[工學]第1章嵌入式系統(tǒng)概述-文庫吧資料
2024-10-22 18:41本頁面
【正文】 操作系統(tǒng) 是計算機中最基本的程序。 循環(huán)中調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)完成相應(yīng)的操作，這部分可以看成 后臺行為 ，后臺也可以叫做任務(wù)級。 —— 前后臺系統(tǒng) page 西安郵電學院 計算機系 25 2021/11/10 ? 基本概念 中斷服務(wù)程序處理異步事件，這部分可以看成前臺行為 ，前臺也叫中斷級。 很多基于微處理器的產(chǎn)品采用前后臺系統(tǒng)設(shè)計，例如微波爐、電話機、玩具等。嵌入式實時操作系統(tǒng)具有規(guī)模小 (一般在幾 K～幾十 K 內(nèi) )、可固化使用實時性強 (在毫秒或微秒數(shù)量級上 )的特點 。 一般實時操作系統(tǒng) 應(yīng)用于實時處理系統(tǒng)的上位機和實時查詢系統(tǒng)等實時性較弱的實時系統(tǒng)，并且提供了開發(fā)、調(diào)試、運用一致的環(huán)境。它強調(diào)的是 實時性 、 可靠性 和 靈活性 , 與實時應(yīng)用軟件相結(jié)合成為有機的整體起著核心作用 , 由它來管理和協(xié)調(diào)各項工作 ,為應(yīng)用軟件提供良好的運行軟件環(huán)境及開發(fā)環(huán)境。發(fā)展到現(xiàn)在，廣泛使用的有三種操作系統(tǒng)即多道批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)以及實時操作系統(tǒng)。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機系統(tǒng)的硬件、軟件資源也愈來愈豐富，監(jiān)控程序已不能適應(yīng)計算機應(yīng)用的要求。一個有代表性的產(chǎn)品是 Philips的Smart XA，它將 XA單片機內(nèi)核和支持超過 2048 位復雜 RSA算法的 CCU單元制作在一塊硅片上，形成一個可加載 JAVA或 C語言的專用的 SOC，可用于公眾互聯(lián)網(wǎng)如 Inter安全方面。通用系列包括 Infineon的TriCore、 Motorola的 MCore、某些 ARM系列器件、 Echelon和Motorola聯(lián)合研制的 Neuron芯片等。這樣除個別無法集成的器件以外，整個嵌入式系統(tǒng)大部分均可集成到一塊或幾塊芯片中去，應(yīng)用系統(tǒng)電路板將變得很簡潔，對于減小體積和功耗、提高可靠性非常有利。各種通用處理器內(nèi)核將作為 SOC設(shè)計公司的標準庫，和許多其它嵌入式系統(tǒng)外設(shè)一樣，成為 VLSI設(shè)計中一種標準的器件，用標準的 VHDL等語言描述，存儲在器件庫中。另外 PHILIPS公司近年也推出了基于可重臵嵌入式DSP結(jié)構(gòu)低成本、低功耗技術(shù)上制造的 R. E. A. L DSP處理器，特點是具備雙 Harvard結(jié)構(gòu)和雙乘 /累加單元，應(yīng)用目標是大批量消費類產(chǎn)品。 TMS320系列處理器包括用于控制的 C2021系列，移動通信的 C5000系列，以及性能更高的 C6000和 C8000系列。在數(shù)字濾波、 FFT、譜分析等方面 DSP算法正在大量進入嵌入式領(lǐng)域，DSP應(yīng)用正從在通用單片機中以普通指令實現(xiàn) DSP功能，過渡到采用嵌入式 DSP處理器。目前 MCU占嵌入式系統(tǒng)約 70％的市場份額。微控制器的片上外設(shè)資源一般比較豐富，適合于控制，因此稱 微控制器 。 和嵌入式微處理器相比，微控制器的最大特點是單片化，體積大大減小，從而使功耗和成本下降、可靠性提高。為適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，一般一個系列的單片機具有多種衍生產(chǎn)品，每種衍生產(chǎn)品的處理器內(nèi)核都是一樣的，不同的是存儲器和外設(shè)的配臵及封裝。 CPU ROM RAM 外設(shè) 1 外設(shè) 2 單板計算機 page 西安郵電學院 計算機系 16 2021/11/10 ? 嵌入式微控制器 單片機 嵌入式微控制器又稱 單片機 ，它是將整個計算機系統(tǒng)集成到一塊芯片中。嵌入式微處理器及其存儲器、總線、外設(shè)等安裝在一塊電路板上，稱為 單板計算機 。為了滿足嵌入式應(yīng)用的特殊要求，嵌入式微處理器雖然在功能上和標準微處理器基本是一樣的，但在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面一般都做了各種增強。 page 西安郵電學院 計算機系 15 2021/11/10 ? 嵌入式微處理器 高可靠性的通用 CPU 嵌入式微處理器的基礎(chǔ)是通用計算機中的 CPU。應(yīng)用于路由器等計算密集型的設(shè)備； ?注重嵌入式處理器的性能、尺寸、能耗和價格。 這些嵌入式處理器可以大致分為以下幾類： ?注重嵌入式處理器的尺寸、能耗和價格。 page 西安郵電學院 計算機系 12 2021/11/10 ? ? ? 嵌入式系統(tǒng)概述 page 西安郵電學院 計算機系 13 2021/11/10 ? 簡介 早期的嵌入式系統(tǒng)通常使用普通個人計算機（ PC）中的通用處理器。 ?微處理器的處理能力按莫爾定律（ Moore’s L aw）預計的速度在增加。 ?基于電子的產(chǎn)品更復雜化。 ?全球重新定義市場的機會和膨脹的應(yīng)用空間。近些年來，嵌入式工業(yè)經(jīng)歷了巨大的變革。嵌入的系統(tǒng)中可以共存多個嵌入式系統(tǒng)。 ●從系統(tǒng)構(gòu)成的角度 定義：嵌入式系統(tǒng)是設(shè)計完成復雜功能的硬件和軟件，并使其緊密耦合在一起的計算機系統(tǒng)。 page 西安郵電學院 計算機系
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