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第1章 嵌入式系统开发基础改

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ARM嵌入式体系结构与接口技术

ARM嵌入式体系结构与接口技术

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1.1.1 嵌入式系统的基本概念
嵌入式系统的特点
（1）面向特定应用的特点，与“通用型”系统相比，满 足特定应用的特定需求 （2）嵌入式系统的硬件和软件都必须进行高效地设计， 量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更 高的性能 （3）嵌入式系统是将先进的计算机技术、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。
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1.1.2 嵌入式系统的体系结构


嵌入式操作系统不仅具有通用操作系统的一般功 能，如向上提供对用户的接口（如图形界面、库 函数API等），向下提供与硬件设备交互的接口（ 硬件驱动程序等），管理复杂的系统资源， 在系统实时性、硬件依赖性、软件固化性以及应 用专用性等方面，具有更加鲜明的特点
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1.1.2 嵌入式系统的体系结构

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（4）为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的 软件一般都固化在存储器芯片中或单片机本身，而不是 存储于磁盘中。 （5）嵌入式开发的软件代码尤其要求高质量、高可靠性 。 （6）嵌入式系统本身不具备二次开发能力，即设计完成 后用户通常不能在该平台上直接对程序功能进行修改， 必须有一套开发工具和环境才能进行再次开发。厂家对 产品固件（Firmware）进行升级

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1.1.1 嵌入式系统的基本概念


嵌入式系统的基本概念
嵌入式系统应用随处可见，工业、军事、宇宙、通信、运 输、金融、医疗、气象、农业等领域 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机控制系统为基础， 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。 嵌入式系统通常由特定功能模块和计算机控制模块组成， 主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统 以及用户应用软件等部分组成。它具有“嵌入性”、“专 用性”与“计算机系统”的三个基本要素。

嵌入式系统习题查根龙

嵌入式系统习题查根龙

嵌入式系统温习第一章嵌入式系统基础一、嵌入式系统的概念？二、嵌入式系统的组成？3、嵌入式系统的特点？4、嵌入式系统的应用？五、嵌入式处置器的分类，常见的嵌入式处置器有哪些？六、什么是嵌入式操作系统？嵌入式操作系统有哪些类型？7、什么是实时操作系统？实时操作系统的组成和特点。

它有哪些特征？八、常见的嵌入式操作系统有哪些？九、实时操作系统常常利用的任务调试算法有哪几种？10、用什么方式解决优先级反转问题？1一、单片机是不是嵌入式系统？它与ARM嵌入式系统有何异同？1二、嵌入式系统与通用运算机之间的区别。

第二章嵌入式系统开发流程一、嵌入式系统开发进程分为哪几个阶段？每一个阶段的特点是什么？二、嵌入式软件开发流程。

3、嵌入式系统有哪几种调试方式？此刻最流行的是哪一种？利用什么接口？4、什么是板级支持包？它一般应完成哪些工作？第三章ARM的体系结构一、ARM的英文命名是什么？AMR处置器有人材特点？二、运算机中的两种典型体系结构是什么，各自的特点是什么？3、试比较RISC体系结构和CISC体系结构的特点。

4、ARM支持哪些数据类型？五、ARM处置器支持的数据类型有哪些？六、画出别离采用小端格式和大端格式寄存0x的存储器示用意。

设存储器的初始地址为0x4000。

7、在ARM处置器的存储空间中，有一段存储空间中存储的数据如下所示：①假设，存储空间中的数据是以大端存储的，那么地址0x8000中存储的一个字是什么？地址0x8000中存储的一个半字是什么？地址0x8003中存储的一个字节是什么？②若是，存储空间中的数据是小端存储的，上述问题的答案别离是什么？八、在ARM处置器的存储空间中，有一段存储空间中存储的数据如下所示：假设，存储空间中的数据是以小端存储的，R0中的值为0x8000。

回答以下问题：①执行完LDR R1，[R0]后，R1的值是多少？②执行完LDR R1，[R0]，#4后，R1的值是多少？③执行完LDR R1，[R0，#2]后，R1的值是多少？④执行完LDMIA R0，｛R1-R4｝后，R0中的值如何转变？⑤执行完LDR R0，[R1，R2，LSL #3]后，R1的值如何转变？九、ARM处置器一共有几种中工作模式，别离是？那种模式下，专业寄放器最多。

