嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例開(kāi)發(fā)課件

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例開(kāi)發(fā)——ARM與C/OS-Ⅱ1、掌握一種學(xué)習(xí)方法2、學(xué)習(xí)了解嵌入式技術(shù)研發(fā)的基本概念、方法和知識(shí)3、獲得嵌入式開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)希望大家有所收獲課程目的本課程圍繞基于ARM的微處理器和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)C/OS，介紹了嵌入式系統(tǒng)前沿發(fā)展趨勢(shì)，理解其設(shè)計(jì)方法，學(xué)會(huì)嵌入式編程技術(shù)。課程采用講課與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式。著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，通過(guò)熟悉開(kāi)發(fā)環(huán)境與開(kāi)發(fā)流程、編程實(shí)踐等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能夠掌握嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。此外還增加了網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計(jì)、嵌入式游戲開(kāi)發(fā)等開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)，供基礎(chǔ)較好的學(xué)生深入學(xué)習(xí)。學(xué)生基礎(chǔ)：學(xué)過(guò)C語(yǔ)言、微機(jī)原理或單片機(jī)等您預(yù)期的收獲通過(guò)本門課程的學(xué)習(xí)，你將獲得以下知識(shí)：提高C語(yǔ)言編程能力（期望值：★★★）學(xué)會(huì)使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，了解多任務(wù)（期望值：★★）了解嵌入式軟件開(kāi)發(fā)流程（期望值：★）掌握基本嵌入式硬件知識(shí)（期望值：★★）獨(dú)立或合作開(kāi)發(fā)出嵌入式游戲（期望值：★★）掌握嵌入式軟件編程（期望值：★★）掌握硬件設(shè)計(jì)知識(shí)（期望值：★★★）學(xué)會(huì)操作系統(tǒng)移植（期望值：★★★）成為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)高手（期望值：★★）本節(jié)提要13254為什么要學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的定義、特點(diǎn)及架構(gòu)嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)、PC的區(qū)別嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域一、為什么要學(xué)習(xí)嵌入式技術(shù)市場(chǎng)需求－中國(guó)具有世界最大嵌入式技術(shù)市場(chǎng)，將成為世界第一，手持儀器設(shè)備、信息家電、城市建設(shè)、工業(yè)控制、軍事應(yīng)用，……，嵌入式技術(shù)無(wú)處不在。企業(yè)人才需求－軟硬件設(shè)計(jì)人才，應(yīng)用開(kāi)發(fā)人才，綜合性人才，……技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)要求－8位、16位、32位，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，……它們被廣泛地應(yīng)用到工業(yè)控制系統(tǒng)、仿真系統(tǒng)、醫(yī)療儀器、信息家電、通信設(shè)備等眾多領(lǐng)域中。 PDA在顯示屏幕上已實(shí)現(xiàn)漢字寫入、短消息語(yǔ)音發(fā)布，作為企業(yè)專用解決方案，如物流管理、條碼掃描、移動(dòng)信息采集等自動(dòng)控制領(lǐng)域，不僅可以用于ATM機(jī)，自動(dòng)售貨機(jī)，工業(yè)控制等專用設(shè)備，和移動(dòng)通訊設(shè)備結(jié)合、GPS、娛樂(lè)相結(jié)合，硬件方面，不僅有各大公司的微處理器芯片，還有用于學(xué)習(xí)和研發(fā)的各種配套開(kāi)發(fā)包。尤其是在最近幾年，嵌入式設(shè)備不斷地進(jìn)入到新的應(yīng)用領(lǐng)域，比如PDA、手持設(shè)備、AutoPC、智能電話和機(jī)項(xiàng)盒（STB）等。嵌入式技術(shù)正在形成一種產(chǎn)業(yè)在通信領(lǐng)域，數(shù)字技術(shù)正在全面取代模擬技術(shù)。在廣播電視領(lǐng)域，美國(guó)已開(kāi)始由模擬電視向數(shù)字電視轉(zhuǎn)變，歐洲的DVB（數(shù)字電視廣播）技術(shù)已在全球大多數(shù)國(guó)家推廣。北京數(shù)字電視，鳳凰數(shù)字衛(wèi)視，高清晰、互動(dòng)點(diǎn)播、機(jī)頂盒。