嵌入式系統(tǒng)概述by2015v

嵌入式系統(tǒng)概述目錄嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式系統(tǒng)的概念嵌入式系統(tǒng)的特點嵌入式系統(tǒng)的演變嵌入式系統(tǒng)的基本組成嵌入式系統(tǒng)的應用嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程嵌入式系統(tǒng)研究熱點1.

嵌入式系統(tǒng)的概念1.1

計算機系統(tǒng)分類以往計算機分類：大型計算機、中型機、小型機和微計算機目前計算機分類：超級計算機、大型計算機、工作站、微計算機、亞微計算機亞微計算機(嵌入式計算機)是以嵌入式系統(tǒng)的形式隱藏在各種裝置、產(chǎn)品和系統(tǒng)中計算機系統(tǒng)不僅僅是:返回嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式系統(tǒng)的概念A

“short

list”

of

embedded

systemsAnti-lock

brakesAuto-focus

camerasAutomatic

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chargersCamcordersCell

phonesCell-phone

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card

readersElectronic

instrumentsElectronic

toys/gamesFactory

controlFax

machinesFingerprint

identifiersHome

security

systemsLife-support

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testing

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cardsNetwork

switches/routersOn-board

navigationPagersPhotocopiersPoint-of-sale

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gamesPrintersSatellite

phonesScannersSmart

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systemsTeleconferencing

systemsTelevisionsTemperature

controllersTheft

tracking

systemsTV

set-top

boxesVCR’s,

DVDplayersVideo

game

consolesVideo

phonesWashers

and

dryers嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式系統(tǒng)的概念1.2

精確定義:

以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟件硬件可裁剪，適用于應用系統(tǒng)，對功能、可靠性、成本、體積、功耗等有特殊要求的專用計算機系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術和各個行業(yè)的具體應用相結合的產(chǎn)物，這一點就決定了它必然是一個技術密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識集成系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式系統(tǒng)的概念1.3

嵌入式系統(tǒng)的的其它定義嵌入式系統(tǒng)的簡單定義嵌入式系統(tǒng)是指操作系統(tǒng)和功能軟件集成于計算機硬件系統(tǒng)之中?？梢哉J為凡是帶有微處理器的專用軟硬件系統(tǒng)都可以稱為嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的狹義定義使用嵌入式微處理器構成獨立系統(tǒng)，具有自己的操作系統(tǒng)并且具有某些特定功能的系統(tǒng)微處理器專指32位以上的微處理器廣義定義:任何一個非計算機的計算系統(tǒng)2.嵌入式系統(tǒng)的特點2.1嵌入式系統(tǒng)的特點:系統(tǒng)內(nèi)核小：一般應用于小型電子裝置。系統(tǒng)精簡：無系統(tǒng)軟件和應用軟件的明顯區(qū)別。專用性強：軟硬件結合緊密、針對硬件進行系統(tǒng)的移植。資源有限：通常要求產(chǎn)品廉價、耗電少、體積小、速度快等。實時性：實時多任務的操作系統(tǒng)、合理調(diào)度多任務專門的開發(fā)工具和環(huán)境。2.2嵌入式系統(tǒng)軟件的特征:軟件要求固態(tài)化存儲軟件代碼高質(zhì)量、高可靠性系統(tǒng)軟件(OS)的高實時性是基本要求多任務操作系統(tǒng)是知識集成的平臺和走向工業(yè)標準化道路的基礎返回嵌入式系統(tǒng)的特點MicrocontrollerCCD

preprocessorPixel

coprocessorA2DD2AJPEG

codecDMA

controllerMemory

controllerISA

bus

interfaceUARTLCD

ctrlDisplayctrlMultiplier/AccumlensDigital

camera

chipCCD一個嵌入式系統(tǒng)的典型例子–數(shù)碼相機嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式系統(tǒng)的特點2.3

嵌入式系統(tǒng)具有的產(chǎn)品特征:面向用戶、面向產(chǎn)品、面向應用升級換代也是和具體產(chǎn)品同步、具有較長的生命周期軟件和硬件結合緊密嵌入式處理器的發(fā)展也體現(xiàn)出穩(wěn)定性普通處理器18月嵌入式處理器8-10年2.4

嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的特點和要求嵌入式系統(tǒng)工業(yè)是不可壟斷的高度分散的工業(yè)PC由WINTEL壟斷嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的基礎是以應用為中心的“芯片”設計和面向應用的軟件產(chǎn)品開發(fā)。嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式系統(tǒng)的特點2.5嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的特點嵌入式系統(tǒng)開發(fā)需要開發(fā)工具和環(huán)境通用計算機具有完善的人機接口界面嵌入式系統(tǒng)本身不具備自舉開發(fā)能力這些工具和環(huán)境一般是基于通用計算機上的軟硬件設備以及各種邏輯分析儀、混合信號示波器等。嵌入式系統(tǒng)軟件需要RTOS開發(fā)平臺通用計算機具有完善的操作系統(tǒng)和應用程序接口(API)，但一般不是實時的。嵌入式系統(tǒng)則不同，應用程序可以沒有操作系統(tǒng)直接在芯片上運行。但為了保證程序執(zhí)行的實時性、可靠性，并減少開發(fā)時間，保障軟件質(zhì)量。需要選配RTOS開發(fā)平臺返回嵌入式系統(tǒng)原理與應用3.嵌入式系統(tǒng)的演變3.1

計算機用于控制設備或嵌入系統(tǒng)的歷史幾乎與計算機自身的歷史一樣長計算機控制系統(tǒng)單片機掀起電子化浪潮微處理器高速發(fā)展推動了嵌入式系統(tǒng)3.2

嵌入式系統(tǒng)的演變8031/8051單片機系統(tǒng)，自行編寫程序；68360/386EX控制系統(tǒng)，自己編寫簡單的操作系統(tǒng)；32位嵌入式處理器＋pSoS嵌入式操作系統(tǒng)＋tcp/ip協(xié)議棧；各種SoC+嵌入式Linux/VxWorks+嵌入式Web設備server以及各種復雜網(wǎng)絡協(xié)議棧＋GUI圖形界面＋無線模塊＝現(xiàn)代可移動的網(wǎng)絡智能設備3.3

后PC技術的時代小到mp3、PDA等微型數(shù)字化產(chǎn)品，大到網(wǎng)絡家電、智能家電、車載電子設備嵌入式系統(tǒng)是這個后PC時代的擎天之柱世界電子產(chǎn)品產(chǎn)值已超過數(shù)萬億美元，并且逐年遞增4.嵌入式系統(tǒng)基本構成嵌入式硬件系統(tǒng)嵌入式處理器各種類型存儲器模擬電路及電源接口控制器及接插件嵌入式軟件系統(tǒng)板級支持包（BSP）設備驅動（Device

Driver）操作系統(tǒng)（OS/RTOS）協(xié)議棧（Protocol

Stack）應用程序（Application）應用軟件嵌入式操作系統(tǒng)存儲器及外圍電路嵌入式處理器返回嵌入式系統(tǒng)原理與應用4.1嵌入式系統(tǒng)的硬件基本構成嵌入式系統(tǒng)原理與應用4.2嵌入式系統(tǒng)的軟件基本構成協(xié)議棧（JAVA

VM/JITs)嵌入式操作系統(tǒng)設備驅動及一些中間件板級支持包（BSP）應用軟件?Windows

CE,Pocket

PC,Palm,Symbian

andLinux編譯器、調(diào)試器和仿真器嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式系統(tǒng)原理與應用4.3嵌入式處理器嵌入式處理器:嵌入式微控制器(MCU)8051、P51XA、MC68HC05/11/12/16、68300等嵌入式微處理器（MPU)ARM（本課程使用ARM920T)

