嵌入式系统导论——第一章ppt课件

嵌入式系统导论 2013年2月 桑楠sn 信息与软件工程学院 前言 3 教师简介 教授 信息与软件工程学院本科 研究生毕业于四川大学计算机系所属团队嵌入式实时计算主要研究方向 嵌入式实时高可信技术 嵌入式实时操作系统技术 实时 嵌入式系统软件工程与应用开发技术 4 背景 从上个世纪九十年代中期到现在 嵌入式系统 应用 已经从一个不起眼的单词 发展成覆盖所有应用领域 家喻户晓的时髦话题 我国已经是世界最大的加工厂 嵌入式产品 也是各类电子产品应用和消费的大国 但国内工业界的技术水平 特别是设计水平相当落后 5 背景 产品研发的新要求 能够使用工具缩短开发周期 能够自行规划 选型 设计 并组织开发一个拥有自主知识产权的新产品 课程内容 7 本课程目标 第一门嵌入式方向课 三个核心目标入门导引帮助学生全面了解嵌入式系统领域知识结构 应用和产业概览 发展趋势 提升方向学习兴趣 拓展知识面引导学生更为投入地学习其它后续课程 嵌入式软件开发基础应用能力培养 8 本课程内容 共32学时 课堂讲授16学时 实验室讲授及实验16学时无所不在的嵌入式系统基本概念 与其他领域的关联 发展历程 知名的组织 企业 网站等 嵌入式系统方向知识体系知识体系 教学体系 学科发展 学生应具备的素质和能力 嵌入式系统基础知识一些核心概念 特点 软硬件子系统 非功能性保障要求等 9 本课程内容 续 共32学时 课堂讲授16学时 实验室讲授及实验16学时嵌入式软件开发体系基本开发环节 编程语言 嵌入式软件工程思想 开发方法 常用工具链 嵌入式系统与产业链应用产业链 开发产业链嵌入式系统方向的典型问题并发控制 智能产品 物联网 可信嵌入式系统等 10 本课程考核 本课程成绩由四部分组成 平时成绩10 考勤 作业等 期中成绩10 一个小报告实验成绩40 实验过程及报告实验成绩40 开卷 第一章无所不在的嵌入式系统 信息技术与嵌入式系统嵌入式系统应用嵌入式系统的基本概念嵌入式系统发展历程与其他学科的关系知名的人物 组织和企业 12 科学 工程 技术 科学笼统地说 科学即反映自然 社会 思维等的客观规律的分科知识体系工程工程是科学和数学的某种应用 利用自然界的物质和能源 做出高效 可靠且对人类有用的东西技术人类改变或控制其周围环境的手段或活动 涵盖了人类生产力发展水平的标志性事物 13 常用的计算机 天河1号 车载计算机 直观 桌面 简便 庞大 高速 高性能 复杂 多样 隐藏 专用 14 科学家的共识 计算机将变得小巧玲珑 藏身在任何地方 又消失在所有地方 功能强大 无影无踪 计算机变得无处不在 例如在墙里 在手腕上 在手写纸上等等 随用随取 伸手可及 日常接触的各类应用 16 手机 功能日益复杂 智能手机 4G手机 手机游戏 17 智能电视 机顶盒 电视 越来越像计算机 3D电视 18 Google电视 19 汽车电器 车载电脑 轮胎气压监视 未来的CIS 20 数码产品 数码产品 数码奥巴马 21 网络拓扑结构示意 交换机 网络设备 便携式交换机 22 摩托车驾驶 模拟系统 歼十座舱 通道飞机模拟 数字油田 23 智能机器人 24 仿人机器人 仿人机器人 机器人创意 娱乐机器人 分布式控制 25 单兵数字化装备 26 美军陆地勇士系统 27 国产系统 28 舰载综合电子战系统 电子侦察系统信号截获系统雷达告警系统单脉冲测向系统电子干扰系统超视距目标瞄准 29 月球探测 30 中国的月球探测 31 医疗仪器 显微手术设备 32 医疗仪器 血液采集系统 33 普适计算 34 可穿戴计算 可穿戴计算 基本模型 美国 可穿戴电脑 支持环境 设备和人的高效感知与自然交互 35 智能小区管理 36 其他 工业控制油田探井无线传感网络物联网游戏 37 小结 38 小结 2 嵌入式系统无处不在 桌面系统依然有用计算机与使用者的比率达到和超过100 1的阶段95 以上都是嵌入式计算机系统嵌入式应用带动了产业的迅猛发展 嵌入式系统定义 