在中國(guó)有8000萬(wàn)有線電視網(wǎng)用戶，1億以上的有線電話網(wǎng)用戶，為其發(fā)展提供了巨大市場(chǎng)。針對(duì)如此巨大的市場(chǎng)，嵌入式系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)也給我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展提供了良好的機(jī)遇。嵌入式技術(shù)正在形成一種產(chǎn)業(yè)據(jù)國(guó)外某研究機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)，1999年，嵌入式操作系統(tǒng)全球產(chǎn)值3.62億美元，比1998年的3.05億美元增長(zhǎng)了18.7%。而另一研究機(jī)構(gòu)則預(yù)計(jì)，從1997年到2001年，嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng)將以年均240％的速度增長(zhǎng)，2001年的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到317億美元再?gòu)氖殖衷O(shè)備市場(chǎng)來(lái)看，2000年的全球產(chǎn)銷量為1290萬(wàn)部，而到2004年時(shí)預(yù)計(jì)將為6340萬(wàn)部。據(jù)預(yù)測(cè)，2001年中國(guó)信息家電市場(chǎng)將達(dá)到500億-700億元，2004年有望達(dá)到3500億-5000億元。目前，嵌入式操作系統(tǒng)的品種較多，一年前的統(tǒng)計(jì)顯示，僅用于信息家電的嵌入式操作系統(tǒng)就有40種左右。嵌入式系統(tǒng)市場(chǎng)分析通訊行業(yè)：華為、中興、大唐、……國(guó)內(nèi)IT業(yè)：聯(lián)想、同方、方正、……外資企業(yè)：微軟、IBM、GE、……工業(yè)領(lǐng)域：Siemens、ABB、研華、……國(guó)內(nèi)中小型高新技術(shù)企業(yè)社會(huì)對(duì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)人才的迫切需求嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一門綜合性的課程，涉及涉及電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等諸多專業(yè)知識(shí)，綜合性強(qiáng)，可包括微機(jī)原理、單片機(jī)設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)等課程內(nèi)容。嵌入式系統(tǒng)是軟件、硬件設(shè)計(jì)的完美結(jié)合。理論與實(shí)踐相結(jié)合：實(shí)踐是嵌入式系統(tǒng)課程的重要環(huán)節(jié)，缺乏實(shí)踐的嵌入式系統(tǒng)課程是紙上談兵。通過(guò)嵌入式系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)，可提升嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的專業(yè)知識(shí)和實(shí)際設(shè)計(jì)能力。知識(shí)的積累是與精力和時(shí)間的付出成正比的，要成為高手和專家，就需要不斷的努力。學(xué)無(wú)止境。對(duì)提高專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐能力大有幫助本節(jié)提要13254為什么要學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的定義、特點(diǎn)及架構(gòu)嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)、PC的區(qū)別嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域IEEE定義根據(jù)IEEE的定義：

嵌入式系統(tǒng)是“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置”（原文為devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants）。 可以看出此定義是從應(yīng)用上考慮的，嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機(jī)電等附屬裝置。一般定義

