第1章嵌入式系統(tǒng)導(dǎo)論

1、童夢(mèng)無憂網(wǎng) 試管嬰兒論壇 本文由目標(biāo)另存為吧貢獻(xiàn) ppt文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。 基于s3c44B0X 嵌入式uCLinux系統(tǒng)原 理及應(yīng)用 本章主要內(nèi)容： 本章主要內(nèi)容： (1)嵌入式系統(tǒng)的概念 嵌入式系統(tǒng)的概念 (2)嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)，分類及應(yīng)用領(lǐng)域 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)， 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn) (3)主流嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng) 主流嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng) (4)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 第 1 章 目錄 1 概述 1.1 什么是嵌入式系統(tǒng) 1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 2 嵌入式微處理

2、器和嵌入式操作系統(tǒng) 2.1 嵌入式微處理器 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 3 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程 3.1 需求分析 3.2 規(guī)格說明 3.3 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.4 設(shè)計(jì)硬件和軟件構(gòu)件 3.5 系統(tǒng)集成 3.6 系統(tǒng)測(cè)試 第 1 章 目錄 1 概述 1.1 什么是嵌入式系統(tǒng) 1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 2 嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng) 2.1 嵌入式微處理器 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 3 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程 3.1 需求分析 3.2 規(guī)格說明 3.3 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.4 設(shè)計(jì)硬件和軟件構(gòu)件 3.5 系統(tǒng)集成 3.6 系統(tǒng)測(cè)試 1.1 什么是嵌入式系統(tǒng) 簡介 經(jīng)過幾十年的發(fā)展

3、，嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)在很 大程度改變了人們的生活、工作和娛樂方式， 而且這些改變還在加速。嵌入式系統(tǒng)具有無數(shù) 的種類，每類都具有自己獨(dú)特的個(gè)性。例如， MP3、數(shù)碼相機(jī)與打印機(jī)就有很大的不同。汽 車中更是具有多個(gè)嵌入式系統(tǒng)，使汽車更輕快、 更干凈、更容易駕駛。 現(xiàn)實(shí)中的嵌入式系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)在很多產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛的應(yīng) 用并逐步改變著這些產(chǎn)業(yè)，包括工業(yè)自動(dòng)化、 國防、運(yùn)輸和航天領(lǐng)域。例如神州飛船和長征 火箭中肯定有很多嵌入式系統(tǒng)，導(dǎo)彈的制導(dǎo)系 統(tǒng)也是嵌入式系統(tǒng)，高檔汽車中也有多達(dá)幾十 個(gè)嵌入式系統(tǒng)。 在日常生活中，人們使用各種嵌入式系統(tǒng)， 但未必知道它們。事實(shí)上，幾乎所有帶有一點(diǎn) “智能”的家電（全

4、自動(dòng)洗衣機(jī)、電腦電飯 煲）都是嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)廣泛的適 應(yīng)能力和多樣性，使得視聽、工作場所甚至健 身設(shè)備中到處都有嵌入式系統(tǒng)。 現(xiàn)實(shí)中的嵌入式系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)的概念 嵌入式系統(tǒng) 以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟件硬 件可裁剪，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成 本、體積、重量、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī) 系統(tǒng) 簡而言之，是含有處理器的專用軟硬件系統(tǒng) 具有自主的信息處理能力（信息裝備） 英國電機(jī)工程師協(xié)會(huì)的定義 Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants

5、 （用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的 裝置） 嵌入式系統(tǒng)示例 汽車控制系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)示例 汽車控制系統(tǒng) 前車門控 制系統(tǒng) 發(fā)動(dòng)器控 制系統(tǒng) 后車門控 制系統(tǒng) 尾燈控制 系統(tǒng) 所有的控 制系統(tǒng)都 是一個(gè)完 整的嵌入 式系統(tǒng) 馬達(dá) 座椅控制 系統(tǒng) 控制器 車燈 第 1 章 目錄 1 概述 1.1 什么是嵌入式系統(tǒng) 1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 2 嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng) 2.1 嵌入式微處理器 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 3 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程 3.1 需求分析 3.2 規(guī)格說明 3.3 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.4 設(shè)計(jì)硬件和軟件構(gòu)件 3.5 系統(tǒng)集成 3.6 系統(tǒng)測(cè)

6、試 1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn) 嵌入式系統(tǒng)的分類 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用 1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)： 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)： 系統(tǒng)內(nèi)核小 專用性強(qiáng) 系統(tǒng)精簡 高實(shí)時(shí)性 多任務(wù)的操作系統(tǒng) 專門的開發(fā)工具和環(huán)境 Tornado2.2 ads 1.2 keil J-Link U-Link 1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 嵌入式系統(tǒng)的分類 由于嵌入式系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部 分組成， 分組成，所以其分類也可以從硬件和軟 進(jìn)行劃分。 件進(jìn)行劃分。 1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 嵌入

