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第1课嵌入式系统概述课件2嵌入式系统AnIntroductiontoEmbeddedSystem第1课嵌入式系统概述邹润民rmzoumail.csu.edu民主楼234#2019年4月3提纲本课程教学要求嵌入式系统应用领域嵌入式系统概念嵌入式系统发展历程嵌入式系统构成要素4教材与教学安排

国内优秀教材和规划教材为主、外文教材为指导《嵌入式系统原理及应用开发》陈渝，韩超，李明，机械工业出版社，2019年《嵌入式系统原理与设计》王志英、李宗伯等，高等教育出版社，2019年《ARM嵌入式系统基础教程（第2版）》周立功，北京航空航天大学出版社，2019年课

程共设32课时，理论课26学时，实验课6学时5教材主教材参考教材网络资源电子工程专辑，eetchina电子设计技术，ednchina嵌入开发网，embedHighPerformanceEmbeddedComputing，l

l.mit.edu/HPEC67教学内容嵌入式硬件组成ARM体系结构嵌入式软件开发基础嵌入式操作系统移植嵌入式Linux驱动开发嵌入式系统的应用程序开发8实验平台EasyARM2103开发平台9课程考核方式出勤、课堂讨论等平时成绩：约30％实验报告

质量与成绩：约30％期终考查（或考试）成绩：约40％有特色贡献者可以在以上总分的基础上再加分。10提纲本课程教学要求嵌入式系统应用领域嵌入式系统概念嵌入式系统发展历程嵌入式系统构成要素111.嵌入式系统概述经过几十年的发展，嵌入

式系统已经在很大程度上改变了人们的生活、工作和娱乐方式，并且这种改变还在加速。嵌入式系统具有无数的种类，每类都具有自己独特的个性。例如，MP3、数码相机与打印机就有很大的不同。在日常生活中，人们使用各种嵌入

式系统，但未必知道它们。事实上，几乎所有带有一点“智能”的家电（全自动洗衣机、恒温空调、电脑电饭煲„）都是嵌入式系统。12韩国电信手机/电视遥控器二合一产品SonyEricsson超小型手机电脑手机放在底座上成为电脑Nokia手机户外音响内置DVB-H移动电视手机普通手机智能手机与PD

A结合1.1嵌入式技术的应用－手机13智能家居智能家电Roto-Rooter的PimpedOutJohn组合笔记本/ipod/冰箱/Xbox360/健身高科技的捕鼠器遮断红外线光束掉下笼子DangerBomb闹钟不起床就爆炸啰配备电子食谱的锅铲coo.boo智能型垃圾桶i

.Master1.1嵌入式技术的应用－智能家居141.1嵌入式技术的应用－PDA个人信息助理掌上电脑PDA手机+GPS导航＝DopodU1000，且支持SkyPEMap-Star的GPS定位设备华硕GPS导航器SONYGPS导航器Nokia611

0四频HSDPA/GPS导航器15iLuv可即时将视频录制到iPod/闪存卡上，与以前技术相反Sony家用影音综合设备XtremeMac开发的iPod音箱IPEVO支持Skype电话Nike的iPod帽MeizuM

8IpodnanoArchos带Wifi的704PortableMediaPlayer1.1嵌入式技术的应用－PMP16录音笔FLY数字笔能“看懂”在专用纸上所写的内容能“阅读”写作和纠正语法错误完

成简单的算术运算将英文互相翻译成西班牙文等Genius数字便笺存储100页便笺2000LPI分辨率32MB板载内存可通过USB连接电脑笔迹识别软件PolymerVision手机书1.1嵌入式技术的应用－办公用品171.1嵌入式技术的应

用－手表MartinFrey手表日程表和手机联动获取网络连接和GPS定位信息手表手机：M3001英寸的显示屏USB接口可播放音乐支持蓝牙Nike的Speed+手表结合iPod和运动计测韩国防性罪犯的电子手镯可追踪罪犯的定位和坐标爱国者视频MP4手表181.1嵌入式

