嵌入式计算系统简介课件

第一章嵌入式计算系统简介主要内容:嵌入式计算系统概念嵌入式计算系统的组成嵌入式计算系统的特点嵌入式计算系统的嵌入方式第一章嵌入式计算系统简介主要内容:11.1、嵌入式计算系统的概念1、概念：嵌入式系统为包含可编程计算机的设备，是软件和硬件的综合体，特别强调量身定做的原则。也就是符合特定的功能、性能、成本、体积、功耗等指标要求的专用计算机系统，用于对其他设备的控制、监视或其他管理功能1.1、嵌入式计算系统的概念1、概念：21.2、嵌入式系统的组成嵌入式系统通常由嵌入式微处理器、嵌入式外围设备、嵌入式操作系统、嵌入式应用软件等部分组成1.2、嵌入式系统的组成嵌入式系统通常由嵌入式微处理器、嵌31.2、嵌入式系统的组成1、嵌入式微处理器微处理器是一种单芯片的中央处理器，可按其精度分为不同的等级。可通过重新设计软件而重用硬件应用较广泛的有ARM、PowerPC、MC68000等。1.2、嵌入式系统的组成1、嵌入式微处理器41.2、嵌入式系统的组成2、嵌入式外围设备除中心控制部件以外的完成存储、通信、保护、调试、显示等其他功能的部件。大致可分为3类：存储类：RAM、SRAM、DRAM、ROM、EPROM、EEPROM、FLASH等接口类：串口、USB、现场总线、Ethernet等显示类：CRT、LCD、触摸屏等1.2、嵌入式系统的组成2、嵌入式外围设备51.2、嵌入式系统的组成3、嵌入式操作系统用于嵌入式系统的操作系统。主要特点：内核可裁减大多是实时的支持应用程序的动态下载多任务1.2、嵌入式系统的组成3、嵌入式操作系统61.2、嵌入式系统的组成4、嵌入式应用软件基于相应的嵌入式硬件平台，针对特定的实际应用，并完成用户预期任务的计算机软件。主要特点：充分考虑资源消耗保证准确性、安全性、稳定性1.2、嵌入式系统的组成4、嵌入式应用软件71.3、嵌入式系统的特点面向特定应用嵌入式CPU大多工作在为特定用户群所设计的系统中。具有低功耗、体积小、集成度高、成本低等特点。专用性嵌入式系统和具体应用有机的结合在一起，其升级换代也与具体产品同步进行，因此，一旦进入市场，具有较长的生命周期多种技术的综合体嵌入式系统是将先进的计算技术、半导体技术、电子技术、通信网络技术和各个行业的具体应用相结合后的产物。这就决定了它是一个技术密集、资金密集、不断创新的知识集成系统.硬件和软件的相互依赖嵌入式系统的软、硬件都必须高效率设计，量体裁衣、去处冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。开发困难通常，嵌入式系统不具备开发能力，需要一套交叉编译工具和环境进行开发1.3、嵌入式系统的特点面向特定应用81.4、嵌入式计算应用的特点功能性对于通用计算或是嵌入式计算来说都是很重要的，但是嵌入式应用程序有更多的约束，嵌入式计算系统必须提供更加精细的功能：复杂的算法实时用户界面多速率制造成本功率1.4、嵌入式计算应用的特点功能性对于通用计算或是嵌入91.5、嵌入式系统的嵌入方式整机嵌入一个具有专用接口的计算机系统嵌入到一个控制系统中，成为系统的核心部分。部件嵌入以部件式嵌入到一个控制设备中芯片嵌入一个芯片是一个完整的专用计算机，具有完整的输入/输出接口，完成专一的功能1.5、嵌入式系统的嵌入方式整机嵌入101.6、为什么使用微处理器用微处理器是实现数字系统的一种十分有效的方法微处理器的制造商投入了大量的财力使CPU高速运行大批量生产，价格低就逻辑门电路单元而言，体积小定制的逻辑电路不能用于执行其他功能，而微处理器可以通过重新设计软件使微处理器执行其他算法由于程序设计可以独立于要运行的硬件系统，软、硬件的开发可以并行进行硬件重新设计时，原来的软件可以重用。硬件不变，通过升级软件，也可改善系统性能1.6、为什么使用微处理器用微处理器是实现数字系统的一种十分111.7、嵌入式系统的主要应用领域家庭信息化网络移动计算设备网络设备工业控制、仿真、医疗仪器等1.7、嵌入式系统的主要应用领域家庭信息化网络121.8、嵌入式系统的发展方式嵌入式应用软件的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持连网成为必然趋势支持小型电子设备实现小尺寸、微功耗和低成本提供精巧的多媒体人机界面1.8、嵌入式系统的发展方式嵌入式应用软件的开发需要强大的开131.9、嵌入式系统设计面临的挑战需要多少硬件如何满足时限如何减少系统功耗如何保证系统可升级能否可靠工作测试复杂可视性和可控性有限开发环境受限1.9、嵌入式系统设计面临的挑战需要多少硬件14嵌入式系统软件开发示意嵌入式系统软件开发示意151.10、与嵌入式相关的一些术语ASIC（ApplicationSpecificIntergratedCircuits）即专用集成电路，是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。ASIC的特点是面向特定用户的需求，品种多、批量少，要求设计和生产周期短，它作为集成电路技术与特定用户的整机或系统技术紧密结合的产物，与通用集成电路相比具有体积更小、重量更轻、功耗更低、可靠性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。