经理讲嵌入式系统概述.ppt

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1、经理讲嵌入式系统概述 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望内容提要内容提要6 65 53 32 21 1嵌入式系统的定义与发展历史嵌入式系统的定义与发展历史嵌入式系统的应用领域嵌入式系统的应用领域嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点嵌入式系统的发展趋势嵌入式系统的发展趋势嵌入式行业人才需求状况嵌入式行业人才需求状况BCENPNNPN型晶体管型晶体管BCEPNPPNP型晶体管型晶体管逻辑门电路逻辑门电路4 4嵌入式系统开发工具和环境嵌入式系统开发工具和环境1.

2、1 为什么要学习嵌入式系统为什么要学习嵌入式系统随着信息化和行业信息化的持续深入，嵌入式技随着信息化和行业信息化的持续深入，嵌入式技术已成为信息产业中发展最快、应用最广的计算术已成为信息产业中发展最快、应用最广的计算机技术之一，并被广泛应用于网络通信、消费电机技术之一，并被广泛应用于网络通信、消费电子、医疗电子、工业控制和交通系统等领域。子、医疗电子、工业控制和交通系统等领域。每年全球嵌入式系统相关工业产值已超过每年全球嵌入式系统相关工业产值已超过1 1万亿美万亿美元，而中国嵌入式软件的产业规模也已经超过千元，而中国嵌入式软件的产业规模也已经超过千亿元人民币。亿元人民币。“十一五十一五”期间，

3、嵌入式软件与系统的科技创新期间，嵌入式软件与系统的科技创新已被列入国家重大专项已被列入国家重大专项“核高基核高基”的内容之一，的内容之一，将进一步推进嵌入式基础软件在智能手机、数字将进一步推进嵌入式基础软件在智能手机、数字电视、汽车电子领域实现重大产业化应用。电视、汽车电子领域实现重大产业化应用。“核高基重大专项核高基重大专项”是是“核心电子器件、高端通用核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品芯片及基础软件产品”的简称，也是的简称，也是20062006年年1 1月国月国务院发布的国家中长期科学和技术发展规划纲要务院发布的国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-20202006-2020年

4、）所确定的国家十六个科技重大专年）所确定的国家十六个科技重大专项之一；于项之一；于20082008年年4 4月经国务院常务会议审议并原月经国务院常务会议审议并原则通过，现已正式进入实施阶段。则通过，现已正式进入实施阶段。1.2 1.2 何谓嵌入式系统何谓嵌入式系统根据根据IEEEIEEE（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 control,devices used to control,monitor,

5、or assist the operation of equipment,monitor,or assist the operation of equipment,machinery or plants)machinery or plants)。广义地说：它是任意一个包含可编程计算机的设广义地说：它是任意一个包含可编程计算机的设备，但是这个设备不是作为通用计算机而设计的。备，但是这个设备不是作为通用计算机而设计的。既嵌入式计算系统是嵌入在其他设备中，起智能既嵌入式计算系统是嵌入在其他设备中，起智能控制作用的专用计算机系统。控制作用的专用计算机系统。一般定义：一般定义：“以应用为中心、以计算机技

6、术为基以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对适应应用系统对功能、可功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。系统。”1.3 1.3 嵌入式系统的发展嵌入式系统的发展电子数字计算机诞生于电子数字计算机诞生于19461946年，在其后漫长的历史进程中，年，在其后漫长的历史进程中，计算机始终是供养在特殊的机房中，实现数值计算的大型计算机始终是供养在特殊的机房中，实现数值计算的大型昂贵设备。昂贵设备。IntelIntel公司于公司于19711971年推出有史以来第一个年推出有史以来第一个4 4位微处理

7、器位微处理器4004.4004.计计算机出现了历史性的变化。以微处理器为核心的微型计算算机出现了历史性的变化。以微处理器为核心的微型计算机以其小型、价廉、高可靠性特点，迅速走出机房，形成机以其小型、价廉、高可靠性特点，迅速走出机房，形成了现代计算机的另一个分支。了现代计算机的另一个分支。嵌入式系统起源于微型计算机时代，然而，由于微型计算嵌入式系统起源于微型计算机时代，然而，由于微型计算机的体积、价位、可靠性都无法满足嵌入式应用的要求。机的体积、价位、可靠性都无法满足嵌入式应用的要求。因此，嵌入式系统必须走独立发展道路，即单芯片化道路。因此，嵌入式系统必须走独立发展道路，即单芯片化道路。将计算机