技术的应用－运动玩具游戏GTX公司定位的运动跑鞋内置的GPS接收器和可充电电池遥控蜻蜓次世代三大主流三款主机Xbox360，WII，PS3GameCubeXboX360PS3Wii,手柄,手套,枪191.1嵌入式技术的应用－摄像器材数码相机

DV201.1嵌入式技术的应用－多媒体终端IP电话视频会议可视电话基于视频电话的小型视频会议系统(MCU)语音识别电话基于H.323协议族的网络视频电话211.1嵌入式技术的应用－家庭音响引入计算机技术的音响配备B&O与C

ore2Duo的P.Guerra家庭影院SonosZP80无线音响LGHDDVD/蓝光播放器Motorola支持M卡的HDDVR录像机iPhone221.1嵌入式技术的应用－电视高清电视数字电视立体显示技术LG内置数字录像机的LCDTVAppleTV:Int

elPentiumM1.0GHz2MBofL2高速缓存nVidiaG72M显示卡64MBDDR2内存内置的40GB硬盘播放iTunes能输出1080p高画质影像的iPodDock数字电视机顶盒231.1嵌入式技术的应用－通讯设备有计算机能力的各种通讯设备路由器/交换机/

防火墙等Buffalo路由器/USB网卡套装VPN产品千兆网关防火墙24DCG(动态心电图仪)便携式多参数监护仪中医指套传感器脉象虚拟仪器推拿手法测试仪电动机故障状态监测保护系统监控仪手持仪1.1嵌入式技术的应用－仪器仪表251.1嵌入式技术的应用－交通相关

汽车电子处理器个数可达三位数车载娱乐，定位等车控ABS、EBD等其他中国版月球车汽车立体声音响HDRadio扩展包改装遮阳板DVD/TV/MP3261.1嵌入式技术的应用－军工武器控制系统数字化单兵系统有

苛刻要求尺寸和重量功率消耗震动和冲击温度和湿度21世纪部队旅及旅以下作战指挥系统夜视扫描、全球定位、指挥通信271.1嵌入式技术的应用－新兴硬件GPS/蓝牙双拼模块芯片龙芯2号增强型处理器芯片Intel进入二十倍数时代，五年后给

我们八十核心处理器可服用的RFID芯片IntelTolapai计划要把南北桥做在芯片中28提纲本课程教学要求嵌入式系统应用领域嵌入式系统概念嵌入式系统发展历程嵌入式系统构成要素29IEEE（国际电气和电子工程师协会）给

出的定义：嵌入式系统是用于控制、监视或者辅助装置、机器或者设备运行的装置。Devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryor

plants.通常执行特定功能以微电脑和外围构成核心严格的时序和稳定性要求全自动操作循环1.2.1嵌入式系统的定义（1）301.2.1嵌入式系统的定义（2）从技术的角度定义：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。从系统的角度定义：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。术语嵌入式反映了这些系统通常是更大系统中的一个完整的部分，称为嵌入的系统。嵌入的系统中可以共存多个嵌入式系统。311.2.2计算机应用领域的划分服务器服务器服务器桌面通用型高端服务型小型专用型32

1.2.3嵌入式系统与桌面通用系统的区别(1/7)嵌入式系统中运行的任务是专用而确定的心脏监视器只需运行信号输入、信号处理、心电图显示任务如要更改任务，需要对整个系统进行重新设计或在线维护桌面通用系统需要支持大量的、需求多样

的应用程序对系统中运行的程序不作假设程序升级、更新等方便331.2.3嵌入式系统与桌面通用系统的区别(2/7)嵌入式系统往往对实时性提出较高的要求。实时系统：指系统能够在限定的响应时间内提供所需水平的服务。（POS

