第一章、嵌入式系统设计概论.ppt

嵌入式系统设计 陈天洲 tzchen@zju.edu.cn 参考书 嵌入式计算机系统设计原理，computers as components, principles of embedded computing system design, wayne wolf, 机械工业出版社，2002 ARM嵌入式处理器结构与应用基础，马忠梅等，北航出版社，2002 嵌入式实时操作系统VxWorks及其开发环境Tornado，孔祥营等，中国电力出版社，2002 第一课、嵌入式系统概述 嵌入式系统的历史与概念 无所不在的嵌入式系统 普适计算 嵌入式系统的基本组成与设计 嵌入式热点领域 一、什么是嵌入式系统 Embedded system 个人电脑≠嵌入式系统 计算机工业的分类 以往计算机分类：大型计算机、中型机、小型机和微计算机 目前计算机分类：超级计算机，大型计算机、工作站、微计算机、亚微计算机 亚微计算机(嵌入式计算机) 是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中 历史 电脑用于控制设备或嵌入系统的历史几乎电脑自身的历史一样长 计算机控制系统 单片机掀起电子化浪潮 微处理器高速发展推动了嵌入式系统 嵌入式系统的演变 8031/8051单片机系统，自行编写程序； 68360/386EX控制系统，自己编写简单的操作系统； 32位嵌入式处理器＋pSoS嵌入式操作系统＋tcp/ip协议栈； 各种SoC+嵌入式Linux/VxWorks+嵌入式Web 设备server以及各种复杂网络协议栈＋GUI图形界面＋无线模块＝现代可移动的网络智能设备 后PC技术的时代 小到mp3，PDA等微型数字化产品，大到网络家电，智能家电，车载电子设备 嵌入式系统是这个后PC时代的擎天之柱 1999年世界电子产品产值已超过12000亿美元，2000年达到13000亿美元，预计2005年，销售额将达18000亿美元。 嵌入式简单定义 嵌入式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。 可以认为凡是带有微处理器的专用软硬件系统都可以称为嵌入式系统 狭义定义 使用嵌入式微处理器构成独立系统，具有自己的操作系统并且具有某些特定功能的系统 微处理器专指32位以上的微处理器 嵌入式系统的定义 以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统 二、无所不在的嵌入式系统 嵌入式系统的应用远远超过了各种通用计算机 一台通用计算机的外部设备中就包含了5-10个嵌入式微处理器： 键盘、鼠标、软驱、硬盘、显示卡、显示器、Modem、网卡、声卡、打印机、扫描仪、数字相机、USB集线器等均是由嵌入式处理器控制的。 在制造工业、过程控制、通讯、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等方面均是嵌入式计算机的应用领域。 经典应用 CISCO的路由器 华为、中兴的以太网交换机 恒基伟业的商务通PDA； 摩托罗拉的手机 美国宇航局的火星探测器 Sony的机器狗AIBO 嵌入式系统的应用领域（一） 家用市场 机顶盒、掌上电脑、DVD、MP3、数码相机、数字电视、WebTV、网络冰箱、网络空调、家庭网关、智能家用电器、车载导航器系统等 通信市场 电话交换系统，电缆系统，卫星和全球定位系统（L3D），数据交换设备，移动电话等 工业市场 制造工厂，污水处理系统，发电站和电力传输系统，自动化工厂，控制系统开发，维护和测试的工具，石油提炼和相关的贮运设施，建筑设备，计算机辅助制造系统，能源控制系统，核电站，机器人系统等 商业和金融市场 自动柜员机，信用卡系统，售货端系统，安全系统等 嵌入式系统的应用领域（二） 办公市场 电话系统，传真系统，复印机，计时系统，照相机和摄象机 运输市场 航空、铁路、公路运输系统，燃料服务，航空管理，信令系统，雷达系统，交通指挥系统，停车系统，售票系统，乘客信息系统，检票系统，行李处理系统，应急设备等 建筑市场 电力供应，备用电源和发电机，火警控制系统，供热和通风系统，电梯和升降系统，车库管理，安保系统，电子门锁系统，楼宇管理系统，闭路电视系统，电子保险柜，警铃等 医疗市场 心脏除颤器，心脏起搏器，患者信息和监视系统，MN光设备，理疗控制系统，电磁成像系统等 军事 武器控制 嵌入式系统热点应用 信息家电 车载系统 军事工业 医疗器械 信息家电应用特点 市场巨大 低成本要求 利润空间小 竞争激烈 人机界面友好 网络化 车载系统应用特点 与汽车工业相配套 利润空间较大 可靠性要求较高 无线通讯要求 军事工业应用特点 市场垄断性强 高利润 可靠性要求高 安全性要求高 成