8、做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发将计算机做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代展的单片机时代。1.4 嵌入式系统的种类嵌入式系统的种类嵌入式系统是隐藏在各种装置、产品和系统之中嵌入式系统是隐藏在各种装置、产品和系统之中的一种软硬件高度专业化的特定计算机系统。的一种软硬件高度专业化的特定计算机系统。目前根据其发展现状目前根据其发展现状,嵌入式计算机可以粗略的分嵌入式计算机可以粗略的分成下面几类成下面几类:嵌入式微处理器嵌入式微处理器(Embedded MicroprocessorUnit,EMPU)(Embedded MicroprocessorUnit,EMPU)嵌

9、入式微控制器嵌入式微控制器(Microcontroller Unit,MCU)(Microcontroller Unit,MCU)嵌入式嵌入式DSP DSP 处理器处理器(Embedded Digital SignalProcessor,(Embedded Digital SignalProcessor,EDSP)EDSP)嵌入式片上系统嵌入式片上系统(System On Chip)(System On Chip)1.4.1 1.4.1 嵌入式微处理器嵌入式微处理器(EMPU)(EMPU)嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPUCPU。在应用中，将微处理器

10、装配在专门设计的电路板在应用中，将微处理器装配在专门设计的电路板上，只保留和嵌入式应用有关的母板功能，这样上，只保留和嵌入式应用有关的母板功能，这样可以大幅度减小系统体积和功耗。可以大幅度减小系统体积和功耗。嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装嵌入式微处理器及其存储器、总线、外设等安装在一块电路板上，称为单板计算机。如在一块电路板上，称为单板计算机。如STD-BUSSTD-BUS、PC104PC104等。等。CPUROMRAM外设1外设2单板计算机1.4.21.4.2嵌入式微控制器嵌入式微控制器(MCU)(MCU)嵌入式微控制器又称单片机，它是将整个计算机系统集成到一块芯片嵌入式微控制器

11、又称单片机，它是将整个计算机系统集成到一块芯片中。嵌入式微控制器一般以某一种微处理器内核为核心，芯片内部集中。嵌入式微控制器一般以某一种微处理器内核为核心，芯片内部集成成ROM/EPROMROM/EPROM、RAMRAM、总线、总线逻辑、定时、总线、总线逻辑、定时/计数器、计数器、WatchDogWatchDog、I/OI/O、串行口、脉宽调制输出、串行口、脉宽调制输出、A/DA/D、D/AD/A、Flash RAMFlash RAM、EEPROMEEPROM等等各种必要功能和外设。为适应不同的应用需求，一般一个系列的单片各种必要功能和外设。为适应不同的应用需求，一般一个系列的单片机具有多种衍

12、生产品，每种衍生产品的处理器内核都是一样的，不同机具有多种衍生产品，每种衍生产品的处理器内核都是一样的，不同的是存储器和外设的配置及封装。这样可以使单片机最大限度地和应的是存储器和外设的配置及封装。这样可以使单片机最大限度地和应用需求相匹配，功能不多不少，从而减少功耗和成本。用需求相匹配，功能不多不少，从而减少功耗和成本。和嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单片化，体积大大减和嵌入式微处理器相比，微控制器的最大特点是单片化，体积大大减小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系小，从而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系统工业的主流。微控制器的片上外设资源

13、一般比较丰富，适合于控制，统工业的主流。微控制器的片上外设资源一般比较丰富，适合于控制，因此称微控制器。因此称微控制器。嵌入式微控制器目前的品种和数量最多，比较有代表性的通用系列包嵌入式微控制器目前的品种和数量最多，比较有代表性的通用系列包括括80518051、P51XAP51XA、MCS-251MCS-251、MCS-96/196/296MCS-96/196/296、C166/167C166/167、MC68HC05/11/12/16MC68HC05/11/12/16、6830068300、数目众多、数目众多ARMARM芯片等。芯片等。目前目前MCUMCU占嵌入式系统约占嵌入式系统约7070

14、的市场份额。的市场份额。复位部件看门狗部件晶振部件I/O部件中断部件ROM部件SRAM部件定时器部件CPU核1.4.3 1.4.3 嵌入式嵌入式DSP DSP 处理器处理器(EDSP)(EDSP)DSPDSP处理器对系统结构和指令进行了特殊设计，使其适合处理器对系统结构和指令进行了特殊设计，使其适合于执行于执行DSPDSP算法，编译效率较高，指令执行速度也较高。算法，编译效率较高，指令执行速度也较高。在数字滤波、在数字滤波、FFTFFT、谱分析等方面、谱分析等方面DSPDSP算法正在大量进入算法正在大量进入嵌入式领域，嵌入式领域，DSPDSP应用正从在通用单片机中以普通指令实应用正从在通用单片

