当前位置：文档之家 › ARM9嵌入式系统的设计基础教程 第一至六章 课件.ppt

ARM9嵌入式系统的设计基础教程 第一至六章 课件.ppt

  • 格式：ppt
  • 大小：6.42 MB
  • 文档页数：701

下载文档原格式

  / 189

合集下载

《嵌入式ARM教案》课件

《嵌入式ARM教案》课件

《嵌入式ARM教案》PPT课件第一章：嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义介绍嵌入式系统的概念、特点和应用领域强调嵌入式系统与传统计算机系统的区别1.2 嵌入式系统的发展回顾嵌入式系统的发展历程探讨未来嵌入式系统的发展趋势1.3 嵌入式系统的组成部分介绍嵌入式系统的硬件和软件组成解释嵌入式系统中的核心部件：中央处理器（CPU）第二章：ARM处理器简介2.1 ARM处理器的发展历程介绍ARM公司的成立和发展历程讲解ARM处理器的命名规则和版本更新2.2 ARM处理器的特点阐述ARM处理器的架构和指令集特点强调ARM处理器的功耗、性能和成本优势2.3 ARM处理器的应用领域分析ARM处理器在不同领域的应用案例展望ARM处理器在未来的应用前景第三章：ARM指令集和编程3.1 ARM指令集概述介绍ARM指令集的分类和特点讲解ARM指令的格式和操作码3.2 ARM指令的执行过程分析ARM指令的取指、译码、执行和写回过程解释ARM指令的流水线结构和流水线优化3.3 ARM编程实例介绍ARM编程的基本方法和技巧提供简单的ARM编程实例，让学员了解编程过程第四章：嵌入式系统设计和开发流程4.1 嵌入式系统设计原则讲解嵌入式系统设计的关键原则强调嵌入式系统设计的灵活性和可扩展性4.2 嵌入式系统开发流程介绍嵌入式系统开发的各个阶段阐述各阶段的主要任务和注意事项4.3 嵌入式系统开发工具和环境讲解常用的嵌入式系统开发工具和软件介绍嵌入式系统开发环境搭建的步骤和方法第五章：嵌入式系统硬件设计5.1 嵌入式系统硬件设计概述介绍嵌入式系统硬件设计的基本要求强调嵌入式系统硬件设计的可靠性和稳定性5.2 嵌入式系统硬件模块设计讲解嵌入式系统中的主要硬件模块分析各个模块的功能和相互之间的关系5.3 嵌入式系统硬件设计实例提供嵌入式系统硬件设计实例让学员了解硬件设计过程和注意事项第六章：嵌入式系统软件开发6.1 嵌入式操作系统概述介绍嵌入式操作系统的概念和分类强调嵌入式操作系统在嵌入式系统中的重要性6.2 嵌入式操作系统原理讲解嵌入式操作系统的核心组件和工作原理解释嵌入式操作系统的任务调度和资源管理6.3 嵌入式软件开发介绍嵌入式软件开发的基本方法和技巧提供嵌入式软件开发实例，让学员了解开发过程第七章：嵌入式系统应用案例分析7.1 嵌入式系统在工业控制中的应用分析嵌入式系统在工业控制领域的应用案例强调嵌入式系统在提高工业生产效率方面的作用7.2 嵌入式系统在消费电子中的应用讲解嵌入式系统在消费电子领域的应用案例探讨嵌入式系统在智能家居、可穿戴设备等领域的应用前景7.3 嵌入式系统在其他领域的应用介绍嵌入式系统在医疗、交通、教育等领域的应用案例展望嵌入式系统在未来各个领域的发展趋势第八章：嵌入式系统安全与防护8.1 嵌入式系统安全概述讲解嵌入式系统安全的重要性介绍嵌入式系统面临的安全威胁和攻击手段8.2 嵌入式系统安全防护策略阐述嵌入式系统安全防护的技术和方法强调安全防护策略在提高嵌入式系统安全性方面的作用8.3 嵌入式系统安全案例分析分析典型的嵌入式系统安全案例让学员了解嵌入式系统安全防护的实践应用第九章：嵌入式系统发展趋势与挑战9.1 嵌入式系统技术发展趋势分析嵌入式系统技术的发展趋势强调创新技术和新兴领域对嵌入式系统的影响9.2 嵌入式系统面临的挑战讲解嵌入式系统在发展过程中面临的挑战探讨应对挑战的方法和策略9.3 我国嵌入式系统发展现状与展望介绍我国嵌入式系统发展的现状展望我国嵌入式系统未来的发展前景第十章：总结与展望10.1 课程回顾总结本课程的主要内容和知识点强调嵌入式ARM教案在实际应用中的重要性10.2 实践与思考鼓励学员在实际工作中运用嵌入式ARM教案的知识提出针对性的思考题，引导学员深入思考和探索10.3 未来展望展望嵌入式系统领域的未来发展趋势强调继续学习和不断提升自身能力的重要性重点解析本文教案主要围绕嵌入式ARM系统进行讲解，涵盖了嵌入式系统的概述、ARM 处理器简介、ARM指令集和编程、嵌入式系统设计和开发流程、嵌入式系统硬件设计、嵌入式系统软件开发、嵌入式系统应用案例分析、嵌入式系统安全与防护、嵌入式系统发展趋势与挑战以及课程总结与展望等内容。

