第一章 嵌入式系统概述

1. 第一章 嵌入式系统概述

2. 主要内容 • 1.1 嵌入式简介 • 1.1.1 嵌入式系统宝义 • 1.1.2 嵌入式系统与PC • 1.1.3 嵌入式系统的特点 • 1.2 嵌入式系统的应用领域 • 1.3 嵌入式系统的发展 • 1.3.1 嵌入式系统现状 • 1.3.2 嵌入式系统发展趋势 • 1.4 嵌入式操作系统 • Linux,uc/os windows CE vxworks,palmOS QNX

3. 1.1.1 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:􀂄 • 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

4. 1.1.2 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“大哥大”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。

5. 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！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“专用”，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。

6. 硬件平台的比较

7. 软件平台的比较

8. 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“软硬件可裁剪”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“软硬件可裁剪”

9. 1.1.3 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“死机”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。

10. 1.2 嵌入式系统的应用领域

11. 1.2 嵌入式系统的应用领域

12. 1.2 嵌入式系统的应用领域 • 网络设备:交换机、路由器,MODEM􀂄 • 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􀂄 • 办公设备:打印机、传真机、扫描仪􀂄 • 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

13. 我们正步入一个崭新的“数字世界” 嵌入式应用

14. 1.3 嵌入式系统的发展 • 1.3.1 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。

15. 1.3 嵌入式系统的发展 • 1.3.1 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。

16. 1.3 嵌入式系统的发展 • 1.3.1 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。

17. 1.4 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, linux,windowsCE等

18. (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)

19. 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x86,ARM,MIPS,PowerPC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

20. (2) uc/os • uc/os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： uc/os Ⅱ

21. (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

22. (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

23. (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

24. 本章结束，谢谢！