嵌入式系统原理与应用绪论

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1、物理与电子信息工程学院嵌入式系统原理与应用CollegeofPhysicsandElectronicInformationEngineering王峰wang_fengwf@163.com嵌入式系统的基本概念ARM微处理器ARMCortex系列微处理器STM32系列微处理器1.11.21.31.4第一章　绪论1.1嵌入式系统的基本概念1、定义2、组成3、特点4、分类嵌入式处理器5、嵌入式操作系统手持的MP31、定义嵌入到对象体系内部的专用计算机系统，称为嵌入式系统工业控制系统火星探测器2、组成MPU电源模块时钟复位FlashRAMROMUSBL

2、CDKeyboard外围电路Other外设（1）嵌入式系统硬件组成嵌入式微处理器（2）嵌入式系统组成一般有以下五个（四个）部分组成嵌入式微处理器外围硬件设备硬件软件实现对其它设备的控制、监视、管理等功能（驱动程序）(可选)嵌入式操作系统(可选)应用程序操作系统应用程序嵌入式系统组成驱动程序底层硬件软件组成（）组成：由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统（可选）和用户的应用程序等部分组成。嵌入式系统一般是专用系统，而PC是通用计算平台嵌入式系统的资源比PC少得多嵌入式系统可靠性要求高，故障带来的后果比PC机大得多嵌入式系统大都有成本、功

3、耗、体积的要求嵌入式系统一般采用实时操作系统3、特点：---嵌入式系统与PC之间的区别4、分类按实时性要求分：（软件范畴）非实时系统（PDA，PersonalDigitalAssistant個人數字助理）软实时系统（消费类产品）硬实时系统（工业和军工系统）两种类型的实时系统软实时系统:不要求限定某一任务必须在一定的时间内完成，只要求各任务运行得越快越好；硬实时系统:对系统响应时间有严格要求，一旦系统响应时间不能满足，就可能会引起系统崩溃或致命的错误，一般在工业控制中应用较多。5、嵌入式操作系统1、uC/OS-II2、嵌入式Linux3、Wi

4、ndowsCE4、VxWorks5、Nucleus几种最常见的RTOS（RealTimeOperationSystem）软实时RTOS嵌入式LinuxWinCE硬实时RTOSVxWorksOSENuclear著名的openRTOSucOS/IIRTEMS自主知识产权的RTOSHOPENDeltaOS嵌入式处理器嵌入式处理器可以分为三类：嵌入式微控制器(MCU，即MicroControllerUnit):又称单片机，将CPU、存储器（少量的RAM、ROM或两者都有）和其它外设封装在同一片集成电路里。常见的有80C51系列单片机等。嵌入式数字信号

5、处理器（DSP,即DigitalSignalProcessor）:专门用来对离散时间信号进行极快的处理计算，提高编译效率和执行速度。在数字滤波、FFT、谱分析、图像处理的分析等领域，DSP正在大量进入嵌入式市场。嵌入式微处理器（MPU，即MicroProcessorUnit）:它是专用的CPU,不同于通用计算机的CPU。在应用中，一般是将微处理器装配在专门设计的电路板上，在母板上只保留和嵌入式相关的功能即可，这样可以满足嵌入式系统体积小和功耗低的要求。目前的嵌入式处理器主要包括：ARM、PowerPC、Motorola68000系列等。1.2A

6、RM微处理器1.2.2ARM分类1.2.1ARM简介1.2.3ARM体系结构的发展1.2.4ARM与单片机的主要区别ARM（AdvancedRISCMachines）：既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。1991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。目前，基于ARM技术的微处理器应用约占据了32位RISC微处理器70％以上的市场份额。ARM公司是专门从事基于RISC技术的芯片设计开发公司。1.2.1ARM简介RISC的三个要素是：(1)一个有限的简单的指令集；(2)CPU配

7、备大量的通用寄存器；(3)强调对指令流水线的优化。RISC的目标：不是简单地缩减指令系统。而是使处理器的①结构更简单，②具有更快的处理速度。RISCCPU一定是流水CPU，但流水CPU不一定是RISCCPU。例如:意法半导体公司:STM32F103TI公司(原LuminaryMicro公司)：LM3S811ATMEL公司:ATSAM3UNXP公司（恩智浦半导体）公司:LPC1768Cortex-M3内核另外也提供基于ARM架构的开发设计技术，软件工具,调试工具,应用软件,评估板,总线架构,外围设备单元，等等。RealviewMDK集成开发环

8、境:源自Keil公司（现在已经被ARM公司收购），是ARM公司最新推出的，针对各种嵌入式处理器的软件开发工具。它包括大家非常熟悉的uVision4集成