15、机中以普通指令实现现DSPDSP功能，过渡到采用嵌入式功能，过渡到采用嵌入式DSPDSP处理器。处理器。嵌入式嵌入式DSPDSP处理器比较有代表性的产品是处理器比较有代表性的产品是TMS320TMS320系列和系列和MotorolaMotorola的的DSP56000 DSP56000 系列。系列。TMS320TMS320系列处理器包括用于系列处理器包括用于控制的控制的 C2000 C2000系列，移动通信的系列，移动通信的C5000C5000系列，以及性能更高系列，以及性能更高的的C6000C6000和和C8000C8000系列。系列。DSP56000DSP56000目前已经发展成为目前已经

16、发展成为DSP56000DSP56000，DSP56100DSP56100，DSP56200DSP56200和和DSP56300DSP56300等几个不同等几个不同系列的处理器。系列的处理器。1.4.4 1.4.4 嵌入式片上系统嵌入式片上系统(SoC)(SoC)随着随着EDI EDI 的推广和的推广和VLSI VLSI 设计的普及化设计的普及化,及半导体工艺的迅及半导体工艺的迅速发展速发展,在一个硅片上实现一个更为复杂的系统的时代已来在一个硅片上实现一个更为复杂的系统的时代已来临，这就是临，这就是System On Chip(SOC)System On Chip(SOC)。用户只需定义出其整

17、个应用系统，仿真通过后就可以将设用户只需定义出其整个应用系统，仿真通过后就可以将设计图交给半导体工厂制作样品。这样除个别无法集成的器计图交给半导体工厂制作样品。这样除个别无法集成的器件以外，整个嵌入式系统大部分均可集成到一块或几块芯件以外，整个嵌入式系统大部分均可集成到一块或几块芯片中去，应用系统电路板将变得很简洁，对于减小体积和片中去，应用系统电路板将变得很简洁，对于减小体积和功耗、提高可靠性非常有利。功耗、提高可靠性非常有利。SoC SoC可以分为通用和专用两类。可以分为通用和专用两类。通用系列包括通用系列包括MotorolaMotorola的的M-CoreM-Core、某些、某些ARMA

18、RM系列器件等等。系列器件等等。专用专用SoCSoC一般专用于某个或某类系统中，不为一般用户所知。一般专用于某个或某类系统中，不为一般用户所知。2.2.嵌入式系统的应用领域嵌入式系统的应用领域消费电子类产品消费电子类产品消费电子类产品消费电子类产品（现代化家庭）（现代化家庭）汽车电子类产品BMW745i2,000,000LOCWindowsCEOS53个8-bit嵌入式处理器7个16-bit嵌入式处理器1个32-bit嵌入式处理器多种网络技术运输市场航空、铁路、公路运输系统,航空管理、雷达系统,交通指挥系统,停车系统、售票系统,乘客信息系统,检票系统,行李处理系统,应急设备等医疗电子类产品医疗

19、电子类产品医疗电子类产品医疗电子类产品(PACS)网络通信类产品网络通信类产品通信市场通信市场电话交换系统，电缆系统，卫电话交换系统，电缆系统，卫星和全球定位系统（星和全球定位系统（L3DL3D），数），数据交换设备，移动电话，据交换设备，移动电话，PDAPDA等等等等工业控制类产品工业控制类产品军工航天类产品军工航天类产品军事工业应用特点军事工业应用特点市场垄断性强市场垄断性强高利润高利润可靠性要求高可靠性要求高安全性要求高安全性要求高成本要求不高成本要求不高数字化单兵信息装备数字化单兵信息装备夜视扫描、全球定位、夜视扫描、全球定位、指挥通信指挥通信2121世纪部队旅及旅以下世纪部队旅及旅以