FPGA（现场可编程门阵列）用户可对FPGA内部的逻辑模块和I/O模块重新配置，以实现用户的逻辑。用户对FPGA的编程数据放在Flash芯片中，通过上电加载到FPGA中，对其进行初始化。也可在线对其编程，实现系统在线重构。1.10、与嵌入式相关的一些术语ASIC（Applicati16第一章嵌入式计算系统简介主要内容:嵌入式计算系统概念嵌入式计算系统的组成嵌入式计算系统的特点嵌入式计算系统的嵌入方式第一章嵌入式计算系统简介主要内容:171.1、嵌入式计算系统的概念1、概念：嵌入式系统为包含可编程计算机的设备，是软件和硬件的综合体，特别强调量身定做的原则。也就是符合特定的功能、性能、成本、体积、功耗等指标要求的专用计算机系统，用于对其他设备的控制、监视或其他管理功能1.1、嵌入式计算系统的概念1、概念：181.2、嵌入式系统的组成嵌入式系统通常由嵌入式微处理器、嵌入式外围设备、嵌入式操作系统、嵌入式应用软件等部分组成1.2、嵌入式系统的组成嵌入式系统通常由嵌入式微处理器、嵌191.2、嵌入式系统的组成1、嵌入式微处理器微处理器是一种单芯片的中央处理器，可按其精度分为不同的等级。可通过重新设计软件而重用硬件应用较广泛的有ARM、PowerPC、MC68000等。1.2、嵌入式系统的组成1、嵌入式微处理器201.2、嵌入式系统的组成2、嵌入式外围设备除中心控制部件以外的完成存储、通信、保护、调试、显示等其他功能的部件。大致可分为3类：存储类：RAM、SRAM、DRAM、ROM、EPROM、EEPROM、FLASH等接口类：串口、USB、现场总线、Ethernet等显示类：CRT、LCD、触摸屏等1.2、嵌入式系统的组成2、嵌入式外围设备211.2、嵌入式系统的组成3、嵌入式操作系统用于嵌入式系统的操作系统。主要特点：内核可裁减大多是实时的支持应用程序的动态下载多任务1.2、嵌入式系统的组成3、嵌入式操作系统221.2、嵌入式系统的组成4、嵌入式应用软件基于相应的嵌入式硬件平台，针对特定的实际应用，并完成用户预期任务的计算机软件。主要特点：充分考虑资源消耗保证准确性、安全性、稳定性1.2、嵌入式系统的组成4、嵌入式应用软件231.3、嵌入式系统的特点面向特定应用嵌入式CPU大多工作在为特定用户群所设计的系统中。具有低功耗、体积小、集成度高、成本低等特点。专用性嵌入式系统和具体应用有机的结合在一起，其升级换代也与具体产品同步进行，因此，一旦进入市场，具有较长的生命周期多种技术的综合体嵌入式系统是将先进的计算技术、半导体技术、电子技术、通信网络技术和各个行业的具体应用相结合后的产物。这就决定了它是一个技术密集、资金密集、不断创新的知识集成系统.硬件和软件的相互依赖嵌入式系统的软、硬件都必须高效率设计，量体裁衣、去处冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。开发困难通常，嵌入式系统不具备开发能力，需要一套交叉编译工具和环境进行开发1.3、嵌入式系统的特点面向特定应用241.4、嵌入式计算应用的特点功能性对于通用计算或是嵌入式计算来说都是很重要的，但是嵌入式应用程序有更多的约束，嵌入式计算系统必须提供更加精细的功能：复杂的算法实时用户界面多速率制造成本功率1.4、嵌入式计算应用的特点功能性对于通用计算或是嵌入251.5、嵌入式系统的嵌入方式整机嵌入一个具有专用接口的计算机系统嵌入到一个控制系统中，成为系统的核心部分。部件嵌入以部件式嵌入到一个控制设备中芯片嵌入一个芯片是一个完整的专用计算机，具有完整的输入/输出接口，完成专一的功能1.5、嵌入式系统的嵌入方式整机嵌入261.6、为什么使用微处理器用微处理器是实现数字系统的一种十分有效的方法微处理器的制造商投入了大量的财力使CPU高速运行大批量生产，价格低就逻辑门电路单元而言，体积小定制的逻辑电路不能用于执行其他功能，而微处理器可以通过重新设计软件使微处理器执行其他算法由于程序设计可以独立于要运行的硬件系统，软、硬件的开发可以并行进行硬件重新设计时，原来的软件可以重用。硬件不变，通过升级软件，也可改善系统性能1.6、为什么使用微处理器用微处理器是实现数字系统的一种十分271.7、嵌入式系统的主要应用领域家庭信息化网络移动计算设备网络设备工业控制、仿真、医疗仪器等1.7、嵌入式系统的主要应用领域家庭信息化网络281.8、嵌入式系统的发展方式嵌入式应用软件的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持连网成为必然趋势支持小型电子设备实现小尺寸、微功耗和低成本提供精巧的多媒体人机界面1.8、嵌入式系统的发展方式嵌入式应用软件的开发需要强大的开291.9、嵌入式系统设计面临的挑战需要多少硬件如何满足时限如何减少系统功耗如何保证系统可升级能否可靠工作测试复杂可视性和可控性有限开发环境受限1.9、嵌入式系统设计面临的挑战需要多少硬件30嵌入式系统软件开发示意嵌入式系统软件开发示意311.10、与嵌入式相关的一些术语ASIC（ApplicationSpecificIntergratedCircuits）即专用集成电路，是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。ASIC的特点是面向特定用户的需求，品种多、批量少，要求设计和生