第一章 嵌入式系統(tǒng) 緒論

嵌入式系統(tǒng)——基于MagicARM2410課程主要內(nèi)容嵌入式系統(tǒng)概述及其開發(fā)過程ARM技術(shù)概述及其發(fā)展ARM體系結(jié)構(gòu)ARM指令系統(tǒng)ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境的應(yīng)用ARM程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教材及參考資料符意德，陸陽.嵌入式系統(tǒng)原理及接口技術(shù)，清華大學(xué)出版社，2007.徐英慧，馬忠梅等.ARM9嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)——基于S3C2410與Linux，北京航空航天大學(xué)出版社.周立功等.S3C2410＆嵌入式Linux系統(tǒng)教程，廣州致遠(yuǎn)電子有限公司.第一章緒論1.1嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用1.2嵌入式系統(tǒng)定義1.3嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)1.4嵌入式處理器分類1.5嵌入式系統(tǒng)軟件1.6嵌入式系統(tǒng)組成1.7嵌入式系統(tǒng)開發(fā)流程1.1嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用嵌入式隨計(jì)算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展而來1.1嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用嵌入式的應(yīng)用領(lǐng)域（嵌入式技術(shù)無所不在）我們正步入一個(gè)嶄新的“數(shù)字世界”后PC時(shí)代工業(yè)控制過去在工業(yè)過程控制、數(shù)字機(jī)床、電力系統(tǒng)、電網(wǎng)安全、電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測、石油化工系統(tǒng)等方面，大部分低端型設(shè)備主要采用是８位單片機(jī)。隨著技術(shù)發(fā)展，目前許多設(shè)備除了進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，還須將設(shè)備狀態(tài)，傳感器的信息等在顯示屏上實(shí)時(shí)顯示。信息家電信息家電將成為嵌入式系統(tǒng)最大的應(yīng)用領(lǐng)域。只有按鈕、開關(guān)的電器顯然已經(jīng)不能滿足人們的日常需求。具有用戶界面，能遠(yuǎn)程控制，智能管理的電器是未來的發(fā)展趨勢，如冰箱、空調(diào)等的網(wǎng)絡(luò)化、智能化等。各種信息家電產(chǎn)品，如數(shù)字電視機(jī)、機(jī)頂盒，數(shù)碼相機(jī)，VCD、DVD音響設(shè)備，可視電話，家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，洗衣機(jī)，網(wǎng)絡(luò)冰箱，網(wǎng)絡(luò)空調(diào)等。信息家電消費(fèi)類電子產(chǎn)品智能玩具、導(dǎo)航設(shè)備等商業(yè)商業(yè)：各類收款機(jī)、電子秤、條形碼閱讀機(jī)、商用終端、銀行點(diǎn)鈔機(jī)、IC卡輸入設(shè)備、取款機(jī)、自動(dòng)柜員機(jī)、自動(dòng)服務(wù)終端、防盜系統(tǒng)、各種銀行專業(yè)外圍設(shè)備、智能金融器具、遠(yuǎn)程教育。辦公自動(dòng)化復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)、掃描儀、安全監(jiān)控設(shè)備、錄音錄象及電視會(huì)議設(shè)備、數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)等。醫(yī)療電子各種醫(yī)療電子儀器，X光機(jī)、超聲診斷儀、計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)、心臟起博器、監(jiān)護(hù)儀、輔助診斷系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、專家系統(tǒng)等。2008年中國便攜醫(yī)療電子市場份額僅占全球市場的3.3%，但2006-2008年，中國便攜醫(yī)療電子市場增長率持續(xù)高于全球水平。社區(qū)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的逐步興起以及中國政府高度重視醫(yī)療體系建設(shè)，不斷加大的政府資金投入也在很大程度上保障了醫(yī)療電子市場需求快速穩(wěn)定增長。汽車電子軍事航天1.2嵌入式系統(tǒng)定義目前，嵌入式系統(tǒng)還沒有比較權(quán)威、比較統(tǒng)一的定義。IEEE（國際電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）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：devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants1.2嵌入式系統(tǒng)定義嵌入式系統(tǒng)的含義：通俗地說，嵌入式系統(tǒng)就是將計(jì)算機(jī)的硬件或軟件嵌入到其他機(jī)、電設(shè)備或應(yīng)用系統(tǒng)中去，所構(gòu)成了一種新的系統(tǒng)，即嵌入式系統(tǒng)。例如：話筒（利用傳感器采集音量，返回進(jìn)行音量控制；感知說話人方位；說話人識(shí)別等等）1.2嵌入式系統(tǒng)定義構(gòu)造原則：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，采用可裁剪軟硬件，適用于對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理功能。1.3嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)面向特定應(yīng)用；計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用向結(jié)合的產(chǎn)物；硬件和軟件必須可裁剪，高效率地設(shè)計(jì)，以便在單位面積上實(shí)現(xiàn)更高性能；軟件固化在存儲(chǔ)器芯片或單片機(jī)本身中，而不是存儲(chǔ)于磁盤等載體中；本身不具備自舉開發(fā)能力。1.4嵌入式處理器分類支持實(shí)時(shí)多任務(wù)較短的中斷響應(yīng)時(shí)間存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)較低的功耗分類：★嵌入式微處理器EMPU(EmbeddedMicroprocessorUnit)★嵌入式微控制器EMCU(Embedded

