arm嵌入式軟件開發(fā)

1、嵌入式系統(tǒng)教案,武漢創(chuàng)維特信息技術(shù)有限公司,2024/3/10,2,,提綱,1,3,2,何謂嵌入式系統(tǒng),未來嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,第一章 嵌入式系統(tǒng)簡介,3,,,,嵌入式技術(shù)無處不在,處理文檔、進(jìn)行工作管理和生產(chǎn)控制的計(jì)算機(jī),各種使用嵌入式技術(shù)的電子產(chǎn)品，如：MP3、PDA、手機(jī)、智能玩具，網(wǎng)絡(luò)家電、智能家電、車載電子設(shè)備等,在工業(yè)和服務(wù)領(lǐng)域中，大量嵌入式技術(shù)也已經(jīng)應(yīng)用于工業(yè)控制、數(shù)控機(jī)床、智能工具、工業(yè)機(jī)器人、服

2、務(wù)機(jī)器人等各個(gè)行業(yè)，正在逐漸改變著傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)和服務(wù)方式,何謂嵌入式系統(tǒng),4,國際芯片市場來看,據(jù)統(tǒng)計(jì)每年只有10-20%的計(jì)算機(jī)芯片是為臺(tái)式PC或膝上電腦而設(shè)計(jì)的。,,,嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造的CPU每年大概有10-20億片。,每年又有1萬個(gè)新的嵌入式系統(tǒng)計(jì)劃產(chǎn)生，而且越來越多的系統(tǒng)需要復(fù)雜的嵌入式操作系統(tǒng)。,如：手持設(shè)備市場。2000年的全球產(chǎn)銷量為1290萬部，而到今年時(shí)預(yù)計(jì)將為6340萬部。,何謂嵌入式系統(tǒng),5,中國信息家電市場,

3、2001年達(dá)到500億～ 700億元，今年有望達(dá)到3500億～ 5000億元。,國內(nèi)現(xiàn)有8000萬有線電視網(wǎng)用戶、3億多臺(tái)彩色電視機(jī)和7000多萬臺(tái)VCD／DVD機(jī)。,業(yè)內(nèi)分析，未來10年是國內(nèi)機(jī)頂盒生產(chǎn)的黃金時(shí)期，10年總量可望達(dá)到1～1.5億臺(tái)，總產(chǎn)值在600～1500億元人民幣之間。,僅此一項(xiàng)，嵌入式軟件開發(fā)商每年獲得的授權(quán)收入即可達(dá)到10～15億元。,何謂嵌入式系統(tǒng),6,嵌入式技術(shù)將成為后PC時(shí)代的主宰,嵌入式技術(shù)成為當(dāng)前微電子

4、技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)中的一個(gè)重要分支。,,,,使計(jì)算機(jī)的分類從以前的巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)、微機(jī)之分變?yōu)榱送ㄓ糜?jì)算機(jī)和嵌入式系統(tǒng)之分。,嵌入式的應(yīng)用更是涉及金融、航天、電信、網(wǎng)絡(luò)、信息家電、醫(yī)療、工業(yè)控制、軍事等各個(gè)領(lǐng)域，以致一些學(xué)者斷言嵌入式技術(shù)將成為后PC時(shí)代的主宰。,何謂嵌入式系統(tǒng),7,后PC時(shí)代產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展,何謂嵌入式系統(tǒng),8,什么是嵌入式系統(tǒng),根據(jù)IEEE（國際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）的定義：嵌入式系統(tǒng)是“用于控制、監(jiān)視或者

5、輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置”（原文為devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。,何謂嵌入式系統(tǒng),9,簡單地講,·嵌入性：嵌入到對象體系中，有對象環(huán)境要求,·專用性：軟、硬件按對象要求裁減,·計(jì)算機(jī)：實(shí)現(xiàn)對象的智能化功能,就是嵌入到對象體中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng),三要素：嵌入

6、、專用、計(jì)算機(jī),嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn):由三要素引出,何謂嵌入式系統(tǒng),10,廣義地說,一個(gè)嵌入式系統(tǒng)就是一個(gè)具有特定功能或用途的計(jì)算機(jī)軟硬件集合體。,即以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 。,嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的最高形式——片上系統(tǒng)（SOC）,何謂嵌入式系統(tǒng),11,嵌入式系統(tǒng)的分類,▲芯片級(jí)嵌入（含程序或算法的處理器）▲模塊級(jí)嵌入（系統(tǒng)中的某個(gè)核心模塊）▲系統(tǒng)

7、級(jí)嵌入,▲非實(shí)時(shí)系統(tǒng)（PDA）▲軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)（消費(fèi)類產(chǎn)品）▲硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)（工業(yè)和軍工系統(tǒng)）,何謂嵌入式系統(tǒng),按表現(xiàn)形式分（硬件范疇） ：,按實(shí)時(shí)性要求分（軟件范疇） ：,12,嵌入式處理器的分類和現(xiàn)狀,微控制器（MCU）,何謂嵌入式系統(tǒng),數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）,片上系統(tǒng)（SOC）,可編程片上系統(tǒng)（SPOC）,13,MCU,何謂嵌入式系統(tǒng),嵌入式微控制器的典型代表是單片機(jī)這種８位的電子器件,目前在嵌入式設(shè)備中仍然有著極其廣泛的應(yīng)用。,單

