嵌入式系统简介资料

第一章嵌入式系统基础知识1.嵌入式系统基础知识计算机系统的两个发展分支通用计算机与嵌入式计算机嵌入式系统的一般定义、IEEE定义一般定义：以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。

是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统。

（技术角度）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。

（系统角度）广义定义：任何一个非计算机的计算系统。

IEEE （国际电气和电子工程师协会）定义：嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作的机器、设备或装置”。

嵌入式系统4个组成部分嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、用户应用程序嵌入式系统的三个基本要素嵌入性、专用性、计算机系统嵌入式系统的软硬件特点硬件方面：稳定性、低功耗、体积受限、看门狗电路、成本低、系统资源少软件方面：实时性、可裁剪性、精简性、人机界面要求不高嵌入式系统的硬件架构以嵌入式处理器为中心，配置存储器、I/0设备、通信模块以及电源等必要的辅助接口组成。

嵌入式系统的硬件核心嵌入式微处理器嵌入式处理器的种类嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP、嵌入式SOCS0CSOC是指在单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。

2.嵌入式系统硬件嵌入式微处理器的体系结构冯诺依曼结构：单一的程序和数据总线。

哈佛结构：独立的程序和数据总线。

RISC（精简指令集计算机）的概念及思想精华1979年，美国加州伯克利分校提出了RISC的概念，基本思想是尽量简化计算机指令功能，只保留那些功能简单，能在一个节拍内执行完成的指令，而把较复杂的功能用一段子程序实现。

RISC思想的精华就是通过简化计算机指令功能、简化计算机指令格式，使指令的平均执行周期减少，同时大量使用通用寄存器来提高计算机的工作主频，提高程序的速度。

嵌入式系统概论嵌入式系统是一种特殊的计算机系统，它被嵌入到其他设备中，以完成特定的功能或任务。

嵌入式系统广泛应用于各个领域，如家电、汽车、医疗设备、通信设备等。

本文将介绍嵌入式系统的基本概念、特点、应用领域以及发展趋势。

一、嵌入式系统的基本概念嵌入式系统是由硬件和软件组成的一种特殊计算机系统。

与通用计算机系统相比，嵌入式系统具有以下几个特点：1. 特定功能：嵌入式系统被设计用于执行特定的功能或任务，例如控制家电设备、驾驶汽车、监测环境等。

2. 实时性：嵌入式系统通常需要实时响应外部事件，确保系统能够及时做出反应。

3. 资源受限：由于嵌入式系统通常运行在资源受限的环境中，如处理能力、存储容量、能耗等都有限制。

4. 可靠性：嵌入式系统对系统的可靠性要求很高，一旦出现故障可能会对用户的生命财产安全造成影响。

二、嵌入式系统的应用领域嵌入式系统广泛应用于各个领域，以下列举几个典型的应用领域：1. 汽车领域：现代汽车中的嵌入式系统包括发动机控制单元(ECU)、车载娱乐系统、安全系统等，它们协同工作以提供稳定、安全的驾驶体验。

2. 家电领域：智能家居中的嵌入式系统能够实现家电设备的远程控制、能耗监测以及与其他设备的联动等功能。

3. 医疗设备领域：医疗设备中的嵌入式系统用于监测病人的生命体征、控制手术设备等，对病人的诊断和治疗起到重要作用。

4. 工业控制领域：嵌入式系统在工业自动化领域中广泛应用，用于控制生产线、监测设备状态、优化生产过程等。

三、嵌入式系统的发展趋势随着科技的不断进步，嵌入式系统也在不断发展。

以下是几个嵌入式系统的发展趋势：1. 物联网：随着物联网的兴起，越来越多的设备将与互联网连接，嵌入式系统将扮演连接设备与互联网的桥梁，实现设备之间的通信与协同工作。

2. 人工智能：人工智能技术的发展将为嵌入式系统带来更多的智能化能力，使其能够识别、理解和响应更复杂的指令或环境变化。

3. 虚拟化技术：虚拟化技术可以将多个嵌入式系统虚拟化为一个物理平台，提高系统的资源利用率和灵活性。

嵌入式系统相关知识点总结嵌入式系统（Embedded Systems）是一种专门设计和用途的计算机系统，用于控制设备和机器的各个方面，通常被嵌入到所控制的设备中。

