嵌入式系统概述
思维导图
一.嵌入式系统概述
(一). 嵌入式系统的定义
嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，且 软硬件可裁剪，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。
(二) .嵌入式系统的组成
1. 硬件层
硬件层包含： 嵌入式微处理器、存储器（SDRAM、ROM、Flash等）、通用设 备接口和I/O接口（A/D、D/A、I/O等） ;
2. 中间层（即：硬件适配层）
a.中间层的位置： 中间层在硬件层与软件层之间，也称为硬件抽象层 （Hardware Abstract Layer，HAL）或板级支持包（Board Support Package，BSP）;
b.中间层的任务： 相关底层硬件的初始化及配置，设备驱动程序 ;
c.中间层的特点：
硬件相关性，直接操作底层硬件 ;
操作系统相关性： 为操作系统提供所需要的硬件操作接口;
3.系统软件层系统软件层由嵌入式操作系统（EOS）、文件系统、图形用户接口（GUI）、网络系统及通用组件模块等组成。
4. 功能层
功能层由基于操作系统开发的应用程序组成，用来完成对被控对象的控制功能 。
(三) 嵌入式系统的特点
1.技术先进。将先进的计算机技术、半导体技术以及电子技术与各个行业的具体应用相结合的产物。
2.系统内核小。一般是应用于电子装置中，系统资源相对有限。
3.专用性强。软件和硬件结合非常紧密，应用具有一定的针对性。
4.系统精简。一般没有系统软件和应用软件的明显区分，减少不需要的功能降低复杂度，提供系统安全性。
5.系统软件要求具有高实时性。且软件要求固态存储，以提高速度。
6.嵌入式软件开发走向标准化，逐步形成丰富的可兼容的各种软件组件、函数库 等。
7.嵌入式系统本身不具备在其上进行进一步开发的能力。用户如果需 要修改其中的程序功能，需要借助于一套开发工具和环境
(四)嵌入式系统的应用
- 工业控制
- 交通管理
- 信息家电
- 智能家居
- 电子商务
- 环境工程与自然
- 机器人
- 机电产品
- 国防、军事
二.嵌入式处理器
(一)嵌入式系统的组成
看门狗定时器（WDT，Watch Dog Timer）是单片机的一个组成部分，它实际上是一个计数器，一般给看门狗一个数字，程序开始运行后看门狗开始倒计数。如果程序运行正常，过一段时间CPU应发出指令让看门狗复位，重新开始倒计数。如果看门狗减到0就认为程序没有正常工作，强制整个系统复位。
（二）.嵌入式处理器的分类
嵌入式处理器可以分为以下几大类：
- 嵌入式微处理器；
- 嵌入式微控制器；
- 嵌入式DSP处理器；
- 嵌入式片上系统（SOC）。
（三） 典型的嵌入式处理器
（四） 嵌入式处理器的性能指标
- 主频
- 处理器字长
- 数据通路速度：主要决定于总线位数、总线频率及数据传输协议。
- 运算速度：与许多因素有关，CPU的主频、执行的操作 、内存的访问速度等，衡量有不同的方法。 根据不同类型指令在计算过程中出现的频率程度求平均值； 以每条指令执行所时钟周期数CPI来衡量运算速度 ； 以MIPS作为计算单位来衡量运算速度 。
- 高速缓冲（Cache）
- 处理器的系统架构
三.嵌入式操作系统
(一)嵌入式操作系统简介
（二）基本概念
（三）嵌入式操作系统的主要特点
（四） 几种典型的EOS
四. 嵌入式系统开发
(一) 嵌入式系统开发过程
（二） 常用的设计流程模型
（三） 开发环境及调试方法
开发的辅助工具：
编译器：将一种语言程序翻译成另一种语言的计算机程序（目标代码 ）。常见的编译器有Visual C++、Borland C++以及Linux下的 GCC等。
链接器：对目标代码进行链接 。模块整合，分配资源，包括动态链接库与静态链接库。
定位器：嵌入式系统开发中，链接不是最终的动作，还需要一个 重定位器，经过重定位后，产生映像文件（Image File），下载到 ROM中，才可执行。 集成开发环境：Intergrated Development Enviroment，IDE用于程 序开发的应用软件，包括代码编辑器、编译器、链接器、定位器、 调试器和图形用户界面工具等。