精品课件-ARM Cortex-A9多核嵌入式系统开发-第一章

精品课件-ARM Cortex-A9多核嵌入式系统开发-第一章

第1章 嵌入式系统概述
1软件是整个系统
应用软件 应用层
文件系统/图形用户应用程序接口
的控制核心，控制整个系统 的运行，提供人机交互的信
OS层
嵌入式操作系统
硬件设备驱动层 设备驱动程序、HAL、BSP
息等。在嵌入式系统不同的 应用领域和不同的发展阶段， 嵌入式系统软件组成也不完
安全、地震监测网、实时气象信息网、水源和空气污染监 测都涉及大量数据的实时处理分析。 国防与航天
神舟飞船和长征火箭中有很多嵌入式系统，导弹的 制导系统也是一种嵌入式系统。
第1章 嵌入式系统概述
1.3 嵌入式系统的概念和特点
概念： 按照IEEE(国际电气和电子工程师协会)的定义，
嵌入式系统即“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运 行的装置”(原文为devices used to control，monitor， or assist the operation of equipment，machinery or plants)。这主要是从应用上加以定义的，从中可以看出嵌 入式系统是软件和硬件的综合体，并且涵盖机械等附属装 置。
第1章 嵌入式系统概述
Linux： 遵循GPL协议的开放源码的操作系统，使用时
无需交纳许可费用。内核可任意裁剪，几乎支持所有的 32位、64位CPU；内核中支持的硬件种类繁多，几乎可以 从网络上找到所有硬件驱动程序；支持几乎所有的网络 协议；有大量的应用程序可用，从编译工具、调试工具 到GUI程序。其缺点在于实时性，虽然2.6版本的Linux在 实时性方面有较大改进，但是仍无法称为实时操作系统。
图1.2 嵌入式系统软件子系统 全相同，但基本上可以分为
组成框图
应用层、操作系统(OS)层和

