第1讲 嵌入式系统概述.ppt

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1、1第一讲第一讲 嵌入式系统概论嵌入式系统概论2课程目的课程目的l本课程围绕基于本课程围绕基于ARMARM的微处理器的微处理器和和嵌入式操作系统嵌入式操作系统WinCEWinCE，介绍了嵌入式系统前沿发展趋势，理解其，介绍了嵌入式系统前沿发展趋势，理解其设计方法，学会嵌入式编程技术。设计方法，学会嵌入式编程技术。l实际动手能力，掌握嵌入式系统设计的基本方法。实际动手能力，掌握嵌入式系统设计的基本方法。l基础：学过基础：学过C,C+C,C+语言、微机原理或单片机等语言、微机原理或单片机等31 1张石张石 主编主编.ARM嵌入式系统教程嵌入式系统教程 北京：机械工业出版社，北京：机械工业出版社，20

2、0820082.2.马忠梅等著马忠梅等著.ARM.ARM嵌入式微处理器体系结构。北航出嵌入式微处理器体系结构。北航出版社版社3.3.郑灵翔等，嵌入式系统设计与应用开发，北航出版郑灵翔等，嵌入式系统设计与应用开发，北航出版社，社，2006.22006.2嵌入式系统应用、程序设计、嵌入式操作系统等方面的嵌入式系统应用、程序设计、嵌入式操作系统等方面的书籍、资料。书籍、资料。参考资料参考资料4本节提要本节提要1.1.为什么要学习嵌入式系统为什么要学习嵌入式系统2.2.嵌入式系统简介嵌入式系统简介 3.3.嵌入式系统与单片机、嵌入式系统与单片机、PCPC的区别的区别4.4.嵌入式系统的应用领域嵌入式系

3、统的应用领域5.5.嵌入式系统的发展现状和发展趋势嵌入式系统的发展现状和发展趋势 5一、为什么要学习嵌入式技术一、为什么要学习嵌入式技术l市场需求中国具有世界最大嵌入式技术市场，将市场需求中国具有世界最大嵌入式技术市场，将成为世界第一，手持仪器设备、信息家电、城市建成为世界第一，手持仪器设备、信息家电、城市建设、工业控制、军事应用，设、工业控制、军事应用，嵌入式技术无处，嵌入式技术无处不在不在 。l企业人才需求软硬件设计人才，应用开发人才，企业人才需求软硬件设计人才，应用开发人才，综合性人才，综合性人才，l技术发展趋势要求技术发展趋势要求8 8位、位、1616位、位、3232位，实时操作位，实

4、时操作系统，系统，6l嵌入式系统带来的工业年产值已超过了嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1 1万亿美元，万亿美元，它正在成为信息技术（它正在成为信息技术（ITIT）产业争夺的重点之一。产业争夺的重点之一。l每年只有每年只有10%-20%10%-20%的计算机芯片用于台式机或笔记本的计算机芯片用于台式机或笔记本电脑等，这就意味着每年有超过电脑等，这就意味着每年有超过100100亿块亿块CPUCPU是为嵌是为嵌入式系统设计制造的。每年有超过入式系统设计制造的。每年有超过1 1万个新的嵌入式万个新的嵌入式系统计划产生。系统计划产生。l它们被广泛地应用到工业控制系统、仿真系统、医它们被广泛地应用到工

5、业控制系统、仿真系统、医疗仪器、信息家电、通信设备等众多领域中。疗仪器、信息家电、通信设备等众多领域中。嵌入式技术正在形成一种产业嵌入式技术正在形成一种产业 7l自动控制领域，不仅可以用于自动控制领域，不仅可以用于ATMATM机，自动售货机，机，自动售货机，工业控制等专用设备，和移动通讯设备结合、工业控制等专用设备，和移动通讯设备结合、GPSGPS、娱乐相结合，硬件方面，不仅有各大公司的微处理娱乐相结合，硬件方面，不仅有各大公司的微处理器芯片，还有用于学习和研发的各种配套开发包。器芯片，还有用于学习和研发的各种配套开发包。l尤其是在最近几年，嵌入式设备不断地进入到新的尤其是在最近几年，嵌入式设

