嵌入式系统PPT优秀课件
四层,各有其特点。下图显示了嵌入式系统的软件体系。
设备驱动层是嵌入式系统中必不可少的重要部分;使 用任何外部设备都需要有相应的驱动程序的支持,它 为上层软件提供了设备的操作接口。上层软件不用理 会设备的具体内部操作,只须调用驱动层程序提供的 接口即可。驱动层一般包括:
硬件抽象层(HAL)
板级支持包(BSP)
相关统计表明,2012 年我国电子制造规模达 5.45 万 亿元,位居世界第二;电视、程控交换机、笔记本电 脑、显示器和智能手机等主要电子信息产品的产量居 全球首位。
我国嵌入式系统的应用主要分布在电信、医疗、汽车、 安全和消费类等行业。来自 2010-2011 年度的行业调 查数据显示,目前嵌入式产品应用最多的三大领域:
硬件层,是整个嵌入式系统的根本,如果现在单片机 及接口这块很熟悉,并且能用C和汇编语言来编程的 话,从嵌入式系统的硬件层走起来相对容易,硬件层
也是驱动层的基础,一个优秀的驱动工程师是要能够 看懂硬件的电路图和自行完成CPLD的逻辑设计的, 同时还要对操作系统内核及其调度性相当的熟悉的。
嵌入式系统的软件体系是面向嵌入式系统特定的硬件体系和用 户要求而设计的,是嵌入式系统的重要组成部分,是实现嵌入 式系统功能的关键。嵌入式系统软件系统和通用计算机软件体 系类似,分成驱动层、操作系统层、中间件层和应用软件层等
中间件是用于帮助和支持应用软件开发的软件,通常 包括数据库、网络协议、图形支持及相应开发工具等。 例如,MySQL、TCP/IP、GUI等都属于这一类软件。
MySQL[1] 是一个关系型数据库管理系统, 是一个数 据库
TPC/IP 是通信协议 GUI: (Graphical User Interface)图形用户界面
三大领域所占比例之和接近60%
消费电子:信息家电,电视机、微波炉、数字电话 通信设备:手机、平板电脑 工业控制:自动化与测控仪器仪表 在工控和仿真领域,几乎所有的计算机控制系统都采
用嵌入式系统.新型的测控仪器仪表无一不是嵌入式 系统
嵌入式系统作为“物联网”的核心,是当前最热门最 有前景的IT应用领域之一。
一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执 行装置组成。
嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心,由硬 件层、中间层、操作系统层和应用软件层组成。
执行装置也称为被控对象,它可以接受嵌入式计算 机系统发出的控制命令,执行所规定的操作或任务。
硬件层中包含嵌入式微处理器、存储器 (SDRAM,ROM)、通用设备接口和I/O接口(A/D、 D/A、I/O等)。在一片嵌入式处理器基础上添加电源 电路、时钟电路和存储器电路,就构成了一个嵌入式
嵌入式系统(Embedded system)是一种专用的计算 机系统,作为装置或设备的一部分。通常,嵌入式系 统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控 制板。事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、 微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些 嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都 是是由单个程序实现整个控制逻辑。
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英国电气工程师协会:嵌入式系统是“控制、监视或 者辅助装置、机器和设备运行的装置”。
是一种“完全嵌入受控器件内部,为特定应用而设计 的专用计算机系统。
国内普遍定义:嵌入式系统是以应用为中心,以计算 机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统 对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专 用计算机系统。
设备驱动程序
嵌入式系统中的操作系统具有一般操作系统的核心功
能,负责嵌入式系统的全部软硬件资源的分配、调度
工作,控制、协调并发活动。它仍具有嵌入式的特点, 属于嵌入式操作系统(Embedded Operating System, EOS)。主流的嵌入式操作系统有Windows CE、Palm OS、Linux、VxWorks、等。有了嵌入式操作系统,编 写应用程序就更加快速、高效、稳定。
嵌入式应用软件是针对特定应用领域,用来实现用户 预期目标的软件。嵌入式应用软件和普通应用软件有 一定的区别,它不仅要求在准确性、安全性和稳定性 等方面能够满足实际应用的需要,而且还要尽可能地 进行优化,以减少对系统资源的消耗,降低硬件成本。
嵌入式系统中的应用软件是最活跃的力量,每种应用 软件均有特定的应用背景。尽管规模较小,但专业性 较强,所以嵌入式应用软件不像操作系统和支撑软件 那样受制于国外产品,是我国嵌入式软件的优势领域。
嵌入式技术已经无处不在,从随身携带的mp3、语言 复读机、手机、PDA到家庭之中的智能电视、智能冰 箱、机顶盒,再到工业生存、娱乐中的机器人,无不 采用嵌入式技术。各大跨国公司及国内家电巨头如 INTEL、TI、SONY、三星、TCL、联想和康佳等都面临 着嵌入式人才严重短缺的挑战。
核心控制模块。其中操作系统和应用程序都可以固化 在ROM中。
1、嵌入式微处理器
嵌入式系统硬件层的核心是嵌入式微处理器,嵌入式微处 理器与通用CPU最大的不同在于嵌入式微处理器大多工作 在为特定用户群所专用设计的系统中,它将通用CPU许多 由板卡完成的任务集成在芯片内部,只保留和嵌入式应用 紧密相关的功能硬件,去除其他的冗余功能部分,从而有 利于嵌入式系统在设计时趋于小型化,同时还具有很高的 效率和可靠性。
执行装置
执行装置可以很简单,如手机上的一个微小型的电机, 当手机处于震动接收状态时打开;也可以很复杂,如 SONY 智能机器狗,上面集成了多个微小型控制电机 和多种传感器,从而可以执行各种复杂的动作和感受 各种状态信息。
目前,我国嵌入式系统市场处于快速增长时期,我国 政府充分认识到它的重要作用,在政策、资金等方面 给予大力支持。
2、存储器
嵌入式系统需要存储器来存放和执行代码。嵌入式系统的 存储器包含Cache、主存和辅助存储器。
3、通用设备接口和I/O接口
嵌入式系统和外界交互需要一定形式的通用设备接口,如 A/D、D/A、I/O等,外设通过和片外其他设备的或传感器 的连接来实现微以内置芯片中。