20、下作战指挥系统作战指挥系统（FBCB2FBCB2）C4ISRC4ISR系统系统(指挥、控制、指挥、控制、通讯、电脑、情报、监通讯、电脑、情报、监视、侦察视、侦察3.1 嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点嵌入式系统的特点是由定义中的三个嵌入式系统的特点是由定义中的三个基本要素衍生出来的。基本要素衍生出来的。与与“嵌入性嵌入性”的相关特点：物理环境（小型）、电气的相关特点：物理环境（小型）、电气/气氛环境（可靠）、成本（价廉）等要求。气氛环境（可靠）、成本（价廉）等要求。与与“专用性专用性”的相关特点：软、硬件的裁剪性；满足的相关特点：软、硬件的裁剪性；满足对象要求的最小软、硬件配置等。对象要求的最

21、小软、硬件配置等。与与“计算机系统计算机系统”的相关特点：嵌入式系统必须是能的相关特点：嵌入式系统必须是能满足对象系统控制要求的计算机系统。必须配置有与满足对象系统控制要求的计算机系统。必须配置有与对象系统相适应的接口电路。对象系统相适应的接口电路。3.2 嵌入式计算机系统同通用嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有型计算机系统相比具有的的特点特点嵌入式嵌入式CPUCPU大多工作在为特定用户群设计的系统中，它通大多工作在为特定用户群设计的系统中，它通常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用常都具有低功耗、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPUCPU中许多由板卡完成的任务集成在芯

22、片内部，从而有利中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网于嵌入式系统设计趋于小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。络的耦合也越来越紧密。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。这一点就决定术与各个行业的具体应用相结合后的产物。这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。新的知识集成系统。嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、嵌入式

23、系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，这去除冗余，力争在同样的硅片面积上实现更高的性能，这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争力样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争力3.2 嵌入式计算机系统同通用嵌入式计算机系统同通用型计算机系统相比具有型计算机系统相比具有的的特点特点嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行，因此嵌入式升级换代也是和具体产品同步进行，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较长的生命周期。系统产品一旦进入市场，具有较长的生命周期。为了提高执

24、行速度和系统可靠性，嵌入式系统中为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存贮于磁盘等载体中。而不是存贮于磁盘等载体中。嵌入式系统本身不具备自举开发能力，即使设计嵌入式系统本身不具备自举开发能力，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完成以后用户通常也是不能对其中的程序功能进行修改的，必须有一套开发工具和环境才能进行行修改的，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。开发。3.3 嵌入式系统工业的特点嵌入式系统工业的特点嵌入式系统工业是不可垄断的高度分散的工业嵌入式系统工业是不可垄断的高度分散

25、的工业从某种意义上来说从某种意义上来说,通用计算机行业的技术是垄断通用计算机行业的技术是垄断的。芯片基本上出自的。芯片基本上出自Intel,AMD 等几家公司。等几家公司。嵌入式系统则是一个分散的工业嵌入式系统则是一个分散的工业,充满了竞争、机充满了竞争、机遇与创新遇与创新,没有哪一个系列的处理器和操作系统能没有哪一个系列的处理器和操作系统能够垄断全部市场。够垄断全部市场。社会上的各个应用领域是在不断向前发展的社会上的各个应用领域是在不断向前发展的,要求要求其中的嵌入式处理器核心也同步发展其中的嵌入式处理器核心也同步发展,这也构成了这也构成了推动嵌入式工业发展的强大动力。推动嵌入式工业发展的强

26、大动力。器件是嵌入式系统产业的根本器件是嵌入式系统产业的根本,嵌入式系统工业的嵌入式系统工业的基础就是以应用为中心的基础就是以应用为中心的“芯片芯片”设计技术和面设计技术和面向应用的软件产品开发技术向应用的软件产品开发技术。4 嵌入式系统开发工具和环境嵌入式系统开发工具和环境近年来嵌入式领域得到了迅猛发展，嵌入式系统已经无处近年来嵌入式领域得到了迅猛发展，嵌入式系统已经无处不在，嵌入式系统的开发也变得越来越复杂，软硬件的复不在，嵌入式系统的开发也变得越来越复杂，软硬件的复杂度都大幅度增加。而市场对于嵌入式系统的开发周期要杂度都大幅度增加。而市场对于嵌入式系统的开发周期要求也越来越高，这对于嵌入

27、式开发工具提出了新的挑战。求也越来越高，这对于嵌入式开发工具提出了新的挑战。嵌入式开发过程相对嵌入式开发过程相对PCPC应用程序开发而言，具有其特殊的应用程序开发而言，具有其特殊的复杂性，涉及更多的硬件以及操作系统底层的知识，缺乏复杂性，涉及更多的硬件以及操作系统底层的知识，缺乏统一的软硬件平台，系统建模、工程管理和项目管理的工统一的软硬件平台，系统建模、工程管理和项目管理的工具也非常缺乏。随着具也非常缺乏。随着3232位嵌入式处理器的应用越来越广泛，位嵌入式处理器的应用越来越广泛，市场对于嵌入式系统的性能要求不断提高。当前嵌入式系市场对于嵌入式系统的性能要求不断提高。当前嵌入式系统的复杂程度

