嵌入式课程-第1讲(嵌入式系统综述)

《嵌入式课程-第1讲(嵌入式系统综述)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《嵌入式课程-第1讲(嵌入式系统综述)（92页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、嵌入式系统理论与技术电信学院 高 学 Office: 逸夫科学馆303A1第一讲 嵌入式系统综述课程设置相关问题课程主要内容课程设置安排实验室环境 嵌入式系统的基本概念嵌入式系统的定义嵌入式系统的构成要素微处理器操作系统嵌入式系统的基本开发流程开发流程调试方法2课程设置的必要性国家中长期科学和技术发展规划纲要 (20062020年):n优先支持主题之一：现代服务业信息支撑技术 及大型应用软件n 重点研究开发金融、物流、网络教育、传媒 、医疗、旅游、电子政务和电子商务等现代服务 业领域发展所需的高可信网络软件平台及大型应 用支撑软件、中间件、嵌入式软件、网格计算平 台与基础设施，软件系统集成等关

2、键技术，提供 整体解决方案。3 广东省科学和技术发展广东省科学和技术发展“ “十一五十一五” ”规划规划n n重点领域和优先主题之一：信息与通信重点领域和优先主题之一：信息与通信n n发展思路：一是以通信产业为重点，突破核心技发展思路：一是以通信产业为重点，突破核心技 术，获得自主知识产权，术，获得自主知识产权， 三三是重视应用软件的是重视应用软件的 研究，促进软硬件技术共同发展研究，促进软硬件技术共同发展；四是加强社会各；四是加强社会各 领域信息技术的研发，提高全社会信息化水平。领域信息技术的研发，提高全社会信息化水平。n n优先主题：新一代移动通信技术、构件化软件生优先主题：新一代移动通信

3、技术、构件化软件生 产技术、产技术、LinuxLinux软件技术、嵌入式软件新技术软件技术、嵌入式软件新技术、数、数 字音视频技术、高速、大容量光纤传输技术、信息字音视频技术、高速、大容量光纤传输技术、信息 显示材料及元器件、核心芯片设计与制造。显示材料及元器件、核心芯片设计与制造。4课程设置的必要性课程设置的必要性 应用需求日益复杂应用需求日益复杂 微处理器技术长足发展微处理器技术长足发展 社会对嵌入式技术人才的需求社会对嵌入式技术人才的需求 据统计据统计20022002年年16/3216/32位嵌入式位嵌入式 处理器的销售额已接近处理器的销售额已接近7070亿美元亿美元 嵌入式软件技术成为

4、核心嵌入式软件技术成为核心 5嵌入式处理器快速成长$70亿6n了解嵌入式系统的概念和体系结构n掌握嵌入式系统的软硬件开发方法n开发和调试流程n开发工具n培养能力n培养快速、高效的英文专业资料阅读能 力n培养实验操作和解决问题的能力n培养细致、耐心、坚持不懈的科研精神n自主创新、团结合作课程目的7课程主要内容n嵌入式系统综述nARM体系结构与指令系统、编程模型nPXA270处理器及ADS 开发硬件平台介绍nADS1.2软件开发环境及实验内容介绍n嵌入式Linux的开发环境及工具介绍nBootLoader与嵌入式LINUX内核分析n嵌入式LINUX的文件系统n嵌入式Linux下设备驱动程序开发n应

5、用软件及Qt开发8课程安排（1） 第一讲第一讲 嵌入式系统概述嵌入式系统概述 简要介绍嵌入式系统的基本概念、简要介绍嵌入式系统的基本概念、ARMARM微处理器微处理器 的分类及特点、嵌入式操作系统的分类及其特点，的分类及特点、嵌入式操作系统的分类及其特点， 以及嵌入式系统的开发过程。以及嵌入式系统的开发过程。 第二讲第二讲 ARMARM体系结构与编程模型体系结构与编程模型 主要介绍主要介绍ARMARM处理器核的结构、存储器结构和处理器核的结构、存储器结构和 JTAGJTAG接口，以及接口，以及ARMARM处理器的编程模型。处理器的编程模型。 第三讲第三讲ARMARM指令系统指令系统 介绍介绍A