嵌入式系统(第二版)第一至第五章课后答案

嵌入式系统(第二版)第一至第五章课后答案

第一章思考与练习1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。

答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒2、什么叫嵌入式系统嵌入式系统：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、功耗严格要求的专用计算机系统。

3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)嵌入式片上系统(System On Chip)4、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。

其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。

再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了32 位CPU 的多任务潜力。

第二章1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段？各自的具体任务是什么？项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4 个阶段。

识别需求阶段的主要任务是确认需求，分析投资收益比，研究项目的可行性，分析厂商所应具备的条件。

提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。

执行项目阶段细化目标，制定工作计划，协调人力和其他资源；定期监控进展，分析项目偏差，采取必要措施以实现目标。

结束项目阶段主要包括移交工作成果，帮助客户实现商务目标；系统交接给维护人员；结清各种款项。

2、为何要进行风险分析？嵌入式项目主要有哪些方面的风险？在一个项目中，有许多的因素会影响到项目进行，因此在项目进行的初期，在客户和开发团队都还未投入大量资源之前，风险的评估可以用来预估项目进行可能会遭遇的难题。

需求风险；时间风险；资金风险；项目管理风险3、何谓系统规范？制定系统规范的目的是什么？规格制定阶段的目的在于将客户的需求，由模糊的描述，转换成有意义的量化数据。

嵌入式系统及应用——第1章 嵌入式系统概论

嵌入式系统及应用——第1章 嵌入式系统概论
–嵌入式的系统成本包括: • 一次性的开发成本NRE(Non-Recurring Engineering)成本 • 产品成本:硬件BOM、外壳包装和软件版税等 • 批量产品的总体成本=NRE成本+每个产品成本*产 品总量 • 每个产品的最后成本=总体成本/产品总量=NRE成 本/产品总量+每个产品成本
嵌入式系统的应用程序可以没有操作 系统直接在芯片上运行。 为了合理地调度多任务、利用系统资 源、系统函数以及和专家库函数接口， 用 户 必 须 自 行 选 配 RTOS （ Real － Time Operating System ）开发平台，这样才 能保证程序执行的实时性、可靠性，并 减少开发时间，保障软件质量。
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，
（２）专用性强
嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系 统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进 行系统的移植。 即使在同一品牌、同一系列的产品中也需 要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。 同时针对不同的任务，往往需要对系统进 行较大更改，程序的编译下载要和系统相结合， 这种修改和通用软件的“升级”是完全不同的 概念。
• 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。

嵌入式系统设计教程(第2版)简答题答案.pdf

嵌入式系统设计教程(第2版)简答题答案.pdf

第一章嵌入式系统概论1.嵌入式系统的定义是什么？答：以应用为中心，以计算机技术为基础，硬件、软件可裁剪，功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

2.简述嵌入式系统的主要特点。

答：（1）功耗低、体积小、具有专用性（2）实时性强、系统内核小（3）创新性和高可靠性（4）高效率的设计（5）需要开发环境和调试工具3. 嵌入式系统一般可以应用到那些领域？答：嵌入式系统可以应用在工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、网络及电子商务、环境监测和机器人等方面。

4. 简述嵌入式系统的发展趋势答：（1）嵌入式应用的开发需要强大的开发工具和操作系统的支持（2）连网成为必然趋势（3）精简系统内核、算法，设备实现小尺寸、微功耗和低成本（4）提供精巧的多媒体人机界面（5）嵌入式软件开发走向标准化5.嵌入式系统基本架构主要包括那几部分？答：嵌入式系统的组织架构是由嵌入式处理器、存储器等硬件、嵌入式系统软件和嵌入式应用软件组成。

嵌入式系统一般由硬件系统和软件系统两大部分组成，其中，硬件系统包括嵌入式处理器、存储器、I/O系统和配置必要的外围接口部件；软件系统包括操作系统和应用软件。

6.嵌入式操作系统按实时性分为几种类型，各自特点是什么？答：（1）具有强实时特点的嵌入式操作系统。

（2）具有弱实时特点的嵌入式操作系统。

（3）没有实时特点的嵌入式操作系统。

第二章嵌入式系统的基础知识1.嵌入式系统体系结构有哪两种基本形式？各自特点是什么？答：冯诺依曼体系和哈佛体系。

冯诺依曼体系结构的特点之一是系统内部的数据与指令都存储在同一存储器中，其二是典型指令的执行周期包含取指令TF，指令译码TD，执行指令TE，存储TS四部分，目前应用的低端嵌入式处理器。

