嵌入式系统基础知识------之嵌入式系统的定义和组成(1.1)

1.1嵌入式系统的定义、组成

1.1.1 嵌入式系统的定义

实例：音乐播放器、飞机上的实时控制系统、数字机顶盒、手机、手表、微波炉、录像机、汽车等等。可带系统，也可不带系统。

对软件的需求要比PC中的软件更加仔细开发和更加严格测试。

IEEE定义：控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置。可见，嵌入式系统是软件和硬件的结合体。

国内定义：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。

1.1.2嵌入式系统发展概述

1.发展简史

（1 ）无操作系统

（2  ）简单操作系统阶段

（3  ）实时操作系统阶段

（4  ）面向Internet阶段与信息家电、工业控制技术日益结合紧密

2.嵌入式系统的发展趋势

3.知识产权核

1.1.3嵌入式系统的组成

1.定义  见1.1.1

2.嵌入式系统的组成

1）  硬件层

（1 ）嵌入式微处理器  体系结构可采用冯诺依曼体系结构或者哈弗结构；指令系统可以选用精简指令系统（RISC）和复杂指令系统（CISC）

（2）存储器    

① Cache  容量小 速度快的存储器阵列，位于主存和嵌入式微处理器之间，存放的是最近一段时间微处理器使用最多的程序代码和数据

目标：减小存储器（如主存和辅助存储器）给微处理器内核造成的存储器访问瓶颈，使处理速度更快，实时性更强

② 主存  微处理器可以直接访问的寄存器，存放系统和用户的程序及数据。可以位于微处理器的内部或者外部，其容量为256K~1GB。

常用的 ROM类： NOR Flash  、EEPROM、和PROM

RAM类：SRAM、DRAM、和SDRAM

NOR Flash  可擦写次数多、速度快、容量大、便宜

③辅助存储器   比主存慢，但是容量大

常用外存：硬盘、NANDFlash、CF卡、MMC、和SD卡等等

（3）通用设备接口和I/O接口  A/D 、D/A、I/O、RS-232接口、Ethernet、USB、音频接口、VGA视频输出接口、I2C、SPI、和IrDA（红外接口）等

2）  中间层 位于硬件层与软件层之间，也称为硬件抽象层

3）系统软件层

4）应用软件层

1.1.4实时系统

1、实时系统定义( Real-time operating system ,RTOS)

2、实时系统特点

（1）时间约束性

（2 ）可预测性

（3 ）可靠性

（4 ）与外部环境的交互作用

（1 ）多种任务类型

（2 ）约束的复杂性

（3 ）具有短暂超载的特点

3、实时系统调度

（1 ） 抢占式调度和非抢占式调度

（2 ）静态表驱动策略和优先级驱动策略

4、实时系统分类

（1 ） 强实时系统：

（2 ）弱实时系统：

5、实时任务分类

（1 ）周期任务：

（2 ）偶发任务：

（3 ）非周期任务：

（4 ）强实时任务：

（5 ）准实时任务：

（6 ）弱实时任务：

（ 7 ）弱-强实时任务：