“以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?！鼻度胧较到y(tǒng)是以嵌入式應(yīng)用為目的的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。可分為系統(tǒng)級(jí)、板級(jí)、片級(jí)系統(tǒng)級(jí)：各種類型的工控器、PC104模塊板級(jí)：各種類型的帶CPU的主板及OEM產(chǎn)品片級(jí)：各種以單片機(jī)、DSP、微處理器為核心的產(chǎn)品微機(jī)學(xué)會(huì)的定義（２）專用性強(qiáng)嵌入式系統(tǒng)的個(gè)性化很強(qiáng)，其中的軟件系統(tǒng)和硬件的結(jié)合非常緊密，一般要針對(duì)硬件進(jìn)行系統(tǒng)的移植。即使在同一品牌、同一系列的產(chǎn)品中也需要根據(jù)系統(tǒng)硬件的變化和增減不斷進(jìn)行修改。同時(shí)針對(duì)不同的任務(wù)，往往需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行較大更改，程序的編譯下載要和系統(tǒng)相結(jié)合，這種修改和通用軟件的“升級(jí)”是完全不同的概念。（３）系統(tǒng)精簡(jiǎn)嵌入式系統(tǒng)一般沒(méi)有系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的明顯區(qū)分，不要求其功能設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)上過(guò)于復(fù)雜，這樣一方面利于控制系統(tǒng)成本，同時(shí)也利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全。（４）高實(shí)時(shí)性O(shè)S這是嵌入式軟件的基本要求，而且軟件要求固態(tài)存儲(chǔ)，以提高速度。軟件代碼要求高質(zhì)量和高可靠性、實(shí)時(shí)性。（6）嵌入式系統(tǒng)需要開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境由于其本身不具備自主開(kāi)發(fā)能力，即使設(shè)計(jì)完成以后，用戶通常也是不能對(duì)其中的程序功能進(jìn)行修改，必須有一套開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開(kāi)發(fā)。這些工具和環(huán)境一般是基于通用計(jì)算機(jī)上的軟硬件設(shè)備以及各種邏輯分析儀、混合信號(hào)示波器等。開(kāi)發(fā)時(shí)往往有主機(jī)和目標(biāo)機(jī)的概念，主機(jī)用于程序的開(kāi)發(fā)，目標(biāo)機(jī)作為最后的執(zhí)行機(jī)，開(kāi)發(fā)時(shí)需要交替結(jié)合進(jìn)行。嵌入式系統(tǒng)的架構(gòu)處理器存儲(chǔ)器輸入輸出操作系統(tǒng)應(yīng)用程序軟件結(jié)構(gòu)硬件結(jié)構(gòu)嵌入式微處理器分類（1）嵌入式微控制器嵌入式微控制器的典型代表是單片機(jī)，這種８位的電子器件目前在嵌入式設(shè)備中仍然有著極其廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)芯片內(nèi)部集成ROM/EPROM、RAM、總線、總線邏輯、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、看門狗、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A、FlashRAM、EEPROM等各種必要功能和外設(shè)。微控制器的最大特點(diǎn)是單片化，體積大大減小，從而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。微控制器的片上外設(shè)資源一般比較豐富，適合于控制，因此稱為微控制器。（2）嵌入式DSP處理器DSP處理器是專門用于信號(hào)處理方面的處理器，其在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令算法方面進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，在數(shù)字濾波、FFT、譜分析等各種儀器上DSP獲得了大規(guī)模的應(yīng)用。DSP的理論算法在70年代就已經(jīng)出現(xiàn)，但是由于專門的DSP處理器還未出現(xiàn)，所以這種理論算法只能通過(guò)MPU等由分立元件實(shí)現(xiàn)。1982年世界上誕生了首枚DSP芯片。在語(yǔ)音合成和編碼解碼器中得到了廣泛應(yīng)用。DSP的運(yùn)算速度進(jìn)一步提高，應(yīng)用領(lǐng)域也從上述范圍擴(kuò)大到了通信和計(jì)算機(jī)方面。目前最為廣泛應(yīng)用的嵌入式DSP處理器是TI的TMS320C2000/C5000系列，另外如Intel的MCS-296和Siemens的TriCore也有各自的應(yīng)用范圍。MPU嵌入式微處理器是由通用計(jì)算機(jī)中的CPU演變而來(lái)的。與計(jì)算機(jī)處理器不同的是，在實(shí)際嵌入式應(yīng)用中，只保留和嵌入式應(yīng)用緊密相關(guān)的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，這樣就以最低的功耗和資源實(shí)現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的特殊要求。（3）、嵌入式微處理器（MicroProcessorUnit)和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相比，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。目前主要的嵌入式處理器類型有Am186/88、386EX、SC-400、PowerPC、68000、MIPS、ARM/StrongARM系列等SoC就是SystemonChip，SoC嵌入式系統(tǒng)微處理器就是一種電路系統(tǒng)。它結(jié)合了許多功能區(qū)塊，將功能做在一個(gè)芯片上，像是ARMRISC、MIPSRISC、DSP或是其他的微處理器核心，加上通信的接口單元，像是通用串行端口（USB）、TCP/IP通信單元、GPRS通信接口、GSM通信接口、IEEE1394、藍(lán)牙模塊接口等等，這些單元以往都是依照各單元的功能做成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的處理芯片。（4）嵌入式片上系統(tǒng)(SystemOnChip)

