嵌入式系统设计课程笔记一

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嵌入式系统定义

嵌入式系统被定义为:以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
嵌入式系统是计算机技术,通信技术,半导体技术,微电子技术,语音图象数据传输技术,
甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的更新换代产品,是技术密集,投资强度大,
高度分散,不断创新的知识密集型系统。反映当代最新技术的先进水平。

面向用户,面向产品,面向应用,技术密集,高度分散,不断创新的知识集成系统

嵌入式系统的发展概述

现代计算机技术俩大分支:

通用计算机系统:
           技术要求:高速、海量的数据计算
           技术发展方向:总线速度的无限提升、存储容量的无限扩大
嵌入式系统:
          技术要求:对象的智能化控制能力
          技术发展方向:与对象体系密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的

嵌入式发展阶段:网络服务,小型化,低成本,低功耗,人机界面,完善开发平台
 

  第一阶段:单芯片(芯片+汇编程序)
  第二阶段:嵌入式CPU(芯片+简单操作系统+C程序)
  第三阶段:嵌入式操作系统(芯片+可裁减操作系统+混合编程)
  第四阶段: Internet技术与嵌入式技术融合

嵌入式系统的硬件和软件特征

嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为中心,由存储设备、I/O设备、通信接口设备、扩展设备接口以及电源等必要的辅助接口构成。

嵌入式系统的分类

嵌入式微处理器EMPU       (Embedded Microprocessor Unit)    

        由通用计算机中的CPU演变而来。嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在一块电路板上,称为单板计算机

嵌入式微控制器EMCU       (Embedded Microcontroller Unit) 又称为单片机

嵌入式数字信号处理器EDSP     (Embedded Digital Signal Processor)  

嵌入式片上系统ESoC             (Embedded System on Chip)    

基于IP(Intellectual Property)核的嵌入式系统级芯片设计技术,它将许多功能模块集成在一个芯片上。
如ARM RISC、MIPS RISC、DSP或其他的微处理器核心,加上通信的接口单元,例如通用串行端口(USB)、TCP/IP通信单元、GPRS通信接口、GSM通信接口、IEEE1394、蓝牙模块接口等,这些单元以往都是依照其各
自功能做成一个个独立的处理芯片。 

 软件分类:

系统软件:嵌入式操作系统
嵌入式操作系统,嵌入式中间件(CORBA、   Java)等。
  应用软件:嵌入式应用软件
手机软件,路由器软件,交换机软件,飞控软件等。

BSP介绍:

板级支持包:Board Support Package,BSP,是硬件抽象层的一种实现,嵌入式操作系统实现移植经常采用的一种方法。
BSP简单地说,就是一段启动代码,和计算机主板的BIOS差不多,但提供的功能相差很大。
BIOS主要负责在电脑开启时检测、初始化系统设备(设置栈指针,中断分配,内存初始化..)、装入操作系统并调度操作系统向硬件发出指令。 
尽管BSP的开始部分和BIOS所做的工作类似,但是BSP还包含和系统有关的基本驱动。
BIOS程序用户不能更改,只能对参数进行修改设置,但BSP可以修改。
BSP的特点:硬件相关性、操作系统相关性
BSP需要完成两部分工作:嵌入式系统的初始化、设备驱动
嵌入式系统的初始化过程:片级初始化( CPU初始化)、板级初始化(其他器件初始化、软件的数据结构和参数)、系统级初始化(操作系统初始化)。

 1. 按嵌入式微处理器的位数分类 
   外部总线宽度,指令长度,一次性处理位数 
2. 按软件实时性需求分类
非实时系统(如PDA)
软实时系统(如消费类产品)
硬实时系统(如工业实时控制系统)

3. 按嵌入式系统的复杂程度分类
小型嵌入式系统
中型嵌入式系统
复杂嵌入式系统  


嵌入式系统的应用

嵌入式热点技术:

1.嵌入式支撑软件
  嵌入式浏览器
  嵌入式多媒体套件
  嵌入式GUI
  嵌入式中文系统
  嵌入式应用套件
  嵌入式Java
  嵌入式无线通讯软件
2.嵌入式语音芯片
  嵌入式语音芯片基于嵌入式操作系统,采用语音识别和语音合成、语音学和文本处理等技术

3.嵌入式人机界面技术  触摸屏,图像处理

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