28、已不是过去统的复杂程度已不是过去8 8位单片机系统所能比拟的了，位单片机系统所能比拟的了，这对项目的开发、测试、管理都提出了新的要求，过去的这对项目的开发、测试、管理都提出了新的要求，过去的嵌入式开发工具已经越来越无法适应新的需求。嵌入式开发工具已经越来越无法适应新的需求。4.1 4.1 嵌入式软件的开发工具嵌入式软件的开发工具目前中国嵌入式软件产业所使用的开发工具和集目前中国嵌入式软件产业所使用的开发工具和集成开发环境（成开发环境（IDEIDE）主要是国外品牌，如）主要是国外品牌，如ARMARM、风河和微软等公司的产品。风河和微软等公司的产品。国产的嵌入式软件开发工具主要包括凯思集团推国产的

29、嵌入式软件开发工具主要包括凯思集团推出的出的“女娲女娲Hopen SDK”Hopen SDK”、北京科银京成技术有、北京科银京成技术有限公司推出的嵌入式集成开发工具限公司推出的嵌入式集成开发工具LambdaTool2.0LambdaTool2.0和嵌入式软件测试工具和嵌入式软件测试工具GammaRayGammaRay、北京飞漫软件、北京飞漫软件技术有限公司开发的技术有限公司开发的MiniGUIMiniGUI等等。等等。我国在嵌入式软件开发工具方面的整体研发水平我国在嵌入式软件开发工具方面的整体研发水平和实力较弱，重视程度不够，成熟的产品较少，和实力较弱，重视程度不够，成熟的产品较少，主要集中在

30、编码调试上。我国厂商目前还不具备主要集中在编码调试上。我国厂商目前还不具备与国外厂商竞争的实力。与国外厂商竞争的实力。嵌入式软件的开发工具嵌入式软件的开发工具编译器（编译器（CompilerCompiler）调试器（调试器（In Circuit EmulatorIn Circuit Emulator）软仿真（软仿真（SimulatorSimulator）集成开发环境（集成开发环境（IDEIDE）典型的商业开发工具及供应商典型的商业开发工具及供应商WindriverWindriver公司的公司的Tornado for VxWorksTornado for VxWorksMontaVisaMont

31、aVisa公司的公司的HardHat Linux HardHat Linux 开发工具包开发工具包AMCAMC公司的公司的SuperTAPSuperTAP调试器调试器免费开发工具免费开发工具GNUGNU系列开发工具系列开发工具WigglerWiggler调试器调试器免费开发工具（免费开发工具（GNUGNU）GNUGNU（GNUs Not UnixGNUs Not Unix）项目是自由软件基金）项目是自由软件基金会（会（Free Software FoundationFree Software Foundation）的董事长）的董事长Richard M.Richard M.StallmanSta

32、llman于于19841984年发起，意在软件开发团体中发起年发起，意在软件开发团体中发起支持开发自由软件的运动。支持开发自由软件的运动。GNUGNU软件包括软件包括:C C编译器编译器gccgcc C+C+编译器编译器g+g+GNU GNU的汇编器的汇编器as as GNU GNU的链接器的链接器ld ld 二进制转换工具二进制转换工具(objcopy(objcopy、objdump)objdump)调试工具调试工具(gdb(gdb、gdbservergdbserver、kgdb)kgdb)和基于不同硬件平台和基于不同硬件平台的开发库。的开发库。4.2 4.2 嵌入式软件调试方式嵌入式软件调

33、试方式交叉调试方式交叉调试方式Rom MonitorRom Monitor In Circuit Emulator In Circuit Emulator(ICE)(ICE)On Chip Debugging On Chip Debugging(OCD)(OCD)SimulatorSimulator方式（非交叉）方式（非交叉）Rom MonitorROMROM监控器是一小程序，驻留在嵌入系统监控器是一小程序，驻留在嵌入系统ROMROM中，中，通过串行的或网络的连接和运行在工作站上的调通过串行的或网络的连接和运行在工作站上的调试软件通信。这是一种便宜的方式，当然也是最试软件通信。这是一种便宜的方