不同的起源及其定义方式 40 早期的认知 看不见的计算机 一般不能被用户编程 它有一些专用的I O设备 对用户的接口是应用专用的 41 不同行业的考虑 先进的计算机技术 半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物 42 专注于OS的提法 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 管理等功能 43 较广义的认知 作为某种技术过程的一核心处理环节 能直接与宿主环境接口或交互的计算机系统 44 国内通用定义 嵌入式系统是以应用为中心 以计算机技术为基础 软硬件可配置 对功能 可靠性 成本 体积 功耗有严格约束的专用系统 45 IEEE的定义 Deviceusedtocontrol monitor orassisttheoperationofequipment machineryorplants 46 计算机工业的分类 传统的分类大型计算机 中型机 小型机和微型机特殊分类PC新的分类嵌入式计算机和通用计算机 47 另一种思路 嵌入式系统不是专用计算机系统 关于实时的概念 49 几个示例 学校上课搭乘火车 出租车医院手术股票交易收看电视节目接听电话 50 实时系统 POSIX1003 b定义能够在限定响应时间内提供所需水平服务的计算机系统一般性定义一个实时系统是指计算的正确性不仅取决于程序的逻辑正确性 也取决于结果产生的时间 如果系统的时间约束条件得不到满足 将会发生系统出错 51 实时的认知 实时并不等于快 它是一个相对的概念 确切定义应该是 及时 即在系统允许的时间范围内完成任务 嵌入式系统发展历程 53 发展历程简图 54 嵌入式系统 雏形 20世纪60年代采用晶体管计算机 磁芯存储 61 多功能数字分析器Verdan 舰载 民团团员 A 5A 15分钟 1961 D 17自动导航控制计算机 民兵导弹 首个大规模生产的嵌入式系统 1962 乙烯厂 第一次工业装置中的直接数字控制 DDC 首个现代嵌入式系统 阿波罗导航系统 1968 MIT 55 简单嵌入式系统 20世纪60年代末到70年代微处理器 单片机 DSP 无操作系统 1971 Intel4004 6万 s 4位 1975 第一块单片机 TEXAS的TM1000 4位 1980 8051 8位 1978 DSP AMI的S2811 8位 56 复杂嵌入式系统 20世纪80年代到90年代16或32位处理器 嵌入式OS 广泛应用 现场网 1981 第1个商业嵌入式实时内核VRTX32 ReadySystem 1983 DynaTAC8000X手机 10年 1亿 半小时 Cisco路由器 57 网络化的嵌入式系统 20世纪90年代末开始各类设备上网 移动设备 AndroidPhone AppleTV 上网冰箱 与其他学科的关系 59 嵌入式技术的领域关联 嵌入式领域企业 机构 61 知名企业 62 标准化组织 机构 ISO 国际标准化组织的英语简称 InternationalOrganizationforStandardization或InternationalStandardOrganizedIEC 国际电工委员会 InternationalElectrotechnicalCommiss 1906 有关电气工程和电子工程领域中的国际标准化工作PLCopen 解决与工业控制编程相关主题 1992PICMG 高性能通信和工业计算机应用 1994IGRS 闪联 信息设备资源共享协同服务 IntelligentGroupingandResourceSharing 联想 家庭 63 网站 论坛 中电网 64 关于认证 嵌入式工程师认证 全国软 硬考 工信部 行业协会 如中国电子学会 知名企业 如微软 Cisco 专项 如Java 也有国际性的 CompTIAStrata工程师国际认证 厂家无关 热门 证书的价值不高 企业更看重实际能力 面