文档介绍:嵌入式系统01
自我介绍
单 位:计算机学院 多媒体研究所
姓 名:付少锋
主要研究工作:图像输入设备、嵌入式系统
办 公 地 点:科技试验楼1301
办 公 电 话:88203643 88201:嵌入到对象体系中,有对象环境要求 。
专用性:软、硬件按对象要求裁减。
计算机:实现对象的智能化功能 。
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嵌入式系统定义
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)的定义 :
devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants (用于控制、监视或者辅助操作设备和机器的装置 )
目前国内一个普遍被认同的定义是:
以应用为中心、以计算机技术为基础,软、硬 件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。
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嵌入式系统历史
20世纪70年代单片机的出现,这时的应用只是使用8位的芯片执行一些单线程的程序,还谈不上“系统”的概念。
20世纪80年代出现商业级的嵌入式“操作系统”,并在其上编写嵌入式应用软件。
1981年,Ready System开发出世界上第一个商业嵌入式实时内核(VTRX32)。
20世纪90年代以后,出现实时多任务操作系统(RTOS),并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流。
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嵌入式系统是应用于特定环境下执行面对专业领域的应用系统,其特点为:
系统内核小,可裁剪;
专用性强;
系统精简;
通常要求有高实时性的操作系统;
嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境;
一旦进入市场,就具有较长的生命周期;
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嵌入式系统组成
硬件组成
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嵌入式系统组成
软件组成
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软件层次结构
驱动层程序
硬件抽象层(HAL)
板级支持包(BSP)
设备驱动程序
操作系统
API
应用程序
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嵌入式系统的分类
按表现形式分(硬件范畴) :
芯片级嵌入(含程序或算法的处理器)。
模块级嵌入(系统中的某个核心模块)。
系统级嵌入。
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嵌入式系统的分类
按实时性要求分(软件范畴) :
非实时系统(PDA)。
软实时系统(消费类产品)。
硬实时系统(工业和军工系统)。
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处理器的分类和现状
嵌入式系统硬件的核心部件是嵌入式处理器,按嵌入式处理器用途可分为:
嵌入式微控制器(Micro Controller Unit MCU)
嵌入式DSP(Digital Signal Processor)
嵌入式微处理器(Micro Processor Unit MPU)
SOC(System On Chip)
SOPC(System On Programmable Chip )
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嵌入式微控制器
嵌入式微控制器的典型代表是单片机。
单片机芯片内部集成了ROM/EPROM,RAM,总线,定时器/计数器,看门狗,I/O,串行口,脉宽调制输出,A/D,D/A,FLASH,E2PROM 等。
微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。
微控制器的片上外设资源丰富,适合用于控制,因此称为微控制器。
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嵌入式DSP
DSP处理器是专门用于信号处理方面的处理器,其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计,具有很高的编译效率和指令执行速度。在数字滤波、FFT、频谱分析等仪器上,DSP获得了大规模的应用。
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嵌入式微处理器
嵌入式微处理器是由通用计算机中的CPU演变而来。具有32位以上的处理器,在实际嵌入式应用中,它只保留与嵌入式应用紧密相关的功能硬件以实现嵌入式应用的特殊要求。目前主要的嵌入式处理器类型有ARM、MIPS、POWER PC等。
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SOC
将通用处理器的IP核和功能模块的IP核按用户要求组成系统,仿真后提交芯片厂商生产。(也可下载到FPGA中。百万门)绝大部分系统构件都在系统内部。(SOC技术与前三种嵌入式处理器是不一样的)
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SOPC
用可编程逻辑技术把整个