6、备不断地进入到新的应用领域，比如应用领域，比如PDAPDA、手持设备、智能电话和机项盒手持设备、智能电话和机项盒等。等。嵌入式技术正在形成一种产业嵌入式技术正在形成一种产业 8l在通信领域，数字技术正在全面取代模拟技术。在通信领域，数字技术正在全面取代模拟技术。在广播电视领域，美国已开始由模拟电视向数字在广播电视领域，美国已开始由模拟电视向数字电视转变，欧洲的电视转变，欧洲的DVBDVB（数字电视广播）技术已在数字电视广播）技术已在全球大多数国家推广。全球大多数国家推广。l数字电视，高清晰、互动点播、机顶盒。数字电视，高清晰、互动点播、机顶盒。l在中国有在中国有80008000万有线电视网用户

7、，万有线电视网用户，1 1亿以上的有线亿以上的有线电话网用户，为其发展提供了巨大市场。电话网用户，为其发展提供了巨大市场。l针对如此巨大的市场，嵌入式系统的研发和生产针对如此巨大的市场，嵌入式系统的研发和生产也给我国信息产业实现跨越式发展提供了良好的也给我国信息产业实现跨越式发展提供了良好的机遇。机遇。嵌入式技术正在形成一种产业嵌入式技术正在形成一种产业 9l嵌入式系统设计是一门嵌入式系统设计是一门综合性综合性的课程，涉及的课程，涉及电子电子、计计算机算机、自动控制自动控制等诸多专业知识，综合性强！可包括等诸多专业知识，综合性强！可包括微机原理微机原理、单片机单片机设计、设计、操作系统操作系统

8、等课程内容。嵌入等课程内容。嵌入式系统是软件、硬件设计的结合。式系统是软件、硬件设计的结合。l理论与理论与实践实践相结合：实践是嵌入式系统课程的重要环相结合：实践是嵌入式系统课程的重要环节，缺乏实践的嵌入式系统课程是纸上谈兵。节，缺乏实践的嵌入式系统课程是纸上谈兵。对提高专业知识和实践能力大有帮助对提高专业知识和实践能力大有帮助10二二、嵌入式系统简介、嵌入式系统简介 任何一种可编程计算机系统，非一般用途，就可以算任何一种可编程计算机系统，非一般用途，就可以算是是“嵌入式系统嵌入式系统”。11二二、嵌入式系统简介、嵌入式系统简介 “以以应用应用为中心、以计算机技术为基础、为中心、以计算机技术为

9、基础、软件硬件可软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求功耗严格要求的的专用专用计算机系统。计算机系统。”12嵌入式系统简介嵌入式系统简介1.嵌入式系统的历史嵌入式系统的历史 从从20世世纪纪七七十十年年代代单单片片机机的的出出现现到到今今天天各各式式各各样样的的嵌嵌入入式式微微处处理理器器、微微控控制制器器的的大大规规模模应应用用，嵌嵌入入式式系统已经有了近系统已经有了近40年的发展历史。年的发展历史。l70年代，嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。年代，嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。l从从80年年代代早早期期开开始始，更更低低的的开开发发

10、资资金金和和更更高高的的开开发发效效率率的嵌入式系统出现。的嵌入式系统出现。l90年年代代以以后后，随随着着对对实实时时性性要要求求的的提提高高，软软件件规规模模不不断断上上升升，实实时时内内核核逐逐渐渐发发展展为为实实时时多多任任务务操操作作系系统统（RTOS）。）。13二二、嵌入式系统简介、嵌入式系统简介 2.嵌入式系统的定义嵌入式系统的定义 根据根据IEEE（国际电气和电子工程师协会）的定义：（国际电气和电子工程师协会）的定义：嵌入式系统是嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置器和设备的装置”（原文为（原文为devices used to c