34、式，当然也是最低端的技术。它除了要求一个通信端口和少量的低端的技术。它除了要求一个通信端口和少量的内存空间外，不需要其它任何专门的硬件。内存空间外，不需要其它任何专门的硬件。应用举例应用举例 ：Trace32 Trace32 工具；工具；AngelAngel工具（工具（Angel Debug ProtocolAngel Debug Protocol）从应用来讲，并不局限于嵌入式系统。从应用来讲，并不局限于嵌入式系统。ICE ICE 调试模式调试模式ICEICE（In-Circuit EmulatorIn-Circuit Emulator）是一种用于替代）是一种用于替代目标机上目标机上CPUCP

35、U的设备，即在线仿真器。它比的设备，即在线仿真器。它比一般的一般的CPUCPU有更多的引出线，能够将内部的有更多的引出线，能够将内部的信号输出到被控制的目标机。信号输出到被控制的目标机。ICEICE上的上的MemoryMemory也可以被映射到用户的程序也可以被映射到用户的程序空间，这样即使目标机不存在的情形下也空间，这样即使目标机不存在的情形下也可以进行代码的调试。可以进行代码的调试。OCD调试方式OCDOCD（On Chip DebuggingOn Chip Debugging）是）是CPUCPU芯片提芯片提供的一种调试功能（片上调试），可以认供的一种调试功能（片上调试），可以认为是一种廉

36、价的为是一种廉价的ICEICE功能：功能：OCDOCD的价格只有的价格只有ICEICE的的20%20%，但提供了，但提供了ICE 80%ICE 80%的功能。的功能。OCDOCD的几种商用实现的几种商用实现BDMBDM（Background Debugging Background Debugging ModeMode）（）（MotoralaMotorala）JTAGJTAG（Joint Test Access GroupJoint Test Access Group）（）（ARMARM）OnCEOnCE（On Chip EmulationOn Chip Emulation）4.3 4.3 软

37、件仿真技术软件仿真技术通过软件仿真的方式来进行嵌入式系统的设计一直是嵌入通过软件仿真的方式来进行嵌入式系统的设计一直是嵌入式开发工具的重点发展方向。软件仿真可以加快软件开发式开发工具的重点发展方向。软件仿真可以加快软件开发进度，使得软件工程师对硬件工程师的依赖减弱，同时还进度，使得软件工程师对硬件工程师的依赖减弱，同时还减少了对硬件损伤的机会。另外给学习者提供了廉价的学减少了对硬件损伤的机会。另外给学习者提供了廉价的学习方法，降低了学习门槛。目前，软件仿真技术在嵌入式习方法，降低了学习门槛。目前，软件仿真技术在嵌入式的各个层面都取得了长足的发展的各个层面都取得了长足的发展。OPLDOPLDFP

38、GAFPGA设计的仿真设计的仿真CPLDCPLDFPGAFPGA的设计是嵌入式系统硬件设计的重要部分，而且随的设计是嵌入式系统硬件设计的重要部分，而且随着着SoCSoC系统设计的增长，系统设计的增长，EDAEDA在硬件设计中所占的比例将越来越大，在硬件设计中所占的比例将越来越大，也越来越复杂。也越来越复杂。单元模块设计的仿真单元模块设计的仿真单元模块的驱动设计是嵌入式系统软件设计的最底层，是嵌入式单元模块的驱动设计是嵌入式系统软件设计的最底层，是嵌入式系统软硬件结合处系统软硬件结合处。操作系统设计的仿真操作系统设计的仿真 4.4 4.4 图形化设计方法图形化设计方法图形化开发在嵌入式领域已经越

39、来越多，图形化开发在嵌入式领域已经越来越多，从硬件设计到软件编程的各个环节都已经从硬件设计到软件编程的各个环节都已经有了非常多的优秀工具。有了非常多的优秀工具。将整个嵌入式系统的设计图形化是未来嵌将整个嵌入式系统的设计图形化是未来嵌入式系统设计的另一个新趋势。入式系统设计的另一个新趋势。5 5 嵌入式软件发展趋势嵌入式软件发展趋势随着信息技术以及互联网飞速发展普及，随着信息技术以及互联网飞速发展普及，3C3C（计（计算机、通讯、消费电子）合一的加速，嵌入式设算机、通讯、消费电子）合一的加速，嵌入式设计已经成为工业现代化、智能化的必经之路，嵌计已经成为工业现代化、智能化的必经之路，嵌入式产品已经

