嵌入式系统的现状及发展前景ppt课件
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嵌入式系统的起源、分类、与通用计算机和单片机的区别
一、现代计算机的技术发展史 (包括通用计算机系统与嵌入式计算机系统)
1.始于微型机时代的嵌入式应用
电子数字计算机诞生于1946年,在其后漫长的历史进程中,计算机始终是供养在特殊的机房中,实现数值计算的大型昂贵设备。直到20世纪70年代,微处理器的出现,计算机才出现了历史性的变化。以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉、高可靠性特点,迅速走出机房;
基于高速数值解算能力的微型机,表现出的智能化水平引起了控制专业人士的兴趣,要求将微型机嵌入到一个对象体系中,实现对象体系的智能化控制。例如,将微型计算机经电气加固、机械加固,并配置各种外围接口电路,安装到大型舰船中构成自动驾驶仪或轮机状态监测系统。这样一来,计算机便失去了原来的形态与通用的计算机功能。
为了区别于原有的通用计算机系统,把嵌入到对象体系中,实现对象体系智能化控制的计算机,称作嵌入式计算机系统。因此,嵌入式系统诞生于微型机时代,嵌入式系统的嵌入性本质是将一个计算机嵌入到一个对象体系中去,这些是理解嵌入式系统的基本出发点。
2.现代计算机技术的两大分支
由于嵌入式计算机系统要嵌入到对象体系中,实现的是对象的智能化控制,因此,它有着与通用计算机系统完全不同的技术要求与技术发展方向。 通用计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算;技术发展方向是总线速度的无限提升,存储容量的无限扩大。
而嵌入式计算机系统的技术要求则是对象的智能化控制能力;技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌入性能、控制能力与控制的可靠性。 早期,人们勉为其难地将通用计算机系统进行改装,在大型设备中实现嵌入式应用。然而,对于众多的对象系统(如家用电器、仪器仪表、工控单元……),无法嵌入通用计算机系统,况且嵌入式系统与通用计算机系统的技术发展方向完全不同,因此,必须独立地发展通用计算机系统与嵌入式计算机系统,这就形成了现代计算机技术发展的两大分支。
嵌入式系统特点
与通用的计算机系统相比,嵌入式系统具有以下特点:
1)专用紧凑:由于嵌入式设备的用途固定、成本敏感,其软硬件够用即可。因此,它在体积、功耗和配置等方面有明显的约束;
2)实时响应:嵌入式系统是某种技术过程信号处理和控制的核心处理环节,必须满足技术过程的时限要求,一定要具有实时处理的特性;
3)并发处理:在嵌入式系统的应用环境中,系统处理的事件往往是多个,而且可能同时发生,所以嵌入式系统一般具有并发特点;
4)稳定可靠:嵌入式系统产品使用环境不定,使用条件往往恶劣,故其稳定性和可靠性是系统的必须具备的条件;
5)技术密集:嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和各个行业的具体应用相结合后的产物,这一点就决定了它必然是一个技术密集、不断创新的知识集成系统;
6)开发困难:嵌入式系统本身不具备自举开发能力,即使设计完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的,必须有一套开发工具和环境才能进行开发,它的开发依赖于通用计算机上的软硬件设备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器等。
7)形式多样:嵌入式系统应用于国民经济各个领域,造成其品种繁多,形式多样。
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1 / 11'. 1. 什么是嵌入式系统?其特点有些什么?
答:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,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。
特点:(1)通常是面向特定应用,低功耗、体积小、集成度高;
(2)是技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统;
(3)软硬件必须高效率地设计,根据应用需求量体裁衣,去除冗余;
(4)与具体应用有机结合,具有较长的生命周期;
(5)为提高执行速度和系统可靠性,软件一般固化在存储器芯片或单片机本身中;
(6)本身不具备自举开发能力,必须有一套开发工具和环境才能进行开发。
2. 嵌入式系统的BooTLoader的功能是什么?
答: BooTLoader是系统加电后,操作系统内核或用户应用程序运行之前,首先必须运行的一段程序,即引导加载程序。通过这段程序,为最终调用操作系统内核、运行用户应用程序准备好正确的环境。
3. 什么是嵌入式操作系统?为何要使用嵌入式操作系统?
答:嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。
4. 目前嵌入式操作系统有哪些?
答:(1)Windows CE(2)VxWorks(3)pSOS(4)QNX(5)Palm OS(6)嵌入式Linux
5. 构造嵌入式开发环境有哪几种形式?
答:(1)交叉开发环境 (2)软件模拟环境 (3)评估电路板
6. 嵌入式系统开发的基本流程?
答:(1)系统定义与需求分析
(2)规格说明
(3)系统结构设计
(4)构件设计
(5)系统集成
7. 什么是可编程片上系统?
答:用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上,称作可编程片上系统PSOC.它是一种特殊的嵌入式系统,首先它是SOC,即由单个芯片实现整个系统的主要逻辑功能,具有一般SOC基本属性;其次,它又具备软硬件在系统可编程的功能,是可编程系统,具有可裁剪、可扩充、可升级等灵活的设计方式。
嵌入式人工智能技术开发及应用
1. 引言
1.1 嵌入式人工智能技术的定义
嵌入式人工智能技术的定义是指将人工智能技术应用于嵌入式系统中,使其具备智能化的能力和功能。嵌入式系统是一种专门设计用于特定任务的计算机系统,通常构建在微处理器或微控制器之上,并集成在各种设备和系统中,如智能手机、智能家居、智能汽车等。而人工智能技术则是指模拟人类智能思维和行为的技术,包括机器学习、深度学习、自然语言处理等。将人工智能技术应用于嵌入式系统中,可以使这些系统具备更加智能化的功能,能够实现自主学习、自主决策和智能交互,提高系统的智能性、灵活性和适应性。嵌入式人工智能技术的发展意味着计算能力、传感器技术和人工智能算法的深度融合,为各个领域带来了巨大的发展机遇和挑战。随着物联网和智能化的普及,嵌入式人工智能技术将在未来得到更广泛的应用和推广。
1.2 嵌入式人工智能技术的重要性
嵌入式人工智能技术的重要性体现在多个方面。嵌入式人工智能技术可以为智能设备赋予更加智能化的功能,提升用户体验。通过在设备中嵌入人工智能算法和模型,可以实现设备的自动学习、智能控制和智能交互,使得设备更加智能化、智能化。嵌入式人工智能技术可以帮助提高设备的自主性和自适应性,使得设备可以更好地适应环境和用户的需求,提升设备的智能化水平和性能。 嵌入式人工智能技术还可以推动各行业的数字化转型和智能化发展。随着人工智能技术的不断进步和应用,各行业都在积极探索如何利用人工智能技术来提升生产效率、优化资源配置、改善服务质量、降低成本等方面。嵌入式人工智能技术作为人工智能技术的一个重要分支,在各行业中有着广泛的应用前景和发展空间,可以为各行业带来更多的创新机会和发展动力。
嵌入式人工智能技术的重要性体现在它在智能设备和各行业中的广泛应用和推动作用,可以为社会带来更多的便利和进步,促进产业的变革和升级,推动经济的发展和社会的进步。