1.嵌入式系统-嵌入式软件开发导论-课件.ppt

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1、20051.1.嵌入式系统嵌入式系统嵌入式软件开发导论嵌入式软件开发导论目录目录l l什么是嵌入式系统什么是嵌入式系统?l l嵌入式系统特点嵌入式系统特点l l嵌入式系统结构嵌入式系统结构 嵌入式硬件嵌入式硬件嵌入式硬件嵌入式硬件嵌入式软件嵌入式软件嵌入式软件嵌入式软件目录目录l l什么是嵌入式系统什么是嵌入式系统?l l嵌入式系统特点嵌入式系统特点l l嵌入式系统结构嵌入式系统结构 嵌入式硬件嵌入式硬件嵌入式硬件嵌入式硬件嵌入式软件嵌入式软件嵌入式软件嵌入式软件什么是嵌入式系统？什么是嵌入式系统？嵌入式系统是以应用为中心以应用为中心，以计算机技以计算机技术为基础术为基础，并且软硬件可裁剪，适

2、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专用计算机系统。简而言之，它是完成特定任务的计算机系简而言之，它是完成特定任务的计算机系统。统。什么是嵌入式系统？什么是嵌入式系统？嵌入式系统往往做为一个大型系统的组嵌入式系统往往做为一个大型系统的组成部分被嵌入到该系统中成部分被嵌入到该系统中(这也是它名称的由这也是它名称的由来来)，嵌套关系可能相当复杂，嵌套关系可能相当复杂，也可能非常简也可能非常简单，它的表现形式多种多样。单，它的表现形式多种多样。嵌入式系统应用嵌入式系统应用 PDA 消费电子消费电子 信息家电信息家电 移动通信移动通信 GPS 智能识别系统智能识别系统 导航系统

3、导航系统 汽车电子汽车电子 嵌入式系统应用嵌入式系统应用 工业控制工业控制 火控系统火控系统 数字电视数字电视 飞行控制系统飞行控制系统 测试仪器测试仪器 医疗设备医疗设备 游戏机游戏机 等等等等 Mars,December 3,1999Crashed due to uninitialized variable 嵌入式系统特点嵌入式系统特点 实时性实时性 小尺寸（资源，代码，规格小尺寸（资源，代码，规格）低功耗低功耗 高效率高效率 什么是实时性什么是实时性?对于实时系统，它的正确性不仅与系统的逻辑对于实时系统，它的正确性不仅与系统的逻辑对于实时系统，它的正确性不仅与系统的逻辑对于实时系统，它的

4、正确性不仅与系统的逻辑正确性相关，而且与系统的正确性相关，而且与系统的正确性相关，而且与系统的正确性相关，而且与系统的响应时间响应时间响应时间响应时间相关。如果相关。如果相关。如果相关。如果系统的响应不能满足系统的响应不能满足系统的响应不能满足系统的响应不能满足时限时限时限时限要求，即使它能得到正要求，即使它能得到正要求，即使它能得到正要求，即使它能得到正确的输出，我们也只能说它是一个失败的响应。确的输出，我们也只能说它是一个失败的响应。确的输出，我们也只能说它是一个失败的响应。确的输出，我们也只能说它是一个失败的响应。DonaldDonald GilliesGillies实时系统实时系统 在

5、时限范围内的正确响应在时限范围内的正确响应 通常是嵌入式系统通常是嵌入式系统 通常是分布式系统通常是分布式系统 对时限要求的不同对时限要求的不同 硬实时系统硬实时系统 软实时系统软实时系统实时系统实时系统 硬实时系统应用硬实时系统应用 汽车汽车汽车汽车 (沃尔沃沃尔沃沃尔沃沃尔沃S80S80有有有有1919台计算机台计算机台计算机台计算机)飞机飞机飞机飞机 (JAS)(JAS)医疗设备医疗设备医疗设备医疗设备 空间设备空间设备空间设备空间设备 (火星探测器火星探测器火星探测器火星探测器)军方系统军方系统军方系统军方系统 工业自动化工业自动化工业自动化工业自动化实时系统实时系统 软实时系统应用软

6、实时系统应用 游戏游戏游戏游戏 DVD(M DVD(MPEGPEG 编码编码编码编码)英特网视频和广播英特网视频和广播英特网视频和广播英特网视频和广播 通讯通讯通讯通讯嵌入式系统结构嵌入式系统结构硬件硬件操作系统操作系统 程序程序硬件硬件内嵌式操作系统内嵌式操作系统系统组件系统组件用户程序用户程序嵌入式系统结构嵌入式系统结构计算机系统结构计算机系统结构嵌入式系统应用实例嵌入式系统应用实例数字控制算法数字控制算法数据日志数据日志数据获取和显示数据获取和显示操作员界面操作员界面界面界面工程系统工程系统远程监视系统远程监视系统实时时钟实时时钟数据库数据库操作员控制台操作员控制台显示设备显示设备实时计

7、算机实时计算机目录目录l l什么是嵌入式系统什么是嵌入式系统?l l嵌入式系统特点嵌入式系统特点l l嵌入式系统结构嵌入式系统结构 嵌入式硬件嵌入式硬件嵌入式硬件嵌入式硬件嵌入式软件嵌入式软件嵌入式软件嵌入式软件嵌入式系统硬件嵌入式系统硬件l lCPUIntel x86Intel x86PowerPC(Mac)G3,G4,G5PowerPC(Mac)G3,G4,G5SPARC,AlphaSPARC,AlphaARMARMMIPSMIPSl l位宽位宽 8 8位控制器位控制器位控制器位控制器(仍然存在仍然存在仍然存在仍然存在!)!)1616位控制器位控制器位控制器位控制器(主流主流主流主流)32

8、32位控制器位控制器位控制器位控制器(开始流行开始流行开始流行开始流行)6464位控制器位控制器位控制器位控制器(高性能高性能高性能高性能)嵌入式系统硬件嵌入式系统硬件 CPU市场份额市场份额问题问题 功耗和能量功耗和能量为何担心能量和电力？“电能是嵌入式系统的最大约束电能是嵌入式系统的最大约束”in:L.Eggermont(ed):Embedded Systems Roadmap 2002,STW目前的目前的UMTS电话系统几乎不可能在数据一直被传输的情况下被电话系统几乎不可能在数据一直被传输的情况下被操作多于一小时的时间。操作多于一小时的时间。from a report of the Fi

9、nancial Times,Germany,on an analysis by Credit Suisse First Boston;目录目录l l什么是嵌入式系统什么是嵌入式系统?l l嵌入式系统特点嵌入式系统特点l l嵌入式系统结构嵌入式系统结构 嵌入式硬件嵌入式硬件嵌入式硬件嵌入式硬件嵌入式软件嵌入式软件嵌入式软件嵌入式软件嵌入式软件嵌入式软件 目标目标l l设计可靠、稳定、高效的嵌入式软件，设计可靠、稳定、高效的嵌入式软件，需要考虑需要考虑 继承性继承性继承性继承性 有限的资源有限的资源有限的资源有限的资源 多样性多样性多样性多样性 可读性可读性可读性可读性 并发性并发性并发性并发性 兼容性兼容性兼容性兼容性 实时性实时性实时性实时性 层次层次层次层次嵌入式系统软件的今天嵌入式系统软件的今天嵌入式嵌入式系统软件的明天系统软件的明天