哈佛体系结构的特点是程序存储器与数据存储器分开，提供了较大的数据存储器带宽，适用于数据信号处理及高速数据处理的计算机。

2.在嵌入式系统中采用了哪些先进技术？答：（1）流水线技术（2）超标量执行（3）总线和总线桥3.简述基于ARM架构的总线形式答：ARM架构总线具有支持32位数据传输和32位寻址的能力，通过先进微控制器总线架构AMBA支持将CPU、存储器和外围都制作在同一个系统板中。

周立功ARM培训精华(全套).pdf

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周立功单片机
• 现实中的嵌入式系统
周立功单片机
• 嵌入式系统的概念
目前，对嵌入式系统的定义多种多样，但没有一 种定义是全面的。下面给出两种比较合理定义： ●从技术的角度定义：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。 ●从系统的角度定义：嵌入式系统是设计完成复杂 功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算 机系统。术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系 统中的一个完整的部分，称为嵌入的系统。嵌入的 系统中可以共存多个嵌入式系统。
周立功单片机
• 嵌入式处理器
——嵌入式片上普及化及半导体工艺的迅速发 展，在一个硅片上实现一个更为复杂的系统的时代已来临，这就是 System On Chip(SOC)。各种通用处理器内核将作为SOC设计公司的 标准库，和许多其它嵌入式系统外设一样，成为 VLSI设计中一种标 准的器件，用标准的 VHDL等语言描述，存储在器件库中。用户只 需定义出其整个应用系统，仿真通过后就可以将设计图交给半导体 工厂制作样品。这样除个别无法集成的器件以外，整个嵌入式系统 大部分均可集成到一块或几块芯片中去，应用系统电路板将变得很 简洁，对于减小体积和功耗、提高可靠性非常有利。 SoC可以分为通用和专用两类。通用系列包括Infineon的TriCore、 Motorola的M-Core、某些ARM系列器件、Echelon和Motorola联合研 制的Neuron芯片等。专用SoC一般专用于某个或某类系统中，不为 一般用户所知。一个有代表性的产品是Philips的Smart XA，它将XA 单片机内核和支持超过2048 位复杂RSA算法的CCU单元制作在一块 硅片上，形成一个可加载JAVA或C语言的专用的SOC，可用于公众 互联网如Internet安全方面。

嵌入式系统第一章 嵌入式系统概述

• TMS320系列处理器包括用于控制的 C2000系列，移动通 信的C5000系列，以及性能更高的C6000和C8000系列。
• DSP56000目前已经发展成为DSP56000，DSP56100， DSP56200和DSP56300等几个不同系列的处理器。
• 另外PHILIPS公司近年也推出了基于可重置嵌入式DSP结 构低成本、低功耗技术上制造的R. E. A. L DSP处理器，应 用目标是大批量消费类产品。
• 第一章 嵌入式系统概述
• 嵌入式处理器 ——嵌入式片上系统(SOC)
随着EDA的推广和VLSI设计的普及化及半导体工艺的 迅速发展，在一个硅片上实现一个更为复杂的系统的时代 已来临，这就是System On Chip(SOC)。
•各种通用处理器内核将作为SOC设计公司的标准库，和许 多其它嵌入式系统外设一样，成为 VLSI设计中一种标准的 器件，用标准的 VHDL等语言描述，存储在器件库中。
CPU（中央处理单元）
输入设备
运算器
输出设备
控制器
存储器
CPU
单片机工作支撑模块
数据存储器
程序存储器
其他模块
内部总线
定时/计数器模块 串行通讯接口 A/D转换模块 D/A转换模块 通用I/O模块
第一章 嵌入式系统概述
1.2嵌入式系统基本构成
• 硬件系统
• CPU • 存储器 • 模拟前向通路 • 模拟后向通路 • 数字输入 • 数字输出 • 人机界面 • 通信系统 • 电源系统
和工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、 成本低、可靠性高的优点，但是在电路板上必须包括ROM、RAM、总 线接口、各种外设等器件，从而降低了系统的可靠性，技术保密性也 较差。嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在一块电路板 上，称为单板计算机。如STD-BUS、PC104等。