7、式系統(tǒng)的分類 嵌入式系統(tǒng)的硬件 嵌入式系統(tǒng)的硬件 嵌入式微控制（MCU） 嵌入式微控制 嵌入式DSP處理器(DSP) 嵌入式 嵌入式處理器 嵌入式微處理器MPU 嵌入式微處理器 嵌入式片上系統(tǒng)（ 嵌入式片上系統(tǒng) SOC） 嵌入式處理器 嵌入式微處理器 嵌入式微處理器的基礎(chǔ)是通用計(jì)算機(jī)中的CPU。 。 嵌入式微處理器的基礎(chǔ)是通用計(jì)算機(jī)中的 在應(yīng)用中，將微處理器裝配在專門設(shè)計(jì)的電路板上， 在應(yīng)用中，將微處理器裝配在專門設(shè)計(jì)的電路板上， 只保留和嵌入式應(yīng)用有關(guān)的母板功能， 只保留和嵌入式應(yīng)用有關(guān)的母板功能，這樣可以大 幅度減小系統(tǒng)體積和功耗。 幅度減小系統(tǒng)體積和功耗。 嵌入式微處理器及其存儲(chǔ)器、總線

8、、 嵌入式微處理器及其存儲(chǔ)器、總線、外設(shè)等安 裝在一塊電路板上，稱為單板計(jì)算機(jī) 單板計(jì)算機(jī)。 裝在一塊電路板上，稱為單板計(jì)算機(jī)。如STDBUS、PC104等。 、 等 ROM RAM 外設(shè)1 CPU 外設(shè)2 單板計(jì)算機(jī) 嵌入式處理器 嵌入式微控制器 嵌入式微控制器又稱單片機(jī) 單片機(jī)， 嵌入式微控制器又稱單片機(jī)，它是將整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一 塊芯片中。嵌入式微控制器一般以某一種微處理器內(nèi)核為核心， 塊芯片中。嵌入式微控制器一般以某一種微處理器內(nèi)核為核心，芯 片內(nèi)部集成ROM/EPROM RAM、總線、總線邏輯、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、 ROM/EPROM、 片內(nèi)部集成ROM/EPROM、RAM、總線、總線

9、邏輯、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、 WatchDog、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A、Flash、 WatchDog、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A、Flash、 EEPROM等各種必要功能和外設(shè) 為適應(yīng)不同的應(yīng)用需求， 等各種必要功能和外設(shè)。 EEPROM等各種必要功能和外設(shè)。為適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，一般一 個(gè)系列的單片機(jī)具有多種衍生產(chǎn)品， 個(gè)系列的單片機(jī)具有多種衍生產(chǎn)品，每種衍生產(chǎn)品的處理器內(nèi)核都 是一樣的，不同的是存儲(chǔ)器和外設(shè)的配置及封裝。 是一樣的，不同的是存儲(chǔ)器和外設(shè)的配置及封裝。這樣可以使單片 復(fù)位 看門狗 晶振 機(jī)最大限度地和應(yīng)用需求相匹配，功能不多不少， 機(jī)最大限度

10、地和應(yīng)用需求相匹配，功能不多不少，從而減少功耗和 部件 部件 部件 成本。 成本。 和嵌入式微處理器相比，微控制器的最大特點(diǎn)是單片化， 和嵌入式微處理器相比，微控制器的最大特點(diǎn)是單片化，體積 定時(shí)器 I/O CPU核 大大減小，從而使功耗和成本下降、可靠性提高。 大大減小，從而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前 部件 部件 嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。微控制器的片上外設(shè)資源一般比較豐富， 嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。微控制器的片上外設(shè)資源一般比較豐富， 中斷 微控制器。 適合于控制，因此稱微控制器 適合于控制，因此稱SRAM 。 ROM 微控制器 部件 部件 嵌入式微控制器目前的品種和數(shù)量最多，

11、比較有代表性的通用 嵌入式微控制器目前的品種和數(shù)量最多部件 ， 系列包括8051 P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、 8051、 系列包括8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、 MC68HC05/11/12/16、68300、數(shù)目眾多ARM芯片等。目前MCU ARM芯片等 MC68HC05/11/12/16、68300、數(shù)目眾多ARM芯片等。目前MCU 占嵌入式系統(tǒng)約70 的市場份額。 70 占嵌入式系統(tǒng)約70的市場份額。 嵌入式處理器 嵌入式DSP處理器 DSP處理器對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，使其

12、適合于執(zhí) 處理器對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)， 處理器對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì) 算法， 行DSP算法，編譯效率較高，指令執(zhí)行速度也較高。在數(shù)字濾波、 算法 編譯效率較高，指令執(zhí)行速度也較高。在數(shù)字濾波、 FFT、譜分析等方面 算法正在大量進(jìn)入嵌入式領(lǐng)域， 、譜分析等方面DSP算法正在大量進(jìn)入嵌入式領(lǐng)域，DSP應(yīng)用 算法正在大量進(jìn)入嵌入式領(lǐng)域 應(yīng)用 正從在通用單片機(jī)中以普通指令實(shí)現(xiàn)DSP功能，過渡到采用嵌入式 功能， 正從在通用單片機(jī)中以普通指令實(shí)現(xiàn) 功能 DSP處理器。 處理器。 處理器 嵌入式DSP處理器比較有代表性的產(chǎn)品是 處理器比較有代表性的產(chǎn)品是Texas Instrument

13、s的 嵌入式 處理器比較有代表性的產(chǎn)品是 的 TMS320系列和 系列和Motorola的DSP56000 系列。TMS320系列處理器包 系列。 系列和 的 系列處理器包 系列， 系列， 括用于控制的 C2000系列，移動(dòng)通信的 系列 移動(dòng)通信的C5000系列，以及性能更高 系列 系列。 目前已經(jīng)發(fā)展成為DSP56000， 的C6000和C8000系列。DSP56000目前已經(jīng)發(fā)展成為 和 系列 目前已經(jīng)發(fā)展成為 ， DSP56100，DSP56200和DSP56300等幾個(gè)不同系列的處理器。另外 等幾個(gè)不同系列的處理器。 ， 和 等幾個(gè)不同系列的處理器 PHILIPS公司近年也推出了基于可