DragonballMC9328

Mx1嵌入式DSP處理器嵌入式片上系統(tǒng)（SOC-System

On

Chip）嵌入式可編程片上系統(tǒng)（EPSOC）嵌入式系統(tǒng)原理與應用4.3.1

嵌入式微控制器（MCU）主要是指單片機片內(nèi)集成ROM/EPROM、RAM、FLASH/EEPROM、總線、定時器、計算器、看門狗、I/O、串行口、PWM（脈寬調(diào)制輸出）、A/D、D/A、等各種必要功能和外設一般來講具有以下特點可單片完成功能，片內(nèi)可有ROM/RAM/FLASH，并帶所需的通信接口，I/O等，外設資源豐富，適于控制體積小，功耗低，成本低，可靠性高仍是嵌入處理器主流，占70％左右典型器件：通用系列：8051、P51XA、MCS-251、MCS-96/196/296、C166/167、MC68HC05/11/12/16、68300等半通用系列：支持USB接口的MCU8XC930/931、C540、C541；支持I2C、CAN-Bus、LCD及眾多專用MCU和兼容系列嵌入式微控制器（MCU）嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式系統(tǒng)原理與應用4.3.2

嵌入式DSP處理器系統(tǒng)結構和指令算法經(jīng)過特殊設計，增強了數(shù)字信號處理能力（數(shù)字濾波、FFT、譜分析等）適于運算量大，特別是向量運算、指針線性尋址較多的智能算法實現(xiàn)主要應用于帶有智能邏輯的消費類產(chǎn)品，生物信息識別終端，帶有加解密算法的鍵盤，ADSL接入、實時語音壓解系統(tǒng)，虛擬現(xiàn)實顯示等代表產(chǎn)品有TI的TMS320C2000/C5000

和Motorola的DSP56000通用DSP與嵌入式DSP的區(qū)別通用DSP的制造商主要是Agree、ADI、Motorola和TI四大廠商;而嵌入式DSP的供應商超過100家,產(chǎn)品種類繁多;通用DSP主要完成高速數(shù)據(jù)處理的功能;而嵌入式DSP則更多地與ASIC、ASSP、FPGA、MCU等共處一體;目前,通用DSP的應用更集中在通信領域;而嵌入式DSP是消費類電子產(chǎn)品的主要選擇;嵌入式DSP由于應用的要求,具備相對較低的功耗。嵌入式系統(tǒng)原理與應用4.3.3

嵌入式SOCSystem

On

Chip,片上系統(tǒng)/系統(tǒng)芯片將很多功能模塊集成到單個芯片上各種通用處理器內(nèi)核作為SOC設計公司的標準庫，用VHDL等語言描述除個別無法集成外，嵌入式系統(tǒng)的大部分集成到一或幾片芯片中優(yōu)點可利用降低片內(nèi)工作電壓，減少功耗減少芯片對外引腳數(shù)，使系統(tǒng)板簡潔，減小體積減少原來芯片間的信號傳遞，提高了處理速度；減少了信號傳遞過程中可能造成的干擾，提高了可靠性軟硬件無縫結合，可直接在片內(nèi)嵌入操作系統(tǒng)代碼模塊嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式SOC大致分為通用和專用兩類通用Siemens的TriCoreMotorola的M-CoreEchelon和Motorola聯(lián)合研制的Neuron專用Philips的SmartXA例如ARM+DSP,ARM+ARM嵌入式系統(tǒng)原理與應用4.3.4

嵌入式SOPCSOPC－可編程片上系統(tǒng)技術基礎超大規(guī)模可編程邏輯器件及其開發(fā)工具的成熟FPGA晶體管集成密度提高FPGA成本足以與ASIC抗衡FPGA的設計、綜合、仿真、測試工具性能已達到相當高水平微處理器核以IP的形式嵌入到FPGA中IPCore的開發(fā)理念逐漸深入，標準IP庫日益豐富信號處理算法、軟件算法和控制邏輯等均以IP核的形式體現(xiàn)目前已比較成熟的SOPC開發(fā)平臺：Xilinx

Spartan

II

FPGA和MicroBlaze軟處理器IP

CoreXilinx

Virtex

IIpro

FPGA和PowerPC硬處理器IP

CoreAltera

XA1/XA10/Nois

FPGA和處理器IP

Core嵌入式SOPC嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式系統(tǒng)原理與應用4.3.5

