第一章 嵌入式系統概述

2021-05-28 15:57:03 字數 2348 閱讀 9310

嵌入式系統概述

1 什麼是嵌入式系統

ieee(國際電氣和電子工程師協會)的定義:嵌入式系統是「用於控制、監視或者輔助操作機器和裝置的裝置」。

2 嵌入式系統的含義

嵌入系統就是將計算機的硬體或軟體嵌入其它機電裝置或應用系統中去,所構成了一種新的系統,即嵌入式系統。

嵌入式系統是以應用為中心,以計算機技術為基礎,採用可剪裁軟硬體,適用於對功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴格要求的專用計算機系統。

3 嵌入式系統與桌面通用系統的區別

嵌入式系統中執行的任務是專用且比較確定的,桌面通用系統需要支援大量的、需求多樣的應用程式。

嵌入式系統往往對實時性提出較高的要求。嵌入式系統中使用的作業系統一般是實時作業系統。

嵌入式系統執行需要高可靠性保障,比桌面系統的故障 容忍能力弱很多。

嵌入式系統需要忍受長時間、無人值守條件下的執行。

嵌入式系統執行的環境惡劣。

嵌入式系統大都有功耗約束。

嵌入式系統比桌面通用系統可用資源少得多。

嵌入式系統的開發需要專用工具和特殊方法。

嵌入式系統開發是一項綜合的計算機應用技術。主要技術包含下面的四個:

系統結構:狀態控制器、中斷控制器處理

組合語言:操縱外圍裝置、埠

作業系統:設定執行任務、通訊、互斥

編譯原理:交叉編譯、bootloader載入

★實時系統:指系統能夠在限定的響應時間內提供所需要求的服務。

4 嵌入式系統應用走向縱深化發展

應用充分普及:工業控制、數位化通訊、數位化家電。

嵌入式微處理器32位、64位、128位

嵌入式實時作業系統使用比率越來越高。

嵌入式系統開發工具越來越豐富。

嵌入式系統產業鏈形成。

嵌入式系統時效性越來越明顯。

5 嵌入式系統發展趨勢

軟硬體系統整合

soc設計:體積小、散熱好、低功耗、可靠性高

應用領域拓展:感測器網路、普適計算

內容服務增加

6 嵌入式系統目前的挑戰

1,嵌入式系統發展與計算機技術發展越行越遠

兩類技術路線

arm為基礎的嵌入式硬體技術,定製軟體

x86為基礎的計算機硬體技術,通用軟體

arm和x86兩者之間共享性極差,成果難以共享。

2,計算機技術逐步以通用化戰勝專用化

3,嵌入式技術逐步桌面化

7 嵌入式系統結構

嵌入式系統一般由嵌入式微處理器、外圍硬體裝置、嵌入式作業系統(可選),以及使用者的應用軟體系統等四個部分組成。

8 乙個典型的嵌入式系統應用

9 嵌入式微處理器

1000多種硬體處理器,分為mcu、dsp、mpu、soc。包括嵌入式微控制器(mcu),嵌入式dsp處理器,嵌入式微處理器(mpu),嵌入式片上系統(system on chip)。

10 外圍硬體裝置

片外匯流排:連線系統各個部件,進行互連和傳輸資訊的訊號線。

esia匯流排、scsi匯流排、pci匯流排

amba匯流排:arm研發的匯流排規範

專用匯流排

電子盤:採用flash晶元儲存資料,體積小、功耗低、抗震。

i/o裝置:a/d、d/a,中斷控制器,uart,lcd

通訊裝置:有線通訊:ieee1394、usb,無線通訊:irda、bluetooth、802.11b/g。

11 典型的嵌入式實時作業系統(rtos)

近200種作業系統,vxworks、qnx、wince、palmos

面向soc的作業系統:symbian的epoc、express logic的 threadx、ati的nucleus

12 混合程式設計模式

嵌入式軟體經常需要直接控制外設、進行暫存器操作等,因而較多使用高階語言、組合語言混合程式設計。

嵌入式系統經常要求去訪問某特定的記憶體位置。例:

unsigned short x;

unsigned short *io_regs;

io_regs = (unsigned short *)0x400000000;

x = *io_regs[10];

儲存限定符volatile。

在多工共享變數、中斷與任務共享變數時,必須使用volatile限 定符,強制讀取記憶體中的值。

void main(void)

while((*p_status & 0x01) == 0); ……}

**共享與可重入

在嵌入式系統中,多個任務使用子程式的乙個單一拷貝是很常見,這些子程式稱為共享**。

由於實時系統的任務是可搶占的,因而必須保證共享**同時被幾個任務呼叫而不發生衝突,這就是**的可重入。

char * strcpy (char *des, const char *src)

第一章 嵌入式系統概論

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