14、重置嵌入式 公司近年也推出了基于可重置嵌入式DSP結(jié)構(gòu)低成本、低 結(jié)構(gòu)低成本、 公司近年也推出了基于可重置嵌入式 結(jié)構(gòu)低成本 功耗技術(shù)上制造的R. 處理器， 功耗技術(shù)上制造的 E. A. L DSP處理器，特點(diǎn)是具備雙 處理器 特點(diǎn)是具備雙Harvard結(jié) 結(jié) 構(gòu)和雙乘/累加單元 應(yīng)用目標(biāo)是大批量消費(fèi)類產(chǎn)品。 累加單元， 構(gòu)和雙乘 累加單元，應(yīng)用目標(biāo)是大批量消費(fèi)類產(chǎn)品。 嵌入式處理器 嵌入式片上系統(tǒng)(SOC) 隨著EDA電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的推廣和 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的推廣和VLSI設(shè)計(jì)的普及化及半導(dǎo)體 隨著 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的推廣和 設(shè)計(jì)的普及化及半導(dǎo)體 工藝的迅速發(fā)展， 工藝的迅速發(fā)展，在一個(gè)硅片上實(shí)

15、現(xiàn)一個(gè)更為復(fù)雜的系統(tǒng)的時(shí)代已 來臨，這就是System On Chip(SOC)。各種通用處理器內(nèi)核將作為 來臨，這就是 。 SOC設(shè)計(jì)公司的標(biāo)準(zhǔn)庫，和許多其它嵌入式系統(tǒng)外設(shè)一樣，成為 設(shè)計(jì)公司的標(biāo)準(zhǔn)庫， 設(shè)計(jì)公司的標(biāo)準(zhǔn)庫 和許多其它嵌入式系統(tǒng)外設(shè)一樣， VLSI設(shè)計(jì)中一種標(biāo)準(zhǔn)的器件，用標(biāo)準(zhǔn)的 VHDL等語言描述，存儲(chǔ)在 設(shè)計(jì)中一種標(biāo)準(zhǔn)的器件， 等語言描述， 設(shè)計(jì)中一種標(biāo)準(zhǔn)的器件 等語言描述 器件庫中。用戶只需定義出其整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)， 器件庫中。用戶只需定義出其整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，仿真通過后就可以將 設(shè)計(jì)圖交給半導(dǎo)體工廠制作樣品。這樣除個(gè)別無法集成的器件以外， 設(shè)計(jì)圖交給半導(dǎo)體工廠制作樣品。這樣除個(gè)別

16、無法集成的器件以外， 整個(gè)嵌入式系統(tǒng)大部分均可集成到一塊或幾塊芯片中去， 整個(gè)嵌入式系統(tǒng)大部分均可集成到一塊或幾塊芯片中去，應(yīng)用系統(tǒng) 電路板將變得很簡潔，對(duì)于減小體積和功耗、提高可靠性非常有利。 電路板將變得很簡潔，對(duì)于減小體積和功耗、提高可靠性非常有利。 SoC可以分為通用和專用兩類。通用系列包括 可以分為通用和專用兩類。 可以分為通用和專用兩類 通用系列包括Infineon的 的 TriCore、Motorola的M-Core、某些 、 系列器件、 的 、某些ARM系列器件、美國埃施朗 系列器件 Echelon和Motorola聯(lián)合研制的 聯(lián)合研制的Neuron神經(jīng)元芯片等。專用 神經(jīng)元芯

17、片等。 和 聯(lián)合研制的 神經(jīng)元芯片等 專用SoC一般 一般 專用于某個(gè)或某類系統(tǒng)中，不為一般用戶所知。 專用于某個(gè)或某類系統(tǒng)中，不為一般用戶所知。一個(gè)有代表性的產(chǎn) 品是Philips的Smart XA，它將 單片機(jī)內(nèi)核和支持超過 單片機(jī)內(nèi)核和支持超過2048 位復(fù) 品是 的 ，它將XA單片機(jī)內(nèi)核和支持超過 算法的CCU單元制作在一塊硅片上，形成一個(gè)可加載 單元制作在一塊硅片上， 雜RSA算法的 算法的 單元制作在一塊硅片上 形成一個(gè)可加載JAVA 語言的專用的SOC，可用于公眾互聯(lián)網(wǎng)如 安全方面。 或C語言的專用的 語言的專用的 ，可用于公眾互聯(lián)網(wǎng)如Internet安全方面。 安全方面 1.2

18、嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 嵌入式系統(tǒng)的分類 嵌入式系統(tǒng)的軟件 嵌入式系統(tǒng)的軟件 硬實(shí)時(shí)系統(tǒng) 實(shí)時(shí)系統(tǒng) 軟實(shí)時(shí)系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng) 分時(shí)系統(tǒng) 1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用 國防武器設(shè)備。 國防武器設(shè)備。 通信信息設(shè)備。 通信信息設(shè)備。 過程控制。 過程控制。 智能儀器。 智能儀器。 消費(fèi)產(chǎn)品。 消費(fèi)產(chǎn)品。 生物微電子技術(shù)。 生物微電子技術(shù)。 基于RTLinux的仿人機(jī)器人 的仿人機(jī)器人 基于 高 48 cm 重: 6 kg 靈活性： 靈活性：20 DOF 操作系統(tǒng): RT操作系統(tǒng): RT-Linux 接口形式: 接口形式: USB 1.