SoC是追求產(chǎn)品系統(tǒng)最大包容的集成器件，SOC最大的特點(diǎn)是成功實(shí)現(xiàn)了軟硬件無(wú)縫結(jié)合，直接在處理器片內(nèi)嵌入操作系統(tǒng)的代碼模塊。運(yùn)用VHDL等硬件描述語(yǔ)言不需要再像傳統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)一樣，繪制龐大復(fù)雜的電路板，一點(diǎn)點(diǎn)的連接焊制，只需要使用精確的語(yǔ)言，綜合時(shí)序設(shè)計(jì)直接在器件庫(kù)中調(diào)用各種通用處理器的標(biāo)準(zhǔn)，然后通過(guò)仿真之后就可以直接交付芯片廠商進(jìn)行生產(chǎn)。由于SOC往往是專用的，所以大部分都不為用戶所知，如Philips的SmartXA。Siemens的TriCore，Motorola的M-Core，某些ARM系列器件，Echelon和Motorola聯(lián)合研制的Neuron芯片等。SOC芯片也將在聲音、圖像、影視、網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)邏輯等應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。SoC嵌入式系統(tǒng)微處理器所具有的其他的好處可以分為下列幾點(diǎn)：利用改變內(nèi)部工作電壓，降低芯片功耗。減少芯片對(duì)外管腳數(shù)，簡(jiǎn)化制造過(guò)程。減少外圍驅(qū)動(dòng)接口單元及電路板之間的信號(hào)傳遞，可以加快微處理器數(shù)據(jù)處理的速度。內(nèi)嵌的線路可以避免外部電路板在信號(hào)傳遞時(shí)所造成系統(tǒng)雜訊。新的發(fā)展方向：SOCASICCoreMemoryEmbeddedProcessorCoreAnalogFunctionsCommunicationSensorInterfaceMoore’s定律RTOS是32位嵌入式CPU的軟件基礎(chǔ)RTOS內(nèi)核提供CPU的管理硬件初時(shí)化，MMU，定時(shí)器，中斷RTOS內(nèi)核提供任務(wù)，內(nèi)存管理RTOS提供設(shè)備管理，文件和網(wǎng)絡(luò)的支持RTOS提供C/C++，JAVA，圖形模塊等編程接口常見(jiàn)的嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)的種類繁多，大體上可分為兩種，商用型和免費(fèi)型。商用型的實(shí)操作系統(tǒng)功能穩(wěn)定、可靠，有完善的技術(shù)支持和售后服務(wù)，但往往價(jià)格昂貴。免費(fèi)型的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在價(jià)格方面具有優(yōu)勢(shì)，目前主要有Linux和μC/OS，穩(wěn)定性與服務(wù)性存在挑戰(zhàn)。VxWorksVxWorks操作系統(tǒng)是美國(guó)WindRiver公司于1983年設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS），具有良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核以及友好的用戶開(kāi)發(fā)環(huán)境，在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)領(lǐng)域牢牢占據(jù)著一席之地。VxWorks所具有的顯著特點(diǎn)是：

－可靠性、實(shí)時(shí)性和可裁減性。 －它支持多種處理器，如x86、i960、SunSparc、MotorolaMC68xxx、MIPS、POWERPC等等。大多數(shù)的VxWorksAPI是專有的，火星機(jī)器人。WindowsEmbeddedWindowsCE3.0：一種針對(duì)小容量、移動(dòng)式、智能化、32位、連接設(shè)備的模塊化實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)。針對(duì)掌上設(shè)備、無(wú)線設(shè)備的動(dòng)態(tài)應(yīng)用程序和服務(wù)提供了一種功能豐富的操作系統(tǒng)平臺(tái)，WindowsCE嵌入但不夠?qū)崟r(shí)，屬于軟實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，由于其Windows背景，界面比較統(tǒng)一認(rèn)可。操作系統(tǒng)的基本內(nèi)核需要至少200K的ROM。PalmOSPalmOS是著名的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商3COM旗下的PalmComputing掌上電腦公司的產(chǎn)品。