《嵌入式ARM教案》课件

《嵌入式ARM教案》课件

《嵌入式ARM教案》课件第一章：嵌入式系统概述1.1 嵌入式系统的定义介绍嵌入式系统的概念、特点和应用领域解释嵌入式系统与通用计算机系统的区别1.2 嵌入式系统的历史与发展概述嵌入式系统的发展历程介绍嵌入式系统在不同领域的应用发展情况1.3 嵌入式系统的组成与架构讲解嵌入式系统的常见架构介绍嵌入式系统的主要组成部分及其作用1.4 嵌入式系统的优势与挑战阐述嵌入式系统的优势分析嵌入式系统面临的挑战和发展趋势第二章：ARM处理器简介2.1 ARM处理器的发展历程介绍ARM公司的起源和发展历程讲解ARM处理器的发展阶段和产品系列2.2 ARM处理器的特点与优势阐述ARM处理器的特点分析ARM处理器在嵌入式系统中的应用优势2.3 ARM处理器的架构与工作原理讲解ARM处理器的架构设计介绍ARM处理器的工作原理和指令集2.4 ARM处理器的选型与评估指导如何选择合适的ARM处理器介绍评估ARM处理器性能的方法和指标第三章：嵌入式操作系统基础3.1 嵌入式操作系统的概念与分类解释嵌入式操作系统的定义和分类介绍常见的嵌入式操作系统及其特点3.2 嵌入式操作系统的核心功能与架构讲解嵌入式操作系统的核心功能阐述嵌入式操作系统的常见架构设计3.3 嵌入式操作系统的移植与优化介绍嵌入式操作系统移植的基本步骤讲解嵌入式操作系统的优化方法和技巧3.4 嵌入式操作系统的应用与案例分析分析嵌入式操作系统在实际应用中的案例探讨嵌入式操作系统的发展趋势和挑战第四章：嵌入式系统设计与开发流程4.1 嵌入式系统设计的基本原则介绍嵌入式系统设计的重要原则讲解设计过程中需要考虑的因素4.2 嵌入式系统硬件设计讲解嵌入式系统硬件设计的基本步骤和方法介绍硬件选型和硬件设计中的注意事项4.3 嵌入式系统软件设计阐述嵌入式系统软件设计的基本步骤和方法讲解软件开发工具和编程语言的选择4.4 嵌入式系统开发的流程与实践介绍嵌入式系统开发的典型流程分析实际开发过程中需要注意的问题和实践经验第五章：嵌入式系统编程基础5.1 嵌入式编程语言概述介绍嵌入式编程的常用语言及其特点分析不同编程语言在嵌入式系统中的应用场景5.2 C语言编程基础讲解C语言的基本语法和编程技巧介绍C语言在嵌入式编程中的应用和实践5.3 汇编语言编程基础介绍汇编语言的基本概念和语法讲解汇编语言在嵌入式编程中的应用和实践5.4 嵌入式编程的实践技巧讲解嵌入式编程的常见技巧和注意事项分析实际项目中遇到的问题和解决方法《嵌入式ARM教案》课件第六章：嵌入式系统硬件接口与驱动6.1 嵌入式系统硬件接口概述介绍嵌入式系统中常见的硬件接口类型讲解硬件接口的工作原理和功能6.2 UART接口与驱动编程讲解UART接口的基本概念和功能介绍UART接口的驱动编程方法和实践6.3 I2C接口与驱动编程介绍I2C接口的基本概念和协议讲解I2C接口的驱动编程方法和实践6.4 SPI接口与驱动编程讲解SPI接口的基本概念和协议介绍SPI接口的驱动编程方法和实践第七章：嵌入式系统存储与文件系统7.1 嵌入式系统存储概述介绍嵌入式系统中常见的存储设备和技术讲解存储器接口和存储器控制器的选择7.2 NAND闪存与驱动编程介绍NAND闪存的基本概念和特点讲解NAND闪存的驱动编程方法和实践7.3 NOR闪存与驱动编程讲解NOR闪存的基本概念和特点介绍NOR闪存的驱动编程方法和实践7.4 文件系统的设计与实现讲解嵌入式文件系统的设计原理介绍常见嵌入式文件系统的实现方法和实践第八章：嵌入式系统网络通信8.1 嵌入式系统网络通信基础介绍嵌入式系统网络通信的基本概念和技术讲解网络通信协议和网络架构8.2 TCP/IP协议栈与嵌入式网络应用讲解TCP/IP协议栈的基本原理和组成介绍基于TCP/IP协议栈的嵌入式网络应用实践8.3 Wi-Fi通信模块与驱动编程介绍Wi-Fi通信模块的基本概念和功能讲解Wi-Fi通信模块的驱动编程方法和实践8.4 蓝牙通信模块与驱动编程讲解蓝牙通信模块的基本概念和功能介绍蓝牙通信模块的驱动编程方法和实践第九章：嵌入式系统实时性与调度策略9.1 嵌入式系统实时性概述讲解嵌入式系统实时性的概念和重要性介绍实时系统的分类和实时性要求9.2 嵌入式调度策略与算法讲解嵌入式系统的调度策略和算法分析不同调度策略的优缺点和适用场景9.3 实时操作系统（RTOS）简介介绍实时操作系统的基本概念和特点讲解RTOS在嵌入式系统中的应用和实践9.4 实时调度器的实现与优化讲解实时调度器的实现方法和流程介绍调度器的优化技巧和注意事项第十章：嵌入式系统项目管理与实践10.1 嵌入式系统项目管理概述介绍嵌入式系统项目管理的概念和重要性讲解项目管理工具和方法在嵌入式系统中的应用10.2 项目需求分析与规划讲解项目需求分析和规划的方法介绍需求文档编写和项目进度管理的实践经验10.3 嵌入式系统开发的实践技巧讲解嵌入式系统开发中的实践技巧和注意事项分享实际项目开发中的经验和最佳实践10.4 项目验收与维护介绍项目验收的标准和方法讲解项目维护和升级的策略与实践《嵌入式ARM教案》课件第十一章：嵌入式系统安全与加密技术11.1 嵌入式系统安全概述讲解嵌入式系统安全的重要性介绍常见的嵌入式系统安全威胁和攻击手段11.2 加密技术在嵌入式系统中的应用介绍加密技术的基本原理和算法讲解加密技术在嵌入式系统中的应用场景和实践11.3 安全存储与传输讲解如何在嵌入式系统中实现安全存储和传输介绍常见的加密存储和传输技术及其实现方法11.4 安全认证与授权讲解嵌入式系统中的安全认证和授权机制介绍常见的认证和授权方法及其在嵌入式系统中的应用第十二章：物联网与嵌入式系统的融合12.1 物联网概述介绍物联网的概念、架构和应用领域讲解物联网与嵌入式系统的关联和融合趋势12.2 物联网协议与技术讲解物联网中常用的通信协议和技术介绍物联网协议栈和网络架构12.3 物联网在嵌入式系统中的应用案例分析物联网在嵌入式系统中的应用案例探讨物联网技术在嵌入式系统中的实践经验和挑战12.4 物联网安全与隐私保护讲解物联网安全的重要性和挑战介绍物联网中的安全技术和隐私保护措施第十三章：嵌入式系统在智能家居的应用13.1 智能家居系统概述介绍智能家居系统的概念、架构和应用讲解智能家居系统与嵌入式系统的关联和融合13.2 智能家居设备与控制讲解智能家居设备的选择和控制方法介绍智能家居设备的嵌入式系统设计和开发实践13.3 智能家居平台的构建与优化讲解智能家居平台的构建方法和实践介绍智能家居平台的优化技巧和注意事项13.4 智能家居安全与隐私保护讲解智能家居系统中的安全问题和隐私保护需求介绍智能家居系统中的安全技术和隐私保护措施第十四章：嵌入式系统在工业控制的应用14.1 工业控制系统概述介绍工业控制系统的概念、架构和应用领域讲解嵌入式系统在工业控制中的应用和重要性14.2 工业控制设备与接口讲解工业控制设备的选择和接口技术介绍工业控制设备的嵌入式系统设计和开发实践14.3 工业控制协议与通信讲解工业控制中常用的通信协议和技术介绍工业控制协议的实现和通信实践14.4 工业控制系统的安全性与优化讲解工业控制系统中的安全问题和优化需求介绍工业控制系统中的安全技术和优化措施第十五章：嵌入式系统在自动驾驶的应用15.1 自动驾驶系统概述介绍自动驾驶系统的概念、架构和应用前景讲解嵌入式系统在自动驾驶中的应用和挑战15.2 自动驾驶感知与决策讲解自动驾驶系统中的感知技术和决策算法介绍嵌入式系统在自动驾驶感知和决策中的应用15.3 自动驾驶控制与执行讲解自动驾驶系统中的控制技术和执行策略介绍嵌入式系统在自动驾驶控制和执行中的应用15.4 自动驾驶安全与伦理问题讲解自动驾驶系统中的安全问题和伦理挑战介绍自动驾驶系统中的安全技术和伦理指导原则重点和难点解析1. 嵌入式系统的基本概念、特点和应用领域。