8、片機(jī)芯片內(nèi)部集成ROM/EPROM、RAM、總線邏輯、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、看門狗、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A、Flash、EEPROM等各種必要功能和外設(shè)。,14,MCU處理能力非常有限,何謂嵌入式系統(tǒng),MCU微控制器，總線寬度一般為4位、8位或16位，處理速度有限，一般在幾個(gè)MIPS，進(jìn)行一些復(fù)雜的應(yīng)用很困難，運(yùn)行操作系統(tǒng)就更難。,15,MPU,何謂嵌入式系統(tǒng),嵌入式微處理器（Micro Processor Unit),M

9、PU嵌入式微處理器是由通用計(jì)算機(jī)中的CPU演變而來的，80386－80387,與計(jì)算機(jī)處理器不同的是，在實(shí)際嵌入式應(yīng)用中，只保留和嵌入式應(yīng)用緊密相關(guān)的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，這樣就以最低的功耗和資源實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的特殊要求。,16,DSP,何謂嵌入式系統(tǒng),DSP處理器是專門用于信號(hào)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(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，在數(shù)字濾波、FFT、頻譜分析等各種儀器上DSP獲得了大規(guī)模的應(yīng)用。,DSP是運(yùn)算密集處理

10、器，一般用在快速執(zhí)行算法，做控制比較困難。為了追求高執(zhí)行效率，不適合運(yùn)行操作系統(tǒng)，核心代碼使用匯編。,17,SOC,何謂嵌入式系統(tǒng),SOC（片上系統(tǒng)）是IC設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢。采用SOC設(shè)計(jì)技術(shù)，可以大幅度地提高系統(tǒng)的可靠性，減少系統(tǒng)的面積和功耗，降低系統(tǒng)成本，極大地提高系統(tǒng)的性能價(jià)格比。SOC芯片已經(jīng)成為提高移動(dòng)通信、網(wǎng)絡(luò)、信息家電、高速計(jì)算、多媒體應(yīng)用及軍用電子系統(tǒng)性能的核心器件。,18,SPOC,何謂嵌入式系統(tǒng),用可編程邏輯技術(shù)把整

11、個(gè)系統(tǒng)放到一塊硅片上，稱作SOPC?？删幊唐舷到y(tǒng)（SOPC）是一種特殊的嵌入式系統(tǒng)：,首先它是片上系統(tǒng)（SOC），即由單個(gè)芯片完成整個(gè)系統(tǒng)的主要邏輯功能；,其次，它是可編程系統(tǒng)，具有靈活的設(shè)計(jì)方式，可裁減、可擴(kuò)充、可升級(jí)，并具備軟硬件在系統(tǒng)可編程的功能。,19,應(yīng)用領(lǐng)域,社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生了一些新的需求，同時(shí)促進(jìn)了嵌入式技術(shù)的廣泛應(yīng)用中國正在成為世界制造大國，在消費(fèi)電子、工業(yè)應(yīng)用、軍事國防、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等領(lǐng)域都有嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用,嵌入式

12、系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,20,嵌入式技術(shù)刺激了許多新的應(yīng)用需求,嵌入式技術(shù)發(fā)展又在不斷刺激新的技術(shù)產(chǎn)生－ 信息家電、醫(yī)療電子病歷、微小型智能武器,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,21,工業(yè)控制 工業(yè)設(shè)備是機(jī)電產(chǎn)品中最大一類,過去在工業(yè)過程控制、數(shù)字機(jī)床、電力系統(tǒng)、電網(wǎng)安全、電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測、石油化工系統(tǒng)等方面，大部分低端型設(shè)備主要采用是８位單片機(jī)。,,,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,隨著技術(shù)發(fā)展，目前許多設(shè)備除了進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，還須將設(shè)備狀態(tài)，傳感器的信息等在顯示屏上

13、實(shí)時(shí)顯示。,22,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,23,信息家電,信息家電將成為嵌入式系統(tǒng)最大的應(yīng)用領(lǐng)域。,,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,只有按鈕、開關(guān)的電器顯然已經(jīng)不能滿足人們的日常需求。,具有用戶界面，能遠(yuǎn)程控制，智能管理的電器是未來的發(fā)展趨勢，如冰箱、空調(diào)等的網(wǎng)絡(luò)化、智能化等。,24,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,25,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,26,消費(fèi)類電子—智能玩具、手持通訊的核心,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,27,交通管理、環(huán)境監(jiān)測,交通管理在車輛導(dǎo)航、流

14、量控制、信息監(jiān)測與汽車服務(wù)方面，目前GPS設(shè)備已經(jīng)從尖端產(chǎn)品進(jìn)入了普通百姓的家庭,,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,水文資料實(shí)時(shí)監(jiān)測，防洪體系及水土質(zhì)量監(jiān)測、堤壩安全，地震監(jiān)測網(wǎng)，實(shí)時(shí)氣象信息網(wǎng)，水源和空氣污染監(jiān)測。,加油站、停車場管理,28,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,29,智能玩具與機(jī)器人,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,30,嵌入式Internet應(yīng)用,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,31,汽車電子,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,32,軍事國防領(lǐng)域,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,3

15、3,航天領(lǐng)域,嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域,34,未來嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,互聯(lián)網(wǎng)的普及半導(dǎo)體技術(shù)的改善3C（Compute,Communication,Consumer）技術(shù)的快速融合使用者的需求信息服務(wù)應(yīng)用生活化,未來嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,35,技術(shù)的滲透性和融合性,未來嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,36,設(shè)備的關(guān)聯(lián)性,未來嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,37,個(gè)性化服務(wù),未來嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,38,Any Time,Any Where, Any