嵌入式系統(tǒng)的分類及應(yīng)用

1、課 程 設(shè) 計2022 屆題 目 嵌入式系統(tǒng)的分類及應(yīng)用學(xué) 院 數(shù)學(xué)計算機學(xué)院專 業(yè) 軟 件 工 程年 級 2022 級學(xué)生學(xué)號 12022242575學(xué)生姓名劉慧指導(dǎo)教師門光2022 12 12 日嵌入式系統(tǒng)的分類及應(yīng)用【摘 要,已深入到社會的各個方面。本文首先介紹了嵌入式系統(tǒng)的分類，然后對嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用進展了闡述。一、引言 的一核心處理環(huán)節(jié), 能直接與現(xiàn)實環(huán)境接口或交互的信息處理系統(tǒng)。在這種應(yīng)用環(huán)境中, 信,即實時工作方式,其典型例子如 PC在工業(yè)過程把握或試驗監(jiān)測中的應(yīng)用。二、嵌入式系統(tǒng)的分類 Systems) 被定義為: 件硬件可裁剪、 適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、 牢靠性、 本錢、 體積、

2、 功耗嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。目前，嵌入式系統(tǒng)依據(jù)不同領(lǐng)域分為不同的嵌入式系統(tǒng)：按嵌入式處理器的位數(shù)分類4位嵌入式系統(tǒng)：目前已大量應(yīng)用8位嵌入式系統(tǒng)：目前已大量應(yīng)用16 32位嵌入式系統(tǒng)：正成為主流進展趨勢64位嵌入式系統(tǒng)：高度簡單的、高速的嵌入式系統(tǒng)已開頭承受按應(yīng)用分類可以分為：信息家電類、移動終端類、通信類、汽車類和工業(yè)把握類。如下圖：按速度分類圖一 嵌入式按應(yīng)用分類強實時系統(tǒng), 其系統(tǒng)響應(yīng)時間在毫秒或微秒級。一般實時系統(tǒng), ,其實時性的要求比強實時系統(tǒng)要差一些。弱實時系統(tǒng), 其系統(tǒng)響應(yīng)時間約為數(shù)十秒或更長。這種系統(tǒng)的響應(yīng)時間可能隨系統(tǒng)負載的輕重而變化。按確定性分類依據(jù)確定性的強弱，可將

3、嵌入式系統(tǒng)分為硬實時、軟實時系統(tǒng)：要引起系統(tǒng)崩潰或致命的錯誤。導(dǎo)致系統(tǒng)消滅致命的錯誤或崩潰。按嵌入式系統(tǒng)軟件簡單程度分類循環(huán)輪詢系統(tǒng)好，不會消滅隨機的問題。 效勞的應(yīng)用，不簡潔實現(xiàn)；大的程序不便于調(diào)試。應(yīng)用領(lǐng)域：適合于慢速和格外快速的簡潔系統(tǒng)前后臺系統(tǒng)前后臺系統(tǒng)是中斷驅(qū)動系統(tǒng)的一種：后臺是一個循環(huán)輪詢系統(tǒng)始終在運行；前外部大事)發(fā)生時，引起中斷, 進展前臺處理, 處理完成后又回到后臺(通常又稱主程序)。需要考慮的是中斷的現(xiàn)場保護和恢復(fù)，中斷嵌套，中斷處理過程與主程序的協(xié)調(diào)(共享資源)問題。系統(tǒng)的性能主要由中斷延遲時間(Interrupt latency time),響應(yīng)時間(response

4、time)和恢復(fù)時間(recoverytime)來刻畫。單處理器多任務(wù)系統(tǒng)在什么狀況下承受？對于一個簡單的嵌入式實時系統(tǒng)來說：(1)當承受中斷處理程序加一個后臺主程序這種軟件構(gòu)造難以實時的、準確的、牢靠的完成時；(2)存在一些互不相關(guān)的過程需要在一個計算機中同時處理時，需要承受實時多任務(wù)系統(tǒng)。構(gòu)造由多個任務(wù)，多個中斷處理過程，實時操作系統(tǒng)組成的有機的整體。步也需要操作系統(tǒng)的支持。每個程序運行在自己獨立的 CPU 上。實際上，不同的程序是共享同一個 CPU 和其 它硬件。因此，需要 RTOS 來對這些共享的設(shè)備和數(shù)據(jù)進展治理。每個程序都被編制成無限循環(huán)的程序，等待特定的輸入，執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)等。這

