/wiki/Embedded_system •
第一章
嵌入式系统概论
核心内容
• 无所不在的嵌入式系统 • 嵌入式系统定义 • 嵌入式系统的特征 • 嵌入式系统的分类 • 嵌入式系统基本结构 • 嵌入式应用开发
1.1 无所不在的嵌入式系统
定义二：早期的定义
看不见的计算机，一般 不能被用户编程, 它有一些 专用的I/O设备, 对用户的接 口是应用专用的。
定义三：IEEE定义
Device used to control， monitor，or assist the operation of equipment， machinery or plants
• 95%以上都是嵌入式计算机系统 • 嵌入式应用带动了产业的迅猛
发展
1.2 嵌入式系统的定义 不同的定义方式及其起源
计算机工业的分类
• 传统的分类 大型计算机、中 型机、小型机和微型机
• 特殊分类 PC
• 新的分类 用计算机
嵌入式计算机和通
定义一：当前国内通用
嵌入式系统是以应用为中心， 以计算机技术为基础，软硬件 可配置，对功能、可靠性、成 本、体积、功耗有严格约束的 专用系统。
定义四：跨行业
先进的计算机技术、 半导体技术和电子技术与 各个行业的具体应用相结 合后的产物
定义五：基于OS
由嵌入式微处理器、外围硬 件设备、嵌入式操作系统以及 用户的应用程序等四个部分组 成，用于实现对其他设备的控 制、监视、管理等功能
定义六：广义定义
作为某种技术过程的一 核心处理环节，能直接与宿 主环境接口或交互的计算机 系统
移动 计算
ห้องสมุดไป่ตู้智能 仪表
现代嵌入 式应用
通信 设备
汽车 电子
电子 商务
军用 电子
典型系统：采样控制系统
辅助信息 A/D
控制器
D/A
A/D
传感器 采样 被控设备 控制 激励器
典型系统：飞行控制系统
响应
命令
操作系统 接口
传感信息 导 航
状态估计 状态估计
空中交通控制
飞行管理
虚拟飞机
状态估计
飞行控制
空气数据
• 成果获得了多项部级科技进步奖
课程目的
• 理论与实践相结合 • 以嵌入式软件工程思想为指导，
以应用为目的，全面介绍嵌入式 系统及其开发技术 • 对嵌入式系统及开发有一个全景 的把握。 • 配套实验：基于ARM的嵌入式系 统开发
课程目的
• 从纯软件到硬/软件结合 • 从“纸”上谈兵（编程序）到
“板”上谈兵 • 从“懂”怎么做到“会”做 • 从讲/听到讲/听/做。
课程的主要内容
• 嵌入式系统导论（概念、分类、发展 历程、特点、应用领域、发展趋势）
• 嵌入式硬件系统（基本组成，嵌入式 微处理器，外围电路等）
• 嵌入式软件系统（分类、特点、体系 结构、运行流程、操作系统、开发方 法）
• 嵌入式系统领域的一些新动态和成果
教材
嵌入式系统原理及应用开发 技术（第2版），桑楠等，高教 出版社，2008.01
电子科技大学嵌入式方向
• 长期从事嵌入式系统技术研究、开发、咨 询服务和本科/硕士/博士生培养
• 所研究内容属计算机应用博士点的主要学 术方向之一
• 承担并完成了国家863、电子发展基金、 国防预研等多项嵌入式系统相关的重点课 题，开发出具有自主版权的嵌入式实时操 作系统CRTOS系列及开发工具。
飞机
物理飞机
典型系统： 实时信号处理系统
雷达
采集 数字化
数据
共享 存储器
轨迹 记录
轨迹 记录
数据信号 处理器组
… DSP
控制状态
信号处理 参数
雷达信号处理系统
典型应用领域：信息家电
PDA
智能手机
音视频终
HPC
端
PC DVD
机顶盒
信息家电 WebTV
上网冰箱
Internet 电话
无线通信 设备
典型应用领域：普适计算
比尔.盖茨曾经预言： 随着后PC时代的到来，PC 将无处不在。
嵌入式PC
科学家的共识
计算机将变得小巧玲珑，藏 身在任何地方, 又消失在所有 地方；功能强大, 无影无踪。
计算机变得无处不在：例如 在墙里、在手腕上、在手写纸上 等等，随用随取、伸手可及
嵌入式系统应用领域
信息 家电
智能 玩具
工控 设备
嵌入式系统及应用
计算机机学院
前言
从上个世纪九十年代中期 到现在，嵌入式系统已经从 一个不起眼的单词，发展成 覆盖所有应用领域、家喻户 晓的时髦话题。
前言
虽然我国已经是嵌入式 产品生产、应用和消费的 大国，但国内工业界的技 术水平、特别是设计水平 相当落后。
前言
嵌入式开发的新要求：能 够使用工具缩短嵌入式产品 的开发周期；能够自行规划、 选型、设计、并组织开发一 个拥有自主知识产权的嵌入 式新产品。
参考资料
• 罗蕾，嵌入式实时操作系统及应用开 发，北航出版社.
• 张大波，嵌入式系统原理、设计与应 用，机械工业出版社
• C.M.Krishna, Kang G.Shin. REALTIME SYSTEMS. Tsinghua University Press, McGraw-Hill.
• A Survey of Real-time Operating Systems
参考资料
• 32位嵌入式系统编程，中国电力出版社 • 嵌入式Linux设计与应用，清华大学出
版社 • 嵌入式系统的实时概念，北航出版社 • 嵌入式操作系统综述，
/control/RTOSoverview.pdf • Wikipedia, Embedded System，
▪例 导弹控制系统
实时系统
• POSIX 1003.b定义 能够在限定 响应时间内提供所需水平服务的计 算机系统
• 一般性定义 一个实时系统是指 计算的正确性不仅取决于程序的逻 辑正确性，也取决于结果产生的时 间：如果系统的时间约束条件得不 到满足，将会发生系统出错。
特别注意
实时并不等于快！它 是一个相对的概念，确 切定义应该是“及时”， 即在系统允许的时间范 围内完成任务
移动终端
移动信息 发布
信息设备
可穿戴设 备
传感器网 络
普适计算
智能教室
智能环境
远程医疗 诊断
典型应用：车载综合管理系统
车载电话
GPS
车载上网
车载信息系统 驾驶员信息
车载综合管 理系统
车载DVD 车载MP3
倒车雷达
汽车黑匣子
小结
• 嵌入式系统无处不在，桌面系 统依然有用
• 计算机与使用者的比率达到和 超过100:1的阶段