【正文】 瀏覽器 JAVA應(yīng)用 手機(jī)發(fā)展趨勢 2022/4/15 77 2022/4/15 78 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 ? 通信領(lǐng)域 ? 通信領(lǐng)域大量應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)，主要包括 程控交換機(jī)、路由器、 IP交換機(jī)、傳輸設(shè)備 等。 ? 據(jù)預(yù)測，由于互聯(lián)的需要，特別是寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，將會出現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如： ADSL Modem/Router等，其數(shù)量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。 ? 它們基于 32位的嵌入式系統(tǒng)、價(jià)格低廉，將為企業(yè)、家庭提供更為廉價(jià)的、方便的、多樣的網(wǎng)絡(luò)方案。就寬帶上網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 ADSL Router而言，國外現(xiàn)在每月需要 600K的數(shù)量。 2022/4/15 79 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 ? 工控、汽車電子、仿真、醫(yī)療儀器等 ? 隨著工業(yè) 、 汽車 、 醫(yī)療衛(wèi)生等各部門對智能控制需求的不斷增長 ， 需要對設(shè)備 進(jìn)行智能化 、 數(shù)字化改造 ， 為嵌入式系統(tǒng)提供了很大的市場 。 ? 就汽車電子系統(tǒng)而言 ， 目前的大多數(shù)高檔轎車每輛擁有約 50個(gè)嵌入式微處理器 。 如 BMW 7系列轎車 ，則平均安裝有 63個(gè)嵌入式微處理器 。 ? 據(jù)預(yù)測 ， 21世紀(jì)初美國接入 Inter的汽車將有一億輛 。 IC Insights報(bào)道 2022年車載計(jì)算系統(tǒng)的市場規(guī)模是 30億美元 ， 而 2022年 46億美元 ， 這些系統(tǒng)將成為所有新型轎車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備 。 2022/4/15 80 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 ? 國防、航空航天領(lǐng)域 ?雷達(dá) 、 電子對抗 、 坦克 、 戰(zhàn)艦 ?航天器 (火箭 、 衛(wèi)星 、 航天飛機(jī)等 ) ?飛機(jī) (民用和軍用飛機(jī) ) 2022/4/15 81 第三節(jié) 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 2022/4/15 82 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 :需求 ? 以信息家電、移動終端、汽車電子、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等為代表的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的嵌入式系統(tǒng)，不僅為嵌入式市場展現(xiàn)了美好前景，注入了新的生命，同時(shí)也對嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，提出新的挑戰(zhàn)： ?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 ?多媒體的信息處理、低功耗、人機(jī)界面友好互動 ?支持二次開發(fā)和 動態(tài)升級 等 2022/4/15 83 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 :需求 ? 隨著航空、汽車電子、工業(yè)、醫(yī)療等實(shí)時(shí)、安全關(guān)鍵領(lǐng)域（ SafetyCritical System）應(yīng)用復(fù)雜度和可靠性的提高，也對嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，提出新的挑戰(zhàn)： ? 高可靠的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) ? 基于模型，正確構(gòu)造的高可靠嵌入式開發(fā)工具 ? 高可靠的認(rèn)證體系 2022/4/15 84 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢：趨勢 ? 形成行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)：行業(yè)性嵌入式軟硬件平臺 ? 嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心的系統(tǒng)，不會象 PC一樣只有一種平臺。 ? 吸取 PC的成功經(jīng)驗(yàn)，形成不同行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。 ? 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。 ? 如歐共體汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟規(guī)定以 OSEK標(biāo)準(zhǔn)作為開發(fā)汽車嵌入式系統(tǒng)的公用平臺和應(yīng)用編程接口 2022/4/15 85 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢：趨勢 ? 面向應(yīng)用領(lǐng)域的、高度集成的、以 32位嵌入式微處理器為核心的 SOC（ System On Chip）將成為應(yīng)用主流 ? SoC給系統(tǒng)帶來高性能之外更多更重要的好處 ? 