第一章嵌入式系统概述

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第一章嵌入式系统概述

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主要内容

11 嵌入式简介 111 嵌入式系统宝义 112 嵌入式系统与 PC 113 嵌入式系统的特点

12 嵌入式系统的应用领域 13 嵌入式系统的发展

131 嵌入式系统现状 132 嵌入式系统发展趋势

14 嵌入式操作系统 Linuxucos windows CE vxworkspalmOS QNX


111 嵌入式系统宝义

嵌入式系统是以应用为中心以计算机技术为基础且软硬件可裁减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

它一般由以下几部分组成 1048708 嵌入式微处理器外围硬件设备嵌入式操作系统特定的应用程序


112 嵌入式系统与 PC

一般来说嵌入式系统由处理器存储器输入输出设备和软件四个部分组成例手机就是一个典型的嵌入式设备

与最初使用模拟信号的ldquo大哥大rdquo相比现在的手机不仅仅用来通信技术的发展赋予了它更多的功能如收发电子邮件阅读 word excel powerpoint 和 PDF 等文档的文件听收音机炒股等手机功能的日益强大与嵌入式系统的飞速发展是分不开的


拆开手机就可以看到处理器和存储器部分与 PC 机对应手机也有显示器键盘处理器内存那么嵌入式系统与家用的 PC 有什么不同家用的电脑是不是嵌入式系统答案是否定的

嵌入式系统的特点就是ldquo专用rdquo即使是同样是手机哪怕是同一个公司的不同型号的手机它的电路和芯片都不会完全相同而 PC 机则不然三星的显示器可以用在清华同方的主机上也可以用在方正的主机上鼠标可以插在台式电脑上也可以插在笔记本电脑上


硬件平台的比较


软件平台的比较


从以上两个表可以看出嵌入式系统和 PC 有很大的不同这也正是嵌入式系统的灵活之处即ldquo软硬件可裁剪rdquo


113 嵌入式系统的特点

嵌入式系统与 PC 系统相比有以下特点（ 1 ）嵌入式系统功耗低体积小专用性强（ 2 ）无自举开发能力嵌入式系统中的软件一般都固化在

存储器的芯片或单片机身中而不是存储于磁盘等载体中（ 3 ）较长的生命周期（ 4 ）高可靠性对软件代码质量要求很高应该尽最大可

能避免ldquo死机rdquo发生（ 5 ）软硬一体软件为主（ 6 ）嵌入式系统开发需要专门的开发工具和开发环境


12 嵌入式系统的应用领域





网络设备交换机路由器 MODEM1048708

消费电子手机MP3 PDA 可视电话电视机顶盒数字电视数码照相机数码摄像机信息家电1048708

办公设备打印机传真机扫描仪1048708 汽车电子 ABS(防死锁刹车系统 )供油喷射控制系统车载 GPS

工业控制各种自动控制设备


我们正步入一个崭新的ldquo数字世界rdquo

嵌入式应用


13 嵌入式系统的发展 131 嵌入式系统的历史 20 世纪 70 年代单片机出现

嵌入式系统最初的应用是基于单片机汽车工业机器通信装置等成千上万种产品通过内嵌电子装置获得更佳的使用性能

20 世纪 80 年代嵌入式操作系统出现商业嵌入式实时内核包含传统操作系统的特征使得

开发周期缩短成本降低效率提高促使嵌入式系统有了更为广阔的应用空间

20 世纪 90 年代实时多任务操作系统软件规模的不断上升对实时性要求的提高使得实

时内核逐步发展为实时多任务操作系统并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流


13 嵌入式系统的发展 131 嵌入式系统现状计算机应用的普及互联网技术的实用以及纳米微电子技术的突破正有力推动着 21 世纪工业生产商业活动科学试验和家庭生活等领域自动化和信息化进程

嵌入式产品的巨大商机－－全过程自动化产品制造大范围电子商务活动高度协同科学实验以及现代化家庭起居

目前在世界范围内嵌入式系统带来的工业年产值已超过 1万亿美元据赛迪呼叫中心合作开展的调查显示目前从事嵌入式开发的软件企业占到 30计划从事开发的企业占到 14尽管还没有从事到该领域开发的公司占大多数但我国国内的嵌入式软件市场已处于整体启动阶段


