Chapter1-嵌入式系统导论

智能家居控制系统
智能家居控制系统是嵌入式系统的重要应用之 一，通过嵌入式系统技术，可以实现家庭设备 的智能化控制和管理。
智能家居控制系统可以实现家庭安全监控、智 能照明、智能家电控制等功能，提高家庭生活 的便利性和舒适性。
嵌入式系统在智能家居控制系统中发挥着核心 作用，通过嵌入式处理器和相关软件，实现对 家庭设备的集中管理和控制。
系统集成与测试
系统集成
将硬件和软件组件集成在一起，形成完整的嵌入式系统。
功能测试
对嵌入式系统进行功能测试，确保系统满足设计要求。
性能测试
对嵌入式系统进行性能测试，评估系统的实时性、可靠性和稳定性。
环境适应性测试
对嵌入式系统进行环境适应性测试，确保系统在不同环境下的稳定运行。
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嵌入式系统的应用实例
精确控制和监测。
医疗电子设备
医疗电子设备是嵌入式系统的又一重要应用领域，通过嵌入式系统技术，可以实 现医疗设备的智能化和精准化。
医疗电子设备包括医疗影像设备、监护设备、治疗设备等，嵌入式系统在医疗电 子设备中发挥着核心作用，通过嵌入式处理器和相关软件，实现对医疗设备的精 确控制和数据采集。
汽车电子控制系统
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嵌入式系统的发展趋势与展望
低功耗设计
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低功耗设计是嵌入式系统发展的一个重要趋势，随着物联网和智能设备的普及 ，对低功耗嵌入式系统的需求越来越大。
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低功耗设计可以提高设备的续航能力，减少能源消耗，同时也有助于降低设备 运行温度，提高设备稳定性和可靠性。
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低功耗设计需要采用先进的芯片设计和制造工艺，以及高效的电源管理系统和 节能算法。
考虑处理器的性能、 功耗、成本等因素。
根据应用需求选择合 适的微处理器，如 ARM、MIPS、 PowerPC等。

第一章 嵌入式系统综述
1.2 嵌入式系统发展历史（Cont.） 嵌入式系统发展历史（Cont.） 各行各业 工业控制、化工、航空航天 当前应用
简单应用：微波炉、空调、洗衣机面板 信息产品：PDA,Mobile 信息产品：PDA,Mobile Phone,Printer 照相机：自动聚焦、对比度、白平衡控制 模拟、数字电视机：channel,codec… 模拟、数字电视机：channel,codec… 各种网络产品：MP3,ADSL,Router,Switch… 各种网络产品：MP3,ADSL,Router,Switch…
1.1 嵌入式系统定义（Cont.） 嵌入式系统定义（Cont.）
嵌入式系统与单片机
单片机系统属于嵌入式系统 单板机-〉单片机-〉嵌入式系统-〉SOC/SOPC
第一章 嵌入式系统综述
1.2 嵌入式系统发展历史
1940’s: MIT的 Whirlwind computer was designed for real-time operations.飞行模拟 器实时控制 First microprocessor was Intel 4004 in early 1970’s HP-35 calculator used several chips to implement a microprocessor in 1972.
以应用为中心 以计算机技术为基础 软硬件可裁减 满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗
第一章 嵌入式系统综述
1.1 嵌入式系统定义（Cont.） 嵌入式系统定义（Cont.）
知识集成系统
技术密集 资金密集 高度分散、不可垄断 面向应用不断创新
第一章 嵌入式系统综述
1.1 嵌入式系统定义（Cont.） 嵌入式系统定义（Cont.）

在制造工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、 汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类 产品等方面均是嵌入式计算机的应用领域。
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经典应用
CISCO的路由器 华为、中兴的以太网交换机 恒基伟业的商务通PDA； 摩托罗拉的手机 美国宇航局的火星探测器 Sony的机器狗AIBO

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后PC技术的时代
小到mp3，PDA等微型数字化产品，大到 网络家电，智能家电，车载电子设备 嵌入式系统是这个后PC时代的擎天之柱 1999年世界电子产品产值已超过12000亿 美元，2000年达到13000亿美元，预计 2005年，销售额将达18000亿美元。

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普适计算是指使用小型计算设备、在位置 不断移动的过程中或在地理位置分布很广 的范围内，在不稳定的通信条件下实现联 机事务处理和企业核心数据访问。 普适计算是指无所不在的、随时随地可以 进行计算的一种方式； 主要针对移动设备； 普适计算设备可以一直或间断地连接着网 络

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普适计算和无线互联及网络计算比较

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历史
电脑用于控制设备或嵌入系统的历史几乎 电脑自身的历史一样长 计算机控制系统 单片机掀起电子化浪潮 微处理器高速发展推动了嵌入式系统

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嵌入式系统的演变
8031/8051单片机系统，自行编写程序； 68360/386EX控制系统，自己编写简单的 操作系统； 32位嵌入式处理器＋pSoS嵌入式操作系 统＋tcp/ip协议栈； 各种SoC+嵌入式Linux/VxWorks+嵌入式 Web 设备server以及各种复杂网络协议栈 ＋GUI图形界面＋无线模块＝现代可移动 的网络智能设备

0世纪90年代，在分布控制、柔性制造、数字化通信和 信息家电等巨大需求的牵引下，嵌入式应用进一步加速发展。 面向实时信号处理算法的DSP产品向着高速、高精度、低功 耗发展。Texas推出的第三代DSP芯片TMS320C30，引导着 微控制器向32位高速智能化发展。在应用方面，掌上电脑、 手持PC机、机顶盒技术相对成熟，发展也较为迅速。特别 是掌上电脑，1997年在美国市场上不过四五个品牌，而1998 年底，各式各样的掌上电脑如雨后春笋般纷纷涌现出来。随 着人类进入网络时代，将嵌入式计算机系统应用到各类网络 中已成为嵌入式系统发展的重要方向。在发展潜力巨大的信 息家电中，人们非常关注的网络电话设备，即IP电话，就是 一个代表。
第1章 嵌入式系统导论
在早期，由于嵌入式应用范围比较狭窄，大多用于工业 控制领域，人们还可以勉强将通用计算机通过改装、加固、 定制专业软件等方法，嵌入到大型系统中去实现嵌入式应用。 但随着经济、技术的高速发展，嵌入式应用越来越广泛，已 经深入到我们生活中的方方面面，小到彩电、空调、洗衣机、 手机，大到飞机、导弹、汽车等，嵌入式应用对计算机的功 能、体积、功耗、价格、重量、可靠性等方面的要求也越来 越苛刻，通过改造通用计算机的传统方法已远远不能胜任。 因此，嵌入式计算机不得不脱离通用计算机系统，走上独立 发展的道路。这就形成了现代计算机两大分支并行发展的时 期。
第1章 嵌入式系统导论
早在1614年，苏格兰人John Napier就发表论文公布他发 明了一种可以进行四则运算和方根运算的精巧装置。1848年， 英国数学家George Boole创立二进制代数学，为现代二进制 计算技术的发展铺平了道路。1937年，Bell试验室的George Stibitz展示了用继电器表示二进制的装置，尽管它是个展品， 但却是世界上的第一台二进制电子计算机。1946年2月15日， 名为ENIAC的计算机在美国诞生了，这是第一台现代意义 上的数字计算机，它的诞生具有划时代的意义，表明了现代 数字计算机时代的到来。在随后的近三十年里，计算机一直 为少数精英所掌握，主要用于实验室里的数值求解。