嵌入式原理（1）嵌入式系统概述.ppt

嵌入式系统是计算机科学中的一个重要分支，它们是嵌入到特定对象系统中，作为整个应用系统的一部分。这种系统通常是定制化的，以满足特定应用场景的需求，例如在国防、军事、工业自动化、手持设备、数据通信和信息家电等领域都有广泛应用。 嵌入式系统的定义通常包括以下几个要点： 1. 以应用为中心，以计算机技术为基础，这意味着它们的设计和功能是根据应用需求来定制的。 2. 软硬件可裁剪，意味着可以根据具体应用的性能、成本、尺寸和功耗需求进行调整。 3. 严格要求功能、可靠性和系统资源的高效利用，例如在嵌入式系统中，内存和处理器能力可能受到限制，但需要保证系统稳定运行。 嵌入式系统的特点有： 1. 成本控制：嵌入式系统往往需要在成本和性能之间找到平衡，尤其是在大规模生产时。 2. 实时性：许多嵌入式系统需要实时响应，以确保系统的正确运行，如自动化控制系统。 3. 使用嵌入式操作系统或实时操作系统，以满足快速响应和任务调度的需求。 4. 软件故障保障机制：确保系统在遇到问题时仍能保持稳定运行。 5. 低功耗：为了适应移动设备或便携式设备，嵌入式系统通常设计为低功耗。 6. 可能在极端环境下工作，要求系统具有较高的耐受性。 7. 资源有限：处理器、内存和其他硬件资源可能比通用计算机更有限。 8. 固件存储：程序通常存储在ROM中，以实现快速启动和稳定运行。 9. 多样化的处理器架构：包括微处理器（MPU）、微控制器（MCU）、数字信号处理器（DSP）和片上系统（SoC）。 10. 专用开发工具和方法：为了适应特定的硬件和软件环境，嵌入式开发通常需要专门的工具链。 11. 软件的固件化：软件和硬件紧密集成，形成不可分割的整体。 12. 开发过程标准化：确保软件质量、兼容性和可维护性。 在硬件方面，嵌入式系统的核心通常由微处理器（如CPU）、RAM、ROM、定时/计数器、I/O接口等组成。微控制器（MCU）集成了CPU、内存和外围设备接口，而微处理器（MPU）则通常需要额外的组件来构建完整的系统。 实时系统进一步分为硬实时和软实时两类。硬实时系统对于任务完成时间有严格的限制，任何延迟可能导致系统失效或灾难性后果；而软实时系统虽然也要求实时响应，但允许一定的灵活性，错过响应时间可能只会导致服务质量下降，而不会造成严重后果。 随着互联网技术的发展，嵌入式系统的重要性日益凸显，特别是在后PC时代，嵌入式技术已经成为信息技术领域不可或缺的基础，广泛应用于各种智能设备和物联网设备中，推动着社会向更加智能化、自动化的方向发展。