第1章-嵌入式系统基本概念

2023/10/24大连东软信息学院嵌入式系统导论课程组嵌入式系统导论课程概述为什么要学习嵌入式系统导论？（why）开课对象？（who）本课程在专业方向中的地位？（where）学什么？（what）怎么学？（how）为什么要学习嵌入式系统（why）市场需求－中国具有世界最大嵌入式技术市场，将成为世界第一，手持仪器设备、信息家电、城市建设、工业控制、军事应用，……，嵌入式技术无处不在。企业人才需求－软硬件设计人才，应用开发人才，综合性人才，……技术发展趋势要求－8位、16位、32位，实时操作系统，……开课对象（who）嵌入式方向JAVA方向开课内容及教学安排第一章：嵌入式系统基础知识什么是嵌入式系统？结构？应用？微处理器？操作系统？第二章：嵌入式交叉编译环境NFS、Samba服务、GCC、GDB、make及makefile第三章：嵌入式开发环境搭建BootLoader、内核、文件系统、驱动程序第四章：MiniGUIMiniGUI第五章：嵌入式数据库SQLite数据库第六章：QTQTGUI如何学好这门课（how）勤思考勤动手培养兴趣课程要求及考核方式一、每周2次课，一共7周，28学时（理论教学20学时，实践教学8学时）；二、考核方式：平时成绩30％＋实验20%+期末50％闭卷考试三、平时成绩评分方法：平时成绩＝作业＋课堂纪律四、准备作业本五、注意课堂记录六、资料下载：6/嵌入式系统导论

教材及参考书1、教材介绍：《嵌入式应用开发基础——基于ARM微处理器和Linux操作系统》2、参考书目：a.

《嵌入式Linux应用开发详解》华清远见培训b.《UP-NETARM2410(Linux)嵌入式系统实验指导书》北京博创兴业科技有限公司第一章嵌入式系统概述嵌入式系统基本概念嵌入式系统的定义嵌入式系统的特点嵌入式系统的应用嵌入式系统的结构嵌入式系统的分类嵌入式系统的定义

IEEE的定义

根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）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”（原文为devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants）。嵌入式系统的定义《单片机与嵌入式系统应用》定义嵌入式系统是嵌入到对象体系内部的专用计算机系统嵌入式系统的定义一般定义（国内普遍认同）

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，所用的计算机称为嵌入式计算机。嵌入式系统的定义对概念的理解狭义：人们一般将埋藏在宿主设备中的专用的、使用者不可见的微处理器系统称为嵌入式系统。广义：计算机可以作为某种技术过程的核心处理环节嵌入式系统的特点1）面向特定应用，专用性强2）软硬件需高效设计，量体裁衣3）融合多种技术4）程序固化5）全自动循环操作6）要求软件高质量、高可靠性7）嵌入式系统需要开发工具和环境嵌入式系统的特点嵌入式系统的产业链嵌入式系统的应用嵌入式应用信息家电智能玩具军事电子通信设备移动存贮工控设备智能仪表汽车电子网络设备消费电子军事国防电子商务网络工业控制嵌入式系统的应用军用嵌入式计算机系统，最早出现在60年代武器控制中。各种武器控制（火炮控制、导弹控制、智能炸弹制导引爆装置）、坦克、舰艇、轰炸机等陆海空各种军用电子装备，雷达、电子对抗军事通信装备，野战指挥作战用各种专用设备等。在海湾战争到最近伊拉克战争中广泛使用。我国嵌入式计算机最早用于导弹控制。嵌入式系统的应用家用我国各种信息家电产品，如数字电视机、机顶盒，数码相机，VCD、DVD音响设备，可视电话，家庭网络设备，洗衣机，电冰箱，智能玩具等。广泛采用微处理器微控制器及嵌入式软件，EMIT已用于社区对家用电、水、煤气表远程抄表、洗衣机遥控。现在每个家庭使用的嵌入式处理器平均约30～

