文档介绍：嵌入式系统与软件
课程的主要内容
嵌入式系统概述
概念、分类、发展历程、特点、应用领域、发展趋势
嵌入式硬件系统
基本组成、嵌入式微处理器、总线、存储系统
嵌入式软件系统
分类、特点、体系结构、嵌入式操作系统
嵌入式实时内核
任务管
定义四：基于OS的定义
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等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视、管理等功能的计算机系统。
嵌入式系统的几种定义
36
定义五：广义的定义
作为某种技术过程的一个核心处理环节，能直接与宿主环境接口或交互的计算机系统。
嵌入式系统的几种定义
37
定义六：当前国内通用的定义
嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础，软件、硬件可配置，对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统的几种定义
38
嵌入式系统的特点
嵌入式系统通常是形式多样、面向特定应用的软硬件综合体
一般用于特定的任务，其硬件和软件都必须高效率 地设计，量体裁衣、去除冗余，而通用计算机则是一个通用的计算平台。
每种嵌入式微处理器大多专用于某个或几个特定的应用，工作在为特定用户群设计的系统中。
它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用微处理器中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部。
嵌入式软件是应用程序和操作系统两种软件的一体化程序。
39
嵌入式系统的特点
嵌入式系统得到多种类型的处理器和处理器体系结构的支持
通用计算机采用少数的处理器类型和体系结构，而且主要掌握在少数大公司手里。
嵌入式系统可采用多种类型的处理器和处理器体系结构。
在嵌入式微处理器产业链上，IP核设计、面向应用的特定嵌入式微处理器的设计、芯片的制造已形成巨大的产业。大家分工协作，形成多赢模式。
有上千种的嵌入式微处理器和几十种嵌入式微处理器体系结构可以选择。
40
嵌入式系统的特点
嵌入式系统通常极其关注成本
成本是产品竞争的关键因素之一
嵌入式的系统成本包括:
一次性的开发成本NRE(Non-Recurring Engineering)成本(如专利费等)
产品成本:硬件、外壳包装和软件版税等
批量产品的总体成本=NRE成本+每个产品成本*产品总量
每个产品的最后成本=总体成本/产品总量=NRE成本/产品总量+每个产品成本
41
嵌入式系统的特点
嵌入式系统有实时性和可靠性的要求
一方面大多数实时系统都是嵌入式系统
另一方面嵌入式系统多数有实时性的要求，软件一般是固化运行或直接加在内存中运行，具有快速启动的特点。并对实时的强度要求各不一样，可分为硬实时和软实时。
嵌入式系统一般要求具有出错处理和自动复位功能，特别是对于一些在极端环境下运行的嵌入式系统而言，其可靠性设计尤其重要。
在大多数嵌入式系统的软件中一般都包括一些机制，比如硬件的看门狗定时器，软件的内存保护和重启机制。
42
嵌入式系统的特点
嵌入式系统使用的操作系统一般是适应多种类型处理器、可剪裁、轻量型、实时可靠、可固化的嵌入式操作系统
由于嵌入式系统应用的特点，像嵌入式微处理器一样，嵌入式操作系统也是多姿多彩的。
大多数商业嵌入式操作系统可同时支持不同种类的嵌入式微处理器
可根据应用的情况进行剪裁、配置
嵌入式操作系统规模小，所需的资源有限，如内核规模在几十KB
嵌入式操作系统一般包括一个实时内核，其调度算法一般采用基于优先级的可抢占的调度算法
43
嵌入式系统的特点
同时目前一些操作系统还提供了HA（High Available）机制
嵌入式操作系统能与应用软件一样固化运行
44
嵌入式系统的特点
嵌入式系统开发需要专门工具和特殊方法
多数嵌入式系统开发意味着软件与硬件的并行设计和开发，其开发过程一般分为几个阶段：
1、产品定义
2、软件与硬件设计与实现
3、软件与硬件集成
4、产品测试与发布
5、维护与升级
45
嵌入式系统的特点
嵌入式系统开发需要专门工具和特殊方法
由于嵌入式系统资源有限，一般不具备自主开发能力，产品发布后用户通常也不能对其中的软件进行修改，必须有一套专门的开发环境。
该开发环境包括专门的开发工具（包括设计、编译、调试、测试等工具），采用交叉开发的方式进行，交叉开发环境如图所示。
46
嵌入式系统的发展历程
（1960-1970）
应当说把计算装置嵌入在系统和设备之中，在电子数字计算机出现之前就有了。
出现：20世纪60年代以晶体管、磁芯存储为基础的计算机开始用于航空等军用领域。
第一台机载专用数字计算机是奥托内蒂克斯公司为美国海军舰载轰炸机“民团团员”号研制的多功能数字分析器(Verdan)