联嵌科技经典嵌入式描述

第一章绪论本章介绍以下内容什么是嵌入式系统嵌入式系统的发展简史嵌入式系统的特点嵌入式系统的分类嵌入式系统的基本组成嵌入式系统发展趋势接下来介绍什么是嵌入式系统嵌入式系统的发展简史嵌入式系统的特点嵌入式系统的分类嵌入式系统的基本组成嵌入式系统发展趋势什么是嵌入式系统通用计算机什么是嵌入式系统什么是嵌入式系统什么是嵌入式系统什么是嵌入式系统顾名思义：包含（安装）在电子装置（应用对象）内部的计算机系统称为嵌入式系统。基本描述：专门用途的计算机系统常常用于控制广泛存在包含硬件和软件“嵌入”?Embedded植入的,深入的,内含的计算机系统vs应用计算机系统应用应用计算机系统通用计算机系统嵌入式系统什么是嵌入式系统全称嵌入式计算机嵌入式计算机系统简称嵌入式系统相关术语嵌入式设备嵌入式技术有时还进一步简称为嵌入式嵌入式系统的定义（1）根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置。”英文原文为：devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants.嵌入式系统的定义（2）本课程使用的定义，也是国内高校流行的定义：嵌入式系统是以应用为中心以计算机技术为基础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它一般由嵌入式微处理器、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、监视或管理等功能。为什么要学习嵌入式技术市场需求中国具有世界最大嵌入式技术市场，将成为世界第一，手持仪器设备、信息家电、城市建设、工业控制、军事应用，……，嵌入式技术无处不在。企业人才需求软硬件设计人才，应用开发人才，综合性人才，……技术发展趋势要求8位、16位、32位，实时操作系统，…嵌入式技术正在形成一种产业嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元，它正在成为信息技术（IT）产业争夺的重点之一。每年只有10%-20%的计算机芯片用于台式机或笔记本电脑等，这就意味着每年有超过100亿块CPU是为嵌入式系统设计制造的：每年有超过1万个新的嵌入式系统计划产生。未来几年仅基于嵌入式计算机系统的全数字电视产品，就将在美国产生一个每年1500亿美元的新市场。嵌入式技术正在形成一种产业在通信领域，数字技术正在全面取代模拟技术。在广播电视领域，美国已开始由模拟电视向数字电视转变，欧洲的DVB（数字电视广播）技术已在全球大多数国家推广。在中国有8000万有线电视网用户，1亿以上的有线电话网用户，为其发展提供了巨大市场。针对如此巨大的市场，嵌入式系统的研发和生产也给我国信息产业实现跨越式发展提供了良好的机遇。社会对嵌入式系统设计人才的迫切需求通讯行业：华为、中兴、大唐、……国内IT业：联想、同方、方正、……外资企业：微软、IBM、GE、……工业领域：Siemens、ABB、研华、……国内中小型高新技术企业嵌入式系统的应用领域嵌入式应用信息家电智能玩具军事电子通信设备移动存贮工控设备智能仪表汽车电子网络设备消费电子军事国防电子商务网络工业控制信息家电——消费电子SAN公司的信息家电产品嵌入式技术在汽车电子中的应用（18个嵌入式控制模块）—CAN总线网络嵌入式技术在国防武器设备的应用阿富汗参加反恐作战的“赫耳墨斯”价值4万美元，可携带2架摄像机，发挥了很好作用。