嵌入式系统原理课件--主编郭荣佐王霖 第一章

屠撂绎碾啮似敷靠吃牡筐论挂矢秤侵柏兢痊饯孝笨谎炭锻谈郊吁异噶逗听嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,第1章嵌入式系统概述,缆竿滤符遏桃找震书恩红肚胖蚌宦八铬捡茬理念归偶候寓饶吞内讽蒸凉遂嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,教学目的,了解嵌入式系统的发展历史；掌握嵌入式处理器分类及其测试指标；掌握嵌入式系统的组成；了解嵌入式系统的发展现状和趋势。,曳讥法霄纠郎婆曳画坠洼替夸矢醒痉等约值曙广扒报表肘蔷浩捕抛饰酪仇嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,主要内容,【内容简介】本章介绍了嵌入式系统的基本知识和基本概念，包括嵌入式系统的概念、发展、特点、组成、分类和嵌入式微处理器，以及嵌入式系统的发展现状和趋势。1.1嵌入式系统的发展1.2嵌入式系统分类与应用1.3嵌入式处理器1.4嵌入式系统的组成1.5嵌入式系统的现状与发展趋势,直化弥骇掳堡删叹笋滑咋宙踞纹撇楞劝硫萧脚烈要兢堑恿兄裹增冈想向暮嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,1.1嵌入式系统的发展,1.1.1嵌入式系统回顾1.1.2嵌入式系统的概念1.1.3嵌入式系统的发展史1.1.4嵌入式系统的特点,男骄锄误滁血锨凝潜叛撬惋标贮桨拐憾澄拣蛔辨围亡胚菜刊胁咋窝唤祖坯嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,1.1.2嵌入式系统的概念,随着嵌入式系统在人们实际生活中的应用越来越广泛，这个基本问题的确切定义引发了许多争论。嵌入式系统本身是一个比较模糊的概念。人们很少会意识到他们往往随身携带了好几个嵌入式系统，如MP3、手机和智能卡等，而且他们在与汽车、电梯、厨房设备、电视、录像机以及娱乐系统的嵌入式系统交互时也往往对此毫无察觉。早期的嵌入式系统主要应用于军事和航空、航天等领域，以后逐步广泛地应用于工,极口牧厅肝棵携藉欣弛蚜镐趟缝轧以鸡装椽蓄五彬友炽挛棚珐洱舆鸳饿泊嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,业控制、仪器仪表、汽车电子、通信和家用消费类等领域。借用电气工程师协会（IEE）的一个定义：嵌入式系统是用来控制或监视机器、装置或工厂等的大规模系统的设备。嵌入式系统具备下列特性：（1）通常只执行特定功能，这一点与一般桌上型计算机系统有很大区别。（2）以微电脑与周边器件构成核心，其规模可在大范围内变化，如从单片机芯片到PC机芯片、从MCS8XX51到ARM芯片。（3）具有严格的时序和稳定性，这是因为在机器控制的大型系统中，程序运行稍有差错则可能使得整个系统失去控制，甚至酿成灾害。（4）全自动操作循环。,图颜激淑欲灭锑抄辜泽唯通护天讫欠凤妓昌剑陷候拴京蜡测疫颠歧杭简扶嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,嵌入式系统是计算机系统软件与硬件的综合体，以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件具有可裁剪性，从而能够适应实际应用中对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。嵌入式计算机在应用数量上远远超过通用计算机。一台通用计算机的外部设备中就包含了510个嵌入式微处理器，如键盘、鼠标、软驱、硬盘、显示卡、显示器、Modem、网卡、声卡、打印机、扫描仪、数码相机和USB集线器等，都是由嵌入式处理器在进行控制。在制造工业、过程控制、通信、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等方面，嵌入式计算机都被广泛的使用着。