嵌入式系统原理与设计 教学课件(共82张PPT)

嵌入式系统原理与设计 教学课件(共82张PPT)
系统是采用一体化的监控程序，不存在操作系统平 台。而今天组成嵌入式系统的基本硬件构件已较复
杂，如：16位、32位CPU或特殊功能的微处理器、 特定功能的集成芯片、FPGA或CPLD等，其软
件设计的复杂性成倍增长。因此研究嵌入式系统的
设计原理及技术，提供系统的设计方法和开发工具是 嵌入式计算学科的关键技术。
嵌入式微处理器分类
嵌入式处理器
嵌入式微控制器 （MCU）
嵌入式DSP处理器 (DSP)
嵌入式微处理器 (MPU)
嵌入式片上系统 (System On Chip)
1、嵌入式微控制器(MCU）
• 嵌入式微控制器的典型代表是单片机这 种８位的电子器件目前在嵌入式设备中 仍然有着极其广泛的应用。
• 单片机芯片内部集成ROM/EPROM、 RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、 看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出、 A/D、D/A、Flash RAM、EEPROM等 各种必要功能和外设。
要求程序编写和编译工具的质量要高，以减少程序二进制代码长度、提 高执行速度。
以微处理器为核心
• 我们设计一个数字系统可以有很多种方法，如：定制
逻辑、现场可编程门阵列（FPGA）等，那么为什 么在设计嵌入式系统时要以微处理器为核心呢？ 这主要有两种原因：
• （1）用微处理器是实现数字系统一种十分便捷、有 效的方法；
嵌入式系统的特征
• 可接5种GPS接收器； 嵌入式系统是以微处理器为核心的，嵌 入在其他设备中的专用计算机系统。它 5个按键需要和屏幕菜单显示组合起来完成这些功能。
在移动地图这个例子中，电能消耗特别重要，设计时应尽量减少存储器读/写，因为存储器访问是主要的功耗来源，存储器的访问必须精心安排 ，以避免多次读取相同的数据。

嵌入式系统基础 第6章--ARM程序设计ppt课件

嵌入式系统基础 第6章--ARM程序设计ppt课件

可编辑课件PPT
23
可编辑课件PPT
24
下面是一段从ARM指令程序段跳转到 Thumb指令程序的状态切换例程。
；ARM指令程序 CODE32
….. ADD R0,Into_Thumb +1 BX R0 …..
;Thumb指令程序 CODE16 Into_Thumb …….
可编辑课件PPT
25
下面是一段从Thumb 指令程序段跳转 到ARM指令程序的状态切换例程。
Back_to_ARM
； Thumb 指令程序 CODE16
….. ADD R5,Back_to_ARM BX R0
….. ; ARM指令程序
CODE32 …….
可编辑课件PPT
26
6.2.3 循环程序设计
当条件满足时，需要重复执行同一个 程序段做同样工作的程序叫做循环程序。
被重复执行的程序段叫做循环体，需 要满足的条件叫做循环条件。
跳转
硬件初始化的汇编语 言程序（特权模式） B main
完成用户任务的 C/C++程序（用户模式）
可编辑课件PPT
39
6.3.1 初始化程序部分
由于在用于完成初始化任务的汇编语 言程序中需要在特权模式下做一些诸如修 改CPSR等特权操作，所以不能过早地进入 用户模式。
通常，初始化过程大致会经历如下所 示的一些模式变化。
可编辑课件PPT
3
汇编语言 源文件 汇编器 目标文件
可编辑课件PPT
C/C++语言 源文件 编译器
目标文件
连接器
可执行文件
4
头文件 C/C++库文件
ARM提供的开发工具Code Warrior for ARM中包含的编译器如下：