19、0 (12Mbps) 響應(yīng)周期: 響應(yīng)周期: 1ms 能源： 能源： DC24V x 6.2A (150W) 制造： 制造：富士通 2004年“勇氣號(hào)”再次登陸火星 年 勇氣號(hào)” 第 1 章 目錄 1 概述 1.1 什么是嵌入式系統(tǒng) 1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 2 嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng) 2.1 嵌入式微處理器 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 3 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程 3.1 需求分析 3.2 規(guī)格說明 3.3 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.4 設(shè)計(jì)硬件和軟件構(gòu)件 3.5 系統(tǒng)集成 3.6 系統(tǒng)測(cè)試 2.1 嵌入式微處理器 嵌入式微處理器 嵌入式微處理器有許多種流行的處理 器核，

20、器核，芯片生產(chǎn)廠家一般都基于這些處理 器核生產(chǎn)不同型號(hào)的芯片。 器核生產(chǎn)不同型號(hào)的芯片。本節(jié)將主要介 紹以下幾種嵌入式處理器的架構(gòu)， 紹以下幾種嵌入式處理器的架構(gòu)，以及典 型芯片制造商生產(chǎn)的芯片型號(hào)。 型芯片制造商生產(chǎn)的芯片型號(hào)。 2.1 嵌入式微處理器 ARM 嵌入式微處理器 ARMStrongARM ARM已成為移動(dòng)通信、手持設(shè)備、多媒體數(shù) 已成為移動(dòng)通信、手持設(shè)備、 字消費(fèi)嵌入式解決方案的RISC標(biāo)準(zhǔn)。 標(biāo)準(zhǔn)。 字消費(fèi)嵌入式解決方案的 標(biāo)準(zhǔn) ARM處理器有三大特點(diǎn)： 處理器有三大特點(diǎn) 處理器有三大特點(diǎn)： 小體積、低功耗、低成本而高性能；16/32位雙指 小體積、低功耗、低成本而高性能；

21、位雙指 令集；全球的合作伙伴眾多。 令集；全球的合作伙伴眾多。 2.1 嵌入式微處理器 嵌入式微處理器 MIPS without Inter-locked Pipeline Stages沒有互鎖管線階段的微處 沒有互鎖管線階段的微處 理器的縮寫，是一種處理器內(nèi)核標(biāo)準(zhǔn)，它是由 MIPS技術(shù)公司開發(fā)的。 技術(shù)公司開發(fā)的。 技術(shù)公司開發(fā)的 MIPS 是 Microprocessor 2.1 嵌入式微處理器 嵌入式微處理器 MIPS without Inter-locked Pipeline Stages的縮寫，是一種處理器內(nèi) 的縮寫， 的縮寫 核標(biāo)準(zhǔn)，它是由MIPS技術(shù)公司開發(fā)的。 技術(shù)公司開發(fā)的。

22、 核標(biāo)準(zhǔn)，它是由 技術(shù)公司開發(fā)的 MIPS 是 Microprocessor 2.1 嵌入式微處理器 嵌入式微處理器 PowerPC PowerPC處理器品種很多，既有通用的處 處理器品種很多， 理器，又有嵌入式控制器和內(nèi)核， 理器，又有嵌入式控制器和內(nèi)核，應(yīng)用范圍非常廣 從高端的工作站、服務(wù)器到桌面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)， 泛，從高端的工作站、服務(wù)器到桌面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)， 從消費(fèi)類電子產(chǎn)品到大型通信設(shè)備等各個(gè)方面。 從消費(fèi)類電子產(chǎn)品到大型通信設(shè)備等各個(gè)方面。 2.1 嵌入式微處理器 嵌入式微處理器 x86 x86 系列處理器是我們最熟悉的了 ， 它起源 系列處理器是我們最熟悉的了， 架構(gòu)的8080,再發(fā)展出

23、 再發(fā)展出286、 386、 486， 直 于 Intel架構(gòu)的 架構(gòu)的 再發(fā)展出 、 、 ， 到現(xiàn)在的Pentium4、Athlon和AMD的64位處理器 到現(xiàn)在的 、 和 的 位處理器 Hammer。 從嵌入式市場來看 ， 486DX是當(dāng)時(shí)和 。 從嵌入式市場來看， 是當(dāng)時(shí)和 ARM、68K、MIPS和SuperH齊名的五大嵌入式處 、 、 和 齊名的五大嵌入式處 理器之一， 是第一款主流的處理器。 理器之一，8080是第一款主流的處理器。 是第一款主流的處理器 2.1 嵌入式微處理器 嵌入式微處理器 68K/Cold fire Motorola 68000(68K) 是出現(xiàn)得比較 早的一

24、款嵌入式處理器， 采用的是CISC結(jié)構(gòu) ， 結(jié)構(gòu)， 早的一款嵌入式處理器 ， 68K采用的是 采用的是 結(jié)構(gòu) 與現(xiàn)在的PC指令集保持了二進(jìn)制兼容 指令集保持了二進(jìn)制兼容。 與現(xiàn)在的 指令集保持了二進(jìn)制兼容。 第 1 章 目錄 1 概述 1.1 什么是嵌入式系統(tǒng) 1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 2 嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng) 2.1 嵌入式微處理器 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 3 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程 3.1 需求分析 3.2 規(guī)格說明 3.3 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.4 設(shè)計(jì)硬件和軟件構(gòu)件 3.5 系統(tǒng)集成 3.6 系統(tǒng)測(cè)試 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 概述 組成， 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件

