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第1章 嵌入式系统概述 嵌入式系统的发展、定义、特点、组成、分类 嵌入式系统硬件核心、软件核心 嵌入式实时操作系统 评估嵌入式系统处理器的主要指标 嵌入式系统的应用 嵌入式系统相关技术 嵌入式系统发展趋势 嵌入式系统概述 “嵌入式系统”（ Embedded System ）一般指非PC系统，有计算机功能但又不称之为计算机的设备或器材。 IT业面临的3大任务： 用PC技术处理人所不能处理的事务； 使每一传统设备都能连上计算机； 数字化产品得到广泛普及。 随着各行业对信息自动化需求的不断提高，嵌入式系统的应用前景非常广阔。 嵌入式系统概述 在后PC时代，嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各类产业商业、人们的日常生活等方方面面。 70年代出现了嵌入式系统的概念，此时的嵌入式系统一般不采用操作系统，它们只是实现某个控制功能，使用循环程序处理外界的请求。当应用系统变得越来越复杂的时候，每增加一项新功能，都可能需要从头开始设计。所以没有操作系统就成为了一个比较大的缺点。 C语言使操作系统的开发变得更加简单。从80年代开始，出现了各种各样的商用嵌入式操作系统，比较著名的有VxWorks、pSOS和Windows CE等等，近些年，嵌入式Linux也得到了越来越多的应用。 嵌入式系统概述 90年代后，以计算机和软件为核心的数字化技术取得了迅猛发展，掀起了一场数字化技术革命。多媒体技术与Internet的应用迅速普及，消费电子、计算机、通信（3C）一体化趋势日趋明显，嵌入式技术再度成为一个研究热点。 综观嵌入式技术的发展，大致经历了4个阶段。 嵌入式系统发展 -- 第一阶段 第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器系统。这种系统大部分应用于一些专业性极强的工业控制系统中，一般没有操作系统的支持，通过汇编语言程序对系统进行直接控制，运行结束后清除内存。 主要特点：系统结构和功能相对单一，处理效率较低，存储容量较小，几乎没有用户接口。由于这种嵌入式系统使用简便、价格低廉，当时在国内工业领域应用较为普遍，但是已经远远不能适应现代化工业控制和新兴的信息家电等领域的需求。 嵌入式系统发展 -- 第二阶段 第二阶段是以嵌入式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。 主要特点：CPU种类繁多，通用性比较弱；系统开销小，效率高；操作系统具有一定的兼容性和扩展性；应用软件较专业，用户界面不够友好；系统主要用来控制系统负载以及监控应用程序运行。 嵌入式系统发展 -- 第三阶段 第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。 主要特点：嵌入式操作系统能运行于各种不同类型的微处理器上，兼容性好；操作系统内核精小、效率高，并且具有高度的模块化和扩展性；具备文件和目录管理、设备支持、多任务、网络支持、图形窗口以及用户界面等功能；具有大量的应用程序接口（API），开发应用程序简单；嵌入式应用软件丰富。 嵌入式系统发展 -- 第四阶段 第四阶段是以嵌入式Internet为标志的嵌入式系统，这是一个正在迅速发展的阶段。 目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外，但随着Internet的发展以及Internet技术与信息家电、工业控制技术等结合日益密切，嵌入式设备与Internet的结合将代表着嵌入式技术的真正未来。 嵌入式系统定义 嵌入式微处理器在应用数量上远远超过了各种通用计算机，一台通用计算机的外部设备中就包含了5～10个嵌入式微处理器，键盘、鼠标、软驱、硬盘、显示卡、显示器、网卡、Modem、声卡、打印机、扫描仪、数字相机、USB集线器等均是由嵌入式处理器控制。在制造工业、过程控制、通讯、仪器仪表、汽车、军事装备、消费类产品等方面均是嵌入式计算机的应用领域。 嵌入式系统与一般的PC机应用系统不同，不同的嵌入式系统彼此之间差别也很大。嵌入式系统一般功能单一，简单，在兼容性方面要求不高，但是在大小、成本方面限制较多。 目前，嵌入式系统还没有比较权威、比较统一的定义，人们从不同的角度来理解嵌入式系统，描述嵌入式系统。 嵌入式系统－－描述 嵌入式系统被定义为：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统组成 嵌入式系统由嵌入式硬件与嵌入式软件组成。 嵌入式硬件以芯片、模板、组件、控制器形式埋藏于设备内部。 嵌入式软件是实时多任务操作系统和各种专用软件，一般固化在ROM或闪存中。 嵌入式系统软硬兼施，融为一体，成为产品，但在开发过程中需要一些开发工具进行辅助开发。 嵌入式系统的典型组成 嵌入式微处理器EMPU 嵌入式微处理器就是和通用计算机的微处理器对应的CPU。在应用中，一般是将微处理器装