11、ontrol,monitor,or assist the operation of equipment,machinery or plants）。）。可以看出此定义是可以看出此定义是从应用上从应用上考虑的，嵌入式系统是考虑的，嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机电等附属装置。软件和硬件的综合体，还可以涵盖机电等附属装置。14l嵌入式系统是以嵌入式系统是以嵌入式应用嵌入式应用为目的的计算机系为目的的计算机系统。可分为系统级、板级、片级统。可分为系统级、板级、片级l系统级：各种类型的工控器系统级：各种类型的工控器l板级：各种类型的带板级：各种类型的带CPUCPU的主板及的主板及OEMOEM

12、产品产品l片级：各种以单片机、片级：各种以单片机、DSPDSP、微处理器为核心微处理器为核心的产品的产品微机学会的定义微机学会的定义15嵌入式系统简介嵌入式系统简介嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器和嵌入式操作系统。嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器和嵌入式操作系统。l嵌入式微处理器一般就具备以下嵌入式微处理器一般就具备以下4个特点：个特点：(1)对实时多任务有很强的支持能力。对实时多任务有很强的支持能力。(2)具有功能很强的存储区保护功能。具有功能很强的存储区保护功能。(3)可扩展的处理器结构。可扩展的处理器结构。(4)嵌入式微处理器必须功耗很低。嵌入式微处理器必须功耗很低。l与其他类型的操作系

13、统相比，嵌入式操作系统具有以下一些特与其他类型的操作系统相比，嵌入式操作系统具有以下一些特点。点。(1)体积小。体积小。(2)实时性。实时性。(3)特殊的开发调试环境。特殊的开发调试环境。16嵌入式系统简介嵌入式系统简介3.嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点 l嵌入式系统特性嵌入式系统特性（1）功能特定性）功能特定性 一般嵌入式系统具有特定应用、特定功能要求。一般嵌入式系统具有特定应用、特定功能要求。（2）规模可变性）规模可变性 嵌入式系统一般是以最小系统为核心，外围器件嵌入式系统一般是以最小系统为核心，外围器件可扩充和裁减的系统。可扩充和裁减的系统。（3）实时性与稳定性）实时性与稳定性 嵌入式

14、系统在大多数领域对实时和稳定性都有很嵌入式系统在大多数领域对实时和稳定性都有很高的要求，特别是在设计人身安全的控制领域、如航高的要求，特别是在设计人身安全的控制领域、如航空、汽车控制等领域。空、汽车控制等领域。17嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点l系统其他特性系统其他特性（1 1）操作系统内核小）操作系统内核小l由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，由于嵌入式系统一般是应用于小型电子装置的，系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统资源相对有限，所以内核较之传统的操作系统要小得多。系统要小得多。l比如比如ENEAENEA公司的公司的OSEOSE分布式系统，内核只有分布式系统，内核只有5K

15、5K，而，而WindowsWindows的内核则要大得多。的内核则要大得多。18（）专用性强（）专用性强 嵌入式系统的个性化很强，其中的软件嵌入式系统的个性化很强，其中的软件系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬系统和硬件的结合非常紧密，一般要针对硬件进行系统的移植。件进行系统的移植。l即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要即使在同一品牌、同一系列的产品中也需要根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。根据系统硬件的变化和增减不断进行修改。l同时针对不同的任务，往往需要对系统进行同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改，程序的编译下载要和系统相结合，较大更改，程序的编译下载要和系统相结合，这

16、种修改和通用软件的这种修改和通用软件的“升级升级”是完全不同是完全不同的概念。的概念。嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点19（）系统精简（）系统精简l不要求其功能设计及实现上过于复杂，这样不要求其功能设计及实现上过于复杂，这样一方面一方面利于控制系统成本利于控制系统成本，同时也利于实现，同时也利于实现系统安全。系统安全。（）高实时性（）高实时性OSOSl这是嵌入式软件的基本要求，而且软件要求这是嵌入式软件的基本要求，而且软件要求固态存储，以提高速度。软件代码要求高质固态存储，以提高速度。软件代码要求高质量和高可靠性、实时性。量和高可靠性、实时性。嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点20（5 5）使用