25、和軟件組成，在發(fā)展 初期沒有操作系統(tǒng)這個(gè)概念， 初期沒有操作系統(tǒng)這個(gè)概念，用戶使用監(jiān)控程 序來使用計(jì)算機(jī)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì) 序來使用計(jì)算機(jī)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展， 算機(jī)系統(tǒng)的硬件、軟件資源也愈來愈豐富， 算機(jī)系統(tǒng)的硬件、軟件資源也愈來愈豐富，監(jiān) 控程序已不能適應(yīng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的要求。 控程序已不能適應(yīng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用的要求。于是在 六十年代中期監(jiān)控程序又進(jìn)一步發(fā)展形成了操 作系統(tǒng)(Operating System)。發(fā)展到現(xiàn)在，廣 作系統(tǒng) 。發(fā)展到現(xiàn)在， 泛使用的有三種操作系統(tǒng)即多道批處理操作系 分時(shí)操作系統(tǒng)以及實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。 統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)以及實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 概述 多

26、道批處理操作系統(tǒng) 監(jiān) 控 程 序 操 作 系 統(tǒng) 適用于計(jì)算中心等較 大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 適用于多個(gè)用戶共享 系統(tǒng)資源 適用于嵌入式設(shè)備和 有實(shí)時(shí)性要求的系統(tǒng) 中 分時(shí)操作系統(tǒng) 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 時(shí) 間 先 后 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 概述 適用于計(jì)算中心等較大 的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 適用于多個(gè)用戶共享系 統(tǒng)資源 適用于嵌入式設(shè)備和有 實(shí)時(shí)性要求的系統(tǒng)中 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是我 們介紹的重點(diǎn) 多道批處理操作系統(tǒng) 監(jiān) 控 程 序 操 作 系 統(tǒng) 分時(shí)操作系統(tǒng) 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 時(shí) 間 先 后 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn) IEEE 的實(shí)時(shí)UNIX分委會(huì)認(rèn)為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)具 備以下的幾點(diǎn): 異步的事件響應(yīng) 切

27、換時(shí)間和中斷延遲時(shí)間確定 優(yōu)先級(jí)中斷和調(diào)度 搶占式調(diào)度 內(nèi)存鎖定 連續(xù)文件 同步 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn) 總的來說實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是事件驅(qū)動(dòng)的，能對(duì)來自 外界的作用和信號(hào)在限定的時(shí)間范圍內(nèi)作出響應(yīng)。它 強(qiáng)調(diào)的是實(shí)時(shí)性、可靠性和靈活性, 與實(shí)時(shí)應(yīng)用軟件相 結(jié)合成為有機(jī)的整體起著核心作用, 由它來管理和協(xié)調(diào) 各項(xiàng)工作,為應(yīng)用軟件提供良好的運(yùn)行軟件環(huán)境及開發(fā) 環(huán)境。 從實(shí)時(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)來看實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可以分 為兩種：一般實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。 一般實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn) 一般實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)的上位機(jī) 一

28、般實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 和實(shí)時(shí)查詢系統(tǒng)等實(shí)時(shí)性較弱的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，并且提供 了開發(fā)、調(diào)試、運(yùn)用一致的環(huán)境。 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)時(shí)性要求高的實(shí)時(shí) 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) 控制系統(tǒng)，而且應(yīng)用程序的開發(fā)過程是通過交叉開發(fā) 來完成的，即開發(fā)環(huán)境與運(yùn)行環(huán)境是不一致。嵌入式 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)具有規(guī)模小(一般在幾K幾十K 內(nèi))、可 固化使用實(shí)時(shí)性強(qiáng)(在毫秒或微秒數(shù)量級(jí)上)的特點(diǎn) 。 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 基本概念 前后臺(tái)系統(tǒng) 對(duì)基于芯片的開發(fā)來說，應(yīng)用程序一般是一個(gè)無 限的循環(huán)，可稱為前后臺(tái)系統(tǒng)或超循環(huán)系統(tǒng)。 很多基于微處理器的產(chǎn)品采用前后臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)， 例如微波爐、電話機(jī)、玩具等。在另外一些基于微處 理器應(yīng)用中，從省

29、電的角度出發(fā)，平時(shí)微處理器處在 停機(jī)狀態(tài)，所有事都靠中斷服務(wù)來完成。 基本概念 前后臺(tái)系統(tǒng) 后臺(tái) 循環(huán)中調(diào)用 相應(yīng)的函數(shù)完成 相應(yīng)的操作，這 部分可以看成后 臺(tái)行為，后臺(tái)也 可以叫做任務(wù)級(jí)。 這種系統(tǒng)在處理 的及時(shí)性上比實(shí) 際可以做到的要 差。 前臺(tái) 中斷服務(wù)程 序處理異步事件， 這部分可以看成 前臺(tái)行為，前臺(tái) 也叫中斷級(jí)。時(shí) 間相關(guān)性很強(qiáng)的 關(guān)鍵操作一定是 靠中斷服務(wù)程序 來保證的。 中斷服務(wù)程序 ISR 時(shí) 間 ISR ISR ISR 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 基本概念 操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)中最基本的程序。操作系統(tǒng)負(fù) 責(zé)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中全部軟硬資源的分配與回收、控制與 協(xié)調(diào)等并發(fā)的活動(dòng)；操

