嵌入式系统及应用讲座

1、发展现状发展现状随着信息化，智能化，网络化的发展，嵌入式系统技术也将获得广阔的随着信息化，智能化，网络化的发展，嵌入式系统技术也将获得广阔的发展空间。美国著名未来学家发展空间。美国著名未来学家尼葛洛庞帝尼葛洛庞帝9999年年1 1月访华时预言，月访华时预言，4 45 5年后嵌年后嵌入 式 智 能 （ 电 脑入 式 智 能 （ 电 脑 ) ) 工 具 将 是工 具 将 是 P CP C 和 因 特 网 之 后 最 伟 大 的 发 明 。和 因 特 网 之 后 最 伟 大 的 发 明 。 进入进入2020世纪世纪9090年代，嵌入式技术全面展开，目前已成为通信和消费类年代，嵌入式技术全面展开，目前

2、已成为通信和消费类产品的共同发展方向。欧洲的产品的共同发展方向。欧洲的DVBDVB（数字电视广播）技术已在全球大多数国（数字电视广播）技术已在全球大多数国家 推 广 。 数 字 音 频 广 播 （家 推 广 。 数 字 音 频 广 播 （ D A BD A B ） 也 已 进 入 商 品 化 试 播 阶 段 。） 也 已 进 入 商 品 化 试 播 阶 段 。目前对于企业专用解决方案，如物流管理、条码扫描、移动信息采集目前对于企业专用解决方案，如物流管理、条码扫描、移动信息采集等，这种小型手持嵌入式系统将发挥巨大的作用。等，这种小型手持嵌入式系统将发挥巨大的作用。ATMATM机，自动售货机，工

3、机，自动售货机，工业控制等专用设备，移动通讯设备、业控制等专用设备，移动通讯设备、GPSGPS、嵌入式系统同样可以发挥巨大的、嵌入式系统同样可以发挥巨大的作用。近期的作用。近期的ADSLADSL产品，结合网络，控制，信息，这种智能化，网络化将产品，结合网络，控制，信息，这种智能化，网络化将是家电发展的新趋势。是家电发展的新趋势。 硬件方面：硬件方面：不仅有各大公司的微处理器芯片，还有用于学习和研发的各不仅有各大公司的微处理器芯片，还有用于学习和研发的各种配套开发包。目前低层系统和硬件平台经过若干年的研究，已经相对比较种配套开发包。目前低层系统和硬件平台经过若干年的研究，已经相对比较成熟，实现各

4、种功能的芯片应有尽有。而且巨大的市场需求给我们提供了学成熟，实现各种功能的芯片应有尽有。而且巨大的市场需求给我们提供了学习研发的资金和技术力量。习研发的资金和技术力量。 软件方面讲：软件方面讲：也有相当部分的成熟软件系统。同时由于是研究热点，所也有相当部分的成熟软件系统。同时由于是研究热点，所以我们可以在网上找到各种各样的免费资源，从各大厂商的开发文档，到各以我们可以在网上找到各种各样的免费资源，从各大厂商的开发文档，到各种驱动，程序源代码，甚至很多厂商还提供微处理器的样片。这对于我们从种驱动，程序源代码，甚至很多厂商还提供微处理器的样片。这对于我们从事这方面的研发，无疑是个资源宝库。事这方面

5、的研发，无疑是个资源宝库。今天嵌入式系统带来的工业年产值已超过了今天嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1 1万亿美元，万亿美元，19971997年来自美国年来自美国嵌入式系统大会嵌入式系统大会(Embedded System Conference)(Embedded System Conference)的报告指出，未来的报告指出，未来5 5年仅基于年仅基于嵌入式计算机系统的全数字电视产品，就将在美国产生一个每年嵌入式计算机系统的全数字电视产品，就将在美国产生一个每年15001500亿美元亿美元的新市场。福特公司的高级经理也曾宣称，的新市场。福特公司的高级经理也曾宣称，“福特出售的福特出售的计算

6、能力计算能力已超已超过了过了IBM”IBM”，由此可以想见嵌入式计算机工业的规模和广度。，由此可以想见嵌入式计算机工业的规模和广度。19981998年年1111月在美月在美国加州举行的嵌入式系统大会上，基于国加州举行的嵌入式系统大会上，基于RTOSRTOS的的Embedded InternetEmbedded Internet成为一个技成为一个技术新热点。术新热点。 由此可见，嵌入式系统技术发展的空间真是无比广大。由此可见，嵌入式系统技术发展的空间真是无比广大。 图:卡耐基梅隆大学和瑞士EPFL研制的机器人控制器（采用卡西欧PDA和Windows CE） NOR Flash 的特点是芯片内执行

7、（XIP ，eXecute In Place），这样应用程序可以直接在Flash闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。 Nand-flash内存其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。Nand-flash存储器具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储 2014年最新的手机处理器性能排名 NO.1-NO.10苹果苹果 A8 四核四核 2.0ghz （iPhone6、iPad6）等）等高通高通805（8084） 四核四核 2.5ghz （诺基亚（诺基亚Lumia1820、三星、三星S6）等）等高通高通801（8974AC） 四核四核 2.5ghz

8、 （三星（三星S5）等）等高通高通800（8974AB） 四核四核 2.2ghz （诺基亚（诺基亚Lumia1520、三星、三星S4）等）等猎户座猎户座5420 八核八核 1.8ghz （三星（三星S4、三星、三星noto3）等）等英伟达英伟达tegra 4 四核四核 1.8ghz （HTC One x）等）等苹果苹果 A7 双核双核 1.3ghz （iPhone5S、iPad Air）等）等猎户座猎户座5410 八核八核 1.6ghz （三星（三星S4）等）等高通高通615（8936） 八核八核 1.7ghz （三星（三星S6）等）等联发科联发科6592turbo 八核八核 2.0ghz （