嵌入式微處理器MPU由通用計算機的CPU發(fā)展而來與通用CPU區(qū)別：只保留和嵌入式應用緊密相關的功能硬件，去除其他的冗余功能部分以最低功耗和資源實現(xiàn)嵌入式應用的特殊要求與工業(yè)控制計算機相比，嵌入式處理器體積小、重量輕、功耗低、成本低、可靠性高嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式微處理器MPU目前主要嵌入式微處理器有：MIPSX86系列Am186/188、386EX開發(fā)方便，移植容易體積大、功耗高、實時性差ARM系列小體積、低功耗、低成本、高性能支持16/32位雙指令集全球眾多的合作伙伴PowerPC系列，Motorola和IBM聯(lián)合開發(fā)的微處理器核另外還有SPARC、68000,SC-400等嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式微處理器MPU-MIPS典型的嵌入式微處理器－MIPS:MIPS公司是一家設計制造高性能、高檔次及嵌入式32位和64位處理器的廠商，在RISC處理器方面占有重要地位MIPS于80年代處開始RISC處理器設計，90年代中后期開始將戰(zhàn)略重點放在嵌入式處理器設計1999年，MIPS發(fā)布了MIPS32和MIPS64架構標準，為MIPS處理器的開發(fā)奠定了基礎MIPS公司開發(fā)了32位高性能，低功耗的處理器內(nèi)核MIPS

32

4Kc和64位的處理器內(nèi)核MIPS

64

5Kc應用范圍：機頂盒、視頻游戲機、Cisco路由器、激光打印機嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式微處理器MPU-PowerPC典型的嵌入式微處理器－PowerPC:PowerPC架構的特點是可伸縮性好，方便靈活既有通用處理器，也有嵌入式微控制器和內(nèi)核，應用范圍非常廣泛，從高端服務器、工作站到PC，從消費類電子到通信設備基于PowerPC架構的處理器有IBM開發(fā)的PowerPC405GP，集成了10/100M以太網(wǎng)控制器、串行和并行接口、內(nèi)存控制器以及其他外設的高性能嵌入式處理器MPC823e是一款高度綜合的片上系統(tǒng)（SOC）嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式微處理器MPU–X86典型的嵌入式微處理器－x86由8086系列處理器發(fā)展而來典型產(chǎn)品Am186/188,386EXNS

Geode

GX1

300MHZ主要特點開發(fā)容易方便移植體積大，功耗高，實時性差嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式微處理器MPU-ARMARM嵌入式微處理器ARM（Advanced

RISC

Machines)公司是全球領先的16/32位RISC微處理器知識產(chǎn)權（IP）設計供應商。ARM轉讓他的RISC微處理器、外圍和系統(tǒng)芯片設計技術給合作伙伴生產(chǎn)各種用途的處理器芯片。ARM已成為移動通信、手持設備、多媒體數(shù)字消費電子設備的嵌入式解決方案的RISC標準。ARM處理器有三大特點體積小、功耗低、成本低，性能高ARM/Thumb

16/32位雙指令系統(tǒng)全球眾多的合作伙伴嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式微處理器MPU-ARMCISC vs.

RISCCISC——Complex

Instruction

Set

Computer,復雜指令集Intel,

IA

(Intel

Architecture)32架構AMDRISC——Reduced

InstructionSet

Computer，精簡指令集SPARC

,Sun與TI開發(fā)PA-RISC,HP開發(fā)Alpha,Compaq開發(fā)PowerPC

，IBM與Motorola開發(fā)MIPSARM二者在軟件和硬件上都不兼容嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式微處理器MPU-ARMRISC體系結構的特點:采用固定長度的指令格式，指令規(guī)整、簡單（ARM指令為32位）使用單周期指令，便于流水線操作大量使用寄存器（ARM共有37個寄存器），數(shù)據(jù)處理指令只對寄存器操作，訪問存儲器只使用

