嵌入式系统的设计与开发

1、，天天更新!嵌入式系统的设计与开发嵌入式系统的设计与开发嵌入式系统论文 更新：2006-4-11阅读：嵌入式系统的设计与开发摘要：嵌入式系统是先进的计算机技术、半导体技术、电子技术以及各种具体应用相结合的 产物，是技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的新型集成知识系统。文中介绍了嵌入 式系统的基本知识，提出了在嵌入式系统开发过程屮应遵循的原则，并结合实例进行了说明。关键词：嵌入式系统；设计原则目前，嵌入式技术已成为通信和消费类产品的共同发展方向。嵌入式系统儿乎包括了 生活中的所有电器设备，如掌上p d a、移动计算设备、电视机顶盒、手机上网、数字电视、 多媒体、汽车、微波炉、数字相机、家庭自

2、动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、 蜂窝式电话、消费电子设备、工业口动化仪表少医疗仪器等。嵌入式系统是先进的计算机技术、半导体技术、电子技术和各个行业的具体应用相结 合的产物，这就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成 系统。恢入式系统一般指非pc系统。它是以应用为中心、软硬件町裁减的、能适应应用系 统对功能、可靠性、成木、体积、功耗等综合性要求的专用计算机系统。简单地说，嵌入式 系统是集系统的应用软件与硬件于一体，类似于pc中b i 0 s的丁作方式，具有软件代码 小、高度口动化、响应速度快等特点，因此特別适合于要求实时和多任务的系统。嵌入式系 统主要由

3、嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成。1 嵌入式系统的基本知识嵌入式系统是集软、硬件于一体的可独立t作的“器件”。嵌入式系统的硬件部分包括处 理器/微处理器、存储器及外设器件和i / 0端口、图形控制器等。这种系统有别于一般的 计算机处理系统，它不像硕盘那样有大容量的存储介质，阳大多使用e-p rom、eeprom或闪存flash memory 作为存储介质。软件部分包括操作系统软件要 求实吋和多任务操作和应用程序编程。应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统则 控制着应用程序编程与硬件的交互作用。嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比，具冇以下特点：1 ）嵌入式系

4、统通常是而向特定应用的，嵌入式cpu与通用型的最人不同就是，嵌 入式c p u大多工作在为特定用户群设计的系统中，它通常都具冇低功耗、小体积、高集成 度等特点，能够把通用cpu中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式 系统设计趋于小型化，因此，器件的移动能力大大增强，同时跟网络的耦合也越來越紧密。2 ）嵌入式系统的硕件和软件都必须高效地设计，量体裁衣、去除兀余，力争在同样 的硅片而积上实现更高的性能，这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竟争力。3）因为嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也和貝体产品同步 进行，所以，缺入式系统产品一旦进入市场，一般都具冇较长的生

5、命周期。4 ）为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一-般都固化在存储器芯片 或单片机之屮，而不是存贮于磁盘等载体屮。嵌入式系统本身不具备占举开发能力，即使在设计完成后，用户也不能对其中的程序 进行修改，而是必须有一套开发工具和环境才能进行开发。2 嵌入式系统的选型原则2. 1硬件平台的选择嵌入式系统的核心部件是各种类型的城入式处理器，嵌入式开发硬件平台的选择主要 是嵌入式处理器的选择。在一个系统中使用什么样的嵌入式处理器内核主要収决于应用的领 域、用户的需求、成本、开发的难易程度等因素。确定了使用哪种嵌入式处理器内核以后接下來就是综合考虑系统外围设备的需求情况以选择一款合适的处理器

6、。下而列岀考虑系统 外围设备的一些因索：总线的需求有没有通川串行接口是否需要u s b总线有没有以太网接口系统内部是否需要i 2 c总线和s p i总线音频d /a连接的i i s总线外设接口系统是否需要a/d或d/a转换器系统是否需要i / 0控制接口。另外，还要考虑处理器的寻址空间，有没有片上的f 1 a s h存储器，处理器是否容 易调试和仿真以及调试工具的成木和易用性等相关的信息。在实际过程屮，挑选最好的硬件 是一项很复杂的工作，充满着各种顾忌和干扰，包括其它工程的影响以及缺乏完整或准确的 信息等。2. 2恢入式操作系统的选择实时嵌入式系统的种类繁多大体上可分为两种：商用型和免费型。商

7、用型的实时操作 系统功能稳定、可靠，有完善的技术支持和售后服务，但往往价格昂贵。免费型的实时操作 系统在价格方面具有优势，目前主要有l i n u x和uc / 0 s,但是不管选用什么样的系 统，都要考虑以下几点：操作系统的硬件支持；开发工具的支持程度;能否满足应用需求。由此可见，选择一款既能满足应用需求，性价比又可达到最佳的实吋操作系统，对开 发工作的顺利开展意义重大。3 嵌入式系统的开发图1是一款mp3随身听的设计框图。它的结构由存储器系统、mp3压缩模块、l c d显示模块、键盘模块、r s 2 3 2通信接口和u s b接口组成，该结构在原有的mp 3 播放功能上进行了扩展。该方案选用了 arm 7微处理器和|jc / os嵌入式操作系统。对于m p 3压缩数据的解压缩播放，只需要使用arm7 tdm i微处理器架构核心 的2 5mhz工作频率就可以流畅地播放，而arm7 t dm i的工作频率最高可达7 2 m h z ,建议工作频率为6 4mhz,完全能满足需要，空出的微处理器资源还可以实现功能 扩展。而且帀场中已有成熟的开发平台，其中三星公司的s ama rmd v k就是一个完善 的开发环境，它可使开发变得可靠简单。4