6、RMARM体系的指令系统和寻址方式，包括体系的指令系统和寻址方式，包括3232位位 的的ARMARM指令集和指令集和1616位的位的ThumbThumb指令集，以及指令集，以及ARMARM 宏汇编与汇编程序设计基础。宏汇编与汇编程序设计基础。 9课程安排（课程安排（2 2） 第四讲第四讲 PXA270PXA270处理器及处理器及ADS ADS 开发硬件平台开发硬件平台 介绍介绍PXA270PXA270的总体结构、存储器组织、系统控的总体结构、存储器组织、系统控 制模块、外围控制模块，以及制模块、外围控制模块，以及ADSADS开发板的结构开发板的结构 、相关实验内容。、相关实验内容。 第五讲第五

7、讲 嵌入式嵌入式linuxlinux开发基础开发基础 介绍基于介绍基于PXA270PXA270的嵌入式的嵌入式LinuxLinux的交叉开发环境的交叉开发环境 的创建过程、基本开发工具、以及进行简单应用的创建过程、基本开发工具、以及进行简单应用 程序设计的方法。程序设计的方法。10课程安排（3） 第六讲第六讲 BootLoaderBootLoader与嵌入式与嵌入式LINUXLINUX引导分析引导分析 介绍基于介绍基于PXA270PXA270开发系统的开发系统的BootLoaderBootLoader的功能的功能 与结构、以及嵌入式与结构、以及嵌入式LinuxLinux的引导过程。的引导过程。

8、 第七讲第七讲 嵌入式嵌入式LINUXLINUX的根文件系统的根文件系统 介绍嵌入式介绍嵌入式linuxlinux的根文件系统的基本结构、文的根文件系统的基本结构、文 件系统类型的选择以及创建过程。件系统类型的选择以及创建过程。 第八讲第八讲 嵌入式嵌入式LINUXLINUX设备驱动程序设备驱动程序 介绍嵌入式介绍嵌入式linuxlinux的设备驱动的基本概念、结构的设备驱动的基本概念、结构 框架与实现，以及帧缓冲显示驱动的使用方法。框架与实现，以及帧缓冲显示驱动的使用方法。11课程安排（4） 第九讲第九讲 串口通讯与串口通讯与短信收发系统设计短信收发系统设计 介绍基于介绍基于GPRSGPRS

9、硬件模块和硬件模块和QtQt编程环境的短信收编程环境的短信收 发系统的实现方法。发系统的实现方法。12课程安排（课程安排（5 5） 实验环节实验环节 1. 1. 系统引导及系统引导及LCDLCD显示实验显示实验 2. 2.eLinuxeLinux系统构建实验系统构建实验V VMWareMWarelinuxlinux的熟悉和使用的熟悉和使用LinuxLinux基本操作基本操作交叉编译环境的创建交叉编译环境的创建MakeFileMakeFile的编写和使用的编写和使用 BootLoader的编译、下载与使用内核与文件系统编译下载13课程安排（课程安排（5 5）3. 3. 嵌入式嵌入式LinuxLi

10、nux设备驱动实验设备驱动实验 基本的编程实现基本的编程实现 数码管驱动与按键驱动的结构分析及使用方法数码管驱动与按键驱动的结构分析及使用方法4. 4. 串口通讯与短信收发系统综合实验串口通讯与短信收发系统综合实验 基于基于QtQt的嵌入式的嵌入式GUIGUI程序设计程序设计 串口通讯程序设计串口通讯程序设计 短信收发程序设计短信收发程序设计 程序编译下载与运行程序编译下载与运行14评分标准评分标准n n课堂表现与出勤率：课堂表现与出勤率：2020n n实验表现：实验表现：5050n n实验报告：实验报告：303015课件资源nftp服务器：218.192.169.1，port: 21 use