Load/Store指令。嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式微處理器MPU-ARM典型的ARM微處理器:Intel公司的StrongARM系列：SA-110/1100/1101/1110/1111,用于PalmPocket

PC和網(wǎng)絡Intel公司的XScale系列：PXA210/220/250/255CirrusLogic公司的ARM系列：EP7209/7211/7212/7312/9312,PS7500FE，用于MP3Samsung公司的ARM系列：S3C44B0,S3C2400,S3C4510，用于ADSL和PDAMotorola半導體的DragonBallMX1，用于PDA和藍牙m(xù)

公司的MSP1000

、MSM3000

、MSM5000、MSM6000，用于CDMAPhilips

公司的SAA7750、VWS22100、VCS94250、VWS26001，用于MP3,GSM

,3G,BTTriscend

公司的ARM產(chǎn)品：A7嵌入式微處理器MPU-ARMARM

應用廣泛嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式微處理器MPU-ARMARM

用于無線設備嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式微處理器MPU-ARM例：嵌入處理器應用于GSM商務手機嵌入式系統(tǒng)原理與應用5.嵌入式系統(tǒng)的應用Tektronix

TDS7000DigitalOscilloscopesgoReaderInterneteBookSamsung

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AlbumeRemoteIntelligent

HomeController返回嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式系統(tǒng)的應用領域嵌入式應用信息家電智能玩具軍事電子通信設備移動存貯工控設備智能儀表汽車電子網(wǎng)絡設備消費電子軍事國防電子商務網(wǎng)絡工業(yè)控制嵌入式系統(tǒng)主要應用領域1國防工業(yè)、軍事工業(yè)、兵器工業(yè)：各種武器控制（火炮控制、導彈控制、智能炸彈制導引爆裝置）、坦克、艦艇、轟炸機等陸?？崭鞣N軍用電子裝備，雷達、電子對抗軍事通信裝備，野戰(zhàn)指揮作戰(zhàn)用各種專用設備等。我國嵌入式計算機最早用于導彈控制。嵌入式系統(tǒng)主要應用領域2信息家電、民用設備：各種信息家電產(chǎn)品，如數(shù)字電視機、機頂盒，數(shù)碼相機，VCD、DVD音響設備，可視電話，家庭網(wǎng)絡設備，洗衣機，網(wǎng)絡冰箱，網(wǎng)絡空調(diào)，智能玩具，其他消費類電子產(chǎn)品等。嵌入式系統(tǒng)主要應用領域3工業(yè)：各種智能測量儀表、智能卡、數(shù)控裝置、可編程控制器、控制機、分布式控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線儀表及控制系統(tǒng)、工業(yè)機器人、智能機器人、智能傳感器、機電一體化機械設備、車載導航器、汽車電子設備、車輛與交通工程等。嵌入式系統(tǒng)主要應用領域4商業(yè)：各類收款機、電子秤、條形碼閱讀機、商用終端、銀行點鈔機、IC卡輸入設備、取款機、自動柜員機、自動服務終端、防盜系統(tǒng)、各種銀行專業(yè)外圍設備、智能金融器具、遠程教育。嵌入式系統(tǒng)主要應用領域5辦公自動化：復印機、打印機、傳真機、掃描儀、其他計算機外圍設備、掌上電腦、激光照排系統(tǒng)、安全監(jiān)控設備、媒體手機、移動電話、尋呼機、個人數(shù)字助理（PDA）、變頻空調(diào)設備、通信終端、程控交換機、網(wǎng)絡瀏覽器、網(wǎng)絡設備（路由器、交換機、Webserver、網(wǎng)絡接入盒等）、網(wǎng)絡工程、錄音錄象及電視會議設備、數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)等。嵌入式系統(tǒng)原理與應用5.1無所不在的嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的應用遠遠超過了各種通用計算機一臺通用計算機的外部設備中就包含了5-10個嵌入式微處理器：鍵盤、鼠標、軟驅、硬盤、顯示卡、顯示器、