穩(wěn)定性、體積、散熱、功耗 處理器 外設(shè) 存儲器 I/O “System on board” “System on chip” USB 以太網(wǎng) memory 2022/4/15 86 External Memory CPU Address Data Cache Bus Interface Write Buffer MMU / MPU R R W W W W (R/W) 外設(shè) 如 USB、 LCD 控制器等 擴(kuò)展芯片 內(nèi)核（ core） 處理器存儲器子系統(tǒng) SoC的片內(nèi)外設(shè) 系統(tǒng)的片外設(shè)備 處理器（ Processor） 芯片（ SoC） 系統(tǒng)（ System） 2022/4/15 87 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢：趨勢 2022/4/15 88 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢：趨勢 ? 嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)需要強(qiáng)大的開發(fā)工具和操作系統(tǒng)的支持 ?采用實(shí)時(shí)多任務(wù)編程技術(shù)和交叉開發(fā)工具技術(shù)來控制功能復(fù)雜性，簡化應(yīng)用程序設(shè)計(jì)、保障軟件質(zhì)量和縮短開發(fā)周期。 ?嵌入式操作系統(tǒng)將在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，不斷采用先進(jìn)的操作系統(tǒng)技術(shù)，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的需求向 : ?可適應(yīng)不同的嵌入式硬件平臺 ?具有可移植、可伸縮、功能強(qiáng)大、可配置、良好的實(shí)時(shí)性、可靠性、高可用方向發(fā)展 2022/4/15 89 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢：趨勢 ? 嵌入式開發(fā)工具 ?支持多種硬件平臺 ?覆蓋嵌入式軟件開發(fā)過程各個(gè)階段 ?高效 ?高度集成的工具集方向發(fā)展 Requirement Analysis Software Design Coding Test Release 嵌入式軟件開發(fā)基本過程 2022/4/15 90 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢：趨勢 ? 嵌入式系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)成為必然趨勢，驅(qū)動了大量新的應(yīng)用 ?針對外部聯(lián)網(wǎng)要求，嵌入系統(tǒng)必需配有通信接口，需要 TCP/IP協(xié)議簇軟件支持。 ?針對內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)要求，新一代嵌入式系統(tǒng)還需具備 IEEE139 USB、 CAN、 Bluetooth或 IrDA通信接口，同時(shí)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。 ?為了支持網(wǎng)絡(luò)交互的應(yīng)用，還需內(nèi)置 XML瀏覽器和 Web Server。 2022/4/15 91 互聯(lián)的價(jià)值 ? 嵌入式設(shè)備的互聯(lián)性可提高對各種服務(wù)、內(nèi)容和信息的訪問能力 ? 為動態(tài)修改嵌入式軟件提供了可能，如 : –修改系統(tǒng)代碼或 “ 固件” –增添新的應(yīng)用軟件模塊 ? 增強(qiáng)了系統(tǒng)和設(shè)備的可管理性 2022/4/15 92 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 ：趨勢 ? 嵌入式系統(tǒng)向新的嵌入式計(jì)算模型方向發(fā)展 ￣ 支持自然的人機(jī)交互和互動的、圖形化、多媒體的嵌入式人機(jī)界面。操作簡便、直觀、無須學(xué)習(xí)。如司機(jī)操縱高度自動化的汽車主要還是通過習(xí)慣的方向盤、腳踏板和操縱桿。 ￣ 可編程的嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)可支持二次開發(fā)，如采用嵌入式 Java技術(shù)，可動態(tài)加載和升級軟件，增強(qiáng)嵌入式系統(tǒng)功能。 ￣ 支持分布式計(jì)算。與其他嵌入式系統(tǒng)和通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互聯(lián)，構(gòu)成分布式計(jì)算環(huán)境。 2022/4/15 93 本章要點(diǎn) ? 嵌入式系統(tǒng)定義，其與通用計(jì)算機(jī)的異同； ? 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)； ? 嵌入式系統(tǒng)的分類； ? 前后臺系統(tǒng)的組成和運(yùn)行模式，需考慮的主要因素，主要性能指標(biāo)是什么； ? 單處理器多任務(wù)系統(tǒng)由哪些部分組成，運(yùn)行方式如何； ? 嵌入式系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域； ? 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。 2022/4/15 94 ARM7 處理器核 RAM FLASH UART0 串口 通過 IAP對Flash編程 處理器核HIGH區(qū) 0x0000 0000 0x0000 4000 0x0000 8000 0x0001 0000 LOW區(qū) 程序標(biāo)志區(qū) 用戶 Boot區(qū) 0x0001 0000 0000 8000程序運(yùn)行在LOW區(qū) 低電平 串口接收升級代碼 修改程序標(biāo)志，標(biāo)識程序運(yùn)行在高區(qū) CPU運(yùn)行HIGH區(qū)的用戶代碼 處理器核此處為用戶編寫的Boot代碼，有別于由芯片廠商固化在片內(nèi)的Boot代碼。 復(fù)位后 CPU運(yùn)行用戶 Boot代碼 升級 HIGH區(qū)代碼 2022/4/15 95 初始化串口； 根據(jù)程序標(biāo)志發(fā)送提示信息； 清空數(shù)據(jù)緩沖區(qū)； 系統(tǒng)復(fù)位 引腳 ？ 用戶代碼運(yùn)行在 HIGH區(qū)？ 接收串口數(shù)據(jù) 用戶代碼運(yùn)行在 LOW區(qū)？ 更新用戶程序標(biāo)志區(qū) 根據(jù)用戶程序標(biāo)志運(yùn)行程序 將新的用戶代碼編程到 LOW區(qū) 將新的用戶代碼編程到 HIGH區(qū) Y N N Y Y N 軟件設(shè)計(jì)