13 嵌入式系统的发展 131 嵌入式系统的发展趋势现在嵌入式系统正处于高速发展阶段未来这种发展和竞争

将越来越激烈对于企业专用解决方案如物流管理条码扫描和移动信息采集等这种小型手持嵌入式系统将发挥巨大作用自动控制领域不仅可以用于 ATM 机自动售货机工业控制等专用设备和移动通信设备 GPS 误乐相结合嵌入式系统同样可以发挥巨大的作用

国内嵌入式软件市场未来的发展重点在于应用范围的拓展而手持设备信息家电和工业控制是近期市场的三大热点

近年来伴随着微电子技术的迅猛发展处理器增长速度也随之加快嵌入式系统领域发生了翻天覆地的变化特别是网络技术的发展嵌入式技术与互联网技术的结合已成为不可阻挡的发展趋势


14 嵌入式操作系统

资料显示目前国际上有两百多种嵌入式操作系统这些嵌入式操作系统可分为实时操作系统和非实时操作系统两种

20世纪 80年代开始出现了各种各样的商用嵌入式操作系统这些操作系统较大部分都是为专有系统而开发从而形成了多种商用操作系统百家争鸣的局面如 Vxworks pSOS linuxwindowsCE 等


(1) linux

1991年 8月芬兰一名大三学生 linus Torvalds宣布此操作系统诞生到现在十余年在所有操作系统中是发展最快应用最广的已成为全球第二大操作系统在中国乃至整个世界的服务器市场上都保持着较高的增长水平 Linux 本身的种种特性使其成为嵌入式开发中的首选

uClinux另一种常用的嵌入式 linux 它去掉了 linux 中的内存管理单元主要用于没有内存管理单元的处理器 ( 如三星公司的 S3C44B0 处理器 )


嵌入式 linux具有以下特点精简的内核性能高稳定多任务支持多体系结构如 x86ARMMIPSPowerPC 等提供嵌入式浏览器邮件程序 MP3(4) 记事本等应用

程序用户可定制可提供图形化的定制和配置工具源代码开放驱动程序及其他资源非常丰富针对嵌入式的存储方案提供实时版本和完善的嵌入式

解决方案


(2) ucos

ucos 是一个非常典型的实时操作系统特点公开的源代码代码量小结构清晰注释详尽可

移植性好可裁剪可固化抢占式内核最多可管理 60个任务

1992年开始发展目前流行的是第 2 个版本 ucos Ⅱ


(3) Windows CE

windowsCE 是微软的产品但不是减化后的 windows 版本它是专为有限资源的平台设计的多线程完整优先权多任务的操作系统

采用模块化设计缺点价格过高内核占用存储空间较大 (约 200KB 以上 )

大部分高价掌上电脑都采用的是这个操作系统


(4) Vxworks

Vxworks 是美国 windRiver(风河 ) 公司于 1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统 (RTOS)

特点实时 OS 内核性能优越高可靠性要收取版权费用较多地用于军方军事设施


(5) Palm OS

是一种 32位的嵌入式操作系统用于掌上电脑是 3COM公司的 Palm Computering 部开发的以其简捷实用的功能在 PDA 历史上一直独领风骚

特点 (1) 硬件携带方便

(2) 抢占式内核单任务 OS

(3)Palm OS 软件开发联盟提供了数万种应用程序


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12 嵌入式系统的应用领域 13 嵌入式系统的发展

131 嵌入式系统现状 132 嵌入式系统发展趋势

14 嵌入式操作系统 Linuxucos windows CE vxworkspalmOS QNX



































嵌入式应用






















(1) linux






解决方案


(2) ucos





(3) Windows CE





(4) Vxworks




(5) Palm OS






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嵌入式应用






















(1) linux






解决方案


(2) ucos





(3) Windows CE





(4) Vxworks




(5) Palm OS






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(5) Palm OS






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第一章 嵌入式系统概述

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