嵌入式系统第1讲绪论

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1、嵌入式系统第1讲绪论Email：yuewei@sdnu.edu.cn138531734969/16/2021什么是嵌入式系统有何历史渊源9/16/2021发展史1946年2月，美国宾夕法尼亚大学研制成功了世界上第一台大型通用数字电子计算机ENIAC(爱尼亚克)。18000个电子管1500个继电器重30吨占地面积约170m29/16/2021发展史1959年，IBM公司生产出全部晶体管化的电子计算机IBM70909/16/2021发展史1958年美国工程师JackKilby(杰克·基尔比)发明了集成电路（IC），将

2、3种电子元件结合到一片小小的硅片上。随着更多的元件集成到单一的半导体芯片上，计算机变得体积更小、功耗更低、速度更快，典型的机型是IBM360、IBM370系列。发展史1971年1月，Intel公司的霍夫研制成功世界上第一块4位微处理器芯片Intel4004，标志着第一代微处理器问世，微处理器和微机时代从此开始。因发明微处理器，霍夫被英国《经济学家》杂志列为“二战以来最有影响力的7位科学家”之一。发展史两个发展方向：通用计算机平台辅助其他设备完善功能的单片器件银河-Ⅱ十亿次巨型计算机1992年研制单片机发展史第1代

3、1946—1957电子管1958—1964晶体管第2代1965—1971中小规模集成电路第3代1972—超大规模集成电路第4代两个发展方向，都得到巨大发展通用计算机的发展第一代计算机：电子管时代1946年，世界上第一台电子计算机ENIAC诞生。第二代计算机：晶体管时代第三代计算机：集成电路第四代计算机：大规模集成电路和超大规模集成电路新一代计算机：智能计算机/知识处理。知识存储和知识库管理，能利用已有的知识进行推理判断，具有联想和学习功能计算机（第4代）时代Intel8086、8088准16位Intel80286

4、全16位Intel80386全32位Intel80486全32位PentiumⅡPentiumⅢPentium4Centrino迅驰Core2Duo(酷睿2)双核处理器：单片器件的发展Intel-4004是历史上第一颗单片机，由Intel公司1971年生产出来的。自从Intel4004诞生后，CPU遵从摩尔定律在运行速度、数据位数和存储器等方面迅速发展。单片机的初级阶段1976年Intel公司推出了8位的MCS-48系列的单片机，以其体积小、重量轻、控制功能齐全和低价格的特点，得到了广泛的应用，为单片机的发展奠定

5、了坚实的基础。单片机的发展阶段80年代初,Intel公司推出了8位的MCS-51系列的单片机，随着单片机的应用的急剧增加，其它的单片机也随之大量涌现如：motorola的68系列，Zilog的Z8系列等。Zilog公司于1976年开发的Z80微处理器，广泛用于微型计算机和工业自动控制设备。当时，Zilog、Motorola和Intel在微处理器领域三足鼎立。需求决定发展按照处理器功能分类，主要如下四种：微控制器（MCU）微处理器（MPU）数字信号处理器（DSP）混合处理器和片上系统（SOC）20世纪80年代初，I

6、ntel公司在MCS-48系列单片机的基础上，推出了MCS-51系列8位高档单片机。MCS-51系列单片机无论是片内RAM容量，I/O口功能，系统扩展方面都有了很大的提高微控制器（MCU）目前仍是主流，占市场份额70%左右1978年，AMI公司宣布第一个DSP问世，但人们一般认为，20世纪70年代后期推出的Intel2920才是第一片具有独立结构的DSP。1981年，美国德州仪器（TI）公司研制出了著名的TMS320系列的首片低成本、高性能的DSP－TMS320C10。DSP技术向前跨出重大一步。数字信号处理器（

7、DSP）片上系统（SOC）把一个或多个CPU单元以及功能部件集成在单个芯片上。这种芯片就是所谓的片上系统SoC。为了解决SoC设计中遇到的难题，设计方法必须进一步优化。因此，人们提出了基于FPGA的SoC设计方案——可编程片上系统（SystemOnaProgrammableChip，称为SOPC）。随着百万门级的FPGA芯片、功能复杂的IP核（知识产权核）和可重构的嵌入式处理器软核的出现，作为未来电子系统设计新领域的SoPC技术已经成为了国际上电子系统设计新技术的热点，具有广阔的应用前景。Altera公司、Xil

8、inx公司、Lattice公司、QuickLogic公司等全球最重要的FPGA及EDA公司都分别推出了SoPC系统解决方案。微处理器（MPU）以ARM作为典型代表ARM是AdvancedRISCMachines的缩写，它是一家微处理器行业的知名企业，该企业设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器。1985年第一个ARM原型在英国剑桥诞生。公司的特点是只设计芯片，而不