Transcript 嵌入式系統簡介
嵌入式系統教案
祥寶科技股份有限公司
2015/4/13
提綱
第一章 嵌入式系統簡介
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何謂嵌入式系統
2 嵌入式系統的應用領域
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未來嵌入式系統的發展趨勢
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何謂嵌入式系統
嵌入式技術無處不在
處理文檔、進行工作管理和生産控制的電腦
各種使用嵌入式技術的電子産品,如:MP3、
PDA、手機、智慧玩具,網路家電、智慧家電、
車載電子設備等
在工業和服務領域中,大量嵌入式技術也已經應
用於工業控制、數控機床、智慧工具、工業機器
人、服務機器人等各個行業,正在逐漸改變著傳
統的工業生産和服務方式
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何謂嵌入式系統
國際晶片市場來看
據統計每年只有10-20%的電腦晶片是爲臺式PC或
膝上電腦而設計的。
嵌入式系統設計製造的CPU每年大概有10-20億片。
每年又有1萬個新的嵌入式系統計劃産生,而且越
來越多的系統需要複雜的嵌入式作業系統。
如:手持設備市場。2000年的全球産銷量爲1290
萬部,而到今年時預計將爲6340萬部。
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何謂嵌入式系統
中國資訊家電市場
2001年達到500億~ 700億元,今年有望達到3500
億~ 5000億元。
國內現有8000萬有線電視網用戶、3億多台彩色電
視機和7000多萬台VCD/DVD機。
業內分析,未來10年是國內機頂盒生産的黃金時
期,10年總量可望達到1~1.5億台,總產值在600
~1500億元人民幣之間。
僅此一項,嵌入式軟體發展商每年獲得的授權收
入即可達到10~15億元。
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何謂嵌入式系統
嵌入式技術將成爲後PC時代的主宰
嵌入式技術成爲當前微電子技術與電腦技術中的
一個重要分支。
使電腦的分類從以前的巨型機、大型機、小型機、
微機之分變爲了通用電腦和嵌入式系統之分。
嵌入式的應用更是涉及金融、航太、電信、網路、
資訊家電、醫療、工業控制、軍事等各個領域,
以致一些學者斷言嵌入式技術將成爲後PC時代的
主宰。
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何謂嵌入式系統
後PC時代産品的蓬勃發展
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何謂嵌入式系統
什麽是嵌入式系統
根據IEEE(國際電氣和電子工程師協會)的定義:
嵌入式系統是“用於控制、監視或者輔
助操作機器和設備的裝置”(原文爲devices
used to control, monitor, or assist the
operation of equipment, machinery or
plants)。
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何謂嵌入式系統
簡單地講
就是嵌入到物件體中的專用電腦系統
要素:嵌入、專用、電腦
嵌入式系統的特點:由三要素引出
·嵌入性:嵌入到物件體系中,有物件環境要求
·專用性:軟、硬體按物件要求裁減
·電腦:實現物件的智慧化功能
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何謂嵌入式系統
廣義地說
一個嵌入式系統就是一個具有特定功能或用途的
電腦軟硬體集合體。
即以應用爲中心、以電腦技術爲基礎、軟體硬體
可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、
體積、功耗嚴格要求的專用電腦系統 。
嵌入式系統發展的最高形式——片上系統(SOC)
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何謂嵌入式系統
嵌入式系統的分類
按表現形式分(硬體範疇) :
▲晶片級嵌入(含程式或演算法的處理器)
▲模組級嵌入(系統中的某個核心模組)
▲系統級嵌入
按即時性要求分(軟體範疇) :
▲非即時系統(PDA)
▲軟即時系統(消費類産品)
▲硬即時系統(工業和軍工系統)
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何謂嵌入式系統
嵌入式處理器的分類和現狀
微控制器(MCU)
數位信號處理器 (DSP)
片上系統 (SOC)
可编程片上系统(SPOC)
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何謂嵌入式系統
MCU
嵌入式微控制器的典型代表是單片機這種8位元
的電子器件,目前在嵌入式設備中仍然有著極其廣
泛的應用。
單片機晶片內部集成ROM/EPROM、RAM、
匯流排邏輯、定時/計數器、看門狗、I/O、串
列口、脈寬調製輸出、A/D、D/A、Flash、
EEPROM等各種必要功能和外設。
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何謂嵌入式系統
MCU處理能力非常有限
MCU微控制器,匯流排寬度一般爲4位元、8位
或16位元,處理速度有限,一般在幾個MIPS,
進行一些複雜的應用很困難,運行作業系統就更
難。
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何謂嵌入式系統
MPU
嵌入式微處理器 (Micro Processor Unit)
MPU嵌入式微處理器是由通用電腦中的CPU演
變而來的, 80386-80387
與電腦處理器不同的是,在實際嵌入式應用中,
只保留和嵌入式應用緊密相關的功能硬體,去除
其他的冗餘功能部分,這樣就以最低的功耗和資
源實現嵌入式應用的特殊要求。
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何謂嵌入式系統