嵌入式系统开发基础—基于ARM9微处理器C语言程序设计(第五版)配套课件

嵌入式系统开发基础—基于ARM9微处理器C语言程序设计(第五版)配套课件
独特的性能来满足不同应用领域的需求。 SecurCore系列专门为安全要求较高的应用 而设计。
1. ARM7系列微处理器
ARM7系列微处理器是低功耗的32位RISC处理器，适合用 于对价位和功耗要求较高的消费类产品。ARM7系列有如下 特点： ❖ ·具有嵌入式ICE—RT逻辑，调试开发方便。 ❖ ·极低的功耗，适合对功耗要求较高的产品，如便携式 产品。 ❖ ·能够提供0.9 MIPS（MIPS，每秒百万条指令）/MHz 的三级流水线结构。 ❖ ·对操作系统的支持广泛，如Windows CE、Linux、 PalmOS（最流行的掌上电脑操作系统）等。 ❖ ·指令系统与ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列 兼容，便于用户的产品升级换代。 ❖ ·主频最高可达130MHz，高速的运算处理能力可胜任 绝大多数的复杂应用。
1.1.2 嵌入式控制系统的设计方法
❖ 做为嵌入式控制器的单片机，不管是8位单片机还 是16位单片机或32位单片机，由于受其本身资源限 制，其应用程序都不能在其本身上开发。开发其应 用程序，还需要一台通用计算机，如常用的IBMPC机或兼容机，Mindows95/98/2000或XP操作系 统，256M以上内存，1G以上硬盘内存空间（运行 交叉编译环境ADS1.2最低配置）。我们也称这台 通用计算机为“宿主机”，称做为嵌入式控制器的 单片机为“目标机”。应用程序在“宿主机”上开 发，在“目标机”上运行。“目标机”和“宿主机” 之间利用计算机并口通过一台叫“仿真器”的设备 相连，程序可以从“宿主机”传到“目标机”，这 也叫程序下载，也可以从“目标机”
1.1.3 嵌入式控制系统各种设计方法 的特点
1. 目标机上安装某种嵌入式操作系统
❖ 人们在目标机上嵌入某种功能较强且占用内 存较少的操作系统，用户程序在该操作系统 支持下运行。我们也把这种操作系统叫嵌入 式操作系统，嵌入式操作系统有多种，如比 较著名的Windows CE，Linux，μC/OS-Ⅱ 等等。特别是Linux操作系统，由于代码简 练、功能强大、内核公开等优点，获得广泛 应用。

ARM9和Linux嵌入式系统教学课件

ARM9和Linux嵌入式系统教学课件
第6章 Linux基础
6.1 Linux简介
6.2 利用VMWare虚拟机搭建学习环境
第6章 Linux基础
本章概述
与目前流行的Windows相比，Linux是一个免费开放源代
码的操作系统，其支持多用户多任务等优秀特点，吸引 了一大批从事Linux研究和应用的爱好者，本章主要向初 学者介绍什么是Linux，Linux的特点和优势，Linux的版 本以及学习环境的搭建，以便初学者能够从总体上了解L inux操作系统，并且搭建自己学习Linux的环境。
1.内核版本 • 内核是系统的心脏，是运行程序和管理像磁盘和打 印机等硬件设备的核心程序，它提供了一个在裸设 备与应用程序间的抽象层。 • Linux内核的版本号是有一定规则的，即“主版本. 次版本号.修正号”。主版本号和次版本号一起标志 着重要的功能变动，修正号表示较小的功能变更。 次版本号的意义在于表示该版本是否为稳定版。若 次版本号为偶数则表示该内核是一个稳定版，可放 心使用；若次版本号为奇数则表示该内核是一个测 试版，可能存在BUG。
6.1 Linux简介
6.1.4 Linux系统的版本
6.1.4 Linux系统的版本
2.发行版本 • 发行版是由发行商搜索一系列的应用程序打包发售时的编号。 一个 完整的 Linux 由“ 内 核程序＋系 统程序＋ 应 用程序” 组 成。 比较著名的几个发行版本有如下几个： • 1）RedHat Linux或Fedora Core Linux 官方网址：。 • 2）Slackware Linux 官方网址：。 • 3）SuSE Linux • 官方网址：/linux/suse。 • 4）Debian Linux • 官方网址：。 • 5）红旗Linux（国产） • 官方网址：。

