嵌入式系统的例子(一)

(完整)一个典型的嵌入式系统设计和实现

关键字： 嵌入式系统设计 ARM FPGA 多功能车辆总线 Multifunction Vehicle Bus

在计算机、互联网和通信技术高速发展的同时，嵌入式系统开发技术也取得迅速发展,嵌入式技术应用范围的急剧扩大.本文介绍了一种基于ARM和FPGA,从软件到硬件完全自主开发多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus）MVB??B嵌入式系统的设计和实现。

系统设计和实现

通常来说，一个嵌入式系统的开发过程如下:

1. 确定嵌入式系统的需求；

2. 设计系统的体系结构：选择处理器和相关外部设备，操作系统,开发平台以及软硬件的分割和总体系统集成；

3. 详细的软硬件设计和RTL代码、软件代码开发;

4. 软硬件的联调和集成；

5. 系统的测试。

一、步骤1：确定系统的需求：

嵌入式系统的典型特征是面向用户、面向产品、面向应用的,市场应用是嵌入式系统开发的导向和前提。一个嵌入式系统的设计取决于系统的需求。

1、MVB总线简介

列车通信网（Train Communication Network，简称TCN）是一个集整列列车内部测控任务和信息处理任务于一体的列车数据通讯的IEC国际标准（IEC－61375-1), 它包括两种总线类型绞线式列车总线(WTB）和多功能车厢总线（MVB）。 (完整)一个典型的嵌入式系统设计和实现

TCN在列车控制系统中的地位相当与CAN总线在汽车电子中 的地位。多功能车辆总线MVB是用于在列车上设备之间传送和交换数据的标准通信介质。附加在总线上的设备可能在功能、大小、性能上互不相同，但是它们都和 MVB总线相连，通过MVB总线来交换信息，形成一个完整的通信网络.在MVB系统中，根据IEC－61375－1列车通信网标准， MVB总线有如下的一些特点：

拓扑结构：MVB总线的结构遵循OSI模式,吸取了ISO的标准。支持最多4095个设备，由一个中心总线管理器控制。简单的传感器和智能站共存于同一总线上。

1 《嵌入式系统》

课程设计题目及要求

设计报告要求：

1. 课题研究意义、现状及应用分析；

2. 课题总体方案设计及功能模块介绍；

3. 系统硬件平台及接口设计；

4. 系统软件功能设计，包括必要的注释；

5. 总结、心得体会；

6. 附主要的参考文献。

课程设计题目：（以下题目仅供参考，可自拟题目）

基于ARM的LED点阵显示系统的设计与实现

要求：在ARM开发平台下，实现接收串口发送的数据，在16*16的点阵屏上显示，按键上设置几个固定显示内容，当按下相应的按键时，点阵屏上显示相应的内容。

基于ARM的环境监测系统的设计与实现

要求：在ARM开发平台下，实现采集环境的温度、湿度、烟雾等参数的设定，在液晶屏上显示出来。

2 基于ARM的步进电机控制系统的设计与实现

要求：在ARM开发平台下，实现步进电机的驱动，可通过实验平台上的电位器调整电机的转速，或者用按键控制电机的运转。

ARM实验平台的Android移植

要求：将开源的Android平台移植到ARM实验平台下。

基于ARM的CAN总线通讯系统设计与实现

要求：在嵌入式ARM平台CAN通信程序，实现两个ARM平台或ARM与其它设备的CAN通信。可将CAN总线接收到的数据通过串口输出，同时可将串口接收到的数据通过CAN总线接口发送出去。

基于ARM的RS485通讯系统设计与实现

要求：在嵌入式ARM平台及Linux环境下编程RS485通信程序，实现两个ARM平台或ARM与PC机之间RS485通信。

基于ARM的嵌入式Web服务器设计与实现

要求：在嵌入式ARM平台及Linux环境下移植一个嵌入式Web服务器（如BOA或THTTPD），并实现基于ARM平台的Web动态网页监测系统。

基于ARM的嵌入式数据采集系统设计与实现

要求：在嵌入式ARM平台下编写ADC接口的模入/模出程序，实现基于ARM平台的嵌入式3路模拟信号的数据采集，并将采集到的数据通过串口或液晶 3 输出结果。

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。 4、何谓系统规划？为何要做系统规划 系统规划就是拟定一个开发进程，使项目在合理的进程范围中逐渐建构完成。其目地是让客户可以进一步地掌握系统开发的进程，并确定检查点，以让双方确定项目是否如预期中的进度完成。 5、为什么在项目结束前需要进行项目讨论？ 项目的讨论一个项目进行的反馈机制。通过这一个程序，项目团队的经验才可以被记录 下来，也就是说，这是一个撰写项目历

嵌入式在生活中的应用场景

嵌入式系统是指集成了计算机硬件和软件的特定用途的系统。它可以被嵌入到各种设备中，以完成特定的功能。嵌入式系统在我们的日常生活中有着广泛的应用场景，下面列举几个例子：

1. 智能手机：智能手机是嵌入式系统的典型代表。它集成了处理器、操作系统、通信芯片、触摸屏等组件，通过各种应用程序和互联网连接，实现了通话、短信、浏览网页、拍照、播放媒体等多种功能。

2. 家电产品：家庭中的诸多电器产品都采用了嵌入式系统，如电视机、洗衣机、空调等。这些产品通过嵌入的控制芯片和软件，实现了智能化的操作和功能扩展，提升了用户体验。

3. 汽车：现代汽车中也广泛应用了嵌入式系统。例如，车载导航系统、车身稳定控制系统、发动机管理系统等都是通过嵌入式系统来实现的。这些系统可以提供导航、安全控制、燃油效率优化等功能，提高了驾驶的便利性和安全性。

4. 医疗设备：医疗领域中的各种设备也常常使用嵌入式系统。例如，心电图仪、血压计、体温计等设备都集成了嵌入式系统，通过传感器采集数据并进行处理，实现了监测和诊断功能。

5. 工业控制：工业生产中的自动化控制系统通常也采用嵌入式系统。例如，工厂的PLC（可编程逻辑控制器）系统、机器人控制系统等都是通过嵌入式系统来实现对设备和生产过程的控制和监测。

除了以上几个例子，嵌入式系统还广泛应用于安防监控、智能家居、物联网设备等领域。随着技术的不断进步和创新，嵌入式系统在我们的日常生活中的应用场景将会越来越多样化和普遍。