嵌入式技術(shù)概述(嵌入式技術(shù)概述)

嵌入式系統(tǒng)概述徐端全xudq@mail.hust.edu.cn計算機(jī)技術(shù)發(fā)展計算機(jī)計算機(jī)是一種能按照事先存儲的程序，自動、高速地進(jìn)行大量數(shù)值計算和各種信息處理的現(xiàn)代化智能電子裝置計算機(jī)技術(shù)發(fā)展：電子管計算機(jī)（1946~1957）、晶體管計算機(jī)（1958~1964）、集成電路計算機(jī)（1965~1970S）、大規(guī)模集成電路計算機(jī)（1970S至今）隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，一些傳統(tǒng)的電子設(shè)備/系統(tǒng)中被嵌入專用的計算機(jī)——嵌入式計算機(jī)嵌入式系統(tǒng)嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)簡稱嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)是隨著計算機(jī)技術(shù)、微處理器技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)、集成電路技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的嵌入式系統(tǒng)基本概念定義一以應(yīng)用為中心、以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟/硬件可剪裁、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)定義二基于處理器（CPU）的設(shè)備叫做計算機(jī)，計算機(jī)分成兩類，即通用計算機(jī)和嵌入式計算機(jī)（嵌入式系統(tǒng)）嵌入式計算機(jī)象通用計算機(jī)一樣，包括軟件、硬件兩部分，是軟件/硬件的集合體（開發(fā)工具和開發(fā)系統(tǒng)是輔助開發(fā)手段）嵌入式系統(tǒng)總是面向一個或一類具體應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的兩種形式將通用計算機(jī)“嵌入”到某一大設(shè)備中，實現(xiàn)特定的功能采用嵌入式技術(shù)專門定制硬件、軟件的嵌入式系統(tǒng)采用哪種方式?jīng)Q定與產(chǎn)品的成本控制要求、體積、功耗、重量、可靠性等等嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展早期計算機(jī)體積龐大、價格高，功耗大，限制限制了嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展隨著集成電路和大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)在軍用、民用領(lǐng)域蓬勃發(fā)展起來，促進(jìn)了應(yīng)用的數(shù)字化、信息化、自動化嵌入式技術(shù)的應(yīng)用嵌入式技術(shù)應(yīng)用無處不在，通信設(shè)備、汽車電子、消費(fèi)類電子、測試儀器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、計算機(jī)外部設(shè)備、衛(wèi)星、導(dǎo)彈等等，數(shù)不勝數(shù)嵌入式系統(tǒng)無處不在消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的嵌入式消費(fèi)類電子產(chǎn)品個人或家庭日常生活中使用的各種電子產(chǎn)品，如冰箱、電視、洗衣機(jī)、影碟機(jī)、手機(jī)、PDA、汽車電子，甚至個人電腦等現(xiàn)代消費(fèi)類電子產(chǎn)品中，隨處可見嵌入式技術(shù)的應(yīng)用消費(fèi)類電子產(chǎn)品機(jī)頂盒是典型的嵌入式計算機(jī)設(shè)備，通過機(jī)頂盒可以收看電視、上網(wǎng)、收發(fā)郵件、游戲、視頻點(diǎn)播等個人移動設(shè)備，手機(jī)、PDA、藍(lán)牙設(shè)備數(shù)字影音播放器，如MP3、MP4，便攜式VCD/DVD等數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼攝象機(jī)IP電話。。。辦公自動化產(chǎn)品打印機(jī)復(fù)印機(jī)傳真機(jī)掃描儀投影機(jī)。。。這些設(shè)備都是嵌入式設(shè)備，一些產(chǎn)品，如打印機(jī)、投影機(jī)等甚至提供網(wǎng)絡(luò)接口，支持TCP/IP協(xié)議控制系統(tǒng)與工業(yè)自動化智能儀表數(shù)控機(jī)床機(jī)器人。。。這些嵌入式計算機(jī)設(shè)備也向著微型化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展通信設(shè)備程控交換機(jī)電話機(jī)手機(jī)基站設(shè)備衛(wèi)星地面站設(shè)備。。。嵌入式計算機(jī)與通用計算機(jī)

現(xiàn)代計算機(jī)的兩大分支：嵌入式計算機(jī)和通用計算機(jī)通用計算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)要求是高速、海量的數(shù)值計算；技術(shù)發(fā)展方向是總線速度的無限提升，存儲容量的無限擴(kuò)大嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)要求則是對象的智能化控制能力；技術(shù)發(fā)展方向是與對象系統(tǒng)密切相關(guān)的嵌入性能、控制能力與控制的可靠性嵌入式計算機(jī)的發(fā)展不僅形成了計算機(jī)發(fā)展的專業(yè)化分工，而且將發(fā)展計算機(jī)技術(shù)的任務(wù)擴(kuò)展到傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)領(lǐng)域，使計算機(jī)成為進(jìn)入人類社會全面智能化時代的有力工具。嵌入式計算機(jī)將要、并且正在改變我們的世界嵌入式系統(tǒng)有兩種形式：將通用計算機(jī)“嵌入”到某一應(yīng)用對象中，實現(xiàn)特定的功能；采用嵌入式技術(shù)專門定制硬件、軟件的嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)與單片機(jī)

單片機(jī)：把中央處理器、存儲器、定時器、輸入/輸出接口等計算機(jī)主要功能部件高度集成在一起的芯片單片機(jī)具有體積小、價格低、應(yīng)用技術(shù)簡單的特點(diǎn)，生產(chǎn)廠家眾多，型號豐富，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛單片機(jī)系統(tǒng)是應(yīng)用最廣泛的一種嵌入式系統(tǒng)，將長期存在下去嵌入式系統(tǒng)中不僅局限于單片機(jī)，還有很多其它類型的嵌入式處理器，如ARM（如S3C44b0、S3C2410、AT91RM9200）、x86系列（80C186、SC400、SC520、GEODE等）、PowerPC系列、68K/ColdFire等等，通用處理器也可以用在嵌入式系統(tǒng)中嵌入式應(yīng)用可以分為以單片機(jī)為代表的低端市場和以高性能32位處理器為代表的高端市場兩個部分嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)面向特定應(yīng)用是將先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物硬件、軟件高效率設(shè)計，在滿足應(yīng)用需求的前提下，降低系統(tǒng)成本軟件是嵌入式系統(tǒng)功能的關(guān)鍵，是系統(tǒng)功能的體現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)軟件與應(yīng)用相適應(yīng)，產(chǎn)品的更新伴隨軟件的升級嚴(yán)格意義的嵌入式系統(tǒng)一般不具備自開發(fā)能力，必須有一套開發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開發(fā)工作嵌入式系統(tǒng)軟件特點(diǎn)軟件一般要求固化，大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)的軟件固化在只讀存儲器中，這時也稱為固件（Firmware）要求高效率、高質(zhì)量、高可靠性的軟件代碼許多應(yīng)用中要求系統(tǒng)軟件具有實時處理能力嵌入式系統(tǒng)的總體發(fā)展開發(fā)平臺完備化嵌入式系統(tǒng)開發(fā)涉及系統(tǒng)設(shè)計、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計各個方面，有較大的技術(shù)難度。嵌入式系統(tǒng)的核心是嵌入式處理器，目前的嵌入式處理器廠家一般都提供很好的開發(fā)平臺，其IDE（集成開發(fā)環(huán)境）可能包括代碼編輯器、編譯器、軟件防真器、調(diào)試器、性能評估模塊等豐富的功能嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化幾乎所有電子產(chǎn)品都有數(shù)據(jù)通信的需求，越來越多的嵌