较少。分 为大、中、小、微4种系列，发展最快的是微型机。
嵌入式系统计算机以测控为目标，结构复杂，品种繁 多，包括了从微机到单片机的所有计算机种类，功能多 样化。
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主讲教师：毕宏彦
嵌入式系统设计
本讲内容 学习本课程的意义 本课程内容概述 计算机技术的发展 计算机应用概览
主讲教师：毕1宏7 彦
8051开发板
嵌入式系统设计
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主讲教师：毕宏彦
ARM开发板
嵌入式系统设计
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主讲教师：毕宏彦
嵌入式系统设计
本讲内容 学习本课程的意义 本课程内容概述 计算机技术的发展 计算机应用概览
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主讲教师：毕宏彦
计算机应用概览
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主讲教师：毕宏彦
嵌入式系统定义、特点
嵌入式系统设计
嵌入式系统定义：用于仪器、设备、装置或生产线测量与控制 的计算机系统称为嵌入式系统。 嵌入式系统与普通计算机系统的主要区别是：以测量控制为主 要任务，对输入输出能力、抗干扰能力要求高。对运算速度要 求不是很高。而普通计算机要求速度越高越好。其它能力要求 则不是很高。 这就形成了两大类计算机产品:
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主讲教师：毕宏彦
嵌入式系统设计
计算机的发展，微机和微控制器
计算机是人类文明史上最重要的发明之一，是人类在生产实践和科学研究 中所创造的最有价值的工具，是人类智慧的结晶。
计算机按运算速度和规模，分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型 机，以及各类微控制器(单片微型计算机简称单片机)。
工业PC的结构
工业控制机的典型结构如下图所示，主要有以下几部 分组成。
①全钢机箱 ②无源底板 ③工业电源 ④CPU卡 ⑤其他配件
工控机典型结构图
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主讲教师：毕1宏5 彦
CPU板
嵌入式系统设计
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主讲教师：毕1宏6 彦
无源底板
嵌入式系统设计
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2、对于工科方向的研究生，对控制技术的了解和掌握也是很重要的方面。 而现代各类控制器的核心器件就是计算机，因此学习了解计算机测控 技术的相关知识就必不可少。
3、西方国家在计算机技术领域对我国保密，当然人家也是要保护自己的 知识产权，无可厚非。但是由于他们握有这种具有核心竞争力的技术， 他们就靠这个在军事装备、科学研究、IT产业、工业、医疗等领域占 领制高点，领导技术发展的潮流；以其高科技的产品赢取大量外汇从 而占领经济的制高点；而把高能耗、高资源消耗、高污染的制造业例 如炼钢、轮船船身制造、飞机机体制造、汽车车体制造、火车车体制 造等放到中国等国家，大量消耗我国有限的资源，损害我国的可持续 发展能力，保护他们的资源，保持他们可持续发展的能力。因此，为 了我们国家的长久利益，提升我们在计算机领域的技术水平势在必行。
一类是用于控制的计算机 另一类是用于数值计算的计算机
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主讲教师：毕宏彦
嵌入式系统特点
嵌入式系统设计
一般来讲，嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术 为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠 性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一 般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及 用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控 制、监视或管理等功能。
微型机发展快，用量很大。微控制器也发展迅速，用量相当大。 目前微型计算机的发展，以三个方面的技术为主线，一是用于数值计算和
信息处理的PC机微处理器及其外围芯片的技术研究，二是品种繁多的8位 单片微控制器与数字信号处理器DSP及32位微控制器ARM的研究，三是工业 控制计算机(工业PC)与可编程序控制器PCC/PLC技术研究。 微控制器的发展，主要集中在各类单片机（8位机、DSP、ARM）的技术发 展方面，将更多的功能加入到单片机中，或者简化单片机使其成为某些专 用的功能简单、体积小巧的单片机。
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主讲教师：毕宏彦
嵌入式系统设计
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主讲教师：毕宏彦
嵌入式系统设计
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主讲教师：毕宏彦
嵌入式系统设计
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主讲教师：毕宏彦
工控机示意图
嵌入式系统设计
西门子工控机
研华工控机
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嵌入式系统设计