2010-1-嵌入式系统概述.ppt
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1、第一章 嵌入式系统概述 华东理工大学计算机系 罗飞 2011.2.23,任课老师联系方式,罗飞 Addr:华东理工大学八教405 Tel: 13501946251 Email:,课程学习方法从做中学,教师提供技术支持 提供基本的课程介绍以及工具和技术介绍 帮助学生建立开发环境和工具(代码管理,错误管理) 协调项目过程(编码、测试和交流) 学生 通过自学和做实验来学习知识 同学之间多交流,课程考查形式,考试形式 闭卷 卷面分(70)+平时分(30) 平时分 回答问题 正确-加分(主动+3分,被动+2分) 错误不扣分 点名 一次不到扣2分,5,课程教材,嵌入式系统开发原理与实践,陈文智,清华大学出
2、版社,2005.8,ISBN : 730211600,6,参考书目-1,嵌入式系统 嵌入式系统技术,张晓林,高等教育出版社,2008.10,ISBN:7040247206 ARM嵌入式系统基础教程(第2版),周立功,北京航空航天大学出版社 (2008-09出版) 嵌入式系统设计的艺术(英文版.第2版),Jack ganssle,人民邮电出版社 (2009-03出版) ARM嵌入式系统结构与编程,邱铁,清华大学出版社 (2009-03出版),7,参考书目-2,操作系统 嵌入式Linux应用开发完全手册,韦东山,人民邮电出版社 (2008-08出版) ARM嵌入式Linux系统开发技术详解,杨水清
3、等,电子工业出版社 (2008-11出版) Windows CE嵌入式系统 何宗键,北京航空航天大学出版社 (2006-09出版) 嵌入式系统设计与实例开发-基于ARM微处理器与uC/OS-II实时操作,王田苗,清华大学 (2007-07出版) 嵌入式软件 嵌入式软件调试技术,陈云川,电子工业出版社 (2009-01出版) 嵌入式图形系统设计,怯肇乾,北京航空航天大学出版社 (2009-03出版),实验平台EELIOD 270,课前思考题,生活中所接触到哪些嵌入式产品? 是否知道嵌入式产品的开发流程?如手机的开发流程? 你所接触到的嵌入式产品有无CPU?若有CPU,你知道是什么型号么? 常用的
4、嵌入式产品有哪些接口?如你的手机有哪些接口?,课程大纲,课程概述 嵌入式系统定义 嵌入式系统结构 嵌入式系统与通用PC的区别 嵌入式系统的发展历程 应用领域和发展方向,什么是嵌入式系统?,Embedded system 个人电脑嵌入式系统,历史,嵌入系统的历史几乎和电脑自身的历史一样长 计算机控制系统 单片机掀起电子化浪潮 微处理器高速发展推动了嵌入式系统,嵌入式系统的演变,8031/8051单片机系统,自行编写程序; 68360/386EX控制系统,自己编写简单的操作系统; 32位嵌入式处理器pSoS嵌入式操作系统tcp/ip协议栈; 各种SoC+嵌入式Linux/VxWorks+嵌入式We
5、b 设备server以及各种复杂网络协议栈GUI图形界面无线模块现代可移动的网络智能设备,后PC技术的时代,后PC 小到mp3,PDA等微型数字化产品,大到网络家电,智能家电,车载电子设备 嵌入式系统是这个后PC时代的擎天之柱 1999年世界电子产品产值已超过12000亿美元,2000年达到13000亿美元,到2005年,销售额达18000亿美元,今后,3C: Computer, Communication, Consumer,嵌入式简单定义,嵌入式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。 可以认为凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统,狭义定义,使用嵌入式微处理器构
6、成独立系统,具有自己的操作系统并且具有某些特定功能的系统 微处理器专指32位以上的微处理器,嵌入式系统定义,嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,采用可剪裁软硬件,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统 含义 通俗的说,嵌入系统就是将计算机的硬件或软件嵌入其它机、电设备或应用系统中去,所构成了一种新的系统,即嵌入式系统。,课程大纲,课程概述 嵌入式系统定义 嵌入式系统结构 嵌入式系统与通用PC的区别 嵌入式系统的发展历程 应用领域和发展方向,嵌入式系统结构,嵌入式系统典型应用-1,软件结构,应用程序,操作系统,硬件结构,微处理器,外围电路,电源模块,时钟,复
7、位,Flash,RAM,ROM,外设,SD card,LCD,USB,Other,21,嵌入式系统典型应用-2,课程大纲,课程概述 嵌入式系统定义 嵌入式系统结构 嵌入式系统与通用PC的区别 嵌入式系统的发展历程 应用领域和发展方向,嵌入式系统VS通用计算机系统,面向特定应用,嵌入式系统特征,各种技术相结合,量体裁衣, 去除冗余,升级换代的同步,固化软件系统,不具备自主开发能力,24,嵌入式系统与桌面通用系统的区别(1/7),嵌入式系统中运行的任务是专用且比较确定的 心脏监视器只需运行信号输入、信号处理、心电图显示任务 如要更改任务,需要对整个系统进行重新设计或在线维护升级,桌面通用系统需要支
8、持大量的、需求多样的应用程序: 对系统中运行的程序不作假设 程序升级、更新等方便,25,嵌入式系统与桌面通用系统的区别(2/7),嵌入式系统往往对实时性提出较高的要求。 实时系统:指系统能够在限定的响应时间内提供所需水平的服务。(POSIX 1003.b ) 嵌入式实时系统可分为: 强实时型:响应时间sms级; 一般实时:响应时间mss级; 弱实时型:响应时间s级以上。 桌面通用系统: 以性能、价格的最优为追求原则 面向多任务性能均衡,26,嵌入式系统与桌面通用系统的区别(3/7),嵌入式系统中使用的操作系统一般是实时操作系统,嵌入式实时操作系统数量众多,如: VxWorks、Windows
9、CE、pSOS、QNX、uc/OS 嵌入式Linux、RTLinux 国产嵌入式实时操作系统,如: HOPEN DeltaOS SmartOS(http:/ Linux、Windows系列,27,嵌入式系统与桌面通用系统的区别(4/7),嵌入式系统运行需要高可靠性保障,比桌面系统的故障容忍能力弱很多,嵌入式系统需要忍受长时间、无人值守条件下的运行 嵌入式系统运行的环境恶劣,28,嵌入式系统与桌面通用系统的区别(5/7),嵌入式系统大都有功耗约束 如:珍贵文物微气象环境监测 要求1分钟采样一次,每个采样节点采用电池供电,1年更新一次。采用常规的方法,能量只能持续工作5天! 引入间歇工作方式,从而
10、降低功耗,节省能量 WSN(无线传感网)节点一般能工作1-2年,29,嵌入式系统与桌面通用系统的区别(6/7),嵌入式系统比桌面通用系统可用资源少得多 为降低系统成本,降低功耗,嵌入式系统的资源配置遵循够用就行! 因此早年的嵌入式系统的主题是“裁剪” 随着集成化模块化趋势,目前某些领域的嵌入式系统,如刀片式路由器,其可用资源接近甚至超过桌面通用系统,嵌入式系统的开发需要专用工具和特殊方法: 开发:交叉编译、交叉链接 调试:仿真器、虚拟机 更新:在线升级等,30,嵌入式系统与桌面通用系统的区别(7/7),嵌入式系统开发是一项综合的计算机应用技术 系统结构:状态控制器、中断控制器处理 汇编语言:操
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