嵌入式系统是一个开放的领域，涵盖了面向硬件和软件的多个方面。

在本文中，我将总结一些与嵌入式系统相关的重要知识点。

一、嵌入式系统的基础知识：1.什么是嵌入式系统：嵌入式系统是一种专门设计和用途的计算机系统，被嵌入到所控制的设备中。

2.嵌入式系统的特点：实时性、可靠性、功耗低、体积小、成本低、资源有限等。

3.嵌入式系统的分类：实时嵌入式系统、网络嵌入式系统、移动嵌入式系统、无线嵌入式系统等。

4.嵌入式系统的组成：硬件平台（处理器、内存、输入输出接口等）和软件平台（操作系统、驱动程序等）。

二、嵌入式系统的硬件知识：1. 存储器：RAM（随机访问存储器）、ROM（只读存储器）、Flash memory（闪存）等。

2.处理器：常见的处理器包括ARM、MIPS、x86等，需要根据应用需求选择适合的处理器。

3.输入输出接口：串口、并口、USB、以太网等用于与外设通信。

4.性能优化：资源有限的嵌入式系统需要优化性能和资源利用，例如使用中断处理、多任务处理等技术。

三、嵌入式系统的软件知识：1. 操作系统（OS）：嵌入式系统通常使用实时操作系统（RTOS），如FreeRTOS、Linux、VxWorks等，用于管理任务、内存、进程和资源。