30、作系統(tǒng)提供用戶接口，使用戶 獲得良好的工作環(huán)境；操作系統(tǒng)為用戶擴(kuò)展新的系統(tǒng) 功能提供軟件平臺(tái)。 用戶程序 操作系統(tǒng) 硬件驅(qū)動(dòng) 硬件 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 基本概念 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS） 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是一段在嵌入式系統(tǒng)啟動(dòng)后首先執(zhí) 行的背景程序，用戶的應(yīng)用程序是運(yùn)行于RTOS之上的 各個(gè)任務(wù)，RTOS根據(jù)各個(gè)任務(wù)的要求，進(jìn)行資源(包 括存儲(chǔ)器、外設(shè)等)管理、消息管理、任務(wù)調(diào)度、異常 處理等工作。在RTOS支持的系統(tǒng)中， 每個(gè)任務(wù)均有 一個(gè)優(yōu)先級(jí)，RTOS根據(jù)各個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，動(dòng)態(tài)地切 換各個(gè)任務(wù)，保證對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的必要性 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在目

31、前的嵌入式應(yīng)用中用得 越來越廣泛，尤其在功能復(fù)雜、系統(tǒng)龐大的應(yīng)用中顯 得愈來愈重要。在嵌入式應(yīng)用中，只有把CPU嵌入到 系統(tǒng)中，同時(shí)又把操作系統(tǒng)嵌入進(jìn)去，才是真正的計(jì) 算機(jī)嵌入式應(yīng)用。使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)主要有以下幾個(gè) 因素： 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)提高了系統(tǒng)的可靠性。 提高了開發(fā)效率，縮短了開發(fā)周期。 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)充分發(fā)揮了32位CPU的多任務(wù)潛力。 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)環(huán)境下開發(fā)實(shí)時(shí)應(yīng)用程 優(yōu)點(diǎn) 序使程序的設(shè)計(jì)和擴(kuò)展變得容易，不需要大的改動(dòng)就 可以增加新的功能。通過將應(yīng)用程序分割成若干獨(dú)立 的任務(wù)模塊，使應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)過程大為簡化；而且 對(duì)

32、實(shí)時(shí)性要求苛刻的事件都得到了快速、可靠的處理。 通過有效的系統(tǒng)服務(wù)，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)使得系統(tǒng) 資源得到更好的利用。 缺點(diǎn)：但是，使用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)還需要額外的 缺點(diǎn) ROM/RAM開銷，25%的CPU額外負(fù)荷，以及內(nèi)核的 費(fèi)用。 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 常見的嵌入式操作系統(tǒng) 嵌入式Linux uClinux是一個(gè)完全符合GNU/GPL公約的操作系統(tǒng)， 完全開放代碼。uClinux從Linux 2.0/2.4內(nèi)核派生而來， 沿襲了主流Linux的絕大部分特性。它是專門針對(duì)沒有 MMU的CPU，并且為嵌入式系統(tǒng)做了許多小型化的工 作。適用于沒有虛擬內(nèi)存或內(nèi)存管理單元(MMU)的處 理器，例如

33、ARM7TDMI。它通常用于具有很少內(nèi)存或 Flash的嵌入式系統(tǒng)。它保留了Linux的大部分優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn) 穩(wěn) 定、良好的移植性、優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能、完備的對(duì)各種 文件系統(tǒng)的支持、以及標(biāo)準(zhǔn)豐富的API等 文件系統(tǒng)的支持、以及標(biāo)準(zhǔn)豐富的API等。 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 常見的嵌入式操作系統(tǒng) Win CE Windows CE CE是微軟開發(fā)的一個(gè)開放的、可升級(jí)的 32位嵌入式操作系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類的電子設(shè) 備操作，它是精簡的Windows 95。Windows CE的圖形 用戶界面相當(dāng)出色。Win CE具有模塊化、結(jié)構(gòu)化和基 于Win32應(yīng)用程序接口以及與處理器無關(guān)等特點(diǎn)。Win CE不僅繼承了

34、傳統(tǒng)的Windows圖形界面，并且在Win CE平臺(tái)上可以使用Windows 95/98上的編程工具（如 Visual Basic、Visual C+等）、使絕大多數(shù)的應(yīng)用軟件 使絕大多數(shù)的應(yīng)用軟件 只需簡單的修改和移植就可以在Windows CE平臺(tái)上繼 只需簡單的修改和移植就可以在Windows CE平臺(tái)上繼 續(xù)使用。 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 常見的嵌入式操作系統(tǒng) VxWorks VxWorks操作系統(tǒng)是美國 公司于 1983年設(shè)計(jì)開發(fā)的一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）， 是嵌入式開發(fā)環(huán)境的關(guān)鍵組成部分。良好的持續(xù)發(fā)展 能力、高性能的內(nèi)核以及友好的用戶開發(fā)環(huán)境，在嵌 入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)領(lǐng)域