17、多任务的实时操作系统）使用多任务的实时操作系统l嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统只接嵌入式系统的应用程序可以没有操作系统只接在芯片上运行。在芯片上运行。l为了合理地调度多任务、利用系统资源、系统为了合理地调度多任务、利用系统资源、系统函数以及和专家库函数接口，用户必须自行选函数以及和专家库函数接口，用户必须自行选配配RTOSRTOS（RealRealTime Operating SystemTime Operating System）开开发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可发平台，这样才能保证程序执行的实时性、可靠性，并减少开发时间，保障软件质量。靠性，并减少开发时间，保障软件质量。嵌

18、入式系统的特点嵌入式系统的特点21（6 6）嵌入式系统需要开发工具和环境）嵌入式系统需要开发工具和环境l由于其本身不具备自主开发能力，即使设计完成以后，由于其本身不具备自主开发能力，即使设计完成以后，用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改，必须用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。有一套开发工具和环境才能进行开发。l这些工具和环境一般是基于这些工具和环境一般是基于通用计算机通用计算机上的软硬件设上的软硬件设备以及各种备以及各种逻辑分析仪、混合信号示波器逻辑分析仪、混合信号示波器等。等。l开发时往往有开发时往往有主机主机和和目标机目标机的概念，主机用于

19、程序的的概念，主机用于程序的开发，目标机作为最后的执行机，开发时需要交替结开发，目标机作为最后的执行机，开发时需要交替结合进行。合进行。嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点224.嵌入式系统的分类嵌入式系统的分类主要从实时性进行划分主要从实时性进行划分u硬实时系统硬实时系统 是指系统要确保在最坏情况下的服务时间，对是指系统要确保在最坏情况下的服务时间，对于事件响应时间的截止期限必须得到满足。于事件响应时间的截止期限必须得到满足。u软实时系统软实时系统 其时限是一个柔性灵活的，可以容忍偶然的超其时限是一个柔性灵活的，可以容忍偶然的超时错误。失败造成的后果并不严重。时错误。失败造成的后果并不严重。23

20、三、嵌入式系统与单片机、三、嵌入式系统与单片机、PCPC机的区别机的区别嵌入式系统嵌入式系统 单片机系统单片机系统l目前嵌入式系统的主流是以目前嵌入式系统的主流是以3232位嵌入式微处理器位嵌入式微处理器为核心的硬件设计和嵌入式操作系统的软件设计为核心的硬件设计和嵌入式操作系统的软件设计l单片机系统多为单片机系统多为4 4位、位、8 8位、位、1616位机，不适合运行位机，不适合运行操作系统，难以进行较为复杂的运算及处理功能操作系统，难以进行较为复杂的运算及处理功能l嵌入式系统强调基于平台的设计、软硬件协同设嵌入式系统强调基于平台的设计、软硬件协同设计，单片机大多采用软硬件流水设计。计，单片机

21、大多采用软硬件流水设计。l嵌入式系统设计的核心是软件设计（占嵌入式系统设计的核心是软件设计（占70%70%左右的左右的工作量），单片机系统软硬件设计所占比例基本工作量），单片机系统软硬件设计所占比例基本相同相同24嵌入式系统与单片机在学习方法上不同嵌入式系统与单片机在学习方法上不同l单片机学习一般从硬件入手，从硬件体系结构、单片机学习一般从硬件入手，从硬件体系结构、汇编语言到硬件设计、软件设计汇编语言到硬件设计、软件设计l嵌入式系统学习可以从软件入手，从应用层编嵌入式系统学习可以从软件入手，从应用层编程到操作系统移植、硬件平台设计较好，按单程到操作系统移植、硬件平台设计较好，按单片机设计的学习