嵌入式课件(ppt)

1.1 嵌入式系统简介
嵌入式系统已经广泛应用于各个科技领域和日常生活的每个角落，由于其本 身的特性，使得我们很难发现它的存在。甚至一些从事嵌入式系统开发的科技人 员也只知单片机，不知道嵌入式系统。本节从嵌入式系统的定义开始，阐述嵌入 式系统的含义、特点等，以使读者加深对嵌入式系统的理解。
§1.1.1 嵌入式系统的定义 §1.1.2 嵌入式系统的组成 §1.1.3 嵌入式系统的特点 §1.1.4 嵌入式系统的应用 §1.1.5 嵌入式系统的发展
由上述可以看出，嵌入式系统是一个外延极广的概念，凡是与产品结合在一起的、 具有嵌入式系统特点的系统都可以称为嵌入式系统。
第1章 嵌入式系统设计基础
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嵌入式系统的组成
嵌入式系统一般有3个主要的组成部分： 硬件。图1.1给出了嵌入式系统的硬件组成。其中，处理器是系统的运算核心； 存储器（ROM、RAM）用来保存可执行代码，以及中间结果；输入输出设备完成 与系统外部的信息交换；其他部分辅助系统完成功能。 应用软件。应用软件是完成系统功能的主要软件，它可以由单独的一个任务来 实现，也可以由多个并行的任务来实现。 实时操作系统（Real-Time Operating System，RTOS）。该系统用来管理应 用软件，并提供一种机制，使得处理器分时地执行各个任务并完成一定的时限要 求。
由于对嵌入式系统含义的理解因人而异，所以不同的书籍对嵌入式系统的定义也 不尽相同。下面给出了一些文献中对嵌入式系统的定义：
“Computer as Components – Principles of Embedded Computing System Design”一书的作者Wayne Wolf认为：“什么是嵌入式计算系统？如果不严格地定 义，它是任何一个包含可编程计算机的设备，但是它本身却不是一个通用计算机。”

第1章嵌入式控制系统——第01章

相关产品的公司官网 / /tihome/cn/docs/homepage.tsp /cn/index.html / 等
中文网站：关键词：ARM, 嵌入式 4
100:1的历史阶段 • 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 • 嵌入式控制系统遍布工业自动化设备
思考题：你的兴趣？你的专业？ 应该学习哪些计算机知识？
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1.2 嵌入式系统的定义
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。
• 注：POSIX 表示可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface ，缩写为 POSIX ），POSIX标准定义了操作系统应该为应 用程序提供的接口标准，是IEEE为要在各种UNIX操作系统上运行的软 件而定义的一系列API标准的总称，其正式称呼为IEEE 1003，而国际 标准名称为ISO/IEC
2017/2/13
嵌入式控制系统
Embedded Control System
孙昌国（机器人及其控制，运动控制系统，电机控制）
邮箱：cgsun_ustb@ 电话：13501192048（通话前请先发短信联系）
课程课件邮箱：ustb_d07@ 密码：d07_ustb
1
嵌入式控制系统
3、日本日立电梯 (广州日立电梯有限公司)
4、日本三洋电梯（上海三洋电梯有限公司）
5、日本富士达电梯 (华升富士达电梯有限公司)
6、日本东芝电梯 (沈阳东芝电梯有限公司)
7、芬兰通力电梯 (苏州通力电梯有限公司)
8、瑞士迅达电梯（苏州迅达电梯有限公司）

