嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,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。简而言之,它是完成特定任务的计算机系统。
一.嵌入式系统介绍
嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。
1、嵌入式系统的发展历史及应用
嵌入式系统的发展历程大概有四个阶段:无操作系统阶段、简单操作系统阶段、实时操作系统阶段、面向Internet阶段
嵌入式系统在应用数量上远远超过了通用计算机系统,且它的应用领域非常广泛,包括工业制造、过程控制、通信、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费类产品等领域。
2、嵌入式系统特点
包括:实时性、专用性、低功耗、高效率。
对于实时系统,它的正确性不仅与系统的逻辑正确性相关,而且与系统的响应时间相关。根据在时限范围内的正确响应和对时限要求的不同,我们把实时系统分为硬实时系统和软实时系统。
硬实时系统的应用,包括汽车、飞机、医疗设备、空间设备、军方系统、工业自动化等;软实时系统的应用,包括游戏、DVD (MPEG 编码)、英特网视频和广播、通讯等。
3、嵌入式体系结构
二. 嵌入式系统设计
嵌入式系统的设计可以分成三个阶段:分析、设计和实现 。
硬件和软件的选择包括:处理器、硬件部件、操作系统、编程语言、软件开发工具、硬件调试工具、软件组件等 。其中包括硬件平台的选择、软件平台的选择(操作系统、编程语言、集成开发环境)。
三. 嵌入式微处理器ARM
嵌入式微处理器ARM系列,包括ARM通用微处理器系列、SecurCore微处理器系列、StrongARM微处理器系列、XScale处理器。ARM微处理器及技术的应用已经深入到各个领域,其中有工业控制、无线通讯、网络应用、消费类电子产品、成像和安全产品等。
四. 嵌入式操作系统
嵌入式操作系统(Embedded Operation System,EOS)是一种用途广泛的系统软件,过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、任务调度,控制、协调并发活动。目前,已推出一些应用比较成功的EOS产品系列:
1、嵌入式Linux :广泛的硬件支持、内核高效稳定、开放源码,软件丰富、优秀的开发工具、完善的网络通信和文件管理机制。
2、Windows CE :主要应用于PDA市场、Pcket PC、Smartphone、工业控制、医疗等。
3、Symbian:是第一个支持Java的SmartPhone平台。
4、其他嵌入式操作系统 :VxWorks、QNX、Palm OS、OS-9、LynxOS等。
五. 嵌入式系统开发