第一章 嵌入式系统概述.ppt

2006 05 16 前言 课程设置的必要性嵌入式系统涉及现代生活的方方面面应用日趣复杂微处理器技术长足发展嵌入式软件技术成为核心课程定位基础不同 课时有限介绍嵌入式系统设计理念 2006 05 16 课程安排 第一章嵌入式系统概述第二章嵌入式操作系统第三章ucOS II实时操作系统第四章嵌入式硬件平台第五章基于ucOS II建立自己的RTOS 2006 05 16 第一章嵌入式系统概述 1 什么是嵌入式系统2 嵌入式系统的分类3 嵌入式系统的基本要素4 嵌入式系统体系结构5 嵌入式系统的应用领域 2006 05 16 一 嵌入式系统的定义 嵌入式系统 嵌入式系统是以应用为中心 以计算机技术为基础 其软硬件可配置 对功能 可靠性 成本 体积 功耗有严格约束的一种专用系统 专用计算机系统 非PC智能电子设备 以应用为中心以计算机技术为基础软件硬件可裁剪适应应用系统对功能 可靠性 成本 体积 功耗严格要求 2006 05 16 嵌入式系统的定义 IEEE的定义嵌入式系统是 用于控制 监视或者辅助操作机器和设备的装置 2006 05 16 基本概念 嵌入式计算机 嵌入式系统所用的机器 实时计算模式 实时计算模式是一种计算机系统的操作模式 在这种模式下 处理从外部来的数据的程序总是就绪的 因而能够在可预测的时间内得到希望的结果 嵌入式计算机总是处于一种实时计算模式 嵌入式系统又称为实时系统或嵌入式实时系统 2006 05 16 实时系统 实时系统 工作在实时计算模式下的计算机系统 对外来事件能在限定时间内作出反应的系统 实时控制系统 计算机通过特定的外围设备与被控对象发生联系 实现对被控对象的控制 实时处理系统 用户通过终端设备向系统提出服务请求 系统完成服务后 通过终端回答用户 2006 05 16 实时系统实时性的衡量指标 响应时间识别一个外部事件到作出响应的时间 吞吐量 给定时间内系统处理的事件总数 生存时间 数据有效等待时间 在这段时间里 数据是有效的 实时不等于快 2006 05 16 嵌入式系统的基本特点 系统内核小 专用性强 系统精简 没有明显的系统软件 应用软件划分 RTOS支持 任务调度 资源分配等 技术密集开发困难专门的开发工具和环境 主机 目标机开发环境 ICE等调试工具支持 2006 05 16 嵌入式系统的开发环境 嵌入式系统的一个特点在于其开发的特殊性与困难性 开发机器 执行机器开发环境 执行环境专门的交叉编译开发环境crosscompile 2006 05 16 开发环境 宿主机开发机器 编辑器 编译器 调试器 目标机程序运行的机器宿主机和目标机一样时为本地编译交叉编译是指宿主机和目标机是不同的系统 必须做目标文件下载 2006 05 16 2006 05 16 交叉编译 源文件 源文件 文件 o 文件 o 文件 o 交叉连接 下载可执行文件bin 命令文件 用于一个处理器 2006 05 16 交叉开发调试环境 2006 05 16 二 嵌入式系统的分类 按表现形式分 硬件范畴 IP级 系统级芯片SoC 芯片级模块级按实时性要求分 软件范畴 非实时系统 PDA 软实时系统 消费类产品 硬实时系统 导引头等工业和军工系统 2006 05 16 嵌入式系统的分类 续 按嵌入式CPU分嵌入式微控制器MCU 单片机DSP处理器 执行速度快嵌入式微处理器MPU 如ARM片上系统SoC SystemOnChip 直接在处理器片内嵌入OS的代码模块 实现软硬件的无缝结合 2006 05 16 三 嵌入式系统的基本要素 嵌入式处理器系统嵌入式处理器各种类型存储器模拟电路及电源接口控制器及接插件嵌入式软件系统实时操作系统 RTOS 板级支持包 BSP 设备驱动 DeviceDriver 协议栈 ProtocolStack 应用程序 Application 2006 05 16 四 嵌入式系统体系结构 CPU Hardware 嵌入式系统软件 2006 05 16 嵌入式软件体系结构 四个层次 设备驱动接口 与外部设备的信息交互操作系统RTOS 任务调度 存储管理 中断 文件 GUI及网络等扩展功能API 编程接口库应用系统 完成具体功能的嵌入式系统应用软件 2006 05 16 ExternalDevices ConnectingSRAM ConnectongforDebugging LCD USB Pen ConnectingDRAM ConnectingFLASH ConnectingROM OscillationCircuit PowerSupply Ports ResetCircuit InterruptControler CPU I OPort A D DMA Timer Prescaler Keyboard IRDA Others ChipBoardCiruit CPUCORE 嵌入式系统硬件 2006 05 16 五 嵌入式软件开发工具 开发工具编译器 Compiler 调试器 InCircuitEmulator 软仿真 Simulator 集成开发环境 IDE 典型的商业开发工具及供应商Windriver公司的TornadoforVxWorksMontVisa公司的HardHatLinux开发工具包AMC公司的SuperTAP调试器免费开发工具GNU系列开发工具Wiggler调试器 2006 05 16 六 嵌入式系统的应用领域 工业控制交通管理信息家电家庭智能管理POS网络及电子商务环境监测机器人 2006 05 16 嵌入式Internet技术 定义 嵌入式Internet是近几年发展起来的一项新兴概念和技术 是指设备通过嵌入式模块而非PC系统直接接入Internet 以Inter