MicrocontrollerUnit)★嵌入式DSP處理器EDSP(EmbeddedDigitalSignalProcessor)★嵌入式片上系統(tǒng)ESoC(Embedded

SystemonChip)

嵌入式微處理器（單板機(jī)）嵌入式微處理器就是和通用計(jì)算機(jī)的微處理器對(duì)應(yīng)的CPU。在應(yīng)用中，一般是將微處理器裝配在專門設(shè)計(jì)的電路板上，在母板上只保留和嵌入式相關(guān)的功能即可，這樣可滿足嵌入式系統(tǒng)體積小和功耗低的要求。嵌入式微處理器制造商：摩托羅拉、英特爾、IBM、日立、NEC、東芝、AMD、國家半導(dǎo)體、Zilog、IDT、富士通、Atmel、SUN、夏普、Oki、飛利浦等。主要的嵌入式微處理器包括：MotorolaPowerPC、IntelPentium、Motorola68000、strongARM、MIPS、AMDX86系列等等。嵌入式微控制器（單片機(jī)）

嵌入式微控制器又稱為單片機(jī)，它將CPU、存儲(chǔ)器（少量的RAM、ROM或兩者都有）和其它外設(shè)接口封裝在同一片集成電路里。嵌入式微控制器制造商：摩托羅拉、英特爾、英飛凌科技、Atmel、日立、NEC、三菱、東芝、松下、Microchip、富士、飛利浦、德州儀器、三星、三洋、索尼、Oki、凌陽科技等。主要的嵌入式微控制器包括：MCS-51、MCS-251、MCS-96/196/296、P51XA、C166/167、68K、Z8、C540、PIC、AVR等系列。

嵌入式DSP嵌入式DSP專門用來對(duì)離散時(shí)間信號(hào)進(jìn)行極快的處理計(jì)算，提高編譯效率和執(zhí)行速度。在數(shù)字濾波、FFT、譜分析、圖像處理等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。DSP正在大量進(jìn)入嵌入式市場，目前廣泛應(yīng)用的是TI產(chǎn)品TMS320C2000/C5000系列，另外Intel和Siemens也有相應(yīng)的產(chǎn)品。嵌入式DSP嵌入式DSP處理器有兩個(gè)發(fā)展方向：DSP處理器經(jīng)過單片化設(shè)計(jì)，片上增加豐富的外設(shè)成為具有高性能DSP功能的SoC；在通用微處理器、微控制器或SoC中增加DSP協(xié)處理器，例如Intel的MCS-296和Siemens的TriCore。嵌入式片上系統(tǒng)ESoC：在一個(gè)硅片上實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的系統(tǒng)。各種通用處理器內(nèi)核將作為SoC設(shè)計(jì)公司的標(biāo)準(zhǔn)庫，成為VLSI（超大規(guī)模集成電路）設(shè)計(jì)中一種標(biāo)準(zhǔn)的器件，用標(biāo)準(zhǔn)VHDL等語言描述。用戶只需定義出整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，仿真通過后，就可以將設(shè)計(jì)圖交給半導(dǎo)體工廠制作樣品。這樣除個(gè)別無法集成的器件以外，整個(gè)嵌入式系統(tǒng)大部分均可集成到一塊或幾塊芯片中去，應(yīng)用系統(tǒng)電路板將變得很簡潔，對(duì)于減小體積和功耗、提高可靠性非常有利。目前，國內(nèi)單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)已由8位轉(zhuǎn)向32位嵌入式產(chǎn)品。冰箱用上了DSP，汽車電子全面走向