【文章內(nèi)容簡介】 ? DVD播放機 ? 功能：視頻 + 音頻（ incl. MP3） ? 價格： 200 – 600元 ? iPod MP3播放機 – 功能： MP3 – 價格： iPod nano 1 GB 1400元 iPod nano 4 GB 2200元 iPod 30GB 2800元 iPod 60GB 3800元 ? 兩者的硬件差異？ ? 兩者的價格差異？ ? 核心價值在于： 好的軟件帶給消費者最好的使用體驗 iPod是 APPLE推出的一種大容量 MP3播放器 容量高達 10～ 160GB，可存放2500～ 10000首 MP3歌曲，它還有完善的 管理程序 和創(chuàng)新的操作方式， 外觀 也獨具創(chuàng)意，是 APPLE少數(shù)能橫跨PC和 Mac平臺的硬件產(chǎn)品之一，除了MP3播放， iPod還可以作為高速 移動硬盤 使用，可以顯示聯(lián)系人、日歷和任務(wù)，以及閱讀純文本 電子書 和聆聽Audible的 有聲電子書 以及播客（ Podcasts）。 2022/4/15 44 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用走向縱深 ? 為此，嵌入式系統(tǒng)已 大量采用 嵌入式操作系統(tǒng) 。 ? 嵌入式操作系統(tǒng)功能不斷的擴大和豐富，由 80年代只有內(nèi)核、發(fā)展為包括內(nèi)核、網(wǎng)絡(luò)、文件、圖形接口、嵌入式 JAVA、 嵌入式 CORBA及 分布式處理 等豐富功能的集合。 ? 此外， 嵌入式開發(fā)工具 更加豐富，其集成度和易用性不斷提高，目前不同廠商已開發(fā)出不同類型的嵌入式開發(fā)工具，可以覆蓋嵌入式軟件開發(fā)過程各個階段，提高嵌入式軟件開發(fā)效率。 2022/4/15 45 嵌入式系統(tǒng)的特點 ? 1)嵌入式系統(tǒng)通常是 形式多樣、面向特定應(yīng)用的 ? 2)嵌入式系統(tǒng)得到 多種類型的處理器和處理器體系結(jié)構(gòu) 的支持 ? 3)嵌入式系統(tǒng)通常極其 關(guān)注成本 ? 4)嵌入式系統(tǒng)有 實時性和可靠性 的要求 ? 5)嵌入式系統(tǒng)使用的操作系統(tǒng)一般是 適應(yīng)多種處理器、可剪裁、輕量型、實時可靠、可固化的 嵌入式操作系統(tǒng) ? 6)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要 專門工具和特殊方法 2022/4/15 46 1)形式多樣、面向特定應(yīng)用 ? 一般用于特定的任務(wù)，其硬件和軟件都必須 高效率地 設(shè)計，量體裁衣、去除冗余，而通用計算機則是一個通用的計算平臺。 ? 它通常都具有低功耗、體積小、集成度高等特點，能夠把通用微處理器中許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部。 ? 嵌入式軟件是應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)兩種軟件的一體化程序。 2022/4/15 47 2)處理器和處理器體系結(jié)構(gòu)類型多 ? 通用計算機采用少數(shù)的處理器類型和體系結(jié)構(gòu)，而且主要掌握在少數(shù)大公司手里。 ? 嵌入式系統(tǒng)可采用多種類型的處理器和處理器體系結(jié)構(gòu)。 ? 在嵌入式微處理器產(chǎn)業(yè)鏈上， IP設(shè)計 、面向應(yīng)用的特定嵌入式微處理器的設(shè)計、芯片的制造已相成巨大的產(chǎn)業(yè)。大家分工協(xié)作，形成多贏模式。 ? 有上千種的嵌入式微處理器和幾十種嵌入式微處理器體系結(jié)構(gòu)可以選擇。 2022/4/15 48 1980 1990 1996 1998 68000 Z80 8086 80x86 CPU32 680x0 i960 MIPS SPARC ColdFIRE Alpha SH 1/2/3 ARM SPARC i960 MIPS Pentium 80x86 PowerPC CPU32 680x0 100 500 Kips 2 ? 10 mHz 1 2 Mips ? 25 mHz 10 25 Mips .5 .8 ? 50 100 mHz 10 200 Mips .2 .5 ? 100 300 mHz SH 4/5 SHDSP SH 1/2/3 ARM SPARC i960 MIPS Pentium 80x86 PowerPC CPU32 680x0 SA1500 MAP1000 AltiVEC Merced MCORE SHARC 563xx Lucent 16000 C6x SI 20 TriCore 微處理器的演變 2022/4/15 49 3)關(guān)注成本 ?嵌入式系統(tǒng)通常需要注意的成本是系統(tǒng)成本 ，特別是量大的消費類數(shù)字化產(chǎn)品 ， 其成本是產(chǎn)品競爭的關(guān)鍵因素之一 。 ?嵌入式的系統(tǒng)成本包括 : ? 一次性的開發(fā)成本 NRE(NonRecurring Engineering)成本 ? 產(chǎn)品成本 :硬件 BOM、外殼包裝和軟件版稅等 ? 