22、流程较难掌握片机设计的学习流程较难掌握25嵌入式系统嵌入式系统 PC机机l嵌入式系统一般是专用系统，而嵌入式系统一般是专用系统，而PCPC是通用计算是通用计算平台平台l嵌入式系统的资源比嵌入式系统的资源比PCPC少得多少得多l嵌入式系统软件故障带来的后果比嵌入式系统软件故障带来的后果比PCPC机大得多机大得多l嵌入式系统一般采用实时操作系统嵌入式系统一般采用实时操作系统l嵌入式系统大都有成本、功耗的要求嵌入式系统大都有成本、功耗的要求l嵌入式系统得到多种微处理体系的支持嵌入式系统得到多种微处理体系的支持l嵌入式系统需要专用的开发工具嵌入式系统需要专用的开发工具264 嵌入式系统的应用领域嵌入式

23、系统的应用领域l工业控制工业控制l交通管理交通管理l信息家电信息家电l家庭智能管理系统家庭智能管理系统lPOS网络及电子商务网络及电子商务l环境监测环境监测l机器人机器人27嵌入式系统的应用领域嵌入式系统的应用领域嵌入式应用嵌入式应用信息家电信息家电智能玩具智能玩具军事电子军事电子通信设备通信设备移动存贮移动存贮工控设备工控设备智能仪表智能仪表汽车电子汽车电子网络设备网络设备消费电子消费电子军事国防军事国防电子商务电子商务网络网络工业控制工业控制28l铁路测控系统应用铁路测控系统应用。1.1.车辆在线监测，分级预警等。车辆在线监测，分级预警等。2.2.道口报警控制系统道口报警控制系统。3.3.

24、铁路信号微机监控。铁路信号微机监控。4.4.铁路雨量监控系统。铁路雨量监控系统。嵌入式技术正在形成一种产业嵌入式技术正在形成一种产业 29l铁路测控系统应用铁路测控系统应用。嵌入式技术正在形成一种产业嵌入式技术正在形成一种产业 30l铁路测控系统应用铁路测控系统应用。铁路信号是用特定的物体（包括灯）的颜色、形状、位置，或用仪表和音响设备等向铁路行车人员传达有关机车车辆运行条件、行车设备状态以及行车的指示和命令等信息.嵌入式技术正在形成一种产业嵌入式技术正在形成一种产业 31l铁路测控系统应用铁路测控系统应用。嵌入式技术正在形成一种产业嵌入式技术正在形成一种产业 321消费类电子产品应用消费类电

25、子产品应用 如智能冰箱、流媒体电视等。如图如智能冰箱、流媒体电视等。如图1-2所示，大家最熟悉的莫过于手机、所示，大家最熟悉的莫过于手机、PDA、电子辞典、数码相机、电子辞典、数码相机、MP3/MP4等。等。2智能仪器、仪表类应用智能仪器、仪表类应用 这类产品可能离日常生活有点距离，但是对于开发人员来说却是实验室这类产品可能离日常生活有点距离，但是对于开发人员来说却是实验室里的必备工具，比如网络分析仪、数字示波器、热成像仪等。里的必备工具，比如网络分析仪、数字示波器、热成像仪等。3通信信息类产品应用通信信息类产品应用 这些产品多数应用于通信机柜设备中，如路由器、交换机、家庭媒体网这些产品多数应

26、用于通信机柜设备中，如路由器、交换机、家庭媒体网关等。关等。4过程控制类应用过程控制类应用 过程控制类应用主要指在工业控制领域中的应用。过程控制类应用主要指在工业控制领域中的应用。5国防武器设备应用国防武器设备应用 如雷达识别、军用数传电台、电子对抗设备等。如雷达识别、军用数传电台、电子对抗设备等。6生物微电子应用生物微电子应用 指纹识别、生物传感器数据采集等应用中也广泛采用嵌入式系统设计。指纹识别、生物传感器数据采集等应用中也广泛采用嵌入式系统设计。33嵌入式系统的应用领域嵌入式系统的应用领域34lPDA 可视电话可视电话 l 机器人机器人 SONY机器狗机器狗 嵌入式系统的应用领域嵌入式系