嵌入式系统——高性能武器平台的基础嵌入式Internet应用基于WinCE的移动机器人平台基于RTLinux的仿人机器人高48cm重:6kg灵活性：20DOF操作系统:RT-Linux接口形式:USB1.0(12Mbps)响应周期:1ms能源：DC24Vx6.2A(150W)制造：富士通基于VXworks的火星探路者机器鱼的智能控制机器蛇的智能控制嵌入式系统在生物微电子应用在指纹识别、生物传感器数据采集、环境监测等方面，嵌入式系统得到了充分应用。嵌入式系统的应用领域自动化控制领域（1）自动化制造设备；（2）发电厂；（3）化工过程自动化相关设备；（4）电网系统；（5）工业用自动仪表与检测设备；（6）供水及污水处理设备；（7）装瓶设备；（8）模拟仪器；（9）CAD系统等。嵌入式系统的应用领域航空航天领域（1）飞行控制器；（2）导弹控制器；（3）卫星控制器；（4）火箭控制器；（5）航天器姿态控制器；（6）航天器定位控制器；（7）宇航服飞行控制器；（8）月球车控制器；（9）火星车控制器等。嵌入式系统的应用领域交通运输领域（1）民航；（2）火车；（3）汽车；（4）轮船；（5）地铁；（6）雷达系统；（7）燃料设施；（8）信号系统；（9）空中交通控制系统；（10）交通信号；（11）售票系统；（12）停车场管理系统；（13）出租车里程计价器等。嵌入式系统的应用领域机器人领域（1）工业用生产线机械臂；（2）勘探类机器人；（3）家用机器人；（4）表面修整机器人；（5）混凝土喷射机器人；（6）隧道工程机器人；（7）挖掘用机器人；（8）组装机器人；（9）检测用机器人等。嵌入式系统的应用领域楼宇设施（1）供电系统（供电、监测、控制、保护）（2）备用照明及发电机；（3）消防控制系统；（4）供热及通风系统；（5）电梯、升降设备；（6）安全及监视系统；（7）保险柜防盗系统；（8）门禁系统；（9）自动售货机等。嵌入式系统的应用领域通信领域（1）电话交换机；（2）卫星全球定位系统（GPS）；（3）数据交换设备；（4）电话；（5）移动电话；（6）具有无线通讯功能的HPC等嵌入式系统的应用领域办公设施（1）复印机；（2）传真机；（3）时间记录系统；（4）移动电话；（5）摄像机；（6）录像机；（7）数字照相机；（8）空调机等。嵌入式系统的应用领域银行、金融和商业领域（1）自动柜员机（ATM）；（2）信用卡系统；（3）刷卡机；（4）POS系统；（5）验钞机；（6）服务台监控系统等。嵌入式系统的应用领域医疗设备（1）心脏起搏器；（2）病人信息及监控系统；（3）电磁成像系统（CT）；（4）步行监视器；（5）药剂控制及配药系统；（6）心电图及脑电图设备；（7）X光设备;（8）远程心脏监护仪;（9）远程血压监护仪等。嵌入式系统的应用领域测试、监视设备（1）能源测量器；（2）雷达测速器；（3）环境监测设备；（4）各种监控系统等。嵌入式系统的应用领域智能家电（1）数字电视；（2）智能冰箱；（3）全自动洗衣机；（4）微波炉；（5）电饭煲；（6）智能家电控制系统等。嵌入式系统的应用领域类PC产品（1）个人数字助理（PDA）；（2）智能手机；（3）手持电脑（HPC）；（4）学习机等嵌入式系统的应用领域网络应用（1）网络化的工业自动化网络化是提高生产效率和产品质量、减少人力资源的主要途径，如制药工业过程控制、电力系统、电网安全、电网设备监测、石油化工系统等。（2）智能公路交通管理、车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务；嵌入式系统的应用领域网络应用（3）VR库房粮库、油库、食品库等；（4）植物工厂特种植物工厂，如实现野生名贵药材的远程监控培养和种植，无土栽培技术应用，智能种子工程等。（5）INTERNET接入终端设备台式设备或掌上设备可以提供与INTERNET方便快捷的接驳。嵌入式系统的应用领域网络应用（9）POS网络及电子商务公共交通无接触智能卡(ContactlessSmartcard,CSC)发行系统，公共电话卡发行系统，自动售货机。