IX1003.b）嵌入式实时系统可分为：强实时型：响应时间μs～ms级；一般实时：响应时间ms～s级；弱实时型：响应时间s级以上。34嵌入式系统中使用的操作系统一般是实时操作系统嵌入式实时操作系统数量众多，如

：VxWorks(WindRiver)WindowsCEpSOS(被WindRiver兼并)QNX国产嵌入式实时操作系统，如：HOPENDeltaOS。。。OS1.2.3嵌入式系统与桌面通用系统的区别(3/7)35嵌入式系统

运行需要高可靠性保障，比桌面系统的故障容忍能力弱很多嵌入式系统需要忍受长时间、无人值守条件下的运行嵌入式系统运行的环境恶劣1.2.3嵌入式系统与桌面通用系统的区别(4/7)36嵌入式系统大都有功耗

约束。如：珍贵文物微气象环境监测要求1分钟采样一次，每个采样节点采用电池供电，1年更新一次。采用常规的方法，能量只能持续工作5天！引入间歇工作方式，从而降低功耗，节省能量。1.2.3嵌入式系统与桌面通用系统的区别(5/7)37嵌入式系统比

桌面通用系统可用资源少得多为降低系统成本，降低功耗，嵌入式系统的资源配置遵循够用就行！嵌入式系统的开发需要专用工具和特殊方法：开发：交叉编译、交叉链接调试：仿真器、虚拟机更新：在线升级等1.2.3嵌入式系统与桌面通用系统的区别(6/7)38嵌入式系统开发是一项综合的计算机应用技术系统结构：

状态控制器、中断控制器处理汇编语言：操纵外围设备、端口操作系统：设置运行任务、通讯、互斥编译原理：交叉编译、bootloader加载1.2.3嵌入式系统与桌面通用系统的区别(7/7)通用计算机与嵌入式系统对比特征通用计算机嵌入式系统形式和类型•看得见的计算机。•按其体系结构、运算速度和

结构规模等因素分为大、中、小型机和微机。•看不见的计算机。•形式多样，应用领域广泛，按应用来分。组成•通用处理器、标准总线和外设。•软件和硬件相对独立。•面向应用的嵌入式微处理器，总线和外部接口多集成在处理器内部。•软件与硬件是紧密集成在一起的。开发方式•开发平台和运行平台都是通

用计算机•采用交叉开发方式，开发平台一般是通用计算机，运行平台是嵌入式系统。二次开发性•应用程序可重新编制•一般不能再编程40提纲本课程教学要求嵌入式系统应用领域嵌入式系统概念嵌入式系统发展历程嵌入式系统构成要素41

嵌入式系统出现于20世纪60年代，40多年来随着计算机技术、电子信息技术的发展，嵌入式系统的各项技术蓬勃发展，市场迅猛扩大，已深入生产和生活的各个角落。嵌入式系统发展的三个阶段嵌入式系统的出现和兴起（19

60－1970）嵌入式系统走向繁荣，软件、硬件日臻完善（1971－1989）嵌入式系统应用走向纵深化发展（1990－至今）1.3嵌入式系统的发展历程42第一代电子管计算机(1946～1957年)，无法满足嵌入式计算所要求的体积小、重量轻、耗电少、可靠性高、实时性强等一系列要求

。60年代，第二代晶体管计算机系统开始应用：第一台机载专用数字计算机是美国海军舰载轰炸机“民团团员”号研制的多功能数字分析器(Verdan)。1962年美国乙烯厂实现了工业装置中的第一个直接数字控制。1965～1970年，第三代集成电路化计算机系统应用：第一次使用机载数字计算

机控制：1965年发射的Gemini3号第一次通过容错来提高可靠性：1968年阿波罗4号、土星5号。1.3.1嵌入式系统的出现和兴起嵌入式系统开始走向繁荣嵌入式系统大发展是在微处理器问世之后1973年至1977年

