數(shù)字圖像第1講

嵌入式系統(tǒng)與應(yīng)用中山大學南方學院電子通信與軟件工程系

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郭中華1、掌握一種學習方法2、學習了解嵌入式技術(shù)研發(fā)的基本概念、方法和知識3、獲得嵌入式開發(fā)設(shè)計實踐經(jīng)驗4、獲得學分希望大家有所收獲學時分配總學時數(shù)：54成績計算總評成績：平時成績（50%）+期末成績（50%）平時成績：考勤+作業(yè)+實驗作業(yè)要求作業(yè)一律要求用A4大小的紙來做練習每次練習，題頭要有：學號+姓名實驗報告（上實驗課時再給要求）實驗平臺疑問什么是嵌入式系統(tǒng)？嵌入式系統(tǒng)與通用計算機有什么區(qū)別？嵌入式系統(tǒng)與單片機有何區(qū)別？如何來學習嵌入式？……嵌入式系統(tǒng)概論1、嵌入式系統(tǒng)簡介2、嵌入式處理器3、嵌入式操作系統(tǒng)4、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程一、嵌入式系統(tǒng)簡介手機機頂盒STBPDA可視電話SONY機器狗“索杰納”火星車嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用范圍消費電子嵌入式應(yīng)用信息家電智能玩具軍事電子通信設(shè)備移動存貯工控設(shè)備智能儀表汽車電子網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工業(yè)軍事國防電子商務(wù)網(wǎng)絡(luò)嵌入式系統(tǒng)的定義1根據(jù)IEEE（國際電氣和電子工程師協(xié)會）的定義： 嵌入式系統(tǒng)是“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機器和設(shè)備的裝置”（原文為devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants）。 可以看出此定義是從應(yīng)用上考慮的，嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機電等附屬裝置。一般定義

“以應(yīng)用為中心、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。實現(xiàn)對設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等目標?！?/p>

嵌入式系統(tǒng)的定義2通俗地說，除了通用計算機和服務(wù)器，其他的計算機應(yīng)用系統(tǒng)都可以稱為嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的組成框圖單片機：就是把中央處理器(CPU)、隨機存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM)、中斷系統(tǒng)、定時/計數(shù)器以及輸入/輸出口（I/O)電路等主要微型機部件，集成在一塊芯片上。表一51系列單片機與ARM7處理器架構(gòu)比較表嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展史（擴展）嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展史（擴展）嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展史（擴展）嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展史（擴展）單片機到底是不是嵌入式是系統(tǒng)呢？嵌入式系統(tǒng)與通用計算機的區(qū)別通用計算機系統(tǒng)采用標準化和模塊化的技術(shù)，其技術(shù)要求是高速、海量的信息處理，技術(shù)發(fā)展方向是處理速度、總線寬度和存儲容量的無限提升。嵌入式系統(tǒng)常采用針對化較強的專用化設(shè)計，技術(shù)要求是滿足具體應(yīng)用，技術(shù)發(fā)展方向是在保證應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)要求和可靠性的前提下，盡可能減小成本、體積與功耗。二、嵌入式處理器分類：★嵌入式微處理器MPU(EmbeddedMicroProcessorUnit)★嵌入式微控制器MCU（MicroControllerUnit）★嵌入式DSP處理器DSPEDSP(EmbeddedDigitalSignalProcessor)★嵌入式片上系統(tǒng)SOC(SystemOnChip) ★嵌入式可編程片上系統(tǒng)SOPC(SystemOnProgrammableChip)

嵌入式微處理器就是由通用計算機的CPU演變而來。可以認為是“增強型”通用微處理器。特點:功能和微處理器基本一樣,是具有32位以上的處理器,具有較高的性能.具有體積小,功耗少,成本低,可靠性高的特點.有的可提供工業(yè)級應(yīng)用.流行的嵌入式微處理器:ARM/Strong(ARM公司)PowerPC(MOTOROL公司)68000(MOTOROL公司)MIPS(MIPS公司)嵌入式微處理器（MPU）