3COM、CISCO競(jìng)爭(zhēng)PalmOS在PDA市場(chǎng)上占有很大的市場(chǎng)份額，PalmOS的市場(chǎng)份額占到將近90%，最近下降70％，目前主要與WINCE進(jìn)行激烈競(jìng)爭(zhēng)。QNX加拿大QNX公司的產(chǎn)品。QNX是在X86體系上面開(kāi)發(fā)出來(lái)的，這和別的RTOS不一樣，別的好多RTOS都是從68K的CPU上面開(kāi)發(fā)成熟，然后再移植到X86體系上面來(lái)的。QNX是一個(gè)實(shí)時(shí)的、可擴(kuò)充的操作系統(tǒng)，它部分遵循POSIX相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，由于QNX具有強(qiáng)大的圖形界面功能，因此很適合作為機(jī)頂盒、手持設(shè)備（手掌電腦、手機(jī)）、GPS設(shè)備的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)使用。嵌入式Linux嵌入式系統(tǒng)越來(lái)越追求數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。因此原來(lái)在某些設(shè)備或領(lǐng)域中占主導(dǎo)地位的軟件系統(tǒng)越來(lái)越難以為繼，整個(gè)系統(tǒng)必須是開(kāi)放的、提供標(biāo)準(zhǔn)的API，并且能夠方便地與眾多第三方的軟硬件溝通。Linux是開(kāi)放源碼的，不存在黑箱技術(shù)，遍布全球的眾多Linux愛(ài)好者又是Linux開(kāi)發(fā)的強(qiáng)大技術(shù)后盾。Linux的內(nèi)核小、功能強(qiáng)大、運(yùn)行穩(wěn)定、系統(tǒng)健壯、效率高，易于定制剪裁，在價(jià)格上極具競(jìng)爭(zhēng)力。Linux不僅支持x86CPU，還可以支持其他數(shù)十種CPU芯片。

嵌入式Linux(EmbeddedLinux)是指對(duì)Linux經(jīng)過(guò)小型化裁剪后，能夠固化在容量只有幾百K字節(jié)或幾兆字節(jié)的存儲(chǔ)器芯片或單片機(jī)中，應(yīng)用于特定嵌入式場(chǎng)合的專用Linux操作系統(tǒng)。嵌入式Linux的開(kāi)發(fā)和研究是目前操作系統(tǒng)領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。主要有RTLinux和CLinuxLinux在嵌入式領(lǐng)域異軍突起不過(guò)是近兩年的事情，過(guò)去的一年中有13%的用戶已經(jīng)開(kāi)始使用嵌入式Linux系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)工作；有52%的用戶決定在未來(lái)24個(gè)月內(nèi)開(kāi)始使用Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)原型。嵌入式Linux及應(yīng)用本節(jié)提要13254為什么要學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的定義、特點(diǎn)及架構(gòu)嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)、PC的區(qū)別嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域三、嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)、PC機(jī)的區(qū)別嵌入式系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)目前嵌入式系統(tǒng)的主流是以32位嵌入式微處理器為核心的硬件設(shè)計(jì)和基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）的軟件設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)多為4位、8位、16位機(jī)，不適合運(yùn)行操作系統(tǒng)，難以進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算及處理功能嵌入式系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)基于平臺(tái)的設(shè)計(jì)、軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)，單片機(jī)大多采用軟硬件流水設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心是軟件設(shè)計(jì)（占70%左右的工作量），單片機(jī)系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)所占比例基本相同嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)在學(xué)習(xí)方法上不同單片機(jī)學(xué)習(xí)一般從硬件入手，從硬件體系結(jié)構(gòu)、匯編語(yǔ)言到硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)可以從軟件入手，從應(yīng)用層編程到操作系統(tǒng)移植、硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