Modem、網(wǎng)卡、聲卡、打印機、掃描儀、數(shù)字相機、

USB集線器等均是由嵌入式處理器控制的在制造工業(yè)、過程控制、通訊、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備、消費類產(chǎn)品等方面均是嵌入式計算機的應用領域。無所不在的嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)原理與應用無所不在的嵌入式系統(tǒng)-聯(lián)網(wǎng)嵌入式系統(tǒng)原理與應用5.2信息家電嵌入式系統(tǒng)原理與應用信息家電FreeScale

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Platform數(shù)字媒體(數(shù)碼音樂、影視、視頻游戲)等的快速發(fā)展和推廣,使得人們迫切需要一個家庭網(wǎng)絡平臺,能夠在家中任何地方自由下載各種音視頻資料,并能實現(xiàn)遠程控制嵌入式系統(tǒng)原理與應用信息家電信息家電應用特點:市場巨大低成本要求利潤空間小競爭激烈人機界面友好網(wǎng)絡化嵌入式系統(tǒng)原理與應用信息家電嵌入式系統(tǒng)原理與應用智能家居（新動態(tài)）1.智能家居的目標舒適豐富的生活環(huán)境身心健康，個性化，安全有效的防御體系防火，盜，搶，毒，漏。方便靈活的生活方式單一監(jiān)控，遠程監(jiān)控，醫(yī)療。。高效可靠的工作模式資料收集，整理，分析，決策，保存，信息交流，。。。嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式系統(tǒng)原理與應用智能家居（新動態(tài)）2.基本結構控制網(wǎng)：主要實現(xiàn)對白色家電和設備的控制，調(diào)節(jié)和監(jiān)測，如：微波爐，洗衣機，燈光，電動窗簾，防盜報警，醫(yī)療緊急報警，自動門，煙霧報警，溫度控制和調(diào)節(jié)，風量控制與調(diào)節(jié)，各種受動的開關控制，有害氣體的監(jiān)測等。信息網(wǎng)：主要為黑色家電和設備溝通信息通道和必要的管理，比如：電視機，錄/攝象機，計算機，

VCD/DVD,數(shù)碼相機等。、可視對講傳感報警（防盜?收費計量（防火

電費、采暖費、燃氣費）?參、濕呼叫轉移...內(nèi)集中監(jiān)控網(wǎng)間接口網(wǎng)間接口中國智能家居的現(xiàn)狀和發(fā)展家庭控制網(wǎng)家庭控制網(wǎng)家庭各設備構成的網(wǎng)絡家庭各設備構成的網(wǎng)絡防盜可視對講可視對講量…）燈光控制安防防盜類

燈光?控計制量類家電設備?設備遠家電設備程控制、防氣防火防火）水、電、氣水費、?緊計急水、電?、呼氣叫類計量呼叫

?戶門禁門禁系門統(tǒng)禁緊急呼叫緊急?呼家叫電設備類質(zhì)集中監(jiān)控設備數(shù)監(jiān)測（溫度度、空氣集中監(jiān)控設備家庭網(wǎng)絡系統(tǒng)基于低速網(wǎng)的監(jiān)控平臺基于低速網(wǎng)的監(jiān)控平臺社區(qū)社區(qū)小區(qū)小區(qū)家庭家庭世界各國已經(jīng)使用部分智能家居產(chǎn)品的家庭占比與國外市場的風生水起相比，中國的智能家居行業(yè)遠遠落后，概念混亂、產(chǎn)品成本高昂、市場功能有限。原因何在？發(fā)展之結在于技術的瓶頸。非無線的解決方式，造成高額成本和繁瑣代價，從根本上限制了智能家居的發(fā)展，讓其高不可攀遙不可及。德國37.68%英國36.54%法國34.5%意大利34.5%日本27.31%韓國25.84%4.45%中國行業(yè)

勢INDUSTRY中國智能家居天然氣表微波爐報警器總線

電源

BCU熱水器計算機BCUBCUBCUBCUBCUBCUBCU應用程序下載接口模塊RS232RS232電話遠程監(jiān)控子系統(tǒng)網(wǎng)關TCP/IP遙控器主人手機智能家居家庭安防報警