间各厂家推出了许多8位的微处理器，包括Intel8080/8085，Motorola的6800/6802，Zilog的Z80和Rockwell的6502。微处理器不单用来组成微型计算机，而且用来制造仪器仪表、医疗设备、机器人、家用电器等嵌入式系统

。仅8085/Z80微处理器的销售就超过7亿片,其中大部分是用于嵌入式工业控制应用。嵌入式系统开始走向繁荣微处理器的广泛应用形成了一个广阔的嵌入式应用市场，计算机厂家除了要继续以整机方式向用户提供工业控制计算机系统外，开始大量地以插件方式向用户提供OEM产品，再由用

户根据自己的需要构成专用的工业控制微型计算机，嵌入到自己的系统设备中。为了灵活兼容，形成了标准化、模块化的单板机系列。流行的单板计算机有Intel公司的iSBC系列、Zilog公司的MCB等。由于兼容的要求，这就导致了工业控制微机系统总线的诞生。

嵌入式系统开始走向繁荣1976年Intel推出Multibus，1983年扩展为带宽达40MB/S的MultibusⅡ。1978年Prolog设计简单的STD总线广泛用于小型嵌入式系统。1981年Motorola推出的VME_Bus则与Multibus

Ⅱ瓜分高端市场。目前在工业控制领域，嵌入式PC、PC104、CPCI（CompactPCI）总线已广泛应用到工业控制领域。嵌入式系统开始走向繁荣单片机、DSP出现随着微电子工艺水平的提高,集成电路设计制造商开始把嵌入式应用所需要的微处理器、I/O

接口、A/D、D/A转换、串行接口以及RAM、ROM通通集成到一个VLSI中,制造出面向I/O设计的微控制器，就是我们俗称的单片机。专门用于高速实时信号处理的数字信号处理器DSP。嵌入式系统开始走向繁荣软件技术的进步使嵌入式系统日臻完善在微处理器出现的

初期，为了保障嵌入式软件的时间、空间效率，软件只能用汇编语言编写。由于微电子技术的进步，对软件的时空效率的要求不再那么苛刻了，嵌入式计算机的软件开始使用PL/M、C等高级语言。对于复杂的嵌入式系统来说除了需要高级语言开发工具外，还需要嵌入式实时操作系统的支持

。嵌入式系统开始走向繁荣80年代初开始出现了一批软件公司，推出商品化的嵌入式实时操作系统和各种开发工具。ReadySystem(后来的MicrotecResearch、后来又被MentorGraphic收购)公司:VRTX操作系统及Xray,Spectra工

具IntegratedSystemIncorporation(ISI，后被WindRiver公司合并):pSOS操作系统及pRISM工具WindRiver公司:VxWorks操作系统及Tornado工具QNX公司:QNX操作系统及工具商用嵌入式实时操作系统和开发工具的出现和推广应用，使嵌入式系统的

开发从作坊式向分工协作规模化的方向发展，促使嵌入式应用扩展到更广阔的领域。嵌入式系统应用走向纵深进入20世纪90年代,在分布控制、柔性制造、数字化通信和数字化家电等巨大需求的牵引下，嵌入式系统的硬件、软件技术进一

步加速发展、应用领域进一步扩大。手机、数码相机、VCD、数字电视、路由器、交换机等都是嵌入式系统。大多数豪华轿车每辆拥有约50个嵌入式微处理器。最新的波音777宽体客机上约有1000个微处理器。在不久的将来你会在你的家里发现几十到上百的嵌入系统在为你服务。嵌入式系

统应用走向纵深嵌入式系统的硬件4位、8位、16位微处理器芯片已逐步让位于32位嵌入式微处理器芯片。面向不同应用领域的（Application-Specific）、功能强大、集成度高、种类繁多、价格低廉、低功耗的32位芯片已大量应用