精品课件-基于ARM9的嵌入式Linux系统-第1章

精品课件-基于ARM9的嵌入式Linux系统-第1章

第1章 嵌入式系统概述
8
4. 功能层与执行装置 功能层由基于RTOS开发的应用程序组成，用来完成对被控 对象的控制功能。功能层是面向被控制对象和用户的，为方便 用户操作，往往需要提供一个友好的人机界面。执行装置是指 那些可以接受嵌入式计算机系统发出控制命令，执行所规定的 操作或任务的设备和装置。在不同应用领域中，嵌入式系统的 执行装置一般是不同的，应该根据具体的应用场合和系统所要 求实现的功能选择不同的设备和执行装置。
接口(如A/D、D/A、I/O等)组成。在一片嵌入式微处理器基础上 增加电源电路、时钟电路和存储器电路(ROM和SDRAM等)，就构 成了七个嵌入式核心控制模块。其中，操作系统和应用程序都
可以固化在ROM中。
第1章 嵌入式系统概述
6
2. 中间层 中间层也称为硬件抽象层或板极支持包，它把系统软件与 底层硬件部分隔离。板极支持包对上具有操作系统相关性，对 下具有硬件相关性。设计一个完整的中间层需要完成两部分工 作： ① 嵌入式系统的初始化，它包括片级初始化、板级初始化 和系统级初始化。 ② 设计硬件相关的设备驱动。
第1章 嵌入式系统概述
22
1.3.2 嵌入式Linux操作系统
利用Linux搭建嵌入式操作系统是近年来最令人振奋的方
案之一，Linux将来可能会成为嵌入式系统主流操作系统。嵌
入式Linux是按照嵌入式操作系统的要求而设计的一种小型操
作系统。由一个内核及一些根据需要进行定制的系统模块组成。
第1章 嵌入式系统概述
第1章 嵌入式系统概述
7
3. 软件层 软件层由实时多任务操作系统(RTOS)、文件系统、图形用
户接口(GUI)、网络系统及通用组件模块组成。RTOS是嵌入式应 用软件的基础和开发平台；是一段嵌入式目标代码中的程序， 系统复位后首先执行，相当于用户的主程序，用户的其他应用

ARM9嵌入式系统的设计基础教程 第一至六章 课件

ARM9嵌入式系统的设计基础教程 第一至六章 课件
（4）面向Internet阶段 进入21世纪，Internet技术与信息家电、工业控制技术等的结合
日益紧密，嵌入式技术与Internet技术的结合正在推动着嵌入式 系统的飞速发展。 2．嵌入式系统的发展趋势 面对嵌入式技术与Internet技术的结合，嵌入式系统的研究和应 用在飞速发展。 （1）新的微处理器层出不穷，精简系统内核，优化关键算法， 降低功耗和软硬件成本。提供更加友好的多媒体人机交互界面。
③辅助存储器通常指硬盘、NAND Flash、CF卡、MMC和SD卡等， 用来存放大数据量的程序代码或信息，一般容量较大，但读取速度 与主存相比要慢一些。
（3）通用设备接口和I/O接口 嵌入式系统通常具有与外界交互所需要的通用设备接口，如GPIO、
A/D（模／数转换接口）、D/A（数／模转换接口）、RS-232接口 （串行通信接口）、Ethernet（以太网接口）、USB（通用串行 总线接口）、音频接口、VGA视频输出接口、I2C（现场总线）、 SPI（串行外围设备接口）和IrDA（红外线接口）等。
（2）存储器 嵌入式系统的存储器包含Cache、主存储器和辅助存储器，用来存
放和执行代码。 ①Cache是一种位于主存储器和嵌入式微处理器内核之间的快速存
储器阵列，存放的是最近一段时间微处理器使用最多的程序代码 和数据。在需要进行数据读取操作时，微处理器尽可能的从Cache中读
取数据，而不是从主存中读取，减小存储器（如主存和辅助存储器） 给微处理器内核造成的存储器访问瓶颈，提高微处理器和主存之间 的数据传输速率，使处理速度更快，实时性更强。
1.1.3 嵌入式系统的组成 嵌入式系统通常由包含有嵌入式处理器、嵌入式操作系统、应用
软件和外围设备接口的嵌入式计算机系统和执行装置（被控对象） 组成。嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，可以分为硬 件层、中间层、系统软件层和应用软件层。执行装置接受嵌入式 计算机系统发出的控制命令，执行所规定的操作或任务。

嵌入式教学PPT-第1 章 嵌入式系统概述45页PPT

嵌入式教学PPT-第1 章 嵌入式系统概述45页PPT

·现实中的嵌入式系统
即使不可见，嵌入式系统也无处不在。嵌入 式系统在很多产业中得到了广泛的应用并逐步改变着 这些产业，包括工业自动化、国防、运输和航天领域。 例如神舟飞船和长征火箭中有很多嵌入式系统，导弹 的制导系统也是嵌入式系统，高档汽车也有多达几十 个嵌入式系统。
在日常生活中，人们使用各种嵌入式系统，但未必 知道它们。事实上，几乎所有带有一点“智能”的家 电（全自动洗衣机、电脑电饭煲）都有嵌入式系统。 嵌入式系统广泛的适应能力和多样性，使得视听、工 作场所甚至健身设备中到处都有嵌入式系统
嵌入式教学PPT-第1 章 嵌入式系统概 述
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
与嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单片化，体积大大 减小，从而使功耗和成本下降，可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系 统工业的主流。微控制器的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制， 因此称为微控制器。
微控制器目前的品种和数量最多，比较有代表性的通用系列包括 8051 、 P51XA、MCS - 251 、MCS – 96/196/296 、C166/167 、 MC68HC05/11/12/16 、68300和数目众多的ARM芯片等。目前MCU约 占嵌入式系统70%的市场份额。