40、深入到各行各业。嵌入式接入设备入式产品已经深入到各行各业。嵌入式接入设备是数字化时代的一大主流产品，嵌入式软件已经是数字化时代的一大主流产品，嵌入式软件已经成为数字化产品的核心。成为数字化产品的核心。嵌入式软件大量应用于家用市场、工业市场、商嵌入式软件大量应用于家用市场、工业市场、商业市场、通讯市场和国防市场。近几年来，信息业市场、通讯市场和国防市场。近几年来，信息电器迅速发展，也为嵌入式软件的发展起到推波电器迅速发展，也为嵌入式软件的发展起到推波助澜的作用。助澜的作用。嵌入式软件发展趋势嵌入式软件发展趋势随着行业的推广，行业应用软件市场将迅速扩大。掌上电随着行业的推广，行业应用软件市场将迅速

41、扩大。掌上电脑功能的不断扩展，专项功能软件面临新的发展机会。脑功能的不断扩展，专项功能软件面临新的发展机会。由于嵌入式系统关乎民生，涉及工业、农业、商业、国防由于嵌入式系统关乎民生，涉及工业、农业、商业、国防以及政务等社会生活的方方面面，决不能受制于人，嵌入以及政务等社会生活的方方面面，决不能受制于人，嵌入式软件必将成为我国软件产业未来发展的一个主要方向。式软件必将成为我国软件产业未来发展的一个主要方向。我国目前在嵌入式应用软件领域具有优势，或者说在这一我国目前在嵌入式应用软件领域具有优势，或者说在这一领域面临的竞争形式还不算恶劣，所以以此为突破口相对领域面临的竞争形式还不算恶劣，所以以此为突

42、破口相对较容易。较容易。彩电、彩电、DCDDCD、手机、手机、MP3/MP4MP3/MP4、掌上电脑、汽车等都是、掌上电脑、汽车等都是潜在的信息电器。信息电器平台不存在国外软件厂商垄断潜在的信息电器。信息电器平台不存在国外软件厂商垄断市场的现象，这一领域已成为中国软件业的突破口。市场的现象，这一领域已成为中国软件业的突破口。嵌入式软件发展趋势嵌入式软件发展趋势总的来说，嵌入式系统发展呈现如下特点：总的来说，嵌入式系统发展呈现如下特点：由由8 8位处理向位处理向3232位过渡位过渡 由单核向多核过渡由单核向多核过渡 向网络化功能发展向网络化功能发展 MCUMCU、FPGAFPGA、ARMARM、

43、DSPDSP等齐头并进等齐头并进 嵌入式操作系统呈多元化趋势嵌入式操作系统呈多元化趋势6 6 嵌入式行业人才需求状况嵌入式行业人才需求状况嵌入式系统无疑是当前最热门最有发展前嵌入式系统无疑是当前最热门最有发展前途的途的ITIT应用领域之一。应用领域之一。在在CSDNCSDN人才频道进行工作查询，以人才频道进行工作查询，以“嵌入嵌入式式”作为职位关键字搜索，可以找到的职作为职位关键字搜索，可以找到的职位约位约10001000个，其中每个职位招聘的人数从个，其中每个职位招聘的人数从1 1到若干不等。按平均每个职位需要招到若干不等。按平均每个职位需要招3 3人计人计算，那么仅在算，那么仅在CSDNC

44、SDN发布的位置就有发布的位置就有30003000人。人。搜索搜索“linux”“linux”，更可以获得近，更可以获得近20002000条记录。条记录。嵌入式行业人才需求情况嵌入式行业人才需求情况业内人士认为，目前嵌入式人业内人士认为，目前嵌入式人才的年缺口至少为才的年缺口至少为5050万人万人今年今年3 3月，据英才网指数统计显月，据英才网指数统计显示，嵌入式工程师行情不断走示，嵌入式工程师行情不断走高，多家高，多家ITIT公司均在招募嵌入公司均在招募嵌入式研发工程师、嵌入式技术支式研发工程师、嵌入式技术支持工程师。持工程师。随着车载电子应用、手持娱乐随着车载电子应用、手持娱乐终端在国内的