嵌入式微控制器就是將整個計算機系統(tǒng)的主要硬件集成到一塊芯片中,芯片內(nèi)部集成ROM/EPROM,RAM,總線,總線邏輯,定時/計數(shù)器,Watchdog,I/O,串行口等各種必要功能和外設(shè).特點：一個系列的微控制器具有多種衍生產(chǎn)品;單片化,體積大大減小,功耗和成本降低,可靠性提高；是目前嵌入式工業(yè)的主流,約占嵌入式系統(tǒng)70%的份額;多是8位和16位處理器流行的嵌入式微控制器通用系列:8051,MCS251,MCS-96/196/296半通用系列:支持I2C,CANBUS及眾多專用MCU和兼容系列嵌入式微控制器（MCU）

嵌入式DSP是專門用于信號處理方面的處理器，其在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令算法方面進行了特殊設(shè)計，具有很高的編譯效率和指令執(zhí)行速度。應(yīng)用領(lǐng)域：數(shù)字濾波頻譜分析FFT流行的嵌入式DSPTMS320C2000系列（TI）MCS-296（Intel）嵌入式DSP

嵌入式SoC是追求產(chǎn)品系統(tǒng)最大包容的集成器件。絕大多數(shù)系統(tǒng)構(gòu)件都在一個系統(tǒng)芯片內(nèi)部。

特點：結(jié)構(gòu)簡潔體積小、功耗小可靠性高設(shè)計生產(chǎn)效率高

流行的SoCSmartXA（Philips）嵌入式SoC

嵌入式SOPC是用可編程邏輯技術(shù)把整個系統(tǒng)放到一塊硅片上。它是片上系統(tǒng)（SOC），即由單個芯片完成整個系統(tǒng)的主要邏輯功能；它是可編程系統(tǒng)。特點：采用超深亞微米工藝技術(shù)使用一個以上的嵌入式處理器/DSP設(shè)計方式靈活可裁減、可擴充、可升級軟硬件在系統(tǒng)可編程的功能。

嵌入式SOPC三、嵌入式操作系統(tǒng)

嵌入式操作系統(tǒng)是嵌入式應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)和開發(fā)平臺.嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn),解決了嵌入式軟件開發(fā)標準化的難題。嵌入式系統(tǒng)具有操作系統(tǒng)的最基本的功能：進程調(diào)度內(nèi)存管理（沒有虛擬內(nèi)存的管理）設(shè)備管理文件管理操作系統(tǒng)接口(API調(diào)用)

中斷管理嵌入式操作系統(tǒng)具有的特點:系統(tǒng)可裁減,可配置.系統(tǒng)具備網(wǎng)絡(luò)支持功能系統(tǒng)具有一定的實時性μC/OS-II：免費、面向中小型嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用。Vxworks：美國WindRiver公司于1983年開發(fā)，具有可靠、實時、可裁減特性。WinCE：它是微軟針對個人電腦以外的電腦產(chǎn)品所研發(fā)的嵌入式操作系統(tǒng)，而CE則為Customer

Embedded的縮寫。μCLinux：uclinux是一個源碼開放的操作系統(tǒng)，面向沒有MMU的硬件平臺。PalmOS：Com公司產(chǎn)品，在PDA市場占據(jù)很大份額，具有開放的操作系統(tǒng)應(yīng)用程序接口(API)，可讓用戶靈活方便地定制操作系統(tǒng)。Linux:一個開源的操作系統(tǒng)幾種主流的嵌入式操作系統(tǒng)：塞班系統(tǒng)

Symbian操作系統(tǒng)是Symbian公司為手機而設(shè)計的操作系統(tǒng)，它包含聯(lián)合的數(shù)據(jù)庫、使用者界面架構(gòu)和公共工具的參考實現(xiàn)，它的前身是Psion的EPOC。Symbian操作系統(tǒng)的前身是英國寶意昂公司（Psion）的EPOC操作系統(tǒng)，而EPOC是ElectronicPieceofCheese取第一個字母而來的，其原意為"使用電子產(chǎn)品時可以像吃乳酪一樣簡單"，這就是它在設(shè)計時所堅持的理念。Symbian是第一個支持Java的SmartPhone平臺。30Android系統(tǒng)Android一詞的本義指“機器人”，是Google于2007年11月5