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嵌入式系统的设计与开发

时间:2021-10-01 09:46:42 计算机论文 我要投稿

嵌入式系统的设计与开发

摘要:嵌入式系统是先进的计算机技术、半导体技术、电子技术以及各种具体应用相结合的产物,是技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的新型集成知识系统。文中介绍了嵌入式系统的基本知识,提出了在嵌入式系统开发过程中应遵循的原则,并结合实例进行了说明。

    关键词:嵌入式系统;设计原则

目前,嵌入式技术已成为通信和消费类产品的共同发展方向。嵌入式系统几乎包括了生活中的所有电器设备,如掌上PDA、移动计算设备、电视机顶盒、手机上网、数字电视、多媒体、汽车、微波炉、数字相机、家庭自动化系统、电梯、空调、安全系统、自动售货机、蜂窝式电话、消费电子设备、工业自动化仪表与医疗仪器等。

嵌入式系统是先进的计算机技术、半导体技术、电子技术和各个行业的具体应用相结合的产物,这就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。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、能适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性要求的专用计算机系统。简单地说,嵌入式系统是集系统的应用软件与硬件于一体,类似于PC中BIOS的工作方式,具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点,因此特别适合于要求实时和多任务的系统。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成。

1 嵌入式系统的基本知识

嵌入式系统是集软、硬件于一体的可独立工作的“器件”。嵌入式系统的硬件部分包括处理器/微处理器、存储器及外设器件和I/O端口、图形控制器等。这种系统有别于一般的计算机处理系统,它不像硬盘那样有大容量的存储介质,而大多使用E-PROM、EEPROM或闪存?Flash Memory?作为存储介质。软件部分包括操作系统软件?要求实时和多任务操作?和应用程序编程。应用程序控制着系统的运作和行为;而操作系统则控制着应用程序编程与硬件的交互作用。

嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比,具有以下特点:

1)嵌入式系统通常是面向特定应用的,嵌入式CPU与通用型的最大不同就是,嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中,它通常都具有低功耗、小体积、高集成度等特点,能够把通用CPU中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化,因此,器件的移动能力大大增强,同时跟网络的耦合也越来越紧密。

2)嵌入式系统的硬件和软件都必须高效地设计,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,这样才能在具体应

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