)較好，按單片機(jī)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)流程較難掌握嵌入式系統(tǒng)PC機(jī)嵌入式系統(tǒng)一般是專用系統(tǒng)，而PC是通用計(jì)算平臺(tái)嵌入式系統(tǒng)的資源比PC少得多嵌入式系統(tǒng)軟件故障帶來(lái)的后果比PC機(jī)大得多嵌入式系統(tǒng)一般采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)大都有成本、功耗的要求嵌入式系統(tǒng)得到多種微處理體系的支持嵌入式系統(tǒng)需要專用的開(kāi)發(fā)工具本節(jié)提要13254為什么要學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的定義、特點(diǎn)及架構(gòu)嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)、PC的區(qū)別嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域四、嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域電子通訊信息家電網(wǎng)絡(luò)安全、設(shè)備工業(yè)自動(dòng)化精密儀器嵌入式系統(tǒng)在信息家電中的應(yīng)用信息家電（InformationAppliance，IA）。一般可認(rèn)為，那些低單價(jià)、操作簡(jiǎn)單、可通過(guò)因特網(wǎng)發(fā)送或獲取信息，將逐步分割或替代PC的某些功能，并能與其它信息產(chǎn)品交換資料或訊息的產(chǎn)品可統(tǒng)稱為信息家電。信息家電的分類及特點(diǎn)信息家電的分類(1)網(wǎng)絡(luò)電視（NetTV）(2)網(wǎng)上游戲機(jī)（Internetgamingdevice）(3)智能掌上型設(shè)備(Internetsmarthandhelddevice)(4)網(wǎng)絡(luò)電話（InternetscreenPhone）(5)ConsumerNCclient等。信息家電技術(shù)特點(diǎn)：(1)處理器發(fā)展趨向低成本、高整合性與低耗能。(2)整合數(shù)字與模擬處理的技術(shù)。(3)較PC更強(qiáng)調(diào)通訊能力。(4)利用軟件增加產(chǎn)品的差異性(高附加價(jià)值的關(guān)鍵)信息家電的應(yīng)用信息家電提供的服務(wù)一、安全防范：智能安防可以實(shí)時(shí)監(jiān)控著非法闖入、火災(zāi)、煤氣泄露、緊急呼救的發(fā)生。二、消費(fèi)電子產(chǎn)品的智能控制：例如可以自動(dòng)控制加熱時(shí)間、加熱溫度的微波爐，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度、濕度的智能空調(diào)，可以根據(jù)指令自動(dòng)搜索電視節(jié)目并攝錄的電視機(jī)/錄像機(jī)等等。三、交互式智能控制：可以通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能家電的聲控功能；通過(guò)各種主動(dòng)式傳感器（如溫度、聲音、動(dòng)作等）實(shí)現(xiàn)智能信息家電的主動(dòng)性動(dòng)作響應(yīng)。用戶還可以自己定義不同場(chǎng)景智能信息家電的響應(yīng)。四、家庭信息服務(wù)：智能家庭服務(wù)器可以提供最新的股市情報(bào)、新聞、天氣預(yù)報(bào)、電視節(jié)目預(yù)報(bào)、甚至當(dāng)前公路上的交通流量狀況，還可以自動(dòng)管理用戶的水電賬單、銀行和信用卡賬戶等財(cái)務(wù)信息。五、自動(dòng)維護(hù)：智能信息家電可以通過(guò)服務(wù)器直接從制造商的服務(wù)網(wǎng)站上自動(dòng)下載、更新驅(qū)動(dòng)程序和診斷程序，實(shí)現(xiàn)智能化的故障自診斷、新功能自動(dòng)擴(kuò)展。六、家庭醫(yī)療保?。和ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)化的智能傳感器，醫(yī)院可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)用戶進(jìn)行身體檢查。目前信息家電平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)1.HAVI（HomeAudio/Videointeroperability）體系。是關(guān)于家庭網(wǎng)絡(luò)中音頻/視頻電子產(chǎn)品的互聯(lián)和控制方面的標(biāo)準(zhǔn)。它建立在IEEE-1394的底層協(xié)議基礎(chǔ)上，主要實(shí)現(xiàn)HAVI設(shè)備之間的數(shù)字音頻/視頻內(nèi)容的傳送以及對(duì)該內(nèi)容的操作，如播放、錄像、回放等。典型的AV內(nèi)容有由信息家電平臺(tái)接受的數(shù)字電視和由數(shù)字錄像機(jī)、CD等所產(chǎn)生的內(nèi)容?