27、统的应用领域35嵌入式技术在电子通讯中的应用嵌入式技术在电子通讯中的应用l手机、小灵通、智能手机、手机、小灵通、智能手机、3C3C合一合一36嵌入式系统在信息家电中的应用嵌入式系统在信息家电中的应用 信息家电（信息家电（Information ApplianceInformation Appliance，IAIA）。）。一般可认为，那些低单价、操作简单、可通过一般可认为，那些低单价、操作简单、可通过因特网发送或获取信息，将逐步分割或替代因特网发送或获取信息，将逐步分割或替代PCPC的某些功能，并能与其它信息产品交换资料或的某些功能，并能与其它信息产品交换资料或讯息的产品可统称为信息家电。讯息的

28、产品可统称为信息家电。37信息家电的分类及特点信息家电的分类及特点信息家电的分类信息家电的分类(1)(1)网络电视（网络电视（NetTVNetTV）(2)(2)网上游戏机（网上游戏机（Internet gaming deviceInternet gaming device）(3)(3)智能掌上型设备智能掌上型设备(Internet smart handheld device)(Internet smart handheld device)(4)(4)网络电话（网络电话（Internet screen PhoneInternet screen Phone）(5)Consumer NC clien

29、t(5)Consumer NC client等。等。信息家电技术特点：信息家电技术特点：(1)(1)处理器发展趋向低成本、高整合性与低耗能。处理器发展趋向低成本、高整合性与低耗能。(2)(2)整合数字与模拟处理的技术。整合数字与模拟处理的技术。(3)(3)较较PCPC更强调通讯能力。更强调通讯能力。(4)(4)利用软件增加产品的差异性利用软件增加产品的差异性(高附加价值的关键高附加价值的关键)38信息家电的应用信息家电的应用39信息家电提供的服务信息家电提供的服务一、一、安全防范：安全防范：智能安防可以实时监控着非法闯入、火灾、煤气泄露、智能安防可以实时监控着非法闯入、火灾、煤气泄露、紧急呼救

30、的发生。紧急呼救的发生。二、二、消费电子产品的智能控制：消费电子产品的智能控制：例如可以自动控制加热时间、加热温度例如可以自动控制加热时间、加热温度的微波炉，可以自动调节温度、湿度的智能空调，可以根据指令自动搜的微波炉，可以自动调节温度、湿度的智能空调，可以根据指令自动搜索电视节目并摄录的电视机索电视节目并摄录的电视机/录像机等等。录像机等等。三、三、交互式智能控制：交互式智能控制：可以通过语音识别技术实现智能家电的声控功能；可以通过语音识别技术实现智能家电的声控功能；通过各种主动式传感器（如温度、声音、动作等）实现智能信息家电的通过各种主动式传感器（如温度、声音、动作等）实现智能信息家电的主

31、动性动作响应。用户还可以自己定义不同场景智能家电的响应主动性动作响应。用户还可以自己定义不同场景智能家电的响应四、四、家庭信息服务：家庭信息服务：智能家庭服务器可以提供最新的股市情报、新闻、智能家庭服务器可以提供最新的股市情报、新闻、天气预报、电视节目预报、甚至当前公路上的交通流量状况，还可以自天气预报、电视节目预报、甚至当前公路上的交通流量状况，还可以自动管理用户的水电账单、银行和信用卡账户等财务信息。动管理用户的水电账单、银行和信用卡账户等财务信息。五、五、自动维护：自动维护：智能信息家电可以通过服务器直接从制造商的服务网站智能信息家电可以通过服务器直接从制造商的服务网站上自动下载、更新驱