2.设备驱动程序：用于控制和管理硬件设备，例如串口驱动、触摸屏驱动等。

3.编程语言：C/C++是嵌入式系统开发中常用的编程语言，还有汇编语言适用于对性能要求较高的关键模块。

4.软件开发工具：编译器、调试器、仿真器等用于嵌入式软件的开发和调试。

四、嵌入式系统的开发流程：1.系统需求分析：明确系统的功能、性能、成本等需求，并进行需求分析和规划。

2.硬件设计与开发：选择合适的硬件平台，设计硬件电路，并进行原型制作和测试。

3.软件设计与开发：进行软件系统的设计和开发，包括操作系统选择、驱动程序编写、应用程序开发等。

嵌入式系统基础知识在当今科技飞速发展的时代，嵌入式系统已经成为了我们生活中无处不在的一部分。

从智能手机、智能家居设备到汽车电子、医疗设备等，嵌入式系统的应用几乎涵盖了各个领域。

那么，什么是嵌入式系统呢？它又有着怎样的特点和构成呢？接下来，让我们一起走进嵌入式系统的世界，来了解一下它的基础知识。

嵌入式系统，简单来说，就是一种嵌入到其他设备或系统中的专用计算机系统。

它的主要目的是为了控制、监测或执行特定的任务，而不是像我们常见的个人电脑那样进行通用的计算和数据处理。

嵌入式系统具有以下几个显著的特点。

首先是专用性。

它是为特定的应用而设计的，具有明确的功能和性能要求。

比如，汽车中的电子控制单元（ECU）就是专门用于控制发动机、变速器等部件的工作，其设计和功能都是围绕着汽车的运行和性能优化展开的。

其次是实时性。

在很多应用场景中，嵌入式系统需要在规定的时间内完成特定的任务。

例如，飞机的飞行控制系统必须能够实时响应飞行员的操作指令，确保飞行的安全和稳定。

再者是低功耗。

由于很多嵌入式设备是依靠电池供电的，如便携式医疗设备、智能手表等，因此降低功耗以延长电池寿命就显得至关重要。

然后是可靠性和稳定性。

嵌入式系统通常运行在较为恶劣的环境中，需要长时间稳定工作，不能出现故障或错误。

此外，嵌入式系统的体积通常较小，以适应设备的空间限制。

一个典型的嵌入式系统通常由硬件和软件两大部分组成。

硬件方面，包括处理器、存储器、输入输出设备等。

处理器是嵌入式系统的核心，负责执行指令和处理数据。

常见的嵌入式处理器有微控制器（MCU）和数字信号处理器（DSP）等。

存储器用于存储程序和数据，包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）和闪存（Flash）等。

输入输出设备则用于与外界进行交互，如传感器、按键、显示屏、通信接口等。

软件方面，主要包括操作系统、驱动程序和应用程序。

操作系统是管理嵌入式系统资源的核心软件，如实时操作系统（RTOS），它能够确保系统的实时性和可靠性。

嵌入式系统概述嵌入式系统是一种专门设计用于控制某个特定任务的计算机系统。

它通常以微处理器为核心，集成了软件和硬件组件，用于实时控制、监测和交互。

由于嵌入式系统直接嵌入在所控制的设备中，因此它们的体积小、功耗低，并且具有高度的可靠性和实时性。

本文将从嵌入式系统的定义、应用领域以及未来发展的趋势等几个方面对嵌入式系统进行概述和介绍。

1. 嵌入式系统的定义嵌入式系统是一种被嵌入在目标设备中的计算机系统，其目的是实现特定任务或控制设备的功能。

与传统计算机系统相比，嵌入式系统往往具有更小的体积、更低的功耗和更高的可靠性。

它们用于各种领域，包括消费电子、医疗设备、汽车、航空航天和工业控制等。

2. 嵌入式系统的应用领域嵌入式系统广泛应用于各个领域，以下是几个典型的应用领域：2.1 消费电子嵌入式系统在消费电子产品中发挥着重要作用，如智能手机、平板电脑和智能家居设备等。

这些设备需要处理复杂的任务，如多媒体播放、图形处理和无线通信等。

2.2 医疗设备医疗设备中的嵌入式系统用于监测和控制患者的生命体征，并协助医生进行诊断和治疗。

这些设备对实时性和可靠性的要求非常高，如心电图仪、血压仪和呼吸机等。

2.3 汽车现代汽车中的嵌入式系统功不可没，它们控制着车辆的引擎、安全系统和娱乐系统等。

嵌入式系统在实时监测车辆性能、提升安全性能和提供导航服务等方面发挥着重要作用。

2.4 航空航天航空航天领域依赖于高度可靠的嵌入式系统来驱动和控制飞机、卫星和导弹等。

这些系统必须具有高度的安全性和实时性，以确保飞行器的稳定性和准确性。

2.5 工业控制工业控制中的嵌入式系统用于监控和控制生产过程。

它们可以实现自动化的生产线，并提高效率和质量。

嵌入式系统在工业领域中的应用非常广泛，如机器人、传感器和自动化仪表等。

3. 嵌入式系统的未来发展趋势随着科技的不断发展，嵌入式系统也在不断演进和改进。

以下是嵌入式系统未来的发展趋势：3.1 物联网物联网是未来嵌入式系统的一个重要方向。

嵌入式系统是什么
嵌入式系统是一种专门设计用于特定应用的计算机系统，通常被集成到其他设备或系统中，以执行特定的功能。

与传统的通用计算机系统（如个人电脑）不同，嵌入式系统通常具有以下特点：
1.特定应用：嵌入式系统被设计用于满足特定的应用需求。

它们可以用于各种领域，如汽车、工业控制、医疗设备、家用电器、智能手机、物联网设备等。

2.有限资源：由于嵌入式系统通常具有较小的体积和功耗要
求，因此其硬件资源（如处理器、存储器、输入输出接口等）相对有限。

这使得在设计和开发嵌入式系统时需要更加注重资源的有效利用。

3.实时性要求：许多嵌入式系统需要在特定的时间约束下完
成任务，即实时性要求。

例如，汽车的防抱死制动系统需要在极短的时间内做出响应。

因此，实时性是嵌入式系统设计中的一个重要因素。

4.稳定性和可靠性：嵌入式系统通常被长期运行，对稳定性
和可靠性有较高的要求。

它们需要能够在恶劣的环境条件下正常工作，并且对错误和故障有良好的容错机制。

5.定制开发：由于嵌入式系统是为特定应用而设计的，因此
通常需要进行定制开发。

这包括硬件设计、嵌入式软件开发、驱动程序编写和系统集成等。

6.低功耗和节能性：许多嵌入式系统需要在有限的电力供应
下运行，并需要具备低功耗和节能的特性。

★嵌入式系统的设计和开发涉及到硬件和软件的各个方面，需要综合考虑应用需求、资源限制、实时性要求和可靠性等因素。

★它们在现代生活中扮演着重要角色，使得我们可以使用各种智能设备和系统来提高效率、便捷性和安全性。