嵌入式系统基础教程第01讲第1章绪论

嵌入式系统基础教程第01讲第1章绪论
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：devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants.
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
20
嵌入式系统的释义
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
构、ARM嵌入式程序设计、uCOS-II操作系统、 设备驱动、 uCLinux操作系统。借用为宜。
13
参考资料
Real-time Embedded Software Systems OSEK/VDX Operating System. Version 2.2.2.
July 5th, 2004. Charting Past, Present, Future Research in
嵌入式操作系统
Linux （源代码）
实验项目
8
实验系统的内容
配套8个实验项目，具体是：
开发环境建立实验：1个/平台 实时内核实验：7个
任务的基本管理 优先级反转 优先级继承 信号量：哲学家就餐问题的实现 消息队列 时钟中断 µC/OS-II的内存分配
9
教材及参考资料
嵌入式系统基础教程，俞建新等主编，机械工业出版社. 嵌入式实时操作系统及应用开发，罗蕾主编，北京航空航天大学出版

ARM嵌入式系统简介PPT课件

ARM嵌入式系统简介PPT课件
·嵌入性：嵌入到对象体系中，有对象环境要求 ·专用性：软、硬件按对象要求裁减 ·计算机：实现对象的智能化功能 特点:1、软硬件一体化；2、代码小，速度快 3、用途固定； 4、可靠性要求高 5、应用广泛。
9
何谓嵌入式系统
广义地说
一个嵌入式系统就是一个具有特定功能或用途的 计算机软硬件集合体。
即以应用为中心、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、功耗严格要求的专用计算机系统 。
在工业和服务领域中，大量嵌入式技术也已经应 用于工业控制、数控机床、智能工具、工业机器 人、服务机器人等各个行业，正在逐渐改变着传 统的工业生产和服务方式
3
何谓嵌入式系统
国际芯片市场来看
据统计每年只有10-20%的计算机芯片是为台式PC 或膝上电脑而设计的。
嵌入式系统设计制造的CPU每年大概有10-20亿片。
11
何谓嵌入式系统
嵌入式处理器的分类和现状 微控制器（MCU) 数字信号处理器（DSP） 片上系统（SOC） 可编程片上系统（SOPC）
12
何谓嵌入式系统
MCU 嵌入式微控制器的典型代表是单片机，这种８
位的电子器件,目前在嵌入式设备中仍然有着极 其广泛的应用。
单片机芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、 总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行 口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash、 EEPROM等各种必要功能和外设。
DSP是运算密集处理器，一般用在快速执行算法， 用在控制比较困难场合。由于为了追求高执行效 率，不适合运行操作系统，核心代码使用汇编。
15
何谓嵌入式系统
SOC
SOC（片上系统）是IC设计的发展趋势。采用 SOC设计技术，可以大幅度地提高系统的可靠性， 减少系统的面积和功耗，降低系统成本，极大地 提高系统的性能价格比。