于各种各样的军用和民用设备。DSP向高速、高精度、低功耗发展。DSP与通用嵌入式微处理器集成（SoC）已成为现实，并已大量应用于嵌入式系统，如手机、IP电话等。嵌入式系统应用走向纵深在工业控制领域，嵌入式PC大量应用于嵌入式系统中。PC104、CPCI（CompactPCI）总线因其成

本低、兼容性化也已被广泛应用。嵌入式系统的软件随着微处理器性能的提高，嵌入式软件的规模也随着发生指数型增长。嵌入式系统应用走向纵深低价位的RISC/32-位微处理器日益复杂的应用产品推向市场的时间压力开发成本的提高嵌入式软件危机32位芯片将能够执行由

上百万行C代码构成的复杂程序，使得嵌入式应用具备高度复杂和智能化的功能软件的实现从某种意义上说决定了产品的功能，已成为新产品成功与否的关键因素。软件体现价值DVD播放机功能：视频+音频（incl.MP3）价格：200–60

0元•iPodMP3播放机–功能：MP3–价格：iPodnano1GB1400元iPodnano4GB2200元iPod30GB2800元iPod60GB3800元•两者的硬件差异？•两者的价格差异？•核心价值在于：好的软件带给消费者最好的使用体验嵌入式系统应用走向纵深为此，嵌入式系统已大量

采用嵌入式操作系统。嵌入式操作系统功能不断的扩大和丰富，由80年代只有内核、发展为包括内核、网络、文件、图形接口、嵌入式JAVA、嵌入式CORBA及分布式处理等丰富功能的集合。此外，嵌入式开发工具更加丰富

，其集成度和易用性不断提高，目前不同厂商已开发出不同类型的嵌入式开发工具，可以覆盖嵌入式软件开发过程各个阶段，提高嵌入式软件开发效率。55提纲本课程教学要求嵌入式系统应用领域嵌入式系统概念嵌入式系统发展历程嵌入式系统构成要素561.4嵌入式系统结构嵌入式系统一般由嵌入式处理

器、外围硬件设备、嵌入式操作系统（可选），以及用户的应用软件系统等四个部分组成。外围硬件嵌入式处理器操作系统应用程序软件部分硬件部分开发环境编译下载和调试571.4.1嵌入式处理器嵌入式处理器是嵌入式系统的核心。嵌入式处理器一般都具有较高的集成度。1000多

种硬件处理器，分为MPU、MCU、DSP、SOCARMRISC（ARM）TMS320DSP（TI）Trimedia（Philips）StrongARM（Intel）Xscale（Intel）MIPSRISC

（MIPS）DragonBall（Motorola）嵌入式处理器嵌入式微处理器(MPU)嵌入式微控制器(MCU)嵌入式DSP处理器(DSP)嵌入式片上系统(SystemOnChip)58嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU。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，这样可以大幅度减小系统体积和功耗。和工业控制计算机相比，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点，但是在电路板上必须包括ROM、RAM、总线接口、各种外设等器件，从而降低了系

统的可靠性，技术保密性也较差。CPUROMRAM外设1外设2单板计算机1.4.1嵌入式微处理器（MPU）59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ROM/EPROM、RAM、总线等各种必要功能和外设。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。嵌入式微控制器目前的品种和数量最多，是目前嵌入式系统工业的主流，占嵌入式系统约70％的市场份额。1.4.1嵌入式微控制器（MCU）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60DSP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DSP算法，编译效率较高，指令执行速度也较高。在数字滤波、FFT、谱分析等方面DSP算法正在大量进入嵌入式领域。嵌入式DSP处理器比较有代表性的产品是TI的TMS320系列和F

reescale的DSP56000系列。另外PHILIPS公司近年也推出了基于可重置嵌入式DSP结构低成本、低功耗技术上制造的R.E.A.LDSP处理器，特点是具备双Harvard结构和双乘/累加单元，应用目标是大批量消费类产品。1.4.1

