第一章 嵌入式系统概述
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英国电机工程师协会的定义
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第一章 嵌入式系统概论
1.2 嵌入式系统的定义（续）
微机学会的定义
嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机系统，可 分为系统级、模块级、芯片级 系统级：各种类型的工控机 以标准总线互联（背板结构）的工控机：CPCI、 PCI-ISA、VME 、STD 模块级：各种类型的带CPU的模块 嵌入式CPU模块：PC104模块、Biscuit板 芯片级：各种以微控制器、DSP、嵌入式微处理器为 核心的产品 个性化设计
嵌入式系统
坦克、导弹、飞机、军舰、雷达 DVD机、电视机、微波炉、洗衣机、电冰箱、热水器 手机、MP3播放器、数码相机、数码摄像机、机顶盒 键盘、鼠标、闪存盘、CD-ROM、交换机、路由器
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第一章 嵌入式系统概论
1.2 嵌入式系统的定义（续）
1.3 嵌入式系统的体系结构（续）
应用层 操作系 统层 中间层 应用程序
文件系统 图形系统 网络系统
嵌入式操作系统（EOS） BSP/HAL板级支持包/硬件抽象层 D/A A/D I/O 嵌入式 处理器 人机交互接口 ROM FLASH SDRAM
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硬件层
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第一章 嵌入式系统概论
“索杰纳” ６轮探测车
火星一无所有的荒漠
“火星探路者”飞 船
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第一章 嵌入式系统概论
嵌入式系统市场划分
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第一章 嵌入式系统概论
1.2 嵌入式系统的定义
计算机分类
从通用性角度来分类：通用计算机和嵌入式计算机
通用计算机系统
巨型机、大型机、小型机、微型机 服务器、工作站、台式机、笔记本计算机
第一章 嵌入式系统概论
一些典型的嵌入式系统
你买的最终产 品包含了该系 统，并不像一 般通用软件或 者计算机系统 一样，你可以 直接看到并购 买它！
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第一章 嵌入式系统概论
进一步认识嵌入式系统
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J. Stankovic, 1988
Not necessarily “real-fast”!
Predictability is the key
There was a man who drowned crossing a stream with an average depth of six inches
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第一章 嵌入式系统概论
1.5 嵌入式系统的发展历史及趋势（续）
程序设计语言
汇编语言——〉C语言——〉C++语言 软件开发环境——完善、友好的工具链 项目管理、编辑、编译、调试、下载 硬件开发环境 开发板、仿真器、万用电表、示波器、逻辑分析仪 硬件、软件、开发环境集成化、一体化 网络化、图形化、多媒体化
J. Stankovic
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第一章 嵌入式系统概论
1.4 嵌入式系统与通用计算机系统比较
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第一章 嵌入式系统概论
1.5 嵌入式系统的发展历史及趋势
20世纪70年代
单片机出现 1975年TI推出了第一片4位单片机——TMS-1000 1976年Intel：8048——>8051（8位） ARM（1991年，32位） ARM7系列、ARM9系列 ARM10E系列、 ARM11系列 SecurCore系列、Cortex系列 Power PC、MIPS
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第一章 嵌入式系统概论
What is a Real-Time System?
The moment for a bird catching fish 翠鸟潜入水底捕捉小鱼瞬间
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捉到鱼后，翠鸟会快速冲出水面。
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第一章 嵌入式系统概论
What is a Real-Time System?
从幼苗茁壮成长到参天大树
经过三十多年的发展，嵌入式系统从最开始的涓涓细 流，发展壮大成了目前数量最多，使用范围最广的电 子信息系统 在人们的日常生活中，嵌入式设备几乎随处可见，已 经成为生活的重要组成部分 嵌入式系统一般隐藏在产品中 在使用过程中主要完成无形的信息处理，用户不容易 感知到它的存在
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第一章 嵌入式系统概论
1.3 嵌入式系统的体系结构（续）
中间层（BSP）
板级支持包（Board Support Package） 系统软件与底层硬件隔离 • 相关硬件的初始化 • 数据的输入输出操作 • 硬件设备的配置功能 特点 • 硬件相关性 • 操作系统相关性
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20世纪90年代
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第一章 嵌入式系统概论
1.5 嵌入式系统的发展历史及趋势（续）
市场巨大、发展迅速、前景广阔
产品种类不断丰富，应用范围不断普及 性能不断提高 核心处理芯片位数更高 多种媒体处理能力的汇聚 功耗不断降低，体积不断缩小 软件成为影响价格的主要因素 硬件模块化、标准化 软件越来越复杂 Nvidia Ion平台（离子平台） Ion=ATOM+Geforce 9400M 54GFLOPS、14W
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优秀的开发环境
嵌入式系统设计工程
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第一章 嵌入式系统概论
固件设计语言选用情况
美国版EETimes子网站Embedded Systems Design十三 年来针对嵌入式软件所应用之设计语言的调查统计表
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20世纪90年代
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第一章 嵌入式系统概论
1.5 嵌入式系统的发展历史及趋势（续）
20世纪80年代
实时操作系统出现 1981年，Ready System: VRTX32 WindRiver: VxWorks 实时性强、可靠性高 实时多任务操作系统 WindRiver: VxWorks Microsoft: WinCE 友好的图形界面
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第一章 嵌入式系统概论
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第一章 嵌入式系统概论用
嵌入式处理器与通用处理器的最大不同就是嵌入式处 理器嵌入在针对特定应用设计的系统中 嵌入式系统是将计算机技术、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 是一个技术密集、资金密集、知识高度分散、不断创 新的知识集成系统 可裁剪——嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地 设计，量体裁衣、去除冗余
第一章 嵌入式系统概论
1.6 嵌入式系统的应用
军事应用 航空航天 工业控制 机器人 仪器仪表 办公设备 家用电器 消费电子 …………
机载合成孔径雷达
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第一章 嵌入式系统概论
坦克
步兵战车
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第一章 嵌入式系统概论
1.3 嵌入式系统的体系结构
硬件 嵌入式系统 软件 开发平台 ARM7微处理器 嵌入式处理器 嵌入式操作系统
概述
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结构
指令
定时/中断
接口技术
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第一章 嵌入式系统概论
嵌入式系统
以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁 剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、重 量、功耗严格要求的专用计算机系统 简而言之，是含有处理器的专用软硬件系统 具有自主的信息处理能力（信息装备） Devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants（用于控制、监视或 者辅助操作机器和设备的装置）
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第一章 嵌入式系统概论
1.3 嵌入式系统的体系结构（续）
应用层
与应用密切相关 面向目标和用户 完成特定的功能 例如 • 星载遥感图像处理系统 • 星载合成孔径雷达 • 机载相控阵雷达
机载相控阵雷达
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虽然数量众多，但却不为人所知