9、华为（华为3X）等）等高通高通600（8064T） 四核四核 1.7ghz。 （小米（小米2S）等）等注：Thumb是ARM体系结构中一种16位的指令集 Jazelle是ARM体系结构的一种相关技术，用于在处理器指令层次对JAVA加速 MMU是Memory Management Unit的缩写，中文名是内存管理单元，它是中央处理器(CPU)中用来管理虚拟存储器、物理存储器的控制线路，同时也负责虚拟地址 型号工艺频率CPUDSPGPUIVA分辨率OMAP3410OMAP341065 nm65 nm600 MHz600 MHzARM Cortex-A8ARM Cortex-A8TMS320C64x

10、TMS320C64x无IVA 2QVGAOMAP3420OMAP342065 nm65 nm600 MHz600 MHzARM Cortex-A8ARM Cortex-A8TMS320C64xTMS320C64xPowerVR SGX530IVA 2VGAOMAP3430OMAP343065 nm65 nm600 MHz600 MHzARM Cortex-A8ARM Cortex-A8TMS320C64xTMS320C64xPowerVR SGX530IVA 2 +XGAOMAP3440OMAP344065 nm65 nm800 MHz800 MHzARM Cortex-A8ARM Corte

11、x-A8TMS320C64xTMS320C64xPowerVR SGX530IVA 2 +XGAOMAP3610OMAP361045 nm45 nm720MHz720MHzARM Cortex-A8ARM Cortex-A8TMS320C64xTMS320C64x无IVA 2XGA/WXGAOMAP3620OMAP362045 nm45 nm720MHz720MHzARM Cortex-A8ARM Cortex-A8TMS320C64xTMS320C64xPowerVR SGX530IVA 2XGA/WXGAOMAP3630OMAP363045 nm45 nm720MHz720MHzARM C

12、ortex-A8ARM Cortex-A8TMS320C64xTMS320C64xPowerVR SGX530IVA 2 +XGA/WXGAOMAP3640OMAP364045 nm45 nm1.0 GHz1.0 GHzARM Cortex-A8ARM Cortex-A8TMS320C64xTMS320C64xPowerVR SGX530IVA 2 +XGA/WXGA摩托罗拉摩托罗拉 Droid X、Droid 2/里程碑里程碑2、Defy/ME525、Defy+，ARCHOS 7，诺基亚，诺基亚N9等 处理器型号处理器型号制造工艺制造工艺最大频率最大频率CPUGPU视频性能视频性能 (3D)

13、OMAP443045 nm1.0 GHzDual-Core ARM Cortex-A9PowerVR SGX540 304 MHz720p 立体立体3DOMAP446045 nm1.5 GHzDual-Core ARM Cortex-A9PowerVR SGX540 384 MHz1080p 立体立体3DOMAP447045 nm1.8 GHzDual-Core ARM Cortex-A9PowerVR SGX544 384 MHz1080p 立体立体3DOMAP4460的代表产品有摩托罗拉摩托罗拉 Droid RAZR，GALAXY Nexus，华为，华为 Ascend P1 S，夏普，夏普

14、Aquos 104SH，智器，智器 T20等 处理器型号处理器型号制造工艺制造工艺最大频率最大频率CPUCPUGPUGPU内存支持内存支持OMAP5430OMAP543028 nm28 nm2.0 GHz2.0 GHz双核双核 ARM Cortex-ARM Cortex-A15 MPA15 MPPOWERVR SGX544-MPxPOWERVR SGX544-MPx2xLPDDR22xLPDDR2OMAP5432OMAP543228 nm28 nm2.0 GHz2.0 GHz双核双核 ARM Cortex-ARM Cortex-A15 MPA15 MPPOWERVR SGX544-MPxPOW

15、ERVR SGX544-MPx2xDDR3/DDR3L2xDDR3/DDR3L处理器型号处理器型号工艺工艺CPUGPUModemDSPMSM8960 Pro28 nm1.51.7 GHz Dual KraitAdreno 320World ModeHexagon QDSP6 500MHzAPQ806428 nm1.51.7 GHz Dual KraitAdreno 320No ModemHexagon QDSP6 500MHzMPQ806428 nm1.5 GHz Quad KraitAdreno 225No ModemHexagon QDSP6 500MHzMSM896028 nm1.51.

16、7 GHz Dual KraitAdreno 225World ModeHexagon QDSP6 500MHzMSM8660A28 nm1.51.7 GHz Dual KraitAdreno 225CMDA/UMTSHexagon QDSP6 500MHzMSM8260A28 nm1.51.7 GHz Dual KraitAdreno 225UMTSHexagon QDSP6 500MHzAPQ8060A28 nm1.51.7 GHz Dual KraitAdreno 225No ModemHexagon QDSP6 500MHzMSM893028 nm1.2 GHz Dual KraitA

17、dreno 305World ModeHexagon QDSP6 500MHzMSM863028 nm1.2 GHz Dual KraitAdreno 305CDMA/UMTSHexagon QDSP6 500MHzMSM823028 nm1.2 GHz Dual KraitAdreno 305UMTSHexagon QDSP6 500MHzAPQ803028 nm1.2 GHz Dual KraitAdreno 305No ModemHexagon QDSP6 500MHzMSM862728 nm1 GHz Dual KraitAdreno 305CDMA/UMTSHexagon QDSP6 500MHzMSM822728 nm1 GHz Dual KraitAdreno 305