11、r: emb ，pwd: embedednIntel PXA270处理器参考手册nADS开发系统参考手册n嵌入式Linux BSP开发软件包n课程讲义16ARM中文版图书17参考书及资料（一）马忠梅等，ARM & Linux嵌入式系统教程， 北航出版社，2004陈文智等,嵌入式系统开发原理与实践,清华 大学出版社,2005 马忠梅，ARM嵌入式处理器结构与应用基 础，北航出版社，2002陈章龙，嵌入式系统Intel StrongARM结 构与开发，北航出版社，2002李驹光，ARM应用系统开发详解，清华大 学出版社，200318参考书及资料（二）ARM System-on-chip Archi

12、teture (中文版) ， 北航出版社，2002Craig Hollabansh，陈雷等译，嵌入式linux 硬件、软件与接口，电子工业出版社，2003Alessandro Rubini，魏永明等译，linux设备驱 动程序，第二版，电力出版社，2002MC9328MX1用户手册，Motorola，2002构建嵌入式Linux系统，中文版，2005中国Linux论坛 嵌入式世界19 专用计算机系统 （非PC智能电子设备） 微处理器、定时器、存储器、传感器 嵌入式的微型操作系统 应用软件嵌入式系统的定义（1） 以应用为中心的定义 以应用为中心 以计算机技术和通讯技术为 基础 软件与硬件可剪裁

13、满足系统对 功能、成本、体积和功耗等要求 20 知识集成系统 技术密集资金密集 高度分散不可垄断 面向应用不断创新 嵌入式系统的定义（2） 嵌入式Internet技术 是指设备 通过嵌入式模块而非PC系统直 接接入Internet，以Internet为介质实 现信息交互的过程 21典型嵌入式系统的基本结构嵌入式处理器外围设备嵌入式操作系统嵌入式应用软件软件 系统硬件 系统22 嵌入式硬件系统 嵌入式处理器 各种存储器 电源部分 接口控制器及外围设备嵌入式硬件系统的基本构成23典型嵌入式硬件系统24嵌入式软件系统要素嵌入式软件系统要素 嵌入式软件系统嵌入式软件系统 板级支持包板级支持包(BSP)

14、(BSP) 设备驱动设备驱动 嵌入式操作系统嵌入式操作系统 协议栈协议栈 应用程序等应用程序等 嵌入式操作系统设备驱动及一些中间件协议栈（JAVA VM/JITs)应用软件 板级支持包（BSP）25嵌入式系统的几个特征嵌入式系统的几个特征 系统统精简简 可用资资源有限，其硬件和软软件系统统必须须高率 、量体裁衣。通常的原则：满足功能，尽可能精简。 专用性强 硬件和软件系统结合非常紧密。 产品具有较长的生命周期。26嵌入式系统的几个特征 高可靠性高可靠性 高可靠性是嵌入式应用的基本要求高可靠性是嵌入式应用的基本要求 。 大多数应用要求较强的实时性。大多数应用要求较强的实时性。 专用开发工具和环境

15、专用开发工具和环境 嵌入式系统本身不具备自举开发能力，必须嵌入式系统本身不具备自举开发能力，必须 有一套专用开发工具和环境有一套专用开发工具和环境 。27嵌入式处理器分类嵌入式处理器分类n n嵌入式微处理器（嵌入式微处理器（EMPU)EMPU) 例如：龙珠系列处理器，例如：龙珠系列处理器，pxa270pxa270等。等。n n嵌入式微控制器嵌入式微控制器(EMCU)(EMCU) 例如：例如：80518051等等n n嵌入嵌入式式DSPDSP处理器处理器 例如：例如：TITI公司的公司的TMS320TMS320等等n n嵌入式片上系统（嵌入式片上系统（SOC-System On ChipSOC-System On Chip ）28嵌入式微处理器（嵌入式微处理器（EMPUEMPU）n n由通用计算机的由通用计算机的CPUCPU发展而来发展而来n n与通用与通用CPUCPU区别：区别：n n只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件 ，去除其他的冗余功能部分，去除其他的冗余功能部分n n工作温度、抗电磁干扰、可靠性等得到加工作温度、抗电磁干扰、可靠性等得到加 强强 n n需要配备需要配