嵌入式體系結構概述

嵌入式體系結構重慶大學軟件學院劉寄Liuji@QQ:126452652011年9月V1.0第一講嵌入式系統(tǒng)的知識體系一、嵌入式系統(tǒng)定義英國電機工程師協(xié)會的定義：嵌入式系統(tǒng)為控制、監(jiān)視或輔助設備、機器或甚至工廠運作的裝置[美]EmbeddedSystemDictionary的定義：一種計算機硬件和軟件的組合，也許還有機械裝置，用于實現(xiàn)一個特定功能。在某些特定情況下，嵌入式系統(tǒng)是一個大系統(tǒng)或產(chǎn)品的一部分。[對比通用計算機]，世界上第一個嵌入式系統(tǒng)是1971年Busicom公司用Intel單芯片4004微處理器完成的12商用計算器系列。我國常用定義：嵌入式系統(tǒng)是面向具體對象，嵌入到對象體系中實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理與控制等功能的專用計算機系統(tǒng)。

[定義還有多種多樣，可以從不同角度定義，但本質差異不大。不要被多種定義所困惑。]

二、對嵌入式系統(tǒng)定義的理解嵌入式系統(tǒng)的三個基本要素：“嵌入性”、“專用性”與“計算機系統(tǒng)”嵌入式系統(tǒng)的特點：與“嵌入性”的相關特點：由于是嵌入到對象系統(tǒng)中，必須滿足對象系統(tǒng)的環(huán)境要求，如物理環(huán)境（小型）、電氣環(huán)境（可靠）、成本（價廉）等要求。與“專用性”的相關特點：軟、硬件的裁剪性；滿足對象要求的最小軟、硬件配置等。與“計算機系統(tǒng)”的相關特點：嵌入式系統(tǒng)必須是能滿足對象系統(tǒng)控制要求的計算機系統(tǒng)。與上兩個特點相呼應，這樣的計算機必須配置有與對象系統(tǒng)相適應的接口電路。嵌入式系統(tǒng)的特點（簡明）：（硬件+軟件）嵌入到具體應用系統(tǒng)

這樣涉及知識體系：硬件、軟件、具體領域三、嵌入式系統(tǒng)的應用領域有人羅列了幾十個，有人說無處不在可分為兩大類：（1）電子系統(tǒng)的智能化（測控，各領域，如工業(yè)控制，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、家用電器、生物醫(yī)學工程）（2）計算機應用的延伸（MP3、手機、通信、網(wǎng)絡、計算機外圍設備）

三、嵌入式系統(tǒng)知識體系要完成一個含有嵌入式系統(tǒng)的應用產(chǎn)品設計與實現(xiàn)，需要哪些知識。硬件、軟件、行業(yè)知識。硬件：

最小系統(tǒng)、輸入/輸出外圍電路、人機接口設計軟件：

固化軟件、PC機軟件行業(yè)知識：通過交流總結獲得具體硬件知識要素：

大多數(shù)是以MCU為核心。最小系統(tǒng)：電源、晶陣、復位、寫入口輸入/輸出外圍電路：基本：通用I/O、鍵盤、液晶、數(shù)碼管、A/D與D/A

通信：串行通信接口（SCI）、串行外設接口（SPI）、集成電路互聯(lián)總線（I2C）、定時器、PWM等。USB、CAN、嵌入式以太網(wǎng)

各種具體應用：RFID、無線傳感網(wǎng)絡

人機接口設計

（人機接口的方式多種多樣，特別是在嵌入式系統(tǒng)中不能拘泥于具體的某種形式）

具體軟件知識要素：

選擇某種芯片。語言：建議固化軟件以C語言為主，匯編為輔。主要編寫硬件驅動程序軟件工程：嵌入式軟件工程測試技術關于操作系統(tǒng)的說明

PC機：要有一門高級語言四、避免幾個誤區(qū)誤區(qū)1：期望通過短期培訓可以完成嵌入式系統(tǒng)知識體系的獲得。誤區(qū)2：

僅從電子角度認識嵌入式系統(tǒng)誤區(qū)3：僅從嵌入式操作系統(tǒng)認識嵌入式系統(tǒng)誤區(qū)4：

嵌入式系統(tǒng)也可以形成芯片壟斷誤區(qū)5：芯片的位數(shù)越高越好、系統(tǒng)的頻率越高越好誤區(qū)6：學習嵌入式系統(tǒng)可以只學習軟件知識或學習嵌入式系統(tǒng)可以只學習硬件知識誤區(qū)7：

相信炒作，缺少自身實踐五、幾點建議明確學習目的：