防盜門磁,窗磁報警、門廳非法進入報警、緊急手動報警、可燃氣體泄漏報警、對講門禁、有害氣體監(jiān)測與報警公共安防

視頻監(jiān)控、周界防范、電子巡更、保安無線對講、對講門禁信息系統(tǒng)

綜合布線、寬帶網(wǎng)絡、家庭電子屏、多媒體系統(tǒng)、VOD點播系統(tǒng)、家庭網(wǎng)關、音響系統(tǒng)、遠程醫(yī)療系統(tǒng)家用設備的互連和遙控

燈光控制、電動窗簾控制、空氣清新系統(tǒng)、消防火災監(jiān)測和噴淋系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)物業(yè)管理

背景音樂系統(tǒng)、公共照明、交費系統(tǒng)自動抄表、機電設備控制、車庫和停車場管理、電子公告智能家居（新動態(tài)）-智能用電嵌入式系統(tǒng)原理與應用Zigbee/WIFI智能空調(diào)控制器物聯(lián)網(wǎng)平臺）感知網(wǎng)，為用戶提供觸手可及的感知服務超過130,000個各種類型的傳感器（包括攝像頭

接入感知網(wǎng)，為用戶提供服務Internet用3G+WiFi作為聯(lián)網(wǎng)的大動脈，用ZigBee做連接傳感終端的毛細血管，實現(xiàn)萬物聯(lián)網(wǎng)ZigBee-IP網(wǎng)關通信功能智能家居安防告警智慧傳感網(wǎng)關外設功能的層次規(guī)劃語音數(shù)據(jù)安防告警智慧傳感家電控制無線能量消耗儀無線血壓計無線體重計Arduino開源硬件平臺Arduino是一個開源的硬件平臺，提倡電子積木式開發(fā)，可以非常方便靈活的制作各種傳感器外設的原型Google

I/O

2011發(fā)布了Android

Open

Accessory，以Arduino作為標準基于Arduino的傳感器配件，馬達，機器人，模型飛機等，有上千種Arduino

ZigBee

ShieldArduino同樣選用ZigBee作為短距離無線通信的解決方案Android+Arduino+ZigbeeAndroid是最流行的手機、平板的操作系統(tǒng)平臺Arduino是最流行的傳感器開源硬件平臺ZigBee是最適合大規(guī)模傳感器組網(wǎng)的短距離無線通信技術三者的結合，會產(chǎn)生怎樣的化學反應？嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式系統(tǒng)原理與應用5.3車載系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)原理與應用66馬達控制器車燈嵌入式系統(tǒng)示例——汽車控制系統(tǒng)尾燈控制系統(tǒng)后車門控制系統(tǒng)前車門控制系統(tǒng)座椅控制系統(tǒng)發(fā)動器控制系統(tǒng)所有的控制系統(tǒng)都是一個完整的嵌入式系統(tǒng)18個嵌入式控制模塊VOLVO

S80汽車的CAN總線網(wǎng)絡車載系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)原理與應用車載系統(tǒng)車載系統(tǒng)應用特點:與汽車工業(yè)相配套利潤空間較大可靠性要求較高無線通訊要求嵌入式系統(tǒng)原理與應用車載系統(tǒng)FreeScale

68HC908AZ32A:

8-Bit

Microcontroller嵌入式系統(tǒng)原理與應用車載系統(tǒng)yFreeScale

68HC908AZ32AFeatures:8.4-MHzinternal

busfrequenc32K

bytes

of

FLASH

Memory512

bytes

of

on-chip

EEPROM1024

bytes

of

on-chip

RAMSerial

peripheral

interface

module

(SPI)Serial

communications

interface

module

(SCI)8-Bit,

15-Channel

Analog-to-Digital

Converter

(ADC-15)16-Bit,

6-Channel

Timer

Interface

Module

(TIMA-6)16-Bit,

2-Channel

Timer

Interface

Module

(TIMB)MSCAN

Controller

(Freescale

Scalable

CAN)嵌入式系統(tǒng)原理與應用無人駕駛汽車（新動態(tài)）--CPS5.4醫(yī)療行業(yè)應用醫(yī)療行業(yè)應用特點:市場廣闊進入門檻較高利潤極高PACS系統(tǒng)：影像實時采集子系統(tǒng)影像分析處理子系統(tǒng)影像的查詢、管理和存儲子系統(tǒng)圖文編輯及打印子系統(tǒng)數(shù)字圖像回寫子系統(tǒng)遠程會診子系統(tǒng)系統(tǒng)管理子系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)原理與應用5.4醫(yī)療行業(yè)應用（新）-移動醫(yī)療可穿戴計算機Apple

Watch嵌入式系統(tǒng)原理與應用5.4醫(yī)療行業(yè)應用（新）遠程手術嵌入式系統(tǒng)原理與應用5.4醫(yī)療行業(yè)應用（新）遠程手術嵌入式系統(tǒng)原理與應用5.5軍事工業(yè)應用軍事工業(yè)應用特點:市場壟斷性強高利潤可靠性要求高安全性要求高成本要求不高嵌入式系統(tǒng)原理與應用軍事偵察2002年11月28日，以色列一選舉投票點，發(fā)生槍擊事件，造成至少7人死亡，數(shù)十人受傷。以警方用機器人在檢查一具巴勒斯坦槍手的尸體。反恐防暴微型飛行器“黑寡婦”空中飛行器6.嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程任務分析操作系統(tǒng)選擇處理器選擇硬件設計操作系統(tǒng)移植應用程序設計驅動及BSP設計代碼固化返回嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過程嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式系統(tǒng)原理與應用6.1任務分析6.1

任務分析

由于嵌入式系統(tǒng)是以應用為中心，對系統(tǒng)的可靠性、系統(tǒng)的開發(fā)周期、體系成本等都有嚴格的要求。因此，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)首先要對任務進行詳細地分析，使得系統(tǒng)能較好地滿足要求。其中主要包括對系統(tǒng)功能的分析、對系統(tǒng)軟硬件的特殊要求、實時性的水平、系統(tǒng)模塊的分解、要達到的水平等嵌入式系統(tǒng)原理與應用6.2處理器選擇處理器選擇:工作頻率技術指標功耗處理器的核（ARM處理器）片內(nèi)存儲器容量片內(nèi)外圍電路及其擴展能力軟件支持工具是否內(nèi)置調(diào)試工具供應商能否提供評估板操作系統(tǒng)選擇:實時性開發(fā)周期開發(fā)資源等嵌入式系統(tǒng)原理與應用6.3軟硬件開發(fā)硬件設計驅動程序及BSP開發(fā)處理器供應商可能會提供相關的內(nèi)容。操作系統(tǒng)的移植將所選的操作系統(tǒng)移植到設計的目標板的過程應用程序設計代碼固化6.4嵌入式應用開發(fā)的調(diào)試由于嵌入式系統(tǒng)的可用資源有限，嵌入式開發(fā)和調(diào)試工作通常要通過高性能的宿主機完成。嵌入式應用軟件通過宿主機上的交叉編譯器，完成交叉編譯和連接后下載到目標機。宿主機：進行嵌入式軟件開發(fā)的主機目標機：將要開發(fā)的目標板嵌入式系統(tǒng)原理與應用嵌入式系統(tǒng)原理與應用6.5嵌入式開發(fā)的調(diào)試方法模擬調(diào)試方式ROM

Monitor方式（或Angel方式）在線仿真(ICE)內(nèi)嵌JTAG仿真嵌入式系統(tǒng)原理與應用6.5.1

模擬開發(fā)調(diào)試方式它通過基于宿主機的軟件，在主機上模擬目標機中處理器的功能和指令。如ARM公司的ARMulator模擬器。它雖然簡單可行，但是缺乏在線調(diào)試和實時仿真功能。嵌入式系統(tǒng)原理與應用6.5.2

ROM

Monitor調(diào)試方式ROM

Monitor方式（或