45、普及，今年以来终端在国内的普及，今年以来国内外企业纷纷加大了对嵌入国内外企业纷纷加大了对嵌入式业务的投入，相关人才需求式业务的投入，相关人才需求也逐渐加大。也逐渐加大。消费电子20%安全安防5%电信35%软件外包30%汽车电子5%医疗电子5%嵌入式人才行业分布情况嵌入式人才行业分布情况从事嵌入式软件开发的好处从事嵌入式软件开发的好处目前国内外这方面的人都很稀缺。目前国内外这方面的人都很稀缺。与企业计算等应用软件不同，嵌入式领域与企业计算等应用软件不同，嵌入式领域人才的工作强度通常低一些（但收入不低）人才的工作强度通常低一些（但收入不低）哪天若想创业，搞自已的产品，那么嵌入哪天若想创业，搞自已的

46、产品，那么嵌入式是一个不错的主意，这可不像应用软件式是一个不错的主意，这可不像应用软件那样容易被盗版。那样容易被盗版。从事嵌入式软件开发的缺点从事嵌入式软件开发的缺点（1 1）入门起点较高，所用到的技术往往都有一定）入门起点较高，所用到的技术往往都有一定难度。难度。（2 2）这方面的企业数量要远少于计算类企业。特）这方面的企业数量要远少于计算类企业。特别是从事嵌入式的小企业数量较多，知名大公司别是从事嵌入式的小企业数量较多，知名大公司较少（搞嵌入式的大公司主要有较少（搞嵌入式的大公司主要有IntelIntel、MotorolaMotorola、TITI、PhilipPhilip、Samsung

47、Samsung、SonySony、意法半导体、研华、意法半导体、研华、华为、中兴通信、上广电等制造类企业）。华为、中兴通信、上广电等制造类企业）。（3 3）有少数公司经常要硕士以上的人搞嵌入式，）有少数公司经常要硕士以上的人搞嵌入式，主要是基于嵌入式的难度。但大多数公司也并无主要是基于嵌入式的难度。但大多数公司也并无此要求，只要有经验即可。此要求，只要有经验即可。嵌入式系统的专业分工软件工具链软件工具链RTOSRTOS设计工程师设计工程师设计语言：汇编语言，设计语言：汇编语言，C C主要工具：开发工具链时可用的工具非常主要工具：开发工具链时可用的工具非常少，少，RTOSRTOS的开发一般是基于

48、工具链和的开发一般是基于工具链和IDEIDE环境的环境的要求：对系统软件的工作原理有非常深入要求：对系统软件的工作原理有非常深入的了解，深刻理解硬件系统的工作原理，的了解，深刻理解硬件系统的工作原理，熟练地使用汇编和熟练地使用汇编和C C语言，能够与芯片设计语言，能够与芯片设计人员紧密沟通人员紧密沟通中间件设计工程师中间件设计工程师什么是中间件：介于操作系统与应用程序之间的，一般也独立于操作系统的专用软件系统，比如文件系统、网络通信协议、媒体编解码库、手写识别、3D3D引擎，嵌入式数据库等等。设计语言：汇编语言，C C主要工具：工具链和IDEIDE环境要求：深刻理解相关领域的专业知识和算法，熟

49、练掌握C C或汇编语言硬件系统设计工程师硬件系统设计工程师主要工具：主要工具：PCBPCB设计设计CADCAD工具，比如工具，比如ProtelProtel，ORCADORCAD等等要求：对硬件系统的工作原理有非常深入的了解，要求：对硬件系统的工作原理有非常深入的了解，熟练掌握硬件设计工具，熟练掌握常用器件的使熟练掌握硬件设计工具，熟练掌握常用器件的使用并能快速查找和选型新的器件，能够与产品定用并能快速查找和选型新的器件，能够与产品定义人员和市场人员进行良好的沟通义人员和市场人员进行良好的沟通岗位细分：设计工程师，岗位细分：设计工程师，PCB LayOutPCB LayOut工程师，焊工程师，焊

50、接与调试工程师，结构工程师，外观设计与模具接与调试工程师，结构工程师，外观设计与模具设计设计嵌入式从业状况1OSOS开发设计开发设计工作内容：OS内核定制、裁剪、移植、驱动开发技术要求：汇编 C语言需求量：中等初级薪资:50002应用软件开发应用软件开发工作内容：软件开发、文档编写等技术要求：C/C+需求量：大初级薪资：3000-50003硬件设计硬件设计工作内容：硬件电路设计、调试等技术要求：熟悉模电/数电、汇编需求量：较少初级薪资：5000嵌入式行业对人才的要求嵌入式行业对人才的要求企业需要的人才是知识企业需要的人才是知识+技能技能+职业素养，而大多职业素养，而大多数毕业生缺乏的是实战技能