嵌入式系统原理及开发应用部分课后习题答案

1989 年东芝公司提出了 NANDflash 结构； 具有极高的单元密度，可以达到高存储密度；���写入和擦除速度快，擦除单元
更小，相应的擦除电路更少，每个块的最大擦写次数是一百万次； 使用复杂的 I/O 口来串行地存取数据，各产品或厂商方法可能不同，存在较严
重的位反转问题，必须有错误探测/错误更正(EDC/ECC)算法； 用在 8MB~2GB 产品中，适合于数据存储，在 CompactFlash、SecureDigital、
天高任鸟飞,海阔凭鱼跃!
复习整理所用(私人整理,仅供参考)
传输效率高，在 1~16MB 小容量时具有很高的成本效益；���带有 SRAM 接口， 有足够的地址引脚来寻址，可以很容易地存取其内部的每一个字节
占据了容量为 1~16MB 闪存市场的大部分，主要用作代码存储介质。 NANDFlash 特点：
确定性 保证系统的实时性和可预测性； 系统静态配置：任务的数目、执行时序、所占资源、阻塞、通信延迟等都是确 定的。
4、简述嵌入式系统的发展历程。 1946 年 2 月 14 日，世界第一台计算机诞生，人类信息时代到来 20 世纪 60 年代初，嵌入式系统开始萌芽 标志：以晶体管、磁芯存储为基础的计算机被应用于航空、航天、工业控制等 领域。 典型应用：美国海军舰载轰炸机用多功能数字分析仪、导弹发射控制、美国某 乙烯厂 DDC 工业装置、ApolloGuidance、控制电话的电子式机械交换机等。 特点：价格昂贵、系统结构简单、功能单一、处理效率低、存储容量小、用户 接口很少。 20 世纪 70 年代初至 80 年代中期，嵌入式系统进入简单系统阶段 标志：相继出现 Intel4004、4084、8051，Motorola 公司 68HC05，Zilog 公司 的 Z80 等嵌入式微处理器，系统中无或具有简单操作系统。 典型应用：被广泛应用于家用电器、医疗仪器、仪器仪表、交通运输等领域， 例如：电算机(日本 Busicom 公司基于 4004)、微控制器取代旋钮控制的电位计 和可变电容器、1982 年出现首枚多媒体应用的 DSP 芯片等。 特点：微处理器种类繁多、通用性差、价格便宜；系统开销小、效率高等。 20 世纪 80 年代中期至 90 年代末，嵌入式系统进入 RTOS 阶段 标志：嵌入式操作系统被广泛使用，嵌入式应用开始普及。 典型应用：应用领域进一步扩大，例如：手机、数码产品、路由器、交换机、 汽车电子产品等。 特点：嵌入式操作系统内核小、效率高、高度模块化、可扩展；微处理器兼容 性好；为应用程序的开发提供了大量的 API 和 IDE 工具等。 20 世纪 90 年代末至今，嵌入式系统进入网络化阶段 标志：嵌入式设备的网络化和 Internet 接入，正在蓬勃发展…… 典型应用：Internet 技术与嵌入式应用产品的结合，例如：无线终端、平板电 脑、智能手机、智能家电、智能汽车…… 特点：32bit 微处理器占主导地位、嵌入式操作系统从简单走向成熟、与网络
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2.嵌入式系统的概念
传统的计算机分类是按照计算机的处理字长、体 系结构、运算速度、结构规模、适用领域进行的。
随着近20年来微电子技术、计算机技术和移动通 信技术的迅速发展以及网络技术的广泛应用，计 算机技术对其它行业的广泛渗透和与其它行业应 用技术的相互结合，以应用为中心的分类方法变 得似乎更加切合实际发展; 按计算机的嵌入式应用和非嵌入式应用将其分为 通用计算机和嵌入式计算机。
IIS
USB LCD ADC/DAC
DSP/浮点运算协处理器
FPGA/CPLD
UART和IrDA
人机交互接口LCD/触摸屏、键盘、鼠标
典型的嵌入式系统组成
1.嵌入式系统硬件基本结构
嵌入式系统的硬件架构是以嵌入式处理器为中心，配置存储器、 I/O设备、通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。 嵌入式系统是“量身定做”的“专用计算机应用系统” ，实际 应用中除微处理器和基本的外围电路以外，其余电路可根据需 要和成本进行“裁剪”、“定制化”（Customize）。 系统设计时，尽可能选择能满足系统功能接口的SoC芯片，这 些SoC集成了大量的外围USB、UART、以太网、AD/DA、IIS 等功能模块。 系统设计是以处理器/SoC/SOPC为核心完成的，其外围接口包 括存储设备、通信接口设备、扩展设备接口和辅助的机电设备 （电源、连接器、传感器等）构成硬件系统。
3.嵌入式系统的特点