嵌入式DSP处理器（DSP）611.4.1嵌入式片上系统（SOC）随着EDA的推广和VLSI设计的普及化及半导体工艺的迅速发展，在一个硅片上实现一个更为复杂的系统的时代已来临，这就是SystemOnChip(SOC)。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。SoC可以分为通用和专用两类。通用系列包括Infineon的TriCore、Freescale的M-Core、某些ARM系

列器件、Echelon和Freescale联合研制的Neuron芯片等。专用SoC一般专用于某个或某类系统中，不为一般用户所知。621.4.2外围硬件外围硬件是嵌入式系统处理器以外的硬件，它为系统提供了运行条件和部分功能。在运行条件方面，最基础的是时钟和电源部件，它们不可能

集成到处理器内部，但它们对于处理器运转是必需的。外围硬件也将提供在系统中需要，但是微处理器内部不具有的功能，如：内存、各种通讯端口、AD/DA等。63片外总线：连接系统各个部件，进行互连和传输信息的信号线。ESIA总线、SCSI总

线、PCI总线AMBA总线：ARM研发的总线规范专用总线CompactPCI总线：工业控制CAN总线：汽车电子总线1553B总线：航空工业总线1.4.2外围硬件设备（1/3）64电子盘：采用flash

芯片存储数据，体积小、功耗低、抗震DOC：DiskonChipDOM：IDE电子盘CF：CompactFlashSM：SmartMediaMS：MemoryStick1.4.2外围硬件设备（2/3）65I/O设备A/

D、D/A中断控制器UARTLCD通讯设备有线通讯：IEEE1394、USB无线通讯：IrDA、Bluetooth、802.11b/g1.4.2外围硬件设备（3/3）66嵌入式操作系统的作用一般只是为了应用程序提供必要运行环境（任务调度），附加任务通

讯、内存管理等功能。嵌入式系统和系统的硬件基础关系紧密，一般都需要移植和配置才可以使用。嵌入式操作系统让嵌入式系统的开发利用通用的功能模块，这可以让开发更加高效。1.4.3嵌入式操作系统67典型的嵌入式实时操作系统（RTOS）近200种操作系统，VxWorks、QNX、WinCE、PalmOS面

向SOC的操作系统：Symbian的Epoc、ExpressLogic的ThreadX、ATI的Nucleus开放源码的操作系统：Linux系列、uC/OS典型性能指标内核大小：几K～几百K；调度时间片：1ms；

实时任务响应时间：20～40μs一般任务响应时间：20μs～几百ms1.4.3嵌入式实时操作系统68μClinux是一个完全符合GNU/GPL公约的操作系统，完全开放代码。μClinux从Linux2.0/2.4内核派生

而来，沿袭了主流Linux的绝大部分特性。它是专门针对没有MMU的CPU，并且为嵌入式系统做了许多小型化的工作。适用于没有虚拟内存或内存管理单元(MMU)的处理器，例如ARM7TDMI。它通常用于具有很少内存或Flash的嵌入式系统。它保留了Linux的大部分优点：稳定、良好的移植性、优

秀的网络功能、完备的对各种文件系统的支持、以及标准丰富的API等。——嵌入式Linux1.4.3常见的嵌入式操作系统（1/4）69WindowsCE是微软开发的一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子

设备操作，它是精简的Windows95。WindowsCE的图形用户界面相当出色。WinCE具有模块化、结构化和基于Win32应用程序接口以及与处理器无关等特点。WinCE不仅继承了传统的Windows图形界面，并且在WinCE平台上可以

使用Windows95/98上的编程工具（如VisualBasic、VisualC++等）、使绝大多数的应用软件只需简单的修改和移植就可以在WindowsCE平台上继续使用。1.4.3常见的嵌入式操作系统（2/4）——Win

CE70VxWorks操作系统是美国公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统(RTOS)，是嵌入式开发环境的关键组成部分。良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境，在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。它以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军