32、动程序和诊断程序，实现智能化的故障自诊断、新上自动下载、更新驱动程序和诊断程序，实现智能化的故障自诊断、新功能自动扩展。功能自动扩展。六、六、家庭医疗保健：家庭医疗保健：通过网络化的智能传感器，医院可以通过网络对用通过网络化的智能传感器，医院可以通过网络对用户进行身体检查。户进行身体检查。40典型的信息家电产品典型的信息家电产品信息家电信息家电定义定义代表性产品代表性产品网络电视网络电视具有机顶盒或内建网络连具有机顶盒或内建网络连接的电视接的电视Microsoft WebTV网络可视电话网络可视电话具有集成网络接入的屏幕具有集成网络接入的屏幕电话电话InfoGear iPhone网络游戏机网络

33、游戏机具有集成网络接入的游戏具有集成网络接入的游戏操纵台操纵台Sega Dreamcast网络智能手持器件网络智能手持器件蜂窝电话、个人数据助理蜂窝电话、个人数据助理（PDAPDA）和其它集成网络和其它集成网络接入的便携式器件接入的便携式器件3Com Palm AT&T PocketNet Phone Nokia 9000,9000I,9110,7110NC委托（委托（clients）提供网络接入以及能下载提供网络接入以及能下载应用软件的器件应用软件的器件IBM IBM NetStationNetStationPC-PC-中间器件中间器件通过通过PCPC接入网络以下载内接入网络以下载内容的器件

34、容的器件DIAMON Multimedia Rio Player Nuvomedia Rocket e-BookAudible Mobile PlayerSource:IDC,Hambrecht&Quist4142信息家电信息家电数字机顶盒数字机顶盒43信息家电信息家电消费电子消费电子4445SANSAN公司的信息家电产品公司的信息家电产品46 嵌入式技术在汽车电子中的应用嵌入式技术在汽车电子中的应用VOLVO S80VOLVO S80汽车的汽车的CANCAN总线网络总线网络（1818个嵌入式控制模块）个嵌入式控制模块）CANCAN总线网络总线网络47阿富汗参加反恐作战的阿富汗参加反恐作战的“

35、赫耳赫耳墨斯墨斯”价值价值4 4万美元，可携带万美元，可携带2 2架摄像机，发挥了很好作用。架摄像机，发挥了很好作用。嵌入式技术在国防武器设备的应用嵌入式技术在国防武器设备的应用48嵌入式系统嵌入式系统高性能武器平台的基础高性能武器平台的基础49嵌入式嵌入式InternetInternet应用应用50嵌入式技术在交通管理、环境监测中的应用嵌入式技术在交通管理、环境监测中的应用l交通管理在车辆导航、流量控制、信息监测与汽交通管理在车辆导航、流量控制、信息监测与汽车服务方面，目前车服务方面，目前GPSGPS设备已经从尖端产品进入设备已经从尖端产品进入了普通百姓的家庭，只需要几千元了普通百姓的家庭，

36、只需要几千元l水文资料实时监测，防洪体系及水土质量监测、水文资料实时监测，防洪体系及水土质量监测、堤坝安全，地震监测网，实时气象信息网，水源堤坝安全，地震监测网，实时气象信息网，水源和空气污染监测。和空气污染监测。l加油站加油站l停车场管理停车场管理l51嵌入式系统与机嵌入式系统与机器人技术器人技术图：卡耐基梅隆大学和瑞士图：卡耐基梅隆大学和瑞士EPFLEPFL研制的机器人控制器研制的机器人控制器 （采用卡西欧（采用卡西欧PDAPDA和和Windows CEWindows CE）52智能机器人智能机器人53基于基于Win CE的移动机器人平台的移动机器人平台54基于基于Win CE的机器人装配