5、種程序模型將系統(tǒng) 分成相對簡潔的，相互合作的模塊。優(yōu)點將簡單的系統(tǒng)分解為相對獨立的多個線程， 到達“分而制之”的目的，從而降低系統(tǒng)的簡單性。保證系統(tǒng)的實時性。系統(tǒng)的模塊化好，提高系統(tǒng)的可維護性。缺點需要承受一些的軟件設(shè)計方法。需要增加功能：線程間的協(xié)調(diào)，同步和通信功能。需要對每一個共享資源互斥。導(dǎo)致線程間的競爭。多處理器多任務(wù)系統(tǒng)的，微觀上看也是并發(fā)的。多處理機系統(tǒng)分為緊耦合系統(tǒng)(tightly-coupledsystem)和松耦合系統(tǒng)(loosely-coupled system)兩種。多處理多任務(wù)系統(tǒng)目前還不成熟。三、嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域常說的嵌入式應(yīng)用就是將這類系統(tǒng)嵌入各種設(shè)備及應(yīng)用產(chǎn)品

6、內(nèi)部的計算機應(yīng)用 ,相應(yīng)的設(shè)備( 產(chǎn)品)稱之為嵌入式設(shè)備( 產(chǎn)品) 。,一臺通用計算機的外部設(shè)備中5-10 個嵌入式微處理器,嵌入式系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于消費電子、通信、汽車、國防、航空航天、工業(yè)把握、儀表、辦公自動化等領(lǐng)域。圖二所示。據(jù)歐盟的統(tǒng)計： 2022 160 億片，地3 個嵌入式微處理器；整個飛機研制本錢的50%；對于汽車工業(yè)，汽車電子在整車價值中的比例逐年提高，將從1997 年的 20%提升到 2022 年的33-40%；2022 年，僅數(shù)字家庭在美國的銷售額就將到達2022 億歐元。消費電子領(lǐng)域圖二 嵌入式設(shè)備無處不在代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬電視，數(shù)碼相機將代替?zhèn)鹘y(tǒng)的膠片相機，固定 今后會被IP

7、 所替Internet連接，實現(xiàn)遠程把握、信息交互、網(wǎng)上消遣、遠程醫(yī)療和遠程教育等，轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芫W(wǎng)絡(luò)家電。通信領(lǐng)域通信領(lǐng)域大量應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)，主要包括程控交換機、路由器、IP 交換機、傳輸設(shè)備等。據(jù)推測，由于互聯(lián)的需要，特別是寬帶網(wǎng)絡(luò)的進展，消滅各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如： ADSLModem/Router 32 位的嵌入式系統(tǒng)、價格低廉，將為企業(yè)、家庭供給更為廉價的、便利的、多樣的網(wǎng)絡(luò)方案。就寬帶上網(wǎng)的ADSL Router 600K 的數(shù)量。工控、汽車電子、仿真、醫(yī)療儀器等領(lǐng)域智能化、數(shù)字化改造，為嵌入式系統(tǒng)供給了很大的市場。50 BMW 7 63 個嵌入式微處理器。據(jù)推測，21 世紀初美國接入Internet的汽車將有一億輛，屆時這些系統(tǒng)將成為全部型轎車的標準設(shè)備。國防、航空航天領(lǐng)域用飛機)。四、完畢語隨著計算機技術(shù)、 微電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進展, 人類社會正逐步進入后 PC 時代, 嵌入式系統(tǒng)依據(jù)不同領(lǐng)域可以分層不同類的嵌入式系統(tǒng)，以及嵌入式系統(tǒng)軟件在軍事、民用等方面有著廣泛的應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)在不斷解決現(xiàn)有問題的同時, 也在向更深的方向進展和應(yīng)用, 而且, PC 時代的擎天柱?？梢?/p>