40个，一台pc机就有可能包含10个嵌入式处理器。嵌入式系统的应用工业用各种智能测量仪表、数控装置、可编程控制器、控制机、分布式控制系统、现场总线仪表及控制系统、工业机器人、机电一体化机械设备、汽车电子设备等。广泛采用微处理器、控制器芯片级、标准总线的模板级及系统嵌入式计算机。

汽车中的嵌入式系统：汽车内部正在迅速发展成为一个具有相当规模的局域网（LAN）。为什么要这么做？车灯控制，车内音响，车上电脑，语音转换，嵌入式系统的应用商用各类收款机、POS系统、电子秤、条形码阅读机、商用终端、银行点钞机、IC卡输入设备、取款机、自动柜员机、自动服务终端、防盗系统、各种银行专业外围设备。嵌入式系统的应用办公用复印机、打印机、传真机、扫描仪、激光照排系统、安全监控设备、手机、寻呼机、个人数字助理（PDA）、变频空调设备、通信终端、程控交换机、网络设备、录音录象及电视会议设备、数字音频广播系统等。女娲Hopen嵌入式软件已用于机顶盒、网络电视、电话、手机、个人数字助理（PDA）

嵌入式系统的应用医用各种医疗电子仪器，X光机、超声诊断仪、计算机断层成像系统、心脏起博器、监护仪、辅助诊断系统、专家系统等。在我国信息家电产品年需求量几亿台，每一类数字化家电产品都有千万台市场需求量，工业控制用嵌入式系统有百十万台需求量，商用嵌入式系统需求量几百万台。我国已有集成电路及板级产品的大批量生产能力，出口的嵌入式应用产品亦将逐步增长，在全球市场也可占有一席之地。嵌入式系统的应用goReaderInterneteBookSamsungAnyWebInternetScreenPhoneeRemoteIntelligentHomeControllerTektronixTDS7000DigitalOscilloscopesNixvueDigitalAlbumDigitalPhotoAlbum一些典型的嵌入式系统应用美国“捕食者”战斗机

嵌入式系统的应用

阿富汗参加反恐作战的“赫耳墨斯”价值4万美元，可携带2架摄像机，发挥了很好作用。军事侦察嵌入式系统的应用

2002年11月28日，以色列一选举投票点，发生枪击事件，造成至少7人死亡，数十人受伤。以警方用机器人在检查一具巴勒斯坦枪手的尸体。反恐防暴嵌入式系统的应用嵌入式系统的应用微型飞行器---“黑寡妇”空中飞行器基于WinCE的移动机器人平台嵌入式系统的应用嵌入式系统的应用高48cm

重:6kg

灵活性：20DOF操作系统:RT-Linux

接口形式:USB1.0(12Mbps)响应周期:1ms

能源：DC24Vx6.2A(150W)制造：富士通日本富士通公司的仿人型机器人HOAP-1基于RTLinux的仿人机器人基于VxWorks的火星探路者嵌入式系统的应用2004年“勇气号”再次登陆火星嵌入式系统的应用嵌入式系统的应用信息家电的应用嵌入式系统的应用嵌入式系统的应用汽车电子嵌入式系统的应用智能玩具与机器人嵌入式系统的应用嵌入式系统的应用医疗工业控制嵌入式系统的结构处理器存储器输入输出操作系统应用程序软件结构硬件结构嵌入式系统基本组成硬件结构

软件结构

嵌入式系统的发展阶段第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统；第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统；第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统；第四阶段是以Internet为标志的嵌入式系统。2023/10/24嵌入式系统的发展阶段2023/10/24嵌入式系统的发展趋势1.轻型2.小型3.人性化与PC相比所具有的特点嵌入式系统的分类（1）简单嵌入式系统

如以单片机、DSP为微处理器的系统，系统软硬件复杂度很低。（上下位机通讯等，小的智能家电）（2）复杂嵌入式系统