嵌入式系統(tǒng)與集成開發(fā)技術(shù)概述(存儲版)
【正文】 oC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)會有較大的發(fā)展 。 2021年全球嵌入式軟件市場規(guī)模達(dá)到 346億美元， 2021年中國市場規(guī)模達(dá)到 188億元，預(yù)計(jì)到 2021年嵌入式軟件市場規(guī)模將突破 400億元大關(guān)， 20212021年均復(fù)合增長率將達(dá) 30%。 同時 ， 以人為中心的普適計(jì)算技術(shù)正推動新一輪的信息技術(shù)的革命 。 統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)具有開放 、 設(shè)計(jì)技術(shù)共享 、 軟硬件重用 、構(gòu)件兼容 、 維護(hù)方便和合作生產(chǎn)的特點(diǎn) ， 是增強(qiáng)行業(yè)性產(chǎn)品競爭能力的有效手段 。 在巨大的市場需求和新的產(chǎn)業(yè)契機(jī)的推動下 ， 嵌入式軟件成為中國軟件業(yè)的一次難得的機(jī)遇 ， 是 10年一遇的機(jī)會 。沃倫先生喜上眉梢。 致 謝 感謝我們指導(dǎo)老師楊華老師對我的指導(dǎo)和幫助； 感謝隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)給我們創(chuàng)造的學(xué)習(xí)環(huán)境和不時的督促； 感謝各位評審對我們論文的評審以及給予的所有肯定和批評； 感謝所有為我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供幫助的領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)，及參考編者。其最具說服力的證明就是Windows CE源代碼開放的事實(shí)。 我國具有雄厚的制造業(yè)基礎(chǔ) ，與傳統(tǒng)的制造業(yè)結(jié)合 ， 嵌入式系統(tǒng)有著巨大的市場空間 。 在新需求的推動下 ， 嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核不僅需要具有微型化 、 高實(shí)時性等基本特征 ， 還將向高可信性 、 自適應(yīng)性 、 構(gòu)件組件化方向發(fā)展；支撐開發(fā)環(huán)境將更加集成化 、 自動化 、 人性化；系統(tǒng)軟件對無線通信和能源管理的功能支持將日益重要 。 SOC技術(shù)的出現(xiàn) ， 改變了傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念 ， 基于 IP構(gòu)件庫的設(shè)計(jì)技術(shù)將成為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主流； IP構(gòu)件庫技術(shù)正在造就一個新興的軟件行業(yè) 。 嵌入式軟件的未來發(fā)展，我有如下觀點(diǎn)： 嵌入式軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，已成為軟件體系的重要組成部分。 因此 ， 當(dāng)我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時 ， 不要忘記 Intel和 Philips的歷史功績 。 4． 2單片機(jī)的技術(shù)發(fā)展史 單片機(jī)誕生于 20世紀(jì) 70年代末，經(jīng)歷了 SCM、 MCU、 SoC SCM即單片微型計(jì)算機(jī)（ Single Chip Microputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)。 第四章 嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展道路 4． 1單片機(jī)開創(chuàng)了嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路 4． 2單片機(jī)的技術(shù)發(fā)展史 4． 1單片機(jī)開創(chuàng)了嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路 嵌入式系統(tǒng)雖然起源于微型計(jì)算機(jī)時代，然而，微型計(jì)算機(jī)的體積、價位、可靠性都無法滿足廣大對象系統(tǒng)的嵌入式應(yīng)用要求，因此，嵌入式系統(tǒng)必須走獨(dú)立發(fā)展道路。 SUN公司 JAVA虛擬機(jī) (JVM)技術(shù)的有序開放 ， 使得 JAVA軟件真正實(shí)現(xiàn)跨平臺運(yùn)行 ， 即 JAVA應(yīng)用小程序能夠在帶有 JVM的任何硬軟件系統(tǒng)上執(zhí)行 。 EPOC就是一例 。 OSEK規(guī)定了汽車控制器的通信規(guī)程 、網(wǎng)絡(luò)管理規(guī)則以及高效利用存貯器的嵌入式操作系統(tǒng) 。 手寫文字輸入 、語音撥號上網(wǎng) ， 收發(fā)電子郵件以及彩色圖形 、 圖像已取得初步成效 。 