（10）环境工程与自然水文资料实时监测，防洪体系及水土质量监测、堤坝安全，地震监测网，实时气象信息网，水源和空气污染监测。嵌入式系统的发展趋势接下来介绍什么是嵌入式系统嵌入式系统的发展简史嵌入式系统的特点嵌入式系统的分类嵌入式系统的基本组成嵌入式系统发展趋势嵌入式系统的发展简史第一阶段4到8位单片机为核心的可编程控制器系统第二阶段以8到16位嵌入式处理器（CPU）为基础第三阶段32位RISC嵌入式中央处理器嵌入式操作系统第四阶段基于Internet接入为标志的嵌入式系统从4个方面考察嵌入式系统历史可从4个方面考察嵌入式系统的历史硬件软件代表产品系统结构近几年嵌入式系统成为计算机业界的热点技术，全球大型IT企业无一不在进军嵌入式技术。嵌入式硬件历史大事1971年11月微处理器诞生，代表产品Intel4004微处理器1980年美国Intel公司推出MCS-51单片机1985年美国Xilinx公司推出FPGA（现场可编程门阵列）1982年DSP微处理器问世，代表产品是美国德州公司TMS320C101994年英国ARM公司推出ARM610嵌入式软件历史回顾早期的单片机执行由专用的监控程序控制，不含操作系统。1980年代，开始在单片机上使用基于操作系统的控制程序。现在高端嵌入式系统软件都在操作系统的支持下运行接下来介绍什么是嵌入式系统嵌入式系统的发展简史嵌入式系统的特点嵌入式系统的分类嵌入式系统的基本组成嵌入式系统发展趋势嵌入式系统的特点专门用于特定任务嵌入式系统一般是专用系统，而PC是通用计算平台。技术融合集计算机、半导体、电子技术、通信技术于一体。有实时约束一般采用实时操作系统有功耗约束软件没有系统和应用的区别，软件固化。系统内核小软硬件可裁剪高可靠性资源比PC少得多嵌入式系统需要专用的开发工具非垄断市场接下来介绍什么是嵌入式系统嵌入式系统的发展简史嵌入式系统的特点嵌入式系统的分类嵌入式系统的基本组成嵌入式系统发展趋势嵌入式系统的分类按用途分类：军用/民用按载体分类：宇航/车载•••按通信性质分类：无线/有线按网络性质分类：联网/单机按环境分类：普通/恶劣按功耗分类：低功耗/普通功耗按有无操作系统分类：无操作系统/小型操作系统/大型操作系统按复杂程度分类：单个微处理器/嵌入式处理器可扩展的系统/复杂的嵌入式系统接下来介绍什么是嵌入式系统嵌入式系统的发展简史嵌入式系统的特点嵌入式系统的分类嵌入式系统的基本组成嵌入式系统发展趋势软件硬件基本要素硬件嵌入式处理器各种类型存储器模拟电路及电源接口控制器及接插件软件应用程序实时操作系统协议栈设备驱动板级支持包接下来介绍什么是嵌入式系统嵌入式系统的发展简史嵌入式系统的特点嵌入式系统的分类嵌入式系统的基本组成嵌入式系统发展趋势如何描述当前的IT时代？后PC时代？Post–PCera信息电器（信息家电）时代？InformationAppliance3C时代?ConsumerElectronics、Computer、Communication普适计算时代？PervasiveComputing无所不在的计算时代？UbiquitousComputing后PC时代／IA时代若干年前未来学家的语言正在变成现实，现在已经进入了后PC时代。美国著名未来学家尼葛洛庞帝(NicholasNegroponte)1999年初来华访问时说过：嵌入式智能工具将是继PC和Internet之后最伟大的发明。后PC时代／IA时代MIT的DavidClark于1999年首次提出“后PC时代（post-PCera）”的概念，他认为：在后PC时代，具有联网功能的信息电器（IA）和手持设备（handhelddevice）将逐步取代PC。计算机产品发展路线图摩尔定律仍然适用大型机:60年代小型机:70年代PC:80-90年代后PC:2000年VLSILSIMSISoC嵌入