批量產(chǎn)品的總體成本 =NRE成本 +每個產(chǎn)品成本*產(chǎn)品總量 ? 每個產(chǎn)品的最后成本 =總體成本 /產(chǎn)品總量 =（ NRE成本 /產(chǎn)品總量） +每個產(chǎn)品成本 2022/4/15 50 4)實時性和可靠性的要求 ? 一方面 大多數(shù)實時系統(tǒng)都是嵌入式系統(tǒng) ? 另一方面嵌入式系統(tǒng)多數(shù)有實時性的要求，軟件一般是 固化運行或直接加載到內(nèi)存中運行，具有快速啟動的功能 。并對實時的強度要求各不一樣，可分為 硬實時和軟實時 。 ? 嵌入式系統(tǒng)一般要求 具有出錯處理和自動復(fù)位功能 ，特別是對于一些在極端環(huán)境下運行的嵌入式系統(tǒng)而言，其 可靠性設(shè)計尤其重要 。 ? 在大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)的軟件中一般都包括一些機制，比如 硬件的看門狗定時器 ，軟件的內(nèi)存保護和重啟動機制。 2022/4/15 51 5)適應(yīng)多種處理器、可剪裁、輕量型、 實時、可固化的嵌入式操作系統(tǒng) ?由于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的特點 ， 像嵌入式微處理器一樣 ， 嵌入式操作系統(tǒng)也是多姿多彩的 。 ?大多數(shù)商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)可同時支持不同種類的嵌入式微處理器 。 可根據(jù)應(yīng)用的情況進行剪裁 、 配置 。 ?嵌入式操作系統(tǒng)規(guī)模小 ， 所需的資源有限如內(nèi)核規(guī)模在幾十 KB， 能與應(yīng)用軟件一樣固化運行 。 ?一般包括一個實時內(nèi)核 ， 其調(diào)度算法一般采用基于優(yōu)先級的可搶占的調(diào)度算法 。 2022/4/15 52 6)開發(fā)需要專門工具和特殊方法 ?多數(shù)嵌入式系統(tǒng)開發(fā)意味著軟件與硬件的并行設(shè)計和開發(fā)，其開發(fā)過程一般分為幾個階段： ?產(chǎn)品定義 ?軟件與硬件設(shè)計與實現(xiàn) ?軟件與硬件集成 ?產(chǎn)品測試與發(fā)布 ?維護與升級 2022/4/15 53 6)開發(fā)需要專門工具和特殊方法 ? 由于嵌入式系統(tǒng)資源有限，一般 不具備自主開發(fā)能力 ，產(chǎn)品發(fā)布后用戶通常也 不能對其中的軟件進行修改 ，必須有一套專門的開發(fā)環(huán)境。 ? 該開發(fā)環(huán)境包括專門的開發(fā)工具（包括設(shè)計、編譯、調(diào)試、測試等工具）， 采用交叉開發(fā)的方式進行 ，交叉開發(fā)環(huán)境如圖所示。 2022/4/15 54 嵌入式系統(tǒng)的分類 按嵌入式處理器的位數(shù)來分類 按應(yīng)用來分類 按速度分類 按確定性來分類 按嵌入式系統(tǒng)軟件復(fù)雜程度來分類 2022/4/15 55 按嵌入式處理器的位數(shù)來分類 ?4位嵌入式系統(tǒng) ?8位嵌入式系統(tǒng) ?16位嵌入式系統(tǒng) ?32位嵌入式系統(tǒng) ?64位嵌入式系統(tǒng) 正成為主流發(fā)展趨勢 高度復(fù)雜的、高速的嵌入式系統(tǒng)已開始采用 目前已大量應(yīng)用 2022/4/15 56 按應(yīng)用來分類 信息家電類 移動終端類 通信類 汽車電子類 工業(yè)控制類 2022/4/15 57 按速度分類 ? 強實時系統(tǒng) , 其系統(tǒng)響應(yīng)時間在毫秒或微秒級 。 ? 一般實時系統(tǒng) , 其系統(tǒng)響應(yīng)時間在幾秒的數(shù)量級上 ,其實時性的要求比強實時系統(tǒng)要差一些 。 ? 弱實時系統(tǒng) , 其系統(tǒng)響應(yīng)時間約為數(shù)十秒或更長 。 這種系統(tǒng)的響應(yīng)時間可能隨系統(tǒng)負載的輕重而變化 。 2022/4/15 58 按確定性來分類 根據(jù)確定性的強弱 ， 可將嵌入式系統(tǒng)分為硬實時 、 軟實時系統(tǒng)： ?硬實時 ：系統(tǒng)對 系統(tǒng)響應(yīng)時間有嚴格的要求 ，如果系統(tǒng)響應(yīng)時間不能滿足 ， 就要引起系統(tǒng)崩潰或致命的錯誤 。 ?軟實時 ：系統(tǒng)對系統(tǒng)響應(yīng)時間有要求 ， 但是如果系統(tǒng)響應(yīng)時間不能滿足 ， 不會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)致命的錯誤或崩潰 。 2022/4/15 59 按嵌入式系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)來分類 循環(huán)輪詢系統(tǒng) 有限狀態(tài)機系統(tǒng) : 數(shù)字電路中講過 前后臺系統(tǒng) 單處理器多任務(wù)系統(tǒng) 多處理器多任務(wù)系統(tǒng) 2022/4/15 60 循環(huán)輪詢系統(tǒng) 初始化