应用于低频扫频测量的嵌入式系统

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1、北京交通大学硕士学位论文应用于低频扫频测量的嵌入式系统姓名：李晓光申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：骆丽20060301北京交通大学硕士学位论文第1章嵌入式系统概论嵌入式系统概论本章主要内容为嵌入式系统概论，讲述了嵌入式系统的概念、特点以及应用。1．1嵌入式系统的概念嵌入式系统一般指非Pc系统，它是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应于系统对功能，可靠性，成本，体积，功耗等综合性能严格要求的专用计算机系统，它是集的应用软件与硬件于一体的系统。在日常生活中，早已存在许多嵌入式系统的应用，如移动电话，电子表，微波炉，打印机等。嵌入式系统无处不在，从家庭

2、的洗衣机，电冰箱，小汽车，到办公室的远程会议系统等，都属于可以使用嵌入式技术进行开发和改造的产品。嵌入式系统本身是一个相对模糊的定义．一个手持MP3和一个Pcl04的微型工业控制计算机都可以认为是嵌入式系统。嵌入式系统通常如图1．1所示由嵌入式处理器，外围设备，嵌入式操作系统和应用软件等几大部分组成。图1．1嵌入式结构框图嵌入式处理器是嵌入式系统的核心部件。嵌入式处理器与通用处北京交通大学硕士学位论文嵌入式系统概论能有时间和精度的要求。为减少系统成本，除了精简每个硬件单元的成本外，应尽可能的减少应用软件的资源消耗。1．2嵌入式系统的特点(1)嵌入式系统通常

3、是面向特定应用的，一般都有实时性的要求。嵌入式处理器大多工作在特定用户群所设计的系统中。它通常具有低功耗、体积小、集成度高、成本低等特点，从而嵌入式系统设计趋于小型化、专业化，也使移动能力大大增强，与网络的耦合也越来越紧密。(2)嵌入式系统将先进的计算技术、半导体工艺、电子技术和通信网络技术与各领域的具体应用相结合的产物。这一特点决定了它必然是一个技术密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。(3)嵌入式系统与具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也与具体产品同步进行。因此，嵌入式系统产品一旦进入市场，一般具有较长的生命周期。(4)嵌入式系统的硬件和软件都必

4、须高效率的设计，在保证稳定、安全、可靠的基础上量体裁衣，去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能。这样才能最大限度的降低应用成本。在具体应用中，对处理器的选择决定了其时的竞争力。(5)嵌入式系统还有减少功耗的要求。一方面为了省电，应为嵌入式系统往往靠电池供电；另～方面是要减少发热量，因为嵌入式系统中通常没有风扇等排热设备。(6)可靠性与稳定性对于嵌入式系统有着特别重要的意义，所以，即使逻辑上的系统结构相同，在物理组成上也会有所不同，同时，对使用的元器件(包括接插件、电源等等)的质量和可靠性要求比较高，所以元件的平均无故障时间M’11弹(Meanmme

5、Bet、veenFailurc)成为关键性的参数。此外，环境温度也是需要重点考虑的问题。(7)嵌入式系统提供的功能以面对的应用和过程都是预知的、相对固定的、而不像通用计算机那样，有很大的随意性。既然是专用系统，在可编程就不需要那么灵活。一般也不会用嵌入式式系统作为开发应用软件环境，在嵌入式系统上，通常也不会运行一些大型的软件。一般而言，嵌入式系统对cPu计算的要求并不象通用计算机那么高北京交通大学硕士学位论文嵌入式系统概论(8)许多嵌入式系统都有实时要求，需要有对外部时间迅速作出反应的能力。特别是在操作系统中有所反映，从而使嵌入式软件的开发与常规软件的开发

6、出现显著的区别。典型的嵌入式实时操作系统与常规的操作系统也有着显著区别，并因而成为操作系统一个重要分支和一个独特的研究方向。(9)嵌入式系统本身不具各自举开发能力。即使设计完成以后，拥护通常也不能对其中的程序动能进行修改，必须有一套交叉开发工具和环境才能进行开发。(10)通用计算机的开发人员通常是计算机科学或者计算机工程方面的专业人士，而嵌入式系统开发人员却往往是各个应用领域中的专家，这就要求嵌入式系统所支持的开发工具易学、易用、可靠、高效。嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，它必须与具体应用相结合才会有生命力，才会具有优势。嵌入式系统是与应用紧密

7、结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需要，进行合理的裁减利用。嵌入式系统必须根据应用需求，对软硬件进行裁减，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。1．3嵌入式系统的应用嵌入式系统以应用为中心，强调体积和功能的可裁减性，是一完成控制、监视等公共能为目标的专用系统。在嵌入式应用系统中，系统执行任务的软硬件都潜入在实际的设备环境中，通过专门的I／o接口与外界交换信息。一般它们执行的任务程序不由客户编制。嵌入式系统主要用于各种信号处理与控制，目前己在国防、国民经济及社会生活各领域普及应用，用于企业、军队、办公室、实验室以及各个家庭等各种场所。目前，

8、嵌入式系统应用最热门的有以下几个方面：(1)个人数字助理(PDA)