事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等，甚至在2019年4月登陆火星表面的火星探测器上也使用到了VxWorks。1.4.3常见的嵌入式操作系统（3/4）——VxWorks71μC/OS

-II是一个源码公开、可移植、可固化、可裁剪、占先式的实时多任务操作系统。其绝大部分源码是用ANSIC写的，使其可以方便的移植并支持大多数类型的处理器。μC/OS-II通过了联邦航空局（FAA）商用航行器认证。自1992年问世以来，μC/OS-II已经被应用到数以百计的产品中。μC/OS-I

I占用很少的系统资源，并且在高校教学使用是不需要申请许可证。1.4.3常见的嵌入式操作系统（3/4）——μC/OS-II721.4.4应用程序在嵌入式系统中，应用程序的层级远远少于通用计算机。由于控制硬件是嵌入式系统基本的操

作，因此嵌入式应用程序依然与系统的硬件基础关系密切。尤其在没有操作系统的情况下，嵌入式的应用程序需要直接访问寄存器或者设备的地址来操作硬件。73主机目标机程序生成：主机端，交叉编译程序的载入：主机到目标机烧写或其他通讯方式1.4

.5开发环境开发环境并不是嵌入式系统产品的一部分，但是它在嵌入式系统的产品的开发过程中起着至关重要的作用。不同嵌入式系统的开发环境差异是很大的。嵌入式系统程序的交叉开发1.4.6典型嵌入式系统应用需求分析用户要求；规格说明做什么；体系结构如何做；74GPS导航仪1.4.6典型嵌入式系统应用

75功能针对高速公路上的开车用户和类似用户系统应展示主要道路和其它陆地标志用户界面LCD：400*600控制按钮不多于三个按下按钮时屏幕弹出菜单，供用户选择性能地图应该平滑滚动，系统应在15秒钟内显示当前地图需求分析——用户要求(1)1.4.6典型嵌入式系统应用成本单个设备零

售价不高于2000元功耗4节5号电池供电，可持续8小时物理尺寸和重量设备应该可以非常舒适地放在手上76需求分析——用户要求(2)1.4.6典型嵌入式系统应用77名称GPS导航仪目的为开车者提供用户级移动地图和定位信息输入三个控制按钮输出400*600LCD功能显示当前的位置

信息和地图性能屏幕刷新时间0.25s成本800元功耗100mW物理尺寸与重量不大于8cm*20cm，350g用户要求---表格化1.4.6典型嵌入式系统应用GPS导航仪基本构成接收GPS卫星数据地图数据操作键盘

LCD显示器（集成控制器）78规格说明1.4.6典型嵌入式系统应用79规格说明——工作框图1.4.6典型嵌入式系统应用80天线GPS接收模块键盘LCD输入处理LCD控制器地图数据库格式转换器搜索引擎GPS导航仪工作框图键盘控制器规格说明——工作框图细化1.4.6典型嵌入式系

统应用处理器CPU核存储控制器——Flash、SDRAMUART、LCD控制器、GPIOGPS接收模块UART接口键盘（键盘控制器）LCDSD/CF卡存储地图数据81体系结构1.4.6典型嵌入式系统应用82天线GPS接收模块键盘LC

DCPUCoreGPS导航仪硬件结构键盘控制器读卡器UARTGPIOLCD控制器存储控制器FlashSDRAM嵌入式处理器总线SD/CF卡体系结构——硬件结构1.4.6典型嵌入式系统应用83输入处理格式转换器搜索引擎定位信息

按钮信息像素时钟GPS导航仪软件结构体系结构——软件结构典型嵌入式系统组成84处理器MMUGPIOUSBLCDCANDMA以太网LCD/触摸屏/鼠标FlashSDRAMSRAM看门狗复位电路电源管理驱动层OS应用设备驱动/BSP

/HALLinux、u/COS、Wince…应用软件/文件系统/GUI/API软件输入输出硬件