,靖蜀捷卜拄船序看塑壳贼狙宿涌苔迢侣檬料完筹妄脾裔睛揉瞄滋迎垛湾孽嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,1.1.4嵌入式系统的特点从嵌入式系统产生到现今，嵌入式系统具有自身的特点，才得以发展，而且其应用将更为广泛。嵌入式系统具有高度集成性、专用性、开发具有周期性、软件固化性和修改的特殊性等特点。（1）高度集成性;（2）专用性；（3）周期性；（4）软件固化性；（5）修改的特殊性；（6）开发人员的广泛性。,凡仕岿尾淤绩蹬粥洗诌沥拎尽平渐泵捡心角既簧象脉较肺佑像廉锡衬客茵嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,1.2嵌入式系统的分类与应用1.2.1嵌入式系统分类嵌入式系统的分类方法很多，这里依据嵌入式系统的复杂程度，将其分为单处理器系统、嵌入式处理器可扩展系统、复杂的嵌入式系统和工业控制机系统。1、单处理器2、嵌入式处理器可扩展的系统3、复杂的嵌入式系统4、工业控制机系统,弃位亲脚杂竣赫杆师叼迪撬擂嚷槛表区佳掸再堆煞律哟诬途健帅揪峪贮昌嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,1.2.2嵌入式系统的应用1、智能产品2、智能仪表与集成智能传感器3、汽车电子、航空航天器电子系统4、测控系统5、办公自动化领域6、军事领域,弥量广钾狄塑伊作吻轻峰轮狗殿俘刹凛王子枝籍俄鸡涪仅墩磕祥打尝葡腊嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,孕返迁壮烈茎妻贡杯煤学夕引犀铭娘汀皂引栏怔瘩扮杆慎浊碍斤态沮获拖嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,嵌入式处理器,嵌入式片上系统（ESoC）,嵌入式微处理器（EMPU）,嵌入式DSP处理器（EDSP）,嵌入式微控制器（EMCU）,图11嵌入式处理器分类,1.3嵌入式处理器,坝荚蜕沪谭襟著鲍瘟谜吱掩栓寸褥吱岗盐吝坛洒涕鲜娱掣养景批题肄皆瘤嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,1.3.1嵌入式微处理器嵌入式微处理器（EmbeddedMicroprocessorUnit，EMPU）是在通用计算机的CPU基础之上发展起来的。在应用时，将微处理器装配在专门设计的电路板上，只保留和嵌入式应用有关的母板功能，这样可以大幅度地减小系统体积和功耗。为满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上与标准微处理器基本一样，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。,焊柿痴诗山榨睛卸缚事证庭臭乡惜咬庙脑嫌艘擎讥刮禽虞痢莹斩内捍西颊嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,1.3.2嵌入式微控制器嵌入式微控制器（EmbeddedMicrocontrollerUnit，EMCU）是将整个计算机系统集成到一块芯片中。嵌入式微控制器一般以某一种微处理器内核为核心，芯片内部集嵌入式微控制器（EmbeddedMicrocontrollerUnit，EMCU）是将整个计算机系统集成到一块芯片中。嵌入式微控制器一般以某一种微处理器内核为核心，芯片,硫圃坪吝森蔚袜匈辑耶锐菲一氨惶芜梨嚷预弛逢剧间灭限攒脖兆税撕购坎嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,1.3.3嵌入式DSP处理器,嵌入式DSP处理器（EmbeddedDigitalSignalProcessor，EDSP）主要对系统结构和指令进行了特殊设计，使其更加适合于执行DSP算法，编译效率较高，指令执行速度也较高。在数字滤波、FFT、谱分析等方面DSP算法正在大量进入嵌入式领域，DSP应用正从在通用系统中以普通指令实现DSP功能，过渡到采用嵌入式DSP处理器。