嵌入式系统是应用于特定环境下，针对特定用途 来设计的系统，所以不同于通用计算机系统。
同样是计算机系统，嵌入式系统是针对具体应用 设计的“专用系统”。 它的硬件和软件都必须高效率地设计、“量体裁 衣”、去除冗余，力争在较少的资源上实现更高 的性能。它与通用的计算机系统相比具有以下显 著特点：
JTAG调试接口
应用层
应用程序 文件系统/图形用户应用程序接口 实时操作系统（RTOS） 设备驱动程序、HAL、BSP SOC/SOPC 处理器/ARM核
MMU/Cache
OS层
驱动层
软件 硬件
EEPROM 内 SDRAM
Flash
SRAM 存
看门狗及 复位电路
电源管理
GPIO
Timer/RTC CAN 以太网 DMA 输 入 输 出 接 口
后PC时代，即非PC信息设备大显神通的时代，嵌入 式系统正是非PC设备的主体，由于其应用广、领域 特色突出，谁也无力独吞这一市场。 互联网技术在世界范围的扩展和中国通信事业的高 速发展，已为我国开发嵌入式产品造就了广大市场， 此外我国是人口大国，素有智力优势
1.2 嵌入式系统的组成结构
1. 嵌入式系统硬件基本结构介绍 2. 嵌入式系统软件的层次结构 3. 启动程序BootLoader介绍
常外接DSP和DSP协处理器（可内部集成）完成高性能信号处理。
2.嵌入式系统软件的层次结构
设计一个简单的应用程序时，可以不使用操作系统，但是当设 计较复杂的程序时，可能就需要一个操作系统（OS）来管理、 控制内存、多任务、周边资源等等。依据系统所提供的程序界 面来编写应用程序。 使用操作系统的嵌入式系统，系统软件一般包含四个层次： 设备驱动层 实时操作系统（RTOS） 应用程序接口（API）层 应用程序层。 由于硬件电路的可裁减性和嵌入式系统本身的特点，其软件部 分也是可裁减的。
嵌入式系统具有低功耗、体积小、集成度高、成本低等特点。
4.嵌入式系统的分类
嵌入式系统按表现形式及使用硬件种类分为：


系统中使用含程序或算法的处理器的嵌入式系统为芯 片级嵌入；
系统中使用某个核心模块的嵌入式系统为模块级
嵌入；
嵌入式系统按软件实时性需求分： 非实时系统（如PDA）； 软实时系统（如消费类产品）； 硬实时系统（工业实时控制系统）