37、平台的机器人装配平台55基于基于RTLinux的仿人机器人的仿人机器人 高高 48 cm48 cm重重:6 kg:6 kg灵活性：灵活性：20 DOF20 DOF操作系统操作系统:RT-Linux:RT-Linux接口形式接口形式:USB 1.0(12Mbps):USB 1.0(12Mbps)响应周期响应周期:1ms:1ms能源：能源：DC24V x 6.2A(150W)DC24V x 6.2A(150W)制造：富士通制造：富士通 56基于基于VXworks的火星探路者的火星探路者572004年年“勇气号勇气号”再次登陆火星再次登陆火星58机器鱼的智能控制机器鱼的智能控制59基于基于ARMAR

38、M的嵌入式控制器方案设计的嵌入式控制器方案设计 60嵌入式系统在生物微电子应用嵌入式系统在生物微电子应用l在指纹识别、生物传感器数在指纹识别、生物传感器数据采集、环境监测等方面，据采集、环境监测等方面，嵌入式系统得到了充分应用。嵌入式系统得到了充分应用。615.嵌入式系统的发展现状嵌入式系统的发展现状l嵌入式系统技术被广泛应用于各个领域嵌入式系统技术被广泛应用于各个领域l硬件方面，底层系统和硬件平台已经相对比较成熟。硬件方面，底层系统和硬件平台已经相对比较成熟。l软件方面，嵌入式软件开发平台，特别是嵌入式操作软件方面，嵌入式软件开发平台，特别是嵌入式操作系统都有大量成熟的产品。系统都有大量成熟

39、的产品。l嵌入式系统市场越来越广阔，嵌入式系统技术发展空嵌入式系统市场越来越广阔，嵌入式系统技术发展空间很大。间很大。62嵌入式系统技术发展趋势嵌入式系统技术发展趋势宏观方面发展趋势宏观方面发展趋势:经济性经济性l计算机要很便宜，让更多的人能买得起；计算机要很便宜，让更多的人能买得起；小型化小型化（笔记本、（笔记本、PDAPDA）l人们携带方便；人们携带方便；可靠性可靠性能够在一般环境条件下或者是苛刻的环境条件下运行能够在一般环境条件下或者是苛刻的环境条件下运行 高速度高速度（飞机刹车系统）（飞机刹车系统）l能够迅速地完成数据计算或数据传输；能够迅速地完成数据计算或数据传输；智能性智能性（知识

40、推理、模糊查询、识别、感知运动）（知识推理、模糊查询、识别、感知运动）l使人们用起来更习惯，对人们更有使价值。使人们用起来更习惯，对人们更有使价值。63嵌入式系统技术发展趋势嵌入式系统技术发展趋势摩尔定律摩尔定律 摩尔定律是由英特尔（摩尔定律是由英特尔（IntelIntel）创始人之一戈登）创始人之一戈登摩尔摩尔（Gordon MooreGordon Moore）提出来的。其内容为：集成电路上可）提出来的。其内容为：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔容纳的晶体管数目，约每隔1818个月便会增加一倍，性能个月便会增加一倍，性能也将提升一倍，当价格不变时；或者说，每一美元所能也将提升一倍，当价格

41、不变时；或者说，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔买到的电脑性能，将每隔1818个月翻两倍以上。这一定律个月翻两倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。揭示了信息技术进步的速度。64未来嵌入式系统的发展趋势未来嵌入式系统的发展趋势1 1嵌入式系统开发是一项系统工程，不仅需要提供系嵌入式系统开发是一项系统工程，不仅需要提供系统本身，还需要提供强大的软硬件开发工具支持。统本身，还需要提供强大的软硬件开发工具支持。2 2网络化、信息化的要求随着因特网技术的成熟、宽网络化、信息化的要求随着因特网技术的成熟、宽带的加大而日益提高，使得单一功能的设备趋于功能带的加大而日益提高，使得单一功能的设备趋于功能多样化，结构复杂化。多样化，结构复杂化。3 3网络互联成为必然趋势。网络互联成为必然趋势。4 4精简系统内核、算法，降低工号和软硬件成本。精简系统内核、算法，降低工号和软硬件成本。