35、占據(jù)一席之地。它以其良好的 可靠性和卓越的實(shí)時(shí)性被廣泛地應(yīng)用在通信、軍事、 航空、航天等高精尖技術(shù)及實(shí)時(shí)性要求極高的領(lǐng)域中， 如衛(wèi)星通訊、軍事演習(xí)、彈道制導(dǎo)、飛機(jī)導(dǎo)航等，甚 至在1997年4月登陸火星表面的火星探測(cè)器上也使用到 了VxWorks。 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 常見的嵌入式操作系統(tǒng) OSE OSE主要是由ENEA Data AB 下屬的ENEA OSE OSE Systems AB負(fù)責(zé)開發(fā)和技術(shù)服務(wù)的，一直以來都充當(dāng) 著實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)以及分布式和容錯(cuò)性應(yīng)用的先鋒，并 保持良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。 OSE的客戶深入到電信，數(shù)據(jù)，工控，航空等領(lǐng) OSE 域，尤其在電信方面，該公司已經(jīng)有了十余年的開

36、發(fā) 經(jīng)驗(yàn)，同諸如愛立信，諾基亞，西門子等知名公司確 定了良好的關(guān)系。 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 常見的嵌入式操作系統(tǒng) Nucleus Nucleus PLUS PLUS是為實(shí)時(shí)嵌入式應(yīng)用而設(shè)計(jì)的一個(gè) 搶先式多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核，其95的代碼是用 ANSIC寫成的，因此非常便于移植并能夠支持大多數(shù) 類型的處理器。 Nucleus PLUS PLUS采用了軟件組件的方法。每個(gè)組件 具有單一而明確的目的，通常由幾個(gè)C及匯編語言模 塊構(gòu)成，提供清晰的外部接口，對(duì)組件的引用就是通 過這些接口完成的。由于采用了軟件組件的方法，使 Nucleus PLUS 的各個(gè)組件非常易于替換和復(fù)用。 2.2 嵌入式操作系統(tǒng)

37、 常見的嵌入式操作系統(tǒng) eCos eCos是RedHat公司開發(fā)的源代碼開放的嵌入式 eCos RTOS產(chǎn)品，是一個(gè)可配置、可移植的嵌入式實(shí)時(shí)操作 系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的運(yùn)行環(huán)境為RedHat的GNUPro和GNU開 發(fā)環(huán)境。eCOS的所有部分都開放源代碼，可以按照需 要自由修改和添加。eCOS的關(guān)鍵技術(shù)是操作系統(tǒng)可配 置性，允許用戶組和自己的實(shí)時(shí)組件和函數(shù)以及實(shí)現(xiàn) 方式，特別允許eCOS的開發(fā)則定制自己的面向應(yīng)用的 操作系統(tǒng)，使eCos能有更廣泛的應(yīng)用范圍。 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 常見的嵌入式操作系統(tǒng) C/OS-II C/OS-II是一個(gè)源碼公開、可移植、可固化、可 裁剪、占先式的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)

38、。其絕大部分源 碼是用ANSI C寫的，使其可以方便的移植并支持大多 數(shù)類型的處理器。C/OS-II通過了聯(lián)邦航空局（FAA） 商用航行器認(rèn)證。自1992年問世以來，C/OS-II已經(jīng) 被應(yīng)用到數(shù)以百計(jì)的產(chǎn)品中。C/OS-II占用很少的系 統(tǒng)資源，并且在高校教學(xué)使用是不需要申請(qǐng)?jiān)S可證。 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 常見的嵌入式操作系統(tǒng) uITRON TRON是指“實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核（The Real-time Operating system Nucleux）”,它是在1984年由東京大 學(xué)的Sakamura博士提出的，目的是為了建立一個(gè)理想 的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。通過工業(yè)界和大學(xué)院校的合作， TRON

39、方案正被逐步用到全新概念的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu) 中。 uITRON是TRON的一個(gè)子方案，它具有標(biāo)準(zhǔn)的實(shí) 時(shí)內(nèi)核，適用于任何小規(guī)模的嵌入式系統(tǒng)，日本國內(nèi) 現(xiàn)有很多基于該內(nèi)核的產(chǎn)品，其中消費(fèi)電器較多。目 前已成為日本事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 常見的嵌入式操作系統(tǒng) uITRON TRON明確的設(shè)計(jì)目標(biāo)使其甚至比Linux更適合于 做嵌入式應(yīng)用，內(nèi)核小，啟動(dòng)速度快，即時(shí)性能好， 也很適合漢字系統(tǒng)的開發(fā)。另外，TRON的成功還來 源于如下兩個(gè)重要的條件： 1.它是免費(fèi)的 2.它已經(jīng)建立了開放的標(biāo)準(zhǔn)，形成了較完善的軟 硬件配套開發(fā)環(huán)境，較好地形成了產(chǎn)業(yè)化。 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)

40、的選擇 幾種嵌入式操作系統(tǒng)的比較 Palm OS 大小 Windows CE 3.0 嵌入式Linux 嵌入式 核心從幾十KB到500KB， 核心從幾十KB到500KB， KB 整個(gè)嵌入式環(huán)境最小才 100KB左右，并且以后還 100KB左右， 左右 將越來越小。 將越來越小。 核心幾十KB， 核心占500KB ROM和250KB的RAM。 500KB的 核心幾十KB， 核心占500KB的ROM和250KB的RAM。 KB 整個(gè)Windows CE操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)， 整個(gè)嵌入式 整個(gè)Windows CE操作系統(tǒng)，包括硬 環(huán)境也不大 件抽象層（HAL和Hardware 件抽象層（HAL和 La