1986年推出R2000处理器，88年推出R3000，91年推出第一款64 位商用微处理器R4000。又陆续推出R8000（1994）、R10000 （1996）和R12000（1997）等型号。之后，MIPS公司的战略发生 变化
在嵌入式方面，MIPS 系列微处理器是目前仅次于ARM的用得最多 的处理器之一（1999年以前MIPS是世界上用得最多的处理器）， 其应用领域覆盖游戏机、路由器、激光打印机、掌上电脑等各个 方面。MIPS的系统结构及设计理念比较先进，在设计理念上MIPS 强调软硬件协同提高性能，同时简化硬件设计。
什么是嵌入式系统
简单地说嵌入式系统就是一个专用的计算 机系统
嵌入式计算机系统是根据具体应用对象，软硬 件采用量体裁衣方法定制的，不以一般计 算机形态出现的专用的计算机系统。 嵌入式系统被定义为以应用为中心、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。
1.3 嵌入式系统硬件组成
1. 嵌入式处理器 2. 典型嵌入式处理器介绍 3. 嵌入式SoC 4. 可编程片上系统—SOPC 5. 嵌入式外围接口电路和设备接口
1. 嵌入式处理器
嵌入式微处理器是和通用计算机的微处理186/88、386EX、PowerPC、Motorola 68000、ARM、 MIPS系列等等。
嵌入式系统的应用范围
军事国防 消费电子 工业
军事电子 信息家电
工控设备 智能仪表 汽车电子
智能玩具 嵌入式应用
通信设备 移动存贮
网络设备
网络
电子商务
5.嵌入式系统的应用范围
崭新的数字世界多彩的嵌入式应用 无线电的发展
BTH矿石收音机 单二极管
Bush收音机
7个晶体管 单二极管
Evoke DAB收音机 1亿个晶体管 2-3个嵌入式处理器
嵌入式系统的特点
具有较长的生命周期；
目标代码通常是固化在非易失性存储器芯片中；
使用的操作系统一般是实时操作系统（RTOS），系统有实时 约束；
需要专用开发工具和方法进行设计；
微处理器通常包含专用调试电路；
技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统；
面向特定任务，是“专用”的计算机系统；
运行环境差异很大； 比通用PC系统资源少得多；
涉及到嵌入式系统开发的基本内容，学习完本章，应系统地建
立起的嵌入式系统整体概念。
1.嵌入式计算机
初期，计算机一直是“供养” ，目标是进行数值计算。 20世纪70年代微处理器出现，计算机应用步入平民化时代。 微处理器智能化水平引起了设备制造、机电控制等专业人士的兴趣， 要求将微型机嵌入到一个控制对象的体系中，实现对象体系的智能化 控制。以微处理器作为主要控制和反馈器件，提高了系统的可控性和 智能化。 到80年代初微处理器及微控制器各自已发展为一个庞大的家族为区别 于通用计算机，把嵌入到对象体系中、实现对象体系智能化控制的计 算机，称作嵌入式计算机。 计算机进入了通用计算机与嵌入式计算机两大分支、并行发展时代， 从而导致20世纪末计算机应用的高速发展并由此引发了计算机分类方 式的变化。
嵌入式系统的概念
通用计算机具有一般计算机的基本标准形态通 过装配不同的应用软件，以基本雷同的面目出 现并应用在社会的各个方面，其典型产品为 PC； 非通用计算机的计算机－嵌入式计算机：是非 通用计算机形态的计算机应用，它是以嵌入式 系统核心部件的形式隐藏在各种装置、设备、 产品和系统中。它是从计算机技术的发展中分 离出来的一种形式。
3.启动程序BootLoader介绍
对于PC机，其开机后的初始化处理器配置、硬件初始化等操作是由 BIOS（Basic Input /Output System）完成的，但对于嵌入式系统来 说，出于经济性、价格方面考虑一般不配置BIOS，必须自行编写完 成这些工作的程序。在嵌入式系统中称为BootLoader程序。 BootLoader是系统加电后、操作系统内核或用户应用程序运行之前， 必须运行程序代码。它为最终调用操作系统内核、运行用户应用程 序准备好环境。 嵌入式系统有的使用操作系统，也有的不使用操作系统，但在系统 启动时都必须运行BootLoader。 系统启动代码完成基本软硬件环境初始化后，对于有操作系统的情 况下，启动操作系统（启动内存管理、任务调度、加载驱动程序 等），最后执行应用程序或等待用户命令；对于没有操作系统的系 统直接执行应用程序或等待用户命令
嵌入式微控制器又称为单片机，它将CPU、存储器（少量的RAM、ROM 或两者都有）和其它外设封装在同一片集成电路里。常见的有 8051。 和嵌入式微处理器相比，最大特点是单片化，体积小、功耗和成 本低、可靠性高。 嵌入式DSP处理器和嵌入式处理器经过单片化设计，片上增加丰 富的外设成为具有高性能DSP功能的SoC；
双处理器
GameBoy Advance 手持式彩色联网型
双处理器
其他产品发展
Sagem MorphoSmart Konica Revio
Seagate Cheetah X15
Disc on Key
我们正步入一个崭新的“数字世界”
嵌入式应用
无线连接是 “数字胶水”
6.嵌入式技术在中国遇
当前信息技术和网络技术高速发展和后PC（Post-PC） 时代到来，嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、 工程设计、军事技术、各类产业和商业文化艺术以 及人们的日常生活等方方面面中。
嵌入式DSP处理器有两个发展方向：


在通用微处理器、微控制器或SoC中增加DSP协处理器，例如Intel 的MCS-296和Siemens的TriCore。
2. 典型嵌入式处理器介绍
MIPS处理器
PowerPC处理器 Sparc处理器 ARM处理器
MIPS处理器
MIPS技术公司是一家设计制造高性能、高档次及嵌入式32位和64 位处理器的厂商。 MIPS的意思是“无内部互锁流水级的微处理器”（Microprocessor without interlocked piped stages），最早是在80年代初期由美国 斯坦福大学Hennessy教授领导的研究小组研制出来的。