針對外部聯(lián)網(wǎng)要求 ， 嵌入設(shè)備必需配有通信接口 ,相應(yīng)需要TCP／ IP協(xié)議簇軟件支持；由于家用電器相互關(guān)聯(lián) (如防盜報(bào)警 ， 燈光能源控制 ， 影視設(shè)備和信息終端交換信息 )及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場儀器的協(xié)調(diào)工作等要求 ， 新一代嵌入式設(shè)備還需具備IEEE139 USB、 CAN、 Bluetooth或 IrDA通信接口 ， 同時也需要提供相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動軟件 。 這主要包括：支持日趨增長的功能密度 、 靈活的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接 、 輕便的移動應(yīng)用和多媒體的信息處理 ， 此外 ， 當(dāng)然還需對付更加激烈的市場競爭 。 其他的硬件可以在以后由設(shè)備驅(qū)動程序來初始化 。 軟件設(shè)計(jì)：根據(jù)選擇的硬件設(shè)備 （ 嵌入式系統(tǒng)微處理器等 ） 選擇軟件開發(fā)環(huán)境（ 軟件開發(fā)平臺和嵌入式系統(tǒng)目標(biāo)平臺是兩個概念 ， 簡單地說 ， 嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā)及其執(zhí)行不在一個平臺上 ） 和開發(fā)工具 （ 包括編程語言 、 交叉編譯器 、 連接器 、 定位器 、廠商提供的開發(fā)庫以及專用開發(fā)工具等 ） 、 編寫代碼并生成最終的絕對定位二進(jìn)制映象文件 、 下載程序到嵌入式系統(tǒng)的 ROM中 、 整合調(diào)試 （ 包括除錯 ） 。 就處理器的集成而言 ， 可以分為一般性微處理器 （ 即只包含 CPU） 和微控制器 （ 即在單個芯片內(nèi)集成了 CPU、 內(nèi)存和輸入 /輸出 ， 也叫作單片機(jī)控制器 ） 。信息產(chǎn)業(yè)部最近公布了 2021年我國軟件產(chǎn)值百強(qiáng)企業(yè)。當(dāng)然，一個嵌入式系統(tǒng)到底應(yīng)該著重考慮哪方面的因素，要具體看該嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用場合和范圍，可能著重考慮成本，也可能成本和性能兼顧，也可能可靠性是最大的關(guān)注點(diǎn)。 對象系統(tǒng)則是指嵌入式系統(tǒng)所嵌入的宿主系統(tǒng) 。由于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中，對象系統(tǒng)的廣泛性與單片機(jī)的獨(dú)主發(fā)展道路，使嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用在客觀上存在兩種模式，從學(xué)科建設(shè)上，可統(tǒng)一成嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的高低端。每個工業(yè)部門 — 電信、銀行、衛(wèi)生保健、航空電子、汽車、食品加工、半導(dǎo)體電子、國防等等，為了實(shí)現(xiàn)自動化而廣泛使用了嵌入式系統(tǒng)。隨著工業(yè)自動化的來臨，大約從 20世紀(jì) 60年代開始，嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)在所有的制造行業(yè)中，包括化工廠、汽車制造廠、核能廠、能源生產(chǎn)廠等等?，F(xiàn)在，可以使得嵌入式系統(tǒng)具備網(wǎng)絡(luò)功能并將它們與 Inter或企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)連接起來。 “ 嵌入性 ” 、 “ 專用性 ” 與 “ 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) ”是嵌入式系統(tǒng)的三個基本要素 。上述的幾個方面是互相影響的。特別是在國務(wù)院 《 鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策 》 (國發(fā)〔 2021〕 18號 )文件頒發(fā)后，我國軟件產(chǎn)業(yè)更得到蓬勃發(fā)展。 二 . 嵌入式平臺的硬件 嵌入式系統(tǒng)的硬件架構(gòu) 嵌入式系統(tǒng)的硬件架構(gòu) 嵌入式微處理器（ PMOS、 CMOS、 NMOS） 就處理器的寄存器位數(shù)而言 ， 可以分為 4位 、 8位 、 16位 、 32位和 64位 。 硬件設(shè)計(jì)：客觀需求 （ “ 量身定做 ” 是嵌入式系統(tǒng)的基本特點(diǎn) ） ， 確定硬件規(guī)格并選擇硬件 。 二是關(guān)鍵硬件的初始化代碼 （ 一般使用匯編語言編寫 ） ， 負(fù)責(zé)初始化嵌入式系統(tǒng)的關(guān)鍵硬件 ， 如 CPU、 內(nèi)存等 。 以信息家電為代表的互聯(lián)網(wǎng)時代嵌入式產(chǎn)品 ， 不僅為嵌入式市場展現(xiàn)了美好
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