第一章 嵌入式系統(tǒng)概述

1、1第一章第一章嵌入式系統(tǒng)概述嵌入式系統(tǒng)概述1.1嵌入式系統(tǒng)概念嵌入式系統(tǒng)概念嵌入式計算技術是集微電子技術和計算機軟集微電子技術和計算機軟硬件技術相結合硬件技術相結合的一門新興的計算機科學技術，它的產(chǎn)生大大提高了電子產(chǎn)品的智能化水平及科技含量，因此，一直處于國際高科技發(fā)展的前沿。嵌入式計算技術在網(wǎng)絡通信、智能化儀表、消費電網(wǎng)絡通信、智能化儀表、消費電子、自動化控制乃至國防軍事子、自動化控制乃至國防軍事等領域應用非常廣泛。利用嵌入式計算技術

2、設計、制造出的電子裝置為嵌入式系統(tǒng)，它通常是指面向特定應用的、技術密集的知識集成指面向特定應用的、技術密集的知識集成系統(tǒng)系統(tǒng)，然而嵌入式系統(tǒng)本身不僅與一般PC上的應用系統(tǒng)不同，而且針對不同的具體應用環(huán)境設計的嵌入式系統(tǒng)之間的差別也很大。因此，建立嵌入式系統(tǒng)的概念對從事嵌入式系統(tǒng)設計開發(fā)的軟硬件技術人員是十分必要的。1.1.1什么是嵌入式系統(tǒng)什么是嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)是以嵌入式以嵌入式CPUCPU為核心嵌入到對象體系中的電子裝置為核心嵌入

3、到對象體系中的電子裝置，嵌入式嵌入式CPU是指安裝在不是計算機的路由器、手機、電視機、汽車等設備上的CPU芯片，而裝在PC機、筆記本電腦、工作站上的CPU一般稱為通用CPU，因為它能執(zhí)行各種各樣的程序，嵌入式CPU一般只要求運行某種確定程序。1、從應用對象的角度根據(jù)根據(jù)IEEEIEEE（國際電氣和電子工程師協(xié)會）的定義：（國際電氣和電子工程師協(xié)會）的定義：嵌入式系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)是“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機器和設備的裝置用于控制、監(jiān)視

4、或者輔助操作機器和設備的裝置”（原文為（原文為devicesdevicesusedusedtotocontrolcontrolmonitmonitassistassistthetheoperationoperationofofequipmentequipmentmachinerymachineryplantsplants）。2、從計算機技術應用的角度嵌入式系統(tǒng)是指以應用為中心，以計算機技術為基礎嵌入式系統(tǒng)是指以應用為中心，以計算機技術為

5、基礎軟硬件可減裁，適應應軟硬件可減裁，適應應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積和功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積和功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。這是目前國內(nèi)普遍認同的定義，它體現(xiàn)了“嵌入、專用性、計算機”的基本要素和特征。1.1.2嵌入式系統(tǒng)的組成嵌入式系統(tǒng)的組成嵌入式系統(tǒng)與通用計算機系統(tǒng)既有相似之處（運算器，控制器，存儲器，輸入輸出設備），也有明顯區(qū)別。通常，嵌入式系統(tǒng)中的系統(tǒng)程序（包括操作系統(tǒng)）和應用

6、程序是渾然一體的。嵌入式系統(tǒng)本身是一個外延性極廣的名詞，目前指的是能夠運行操作系統(tǒng)的軟硬件綜合體?？傮w上，嵌入式系統(tǒng)可以劃分成硬件部分和軟件部分硬件部分和軟件部分。硬件部分一般由高性能的嵌入式處理器、存儲器和外圍的接口電路組成，軟件部分由嵌入式實時操作系統(tǒng)3的支持，如Win_CE、Linux、Vxwks、μCOS等。PowerPC系列系列（架構）的嵌入式處理器是基于RISC體系結構的，其特點是可伸縮性好，方便靈活。PowerPC架構處理

7、器的主頻25～700MHZ不等，在能量消耗，整合程度，價格差異懸殊，主要用于通信產(chǎn)品。IBM_PowerPC：PowerPC:405GP，主頻最高為266MHz，內(nèi)部集成了10100MbpsEther網(wǎng)絡控制器，串口，并口，內(nèi)存控制器等，用于通信領域。Motola_PowerPCMPC823e是高度綜合的片上（SOC），在電信、金融具有廣泛的應用。X86系列系列嵌入式處理器基于Intel架構（CISC體系結構）的8080，286，386

8、處理器等Motola68000采用CISC體系結構。68KColdfire是基于RISC體系結構，高性能的嵌入式處理器。外圍接口電路外圍接口電路包括I2C總線，定時器計數(shù)器，看門狗，串行，LCD觸摸屏接口等。存儲器存儲器包括ROMEPROM，SDRAM，F(xiàn)lash等2、軟件部分、軟件部分嵌入式應用軟件嵌入式應用軟件是建立在系統(tǒng)的主任務（MainTask）基礎之上，針對特定的實際專業(yè)領域，基于相關嵌入式硬件應用平臺的并能完成用戶預期任務的

9、計算機軟件。嵌入式操作系統(tǒng)（嵌入式操作系統(tǒng)（EOS）是具有存儲器管理、分配，中斷處理，任務調(diào)度與任務通信，定時器響應，并提供多任務處理等功能的穩(wěn)定的、安全的軟件模塊集合。操作系統(tǒng)中提供的API(ApplicationProgrammingInterface)是一系列的復雜函數(shù)、消息和結構的集合，軟件軟件開發(fā)人員通過使用API函數(shù)，可以加快應用程序的開發(fā)，統(tǒng)一應用程序的開發(fā)標準。目前常見的嵌入式操作系統(tǒng)有Vxwks，PSOS，Window