；ゲ僮餍允荋AVI標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn)，一個(gè)HAVI設(shè)備上的應(yīng)用軟件可以探測(cè)并直接使用聯(lián)入HAVI網(wǎng)絡(luò)上其他設(shè)備所提供的功能。2.Jini技術(shù)。是Sun公司提出的基于Java的一項(xiàng)技術(shù)。它可以使各種設(shè)備方便地連到網(wǎng)絡(luò)上。即：任何計(jì)算設(shè)施不需預(yù)先配置和安裝，便可在任何時(shí)間地點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)，并能和網(wǎng)絡(luò)中已有的各種軟硬件一起協(xié)調(diào)工作完成分布式計(jì)算。Jini體系結(jié)構(gòu)的目的是將成組的設(shè)備和軟件構(gòu)件聯(lián)合成一個(gè)單一、動(dòng)態(tài)的分布式系統(tǒng)。聯(lián)合后的聯(lián)邦系統(tǒng)向用戶提供如下能力：(a)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)；(b)網(wǎng)絡(luò)的易于管理；(c)在保持單機(jī)或工作站的靈活性、統(tǒng)一響應(yīng)和控制的情況下，支持由邦聯(lián)系統(tǒng)提供的共享能力。3.OSGi(OpenServiceGatewayInitiative)開(kāi)發(fā)服務(wù)網(wǎng)關(guān)。是由Ericsson、ABB、Alcatel、Cisco、IBM、Nortel、Siemens、HP、Oracle、Philips、Sun、Motorola、Lucent等電信、計(jì)算機(jī)、電器巨人發(fā)起建立的一個(gè)工作組和開(kāi)放式的論壇。其主要的功能是，為連接Internet上的商業(yè)服務(wù)和下一代智能電器定義一個(gè)開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)。因此OSGi將成為智能信息家電平臺(tái)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)。OSGi規(guī)范將為Internet服務(wù)提供商(ISP)、網(wǎng)絡(luò)控制員、設(shè)備制造商提供通過(guò)運(yùn)行在家中或遠(yuǎn)程地點(diǎn)的網(wǎng)關(guān)服務(wù)器傳遞各種電子商務(wù)服務(wù)的公共平臺(tái)。OSGi在2000年剛剛發(fā)布了它的服務(wù)網(wǎng)關(guān)規(guī)范1.0。信息家電平臺(tái)軟件的總體結(jié)構(gòu)

嵌入式應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)瀏覽E-mail游戲傳真VODIP中間件和運(yùn)行環(huán)境統(tǒng)一的應(yīng)用程序編程界面資源管理器HAVi管理器JINIUPnPJavaTVOPENTVHomeAPIJavaVM邏輯資源基本OSTCP/IP文件系統(tǒng)圖形界面中文環(huán)境Linux，Psos，OSOpen等嵌入式操作系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序驅(qū)動(dòng)程序管理器HomePNA驅(qū)動(dòng)器USBBLUETOOTHCEBUSIEEE1394IEEE802.2IEEE802.11POWERLineSWAP其它驅(qū)動(dòng)基本OSLinux，Psos，OSOpen等嵌入式操作系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序驅(qū)動(dòng)程序管理器HomePNA驅(qū)動(dòng)器BLUETOOTHIEEE1394IEEE802.2Ieee802.11USBCEBUSPOWERLineSWAP其它驅(qū)動(dòng)典型的信息家電產(chǎn)品信息家電定義代表性產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)電視具有機(jī)頂盒或內(nèi)建網(wǎng)絡(luò)連接的電視MicrosoftWebTV網(wǎng)絡(luò)可視電話具有集成網(wǎng)絡(luò)接入的屏幕電話InfoGeariPhone網(wǎng)絡(luò)游戲機(jī)具有集成網(wǎng)絡(luò)接入的游戲操縱臺(tái)SegaDreamcast網(wǎng)絡(luò)智能手持器件蜂窩電話、個(gè)人數(shù)據(jù)助理（PDA）和其它集成網(wǎng)絡(luò)接入的便攜式器件3ComPalmAT&TPocketNetPhoneNokia9000,9000I,9110,7110NC委托（clients）提供網(wǎng)絡(luò)接入以及能下載應(yīng)用軟件的器件IBMNetStationPC-中間器件通過(guò)PC接入網(wǎng)絡(luò)以下載內(nèi)容的器件DIAMONMultimediaRioPlayerNuvomediaRockete-BookAudibleMobilePlayerSource:IDC,Hambrecht&Quist嵌入式技術(shù)在交通管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用交通管理在車輛導(dǎo)航、流量控制、信息監(jiān)測(cè)與汽車服務(wù)方面，目前GPS設(shè)備已經(jīng)從尖端產(chǎn)品進(jìn)入了普通百姓的家庭，只需要幾千元水文資料實(shí)