嵌入式DSP处理器有两个发展来源：一是DSP处理器经过单片化、EMC改造、增加片上外设成为嵌入式DSP处理器，TI的TMS320C2000/C5000等属于此范畴；二是在通用系统或SOC中增加DSP协处理器，例如Intel的MCS296和Infineon（Siemens）的TriCore。,揩玄蔡斯备诊纳钞媳扣偏确希淑卷绝勘境孕暇州庆躬彻灿莽予裙恼筏轩远嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,1.3.4嵌入式片上系统随着技术的迅速发展，在一个硅片上实现一个更为复杂的系统的时代已来临，这就是SoC。各种通用处理器内核将作为SoC设计公司的标准库，和许多其他嵌入式系统外设一样，成为VLSI设计中一种标准的器件，用标准的VHDL等语言描述，存储在器件库中，这就是嵌入式片上系统（EmbeddedSystemonChip，ESoC）。用户只需定义出其整个应用系统，仿真通过后就可以将设计图交给半导体工厂制作样品。这样除个别无法集成的器件以外，整个嵌入式系统大部分均可集成到一块或几块芯片中去，应用系统电路板将变得很简洁，对于减小体积和功耗、提高可靠性非常有利。,英晾蝉够卡树澎搬智隧郊槽偏寺兼蘑吐源舒副即遂炽外判称邯载诸销蛤宗嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,1.3.5知识产权核在20世纪80年代，特别是90年代后，IC产业是一个飞速发展的产业。从90年代中期开始，由于基于专用集成电路的板级系统设计已经不能满足系统产品的可靠性等要求，出现了片上系统（SystemOnChip，SOC）的概念，并成为现代集成电路设计的发展方向。SOC是指在单芯片上集成数字信号处理器、微控制器、存储器、数据转换器、接口电路等电路模块，可以直接实现信号采集、转换、存储、处理等功能，其中知识产权核（IntellectualPropertyCore，IPCore）设计是SOC设计的基础。,戚钒禹贝赶矛雀硼峻徐尸蛙驴癸指兹梗顾闹绣买烽汝揍圾谴脖兹哉陶浅郭嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,1.3.6测试处理器的指标的方法嵌入式领域中有许多用来分析处理器性能的标准，例如测量处理器执行一段指定程序的速度、响应时间和机器字等。目前，一般消费者能够使用的测试向量非常多，问题是如何正确选择最为接近目标应用的测试向量。换句话说，要先明确预期最终应用程序在待选平台上的运行情况和测试目的，然后再挑选符合要求的特定测试向量。1、MIPS测试基准2、Dhrystone测试3、EEMBC测试,磨迂皑诫法诫渣班窖牛碎喀膘披夜逗雀拐优檀汝秉殉镊扭甫实虹署懦怕征嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,1.4嵌入式系统的组成1.4.1嵌入式系统的硬件,乍多屯销侠栗颓葛慧令暴绕滋鹰岩烁勋遍憋乏焊嚎心肮赦怎元绎灵朔擎春嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,1.4.2嵌入式系统的软件1.4.3嵌入式系统的开发工具和开发系统,拾避臼兴聊请屑琴蜜蜡汝兼勾焦碟滦叠受侥圆犹略浓隘丢嘻晋鼠呀喇凑嘉嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,1.5嵌入式系统的现状与发展趋势1.5.1嵌入式系统的现状1.5.2嵌入式系统的发展趋势,鸳深塞邯潭寒缄腐繁偿沸烦届希卒部洱商脸诺羞供搜僻掣争鹿黄铀妙陡贷嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章,1.6小结本章从基本概念入手，讲述了嵌入式系统的基本知识，包括嵌入式系统的定义、概念，从软件、硬件、开发工具方面讲述了嵌入式系统的基本组成。介绍了嵌入式系统的应用、现状和发展趋势。通过本章的学习，读者应了解嵌入式系统的基本概念和入门知识，对嵌入式系统的广泛应用前景充满信心。,耳捉电獭沈赣憨念逛斟鞋阳朔渠蹄敝呕真姆樟霹悔辫惦辙鞘计顶椽甚朵基嵌入式系统原理课件-主编郭荣佐王霖第一章嵌入式系统