1-5章《ARM嵌入式C编程标准教程》精品PPT课件

1-5章《ARM嵌入式C编程标准教程》精品PPT课件

ARM920T中的ARM9TDMI内核可执行32位ARM及16位 Thumb指令集。ARM9TDMI处理器是哈佛结构，有包括 取指、译码、执行、存储及写入的5级流水线。
ARM920T处理器包括以下两个协处理器。 ·CP14：控制软件对调试信道的访问。 ·CP15：系统控制处理器，提供16个额外寄存器来配置
消费品、成像设备、工业控制、通信和信息系统等领域。
ARM10E系列微处理器包括ARM1020E、ARM1002E和 ARM1026JE-S三种类型，以适用于不同的应用场合。
1.1.5 ARM920T简介
ARM920T高缓存处理器是ARM9 Thumb系列中高性能的32位 单片系统处理器。
而ARM920T系列微处理器包含如下几种类型的内核。 ·ARM9TDMI：只有内核。 ·ARM940T：由内核、高速缓存和内存保护单元(MPU)组成。 ·ARM920T：有内核、高速缓存和内存管理单元(MMU)组成。 ARM920T提供完善的高性能CPU子系统，包括以下方面： ·ARM9TDMI RISC 整数CPU。 ·16K字节指令与16K字节数据缓存。 ·指令与数据存储器管理单元（MMU）。 ·写缓冲器。 ·高级微处理器总线架构（AMBA）总线接口。 ·ETM（内置追踪宏单元）接口。
ARM处理器是一个综合体，ARM公司自身并不制造微处理 器。它们是由ARM的合作伙伴(Intel或LSI)制造。ARM还允
许将其处理器通过协处理器接口进行紧耦合。它还包括几
种内存管理单元的变种，包括简单的内存保护到复杂的页 面层次。
ARM微处理器系列包括ARM7系列、ARM9系列、ARM9E 系列、ARM10E系列、SecurCode系列和Intel的Xscale。其 中，ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10E为4个通用处理器
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（4）面向Internet阶段 进入21世纪，Internet技术与信息家电、工业控制技术等的结合
日益紧密，嵌入式技术与Internet技术的结合正在推动着嵌入式 系统的飞速发展。 2．嵌入式系统的发展趋势 面对嵌入式技术与Internet技术的结合，嵌入式系统的研究和应 用在飞速发展。 （1）新的微处理器层出不穷，精简系统内核，优化关键算法， 降低功耗和软硬件成本。提供更加友好的多媒体人机交互界面。
嵌入式系统无处不在，在移动电话、数码照相机、MP4、数字电 视的机顶盒、微波炉、汽车内部的喷油控制系统、防抱死制动系 统等装置或设备都使用了嵌入式系统。
1.1.2 嵌入式系统发展趋势 1．嵌入式系统的发展历史 从单片机的出现到今天各种嵌入式微处理器、微控制器的广泛应
用，嵌入式系统的应用可以追溯到20世纪60年代中期，例如阿波 罗飞船的导航控制系统AGC（Apollo Guidance Computer）。嵌 入式系统的发展历程，大致经历了以下4个阶段。 （1）无操作系统阶段 单片机是最早应用的嵌入式系统，单片机作为各类工业控制和飞 机、导弹等武器装备中的微控制器，用来执行一些单线程的程序， 完成监测、伺服和设备指示等多种功能，一般没有操作系统的支 持，程序设计采用汇编语言。由单片机构成的这种嵌入式系统使 用简便、价格低廉，在工业控制领域中得到了非常广泛的应用。
（2）简单操作系统阶段
20世纪80年代，出现了大量具有高可靠性、低功耗的嵌入式CPU （如Power PC等），芯片上集成有微处理器、I/O接口、串行接 口及RAM、ROM等部件，面向I/O设计的微控制器在嵌入式系统 设计应用。一些简单的嵌入式操作系统开始出现并得到迅速发展， 程序设计人员也开始基于一些简单的“操作系统”开发嵌入式应 用软件。此时的嵌入式操作系统虽然还比较简单，但已经初步具 有了一定的兼容性和扩展性，内核精巧且效率高，大大缩短了开 发周期，提高了开发效率。
（3）实时操作系统阶段
20世纪90年代，面对分布控制、柔性制造、数字化通信和信息家 电等巨大市场的需求，嵌入式系统飞速发展。随着硬件实时性要 求的提高，嵌入式系统的软件规模也不断扩大，实时多任务操作
系统（Real-time Operation System，RTOS）逐渐形成，系统能 够运行在各种不同类型的微处理器上，具备了文件和目录管理、 设备管理、多任务、网络、图形用户界面Graphic User Interface， GUI）等功能，并提供了大量的应用程序接口Application Programming Interface，API），从而使应用软件的开发变得更 加简单。
IP核分为用硬件描述语言（hardware Description Language， HDL）文本形式提交给用户，经过RTL级设计优化和功能验证， 但其中不含有任何具体的物理信息的软核（Soft IP Core）；完成 软核所有的设计外，还完成了门级电路综合和时序仿真等设计环 节，一般以门级电路网表的形式提供给用户的固核（Firm IP Core）；基于物理描述，并经过工艺验证，具有可保证的性能， 提供给用户的形式是电路物理结构掩模版图和全套工艺文件的硬 核（Hard IP Core）。IP软核以源代码的形式提供的，IP知识产 权不易保护。IP硬核易于实现IP保护，缺点是灵活性和可移植性 差。
（3）嵌入式系统的开发成了一项系统工程，开发厂商不仅要提 供嵌入式软硬件系统本身，同时还要提供强大的硬件开发工具和 软件支持包。
3．IP核（Intellectual Property Core，知识产权核） SOC（System On Chip，片上系统）是90年芯片上 集成数字信号处理器、微控制器、存储器、数据转换器、接口电 路等电路模块，可以直接实现信号采集、转换、存储、处理等功 能。IP核是指具有知识产权的、功能具体、接口规范、可在多个 集成电路设计中重复使用的功能模块，是实现系统芯片（SOC） 的基本构件。
目前全球IP核市场处于快速成长的阶段，EDA联盟、RAPID联盟、 VCX联盟与VSIA联盟等都在积极推动IP核的开发、应用及推广。 其中，EDA联盟主要是以如何提供更好的EDA软件工具为主， VSIA联盟主要针对IP核的定义、开发、授权及测试等建立一个公 开的共性规范。ARM、Rambus和MIPS在十大IP供应商排行中居 前3位。
（2）Linux、Windows CE、Palm OS等嵌入式操作系统迅速发展。 嵌入式操作系统自身结构的设计更加便于移植，具有源代码开放、 系统内核小、执行效率高、网络结构完整等特点，能够在短时间 内支持更多的微处理器。计算机的新技术、新观念开始逐步移植 到嵌入式系统中，嵌入式软件平台得到进一步完善。
第1章 嵌入式系统基础知识
1.1 嵌入式系统的定义和组成
1.1.1 嵌入式系统的定义 根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义，嵌入式系统是
“控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置”（原文为 devices used to control，monitor，or assist the operation of equipment，machinery or plants）。 目前国内一个普遍被认同的定义是：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、功耗严格要求的专用计算机系统。 北京航空航天大学的何立民教授是这样定义嵌入式系统的：“嵌 入到对象体系中的专用计算机系统”。 可以这样认为，嵌入式系统是一种专用的计算机系统，作为装置 或设备的一部分。嵌入式系统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应用程序4个部分组成。“嵌入 性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要 素，对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统。