DSP
DSP處理器是專門用於信號處理方面的處理器,
其在系統結構和指令演算法方面進行了特殊設計,
在數位濾波、FFT、頻譜分析等各種儀器上DSP
獲得了大規模的應用。
DSP是運算密集處理器,一般用在快速執行演算
法,做控制比較困難。爲了追求高執行效率,不
適合運行作業系統,核心代碼使用彙編。
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何謂嵌入式系統
SOC
SOC(片上系統)是IC設計的發展趨勢。採用
SOC設計技術,可以大幅度地提高系統的可靠性,
減少系統的面積和功耗,降低系統成本,極大地
提高系統的性能價格比。 SOC晶片已經成爲提高
移動通信、網路、資訊家電、高速計算、多媒體
應用及軍用電子系統性能的核心器件。
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何謂嵌入式系統
SPOC
可編程邏輯技術把整個系統放到一塊矽片上,稱
作SOPC。可編程片上系統(SOPC)是一種特
殊的嵌入式系統:
首先它是片上系統(SOC),即由單個晶片完成
整個系統的主要邏輯功能;
其次,它是可編程系統,具有靈活的設計方式,
可裁減、可擴充、可升級,並具備軟硬體在系統
可編程的功能。
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嵌入式系统的应用领域
應用領域
社會經濟的發展産生了一些新的需求,同時促進
了嵌入式技術的廣泛應用
中國正在成爲世界製造大國,在消費電子、工
業應用、軍事國防、網路設備等領域都有嵌入式
系統的應用
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嵌入式系統的應用領域
嵌入式技術刺激了許多新的應用需求
嵌入式技術發展又在不斷刺激新的技術産生- 資
訊家電、醫療電子病歷、微小型智慧型武器
军事国防
消费电子
工业
军事电子
信息家电
工控设备
智能仪表
智能玩具
嵌入式应用
通信设备
汽车电子
移动存贮
网络设备
电子商务
网络
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嵌入式系統的應用領域
工業控制 工業設備是機電産品中最大一類
過去在工業程序控制、數位機床、電力系統、電
網安全、電網設備監測、石油化工系統等方面,
大部分低端型設備主要採用是8位元單片機。
隨著技術發展,目前許多設備除了進行即時控制,
還須將設備狀態,感測器的資訊等在顯示幕上即
時顯示。
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嵌入式系統的應用領域
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嵌入式系統的應用領域
資訊家電
資訊家電將成爲嵌入式系統最大的應用領
域。
只有按鈕、開關的電器顯然已經不能滿足
人們的日常需求。
具有用戶介面,能遠端控制,智慧管理的
電器是未來的發展趨勢,如冰箱、空調等
的網路化、智慧化等。
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嵌入式系統的應用領域
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嵌入式系統的應用領域
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嵌入式系統的應用領域
消費類電子—智慧玩具、手持通訊的核心
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嵌入式系統的應用領域
交通管理、環境監測
交通管理在車輛導航、流量控制、資訊監測與汽
車服務方面,目前GPS設備已經從尖端産品進入
了普通百姓的家庭
水文資料即時監測,防洪體系及水土質量監測、
堤壩安全,地震監測網,即時氣象資訊網,水源
和空氣污染監測。
加油站、停車場管理
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嵌入式系統的應用領域
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嵌入式系統的應用領域
智慧玩具與機器人
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嵌入式系統的應用領域
嵌入式Internet應用
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嵌入式系統的應用領域
汽車電子
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嵌入式系統的應用領域
軍事國防領域
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嵌入式系統的應用領域
航太領域
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未來嵌入式系統的發展趨勢
未來嵌入式系統的發展趨勢
互聯網的普及
半導體技術的改善
3C(Compute,Communication,Consumer)技術的快速
融合
使用者的需求
資訊服務應用生活化
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未來嵌入式系統的發展趨勢
技術的滲透性和融合性
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未來嵌入式系統的發展趨勢
設備的關聯性
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未來嵌入式系統的發展趨勢
個性化服務
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未來嵌入式系統的發展趨勢
Any Time,Any Where, Any Medium, Any Content
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