41、yer）、 ）、Windows Abstraction Layer）、Windows Kernel、User、GDI、 CE Kernel、User、GDI、文件系統(tǒng) 和數(shù)據(jù)庫，大約共1.5MB 和數(shù)據(jù)庫，大約共1.5MB 可以方便的 開發(fā)定制 可操作性強(qiáng) 可開發(fā) 定制 互操作 性 實(shí)用性 適用的 應(yīng)用領(lǐng) 域 用戶開發(fā)定制不方便， 用戶開發(fā)定制不方便，受Microsoft 用戶可以方便的開發(fā)定制， 用戶可以方便的開發(fā)定制， 公司限制較多。 公司限制較多。 可以自由的卸裝用戶模塊， 可以自由的卸裝用戶模塊， 不受任何限制。 不受任何限制。 互操作性較強(qiáng)， 互操作性較強(qiáng)，Windows CE可通

42、可通 過OEM的許可協(xié)議使用于其他設(shè) 的許可協(xié)議使用于其他設(shè) 備 比較好 應(yīng)用領(lǐng)域較廣，Windows CE是為 應(yīng)用領(lǐng)域較廣， 是為 新一代非傳統(tǒng)的PC設(shè)備而設(shè)計(jì)的 設(shè)備而設(shè)計(jì)的， 新一代非傳統(tǒng)的 設(shè)備而設(shè)計(jì)的， 這些設(shè)備包括掌上電腦、手持電腦 這些設(shè)備包括掌上電腦、 以及用于車載電腦。 以及用于車載電腦。 互操作性很強(qiáng) 比較好 應(yīng)用領(lǐng)域較 廣，特別適 用于掌上電 腦大開發(fā)。 腦大開發(fā)。 很好 由于Linux內(nèi)核結(jié)構(gòu)及功 由于 內(nèi)核結(jié)構(gòu)及功 能等原因，嵌入式Linux 能等原因，嵌入式 應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，特別 應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛， 適于進(jìn)行信息家電的開發(fā)。 適于進(jìn)行信息家電的開發(fā)。 2.3 嵌

43、入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史及趨 勢(shì) 20世紀(jì)70年代 單片機(jī)出現(xiàn) 1975年TI推出了第一片4位單片機(jī)TMS-1000 1976年Intel：8048>8051（8位） 20世紀(jì)90年代 ARM（1991年，32位） ARM7系列、ARM9系列 ARM10E系列、 ARM11系列 SecurCore系列、Cortex系列 2011-3-28 Power PC、MIPS 國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室 室 56 2.3 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史及趨勢(shì) （續(xù)） 20世紀(jì)80年代 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)出現(xiàn) 1981年，Ready System: VRTX32 WindRiver: VxWo

44、rks 實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高 20世紀(jì)90年代 實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng) WindRiver: VxWorks Microsoft: WinCE 友好的圖形界面 2011-3-28 ? 國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室 室 57 2.3嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史及趨勢(shì) （續(xù)） 市場巨大、發(fā)展迅速、前景廣闊 產(chǎn)品種類不斷豐富，應(yīng)用范圍不斷普及 性能不斷提高 核心處理芯片位數(shù)更高 多種媒體處理能力的匯聚 功耗不斷降低，體積不斷縮小 軟件成為影響價(jià)格的主要因素 硬件模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化 軟件越來越復(fù)雜 2011-3-28 Nvidia Ion平臺(tái)（離子平臺(tái)） 平臺(tái)（ 平臺(tái) 離子平臺(tái)） Ion=AT

45、OM+Geforce 9400M 54GFLOPS、14W 、 58 國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室 室 2.3嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史及趨勢(shì) （續(xù)） 程序設(shè)計(jì)語言 匯編語言C語言C+語言 優(yōu)秀的開發(fā)環(huán)境 軟件開發(fā)環(huán)境完善、友好的工具鏈 項(xiàng)目管理、編輯、編譯、調(diào)試、下載 硬件開發(fā)環(huán)境 開發(fā)板、仿真器、萬用電表、示波器、邏輯分析儀 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程 2011-3-28 硬件、軟件、開發(fā)環(huán)境集成化、一體化 網(wǎng)絡(luò)化、圖形化、多媒體化室 ? 國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室 59 固件設(shè)計(jì)語言選用情況 美國版EETimes子網(wǎng)站 子網(wǎng)站Embedded Sy

46、stems Design十三 美國版 子網(wǎng)站 十三 年來針對(duì)嵌入式軟件所應(yīng)用之設(shè)計(jì)語言的調(diào)查統(tǒng)計(jì)表 2011-3-28 ? 國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 國防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院601室 室 60 第 1 章 目錄 1 概述 1.1 什么是嵌入式系統(tǒng) 1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類 2 嵌入式微處理器和嵌入式操作系統(tǒng) 2.1 嵌入式微處理器 2.2 嵌入式操作系統(tǒng) 3 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程 3.1 需求分析 3.2 規(guī)格說明 3.3 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.4 設(shè)計(jì)硬件和軟件構(gòu)件 3.5 系統(tǒng)集成 3.6 系統(tǒng)測(cè)試 需求分析 設(shè) 計(jì) 過 程 的 主 要 抽 象 層 次 執(zhí)行裝置設(shè)計(jì) 規(guī)格說明 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì) 系 系 3 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程 概述 可以把嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)看作對(duì)一個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施。 項(xiàng)目的生命周期一般分為識(shí)別需求 提出解決方案、 識(shí)別需求、提出解決方