嵌入式系統(tǒng)概論ppt課件-在線瀏覽
2025-06-21 22:08本頁面
【正文】 嵌入式系統(tǒng)的特點 ? 嵌入式系統(tǒng)的分類 嵌入式系統(tǒng)學(xué)科組 22 嵌入式處理器 ? 嵌入式處理器由以下四部分組成： 微處理器 (EMPU)、嵌入式微控制器 (MCU)、嵌入式 DSP處理器 (EDSP)、嵌入式片上系統(tǒng) (SOC)。 ? 嵌入式微處理器 = CPU + 硬件接口（存儲器接口，鍵盤接口等） + 輔助電路（時鐘、 A/D、 D/A、調(diào)試電路等） 嵌入式系統(tǒng)學(xué)科組 24 ? 和工業(yè)控制計算機相比，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優(yōu)點。 ? 與計算機處理器不同的是，在實際嵌入式應(yīng)用中只保留和嵌入式應(yīng)用緊密相關(guān)的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，這樣就以最低的功耗和資源實現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的特殊要求。 ? 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(biāo)準(zhǔn)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。單片機這種８位的電子器件目前在嵌入式設(shè)備中仍然有著極其廣泛的應(yīng)用 。 嵌入式系統(tǒng)學(xué)科組 27 ? MCU = CPU + 存儲器 + I/O接口 + 輔助電路（時鐘、 A/D、 D/A等）。 ? 微控制器是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。 嵌入式系統(tǒng)學(xué)科組 28 ? 嵌入式微控制器目前的品種和數(shù)量最多，比較有代表性的通用系列包括 805 P51XA、 MCS25 MCS96/196/29 C166/16MC68HC05/11/12/1 68300等。 ? 近來 Atmel推出的 AVR單片機由于其集成了 FPGA等器件，所以具有很高的性價比，勢必將推動單片機獲得更高的發(fā)展。 ? 嵌入式 DSP是專用于離散信號的處理、計算，針對某些領(lǐng)域而設(shè)計的處理器。 ? DSP算法：數(shù)字濾波、 FFT、譜分析等。 1982年世界上誕生了首枚 DSP芯片，在語音合成和編碼解碼器中得到了廣泛應(yīng)用。 嵌入式系統(tǒng)學(xué)科組 31 課后閱讀材料 ? 嵌入式 DSP處理器比較有代表性的產(chǎn)品是 Texas Instruments的 TMS320系列和 Motorola摩托羅拉的 DSP56000系列。 ? 摩托羅拉公司于 1997年推出了 24位 DSP56300系列的首枚芯片 DSP56301，并不斷升級，該系列 24位 DSP提供了大容量的片內(nèi)存儲器、濾波器、協(xié)處理器 ,具有較優(yōu)異的性能與體積、價位、功耗比。 ? 嵌入式片上系統(tǒng)從整個系統(tǒng)性能要求出發(fā)，把微處理器、芯片結(jié)構(gòu)、外圍器件各層次電路直至器件的設(shè)計緊密結(jié)合起來，并通過建立在全新理念上的系統(tǒng)軟件和硬件的協(xié)同設(shè)計，在單個芯片上實現(xiàn)整個系統(tǒng)的功能。 ? 使用專用集成電路 ASIC行芯片設(shè)計的技術(shù)稱為片上系統(tǒng)技術(shù)，即 SoC。 片上系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)學(xué)科組 34 嵌入式系統(tǒng)的概念 ? IEEE（國際電氣和電子工程師協(xié)會）的定義： 嵌入式系統(tǒng)是 “ 用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機器和設(shè)備的裝置 ” （ 原文為 devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。 嵌入式系統(tǒng)學(xué)科組 35 嵌入式系統(tǒng)的組成 ? 嵌入式系統(tǒng) = 嵌入式處理器 + 存儲器 + 接口電路外圍電路 + 外設(shè) + 嵌入式操作系統(tǒng) + 應(yīng)用軟件 。 ? 外部存儲器位于嵌入式處理器芯片外部，其特點是容量大、訪問速度慢。內(nèi)部存儲器位于嵌入式處理器芯片內(nèi)部，其特點是容量小、可快速訪問。 ? Flash閃速存儲器 （ Flash Memory）亦稱快擦寫存儲器。其集成度與位價格己接近 EPROM，是代替 EPROM和 EEPROM的理想器件 。 ? USB接口（通用串行總線）。 嵌入式系統(tǒng)學(xué)科組 41 輸入輸出設(shè)備，電源及輔助設(shè)備 ? 輸入 /輸出設(shè)備 ? LCD：液晶顯示器。 工作原理：觸摸屏由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點坐標(biāo)，再送給 CPU，它同時能接收 CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。 ? 嵌入式操作系統(tǒng)： ? 一種支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作系統(tǒng)軟件， 具有 編碼體積小 ， 面向應(yīng)用，可裁剪和移植 ， 實時性強 ，可靠性高 ， 專用性強 等特點。C/OSII 等。 ? 操作系統(tǒng)層 ：系統(tǒng)內(nèi)核（基本模塊），擴(kuò)展模塊（可裁剪）。 嵌入式系統(tǒng)學(xué)科組 45 嵌入式操作系統(tǒng)的主要功能 ? 多任務(wù)管理 /進(jìn)程調(diào)度：提供調(diào)度機制（調(diào)度程序）控制程序的起始、執(zhí)行、暫停和結(jié)束。 ? 調(diào)度算法： 先來先服務(wù) FCFS、 輪詢 、 優(yōu)先級算法 及其三種算法的各種組合 。 ? 動態(tài)管理 ：當(dāng)某程序需使用內(nèi)存時，利用操作系統(tǒng)提供的分配函數(shù)分配內(nèi)存，用完通過釋放函數(shù)釋放其所占內(nèi)存。 ? 免費型： 嵌入式 Linux， 181。 ? 閱讀資料： 典型嵌入式操作系統(tǒng) .doc 嵌入式系統(tǒng)學(xué)科組 49 ? 181。 ? 特點： ? 可固化、可剪裁、具有高穩(wěn)定性和可靠性； ? 源碼公開，便于移植和維護(hù)； ? 結(jié)構(gòu)緊湊，內(nèi)核可編譯至 2k~10k； ? 使用 c語言開發(fā)，已移植到 40多個處理器。 ? 嵌入式 Linux,例： 181。 ? 支持沒有 MMU(存儲器管理單元 )的微處理器，如ColdFire、 ARM、 MIPS、 SPARC、 SuperH等。 ? Kdevelop是一套功能強大的集成開發(fā)環(huán)境，整合了開發(fā)程序所需的編譯器、連接器、除錯工具、版本控制工具等，可以用 Kdevelop快速地建立各式各樣的應(yīng)用程序。 ? 注意 ：嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件位于嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品本身，開發(fā)工具則獨立于嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品之外。 嵌入式系統(tǒng)學(xué)科組 53 嵌入式系統(tǒng)的分類 ? 根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜程度，可以將嵌入式系統(tǒng)分為以下四類 ： 嵌入式系統(tǒng)的分類 .doc ? 單個微處理器。 ? 嵌入式處理器可擴(kuò)展的系統(tǒng)。 ? 復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)。 ? 在制造或過程控制中使用的計算機系統(tǒng) ,自動倉儲系統(tǒng)和自動發(fā)貨系統(tǒng)。 嵌入式系統(tǒng)學(xué)科組 56 微型計算機的發(fā)展史 1975 1980 1985 1990 1995 2022 10,000 1,000 10 100 1 MIPS 8086 Pentium 174。 Pentium 174。 III 嵌入式系統(tǒng)學(xué)科組 57 ? 全球第一塊微處理器 —— 4004 ? 1971年， 4位，工作頻率
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