文档介绍：嵌入式系统基础项目化教程
项目1 初识嵌入式系统
项目内容与要求
项目背景知识
嵌入式系统定义
嵌入式系统的发展与现状
嵌入式系统的特点
嵌入式系统的应用领域
嵌入式系统的开发流程
项目1 初识嵌入式系统
项目内容与要求
(1) 了解嵌入式系统定义、发展进程。
(2) 了解嵌入式系统微处理器特点。
(3) 了解嵌入式系统相关术语。
项目1 初识嵌入式系统
项目背景知识
嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁减,适用于应用系统,对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序四个部分组成,用于实现对其他设备的控制、监视或管理等目标。
嵌入式系统定义
项目1 初识嵌入式系统
1960年,在通信系统上,首次采用存储式程序控制系统(Stored Program Control)对电子机械电话交换进行控制,这种控制系统就是嵌入式系统的雏形。嵌入式系统的概念是在1970年左右出现的,当时大部分软件设计都是由汇编语言完成的,而且这些汇编程序只能用于某一种固定的微处理器,因此嵌入式系统的发展和应用受到了一定的约束。随着集成电路技术的发展,嵌入式系统的体系结构经历了由CISC(复杂指令集计算机) 到RISC(精减指令集计算机)和Compact RISC的转变。在处理字长上由4位发展到8位、16位、32位、64位;寻址范围不断扩大,从64KB发展到16MB,直至4GB;。
嵌入式系统的发展与现状
项目1 初识嵌入式系统
嵌入式系统的核心是处理器,主要有嵌入式微处理器(EMPU,Embedded MicroProcessor Unit)、嵌入式DSP处理器(EDSP,Embedded Digital Signal Processor)、嵌入式片上系统(ESoC,EmbeddedSystem on Chip)、嵌入式微控制器(EMCU,Embedded、System- MicroController Unit)等几种类型。
可以预见,嵌入式系统将朝着以下趋势发展:
系统化。
微控制器功能越来越强大。
网络化。
项目1 初识嵌入式系统
嵌入式系统的特点
(1)嵌入式系统通常是面向用户、面向产品、面向特定应用的。
(2)嵌入式系统是先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。嵌入式系统产品一旦进入市场,就具有较长的生命周期。
(3)嵌入式系统对于程序的质量,特别是可靠性,有着较高的要求。
项目1 初识嵌入式系统
嵌入式系统本身不具备自主开发能力,必须有一套开发工具和环境才能对其进行开发。目前的开发工具平台主要分为以下几类:
(1) 实时在线仿真系统ICE
(2) 高级语言编译器源
(3) 程序模拟器(Simulator)
(4) 实时多任务操作系统RTOS
其中,RTOS是嵌入式系统的软件开发平台,它的引入解决了随着嵌入式系统中软件比重不断上升、应用程序越来越大而带来的嵌入式软件开发标准化的难题。
项目1 初识嵌入式系统
嵌入式系统的应用领域
嵌入式系统技术具有非常广阔的应用前景,其应用领域如下:
(1) 工业控制
(2) 交通运输
(3) 信息家电
(4) POS网络和电子商务
(5) 环境监测
(6) 机器人
项目1 初识嵌入式系统
嵌入式系统的开发流程
嵌入式系统开发的一般流程主要包括系统需求分析(要求有严格规范的技术要求)、体系结构设计、软硬件协同设计、系统集成和系统测试,最后得到最终产品。
系统需求分析是指确定设计任务和设计目标,提炼出设计规格说明书,作为正式设计的指导和验收的标准。系统的需求一般分功能性需求和非功能性需求两方面。功能性需求是系统的基本功能,如输入/输出信号、操作方式等;非功能性需求则是对系统性能、成本、功耗、体积、重量等的要求。
项目1 初识嵌入式系统
体系结构设计是指描述系统如何实现所述的功能和非功能的需求,包括对硬件、软件和执行装置的功能划分,以及系统的软件、硬件选型等。一个好的体系结构是设计成功与否的关键。
软硬件协同设计是指基于体系结构,对系统的软件、硬件进行详细设计。为了缩短产品开发周期,设计往往是并行的。嵌入式系统的设计工作大部分都集中在软件设计上,面向对象技术、软件组件技术、模块化设计是现代软件工程经常采用的方法。