外文翻譯--基于arm7的嵌入式家電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯</p><p>　　系 ： 信息工程 </p><p>　　專 業(yè)： 電子信息工程 </p><p>　　班 級(jí)： 081 </p>

2、<p>　　姓 名： 羅小平 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： 08060308118 </p><p>　　附 件： 1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。 </p><p>　　注：請(qǐng)將該封面與附件裝訂成冊(cè)。</p><p>　　外文資料翻譯譯文之一 </p&g

3、t;<p>　　基于ARM7的嵌入式家電控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　第一章：嵌入式系統(tǒng)發(fā)展歷史</p><p>　　目前，在嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域中，不少人對(duì)什么是嵌入式系統(tǒng)不甚了解。有些人搞了十多年的單片機(jī)應(yīng)用，不知道單片機(jī)就是一個(gè)最典型的嵌入式系統(tǒng)；也有些人在解釋什么是嵌入式系統(tǒng)時(shí)，不是從定義出發(fā)，而是列舉了嵌入式系統(tǒng)的一些特點(diǎn)，往往不知所云。因此，有必要從現(xiàn)代計(jì)算的

4、發(fā)展歷史，了解嵌入式系統(tǒng)的由來(lái)，從學(xué)科建設(shè)的角度來(lái)探討嵌入式系統(tǒng)較為準(zhǔn)確的定義。</p><p>　　嵌入式系統(tǒng)誕生于微型機(jī)時(shí)代，嵌入式系統(tǒng)的嵌入性本質(zhì)是將一個(gè)計(jì)算機(jī)嵌入到一個(gè)對(duì)象體系中去，這些是理解嵌入式系統(tǒng)的基本出發(fā)點(diǎn)。由于嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要嵌入到對(duì)象體系中，實(shí)現(xiàn)的是對(duì)象的智能化控制，因此，它有著與通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完全不同的技術(shù)要求與技術(shù)發(fā)展方向。</p><p>　　通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技

5、術(shù)要求是高速、海量的數(shù)值計(jì)算；技術(shù)發(fā)展方向是總線速度的無(wú)限提升，存儲(chǔ)容量的無(wú)限擴(kuò)大。 而嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)要求則是對(duì)象的智能化控制能力；技術(shù)發(fā)展方向是與對(duì)象系統(tǒng)密切相關(guān)的嵌入性能、控制能力與控制的可靠性。</p><p>　　嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)則走上了一條完全不同的道路，這條獨(dú)立發(fā)展的道路就是單芯片化道路。它動(dòng)員了原有的傳統(tǒng)電子系統(tǒng)領(lǐng)域的廠家與專業(yè)人士，接過(guò)起源于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的嵌入式系統(tǒng)，承擔(dān)起發(fā)展與普及嵌入式系

6、統(tǒng)的歷史任務(wù)，迅速地將傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)發(fā)展到智能化的現(xiàn)代電子系統(tǒng)時(shí)代。</p><p>　　在中國(guó)嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，比較認(rèn)同的嵌入式系統(tǒng)概念是：嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處器、處圍硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制、監(jiān)視或管理等功能。</

7、p><p>　　如果我們了解了嵌入式（計(jì)算機(jī)）系統(tǒng)的由來(lái)與發(fā)展，對(duì)嵌入式系統(tǒng)就不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的誤解，而能歷史地、本質(zhì)地、普遍適用地定義嵌入式系統(tǒng)。</p><p>　　1.1 嵌入式系統(tǒng)的定義</p><p>　　按照歷史性、本質(zhì)性、普遍性要求，嵌入式系統(tǒng)應(yīng)定義為：“嵌入到對(duì)象體系中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”?！扒度胄浴?、“專用性”與“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”是嵌入式系統(tǒng)的三個(gè)基本要素。對(duì)象

8、系統(tǒng)則是指嵌入式系統(tǒng)所嵌入的宿主系統(tǒng)。</p><p>　　1.2 嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)</p><p>　　嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)與定義不同，它是由定義中的三個(gè)基本要素衍生出來(lái)的。不同的嵌入式系統(tǒng)其特點(diǎn)會(huì)有所差異。</p><p>　　與“嵌入性”的相關(guān)特點(diǎn)：由于是嵌入到對(duì)象系統(tǒng)中，必須滿足對(duì)象系統(tǒng)的環(huán)境要求，如物理環(huán)境（小型）、電氣/氣氛環(huán)境（可靠）、成本（價(jià)廉）等要求。

9、</p><p>　　與“專用性”的相關(guān)特點(diǎn)：軟、硬件的裁剪性；滿足對(duì)象要求的最小軟、硬件配置等。</p><p>　　與“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”的相關(guān)特點(diǎn)：嵌入式系統(tǒng)必須是能滿足對(duì)象系統(tǒng)控制要求的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。與上兩個(gè)特點(diǎn)相呼應(yīng)，這樣的計(jì)算機(jī)必須配置有與對(duì)象系統(tǒng)相適應(yīng)的接口電路。</p><p>　　另外，在理解嵌入式系統(tǒng)定義時(shí)，不要與嵌入式設(shè)備相混淆。嵌入式設(shè)備是指內(nèi)部有嵌

10、入式系統(tǒng)的產(chǎn)品、設(shè)備，例如，內(nèi)含單片機(jī)的家用電器、儀器儀表、工控單元、機(jī)器人、手機(jī)、PDA等。</p><p>　　1.3 嵌入式系統(tǒng)的種類與發(fā)展</p><p>　　按照上述嵌入式系統(tǒng)的定義，只要滿足定義中三要素的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，都可稱為嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)按形態(tài)可分為設(shè)備級(jí)（工控機(jī)）、板級(jí)（單板、模塊）、芯片級(jí)（MCU、SoC）。</p><p>　　有些人把嵌入

11、式處理器當(dāng)作嵌入式系統(tǒng)，但由于嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，因此，只有將嵌入式處理器構(gòu)成一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并作為嵌入式應(yīng)用時(shí)，這樣的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)才可稱作嵌入式系統(tǒng)。</p><p>　　嵌入式系統(tǒng)與對(duì)象系統(tǒng)密切相關(guān)，其主要技術(shù)發(fā)展方向是滿足嵌入式應(yīng)用要求，不斷擴(kuò)展對(duì)象系統(tǒng)要求的外圍電路（如ADC、DAC、PWM、日歷時(shí)鐘、電源監(jiān)測(cè)、程序運(yùn)行監(jiān)測(cè)電路等），形成滿足對(duì)象系統(tǒng)要求的應(yīng)用系統(tǒng)。因此，嵌入式系統(tǒng)作為一個(gè)專用

12、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，要不斷向計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)展。因此，可以把定義中的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)引伸成，滿足對(duì)象系統(tǒng)要求的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。</p><p>　　1.4 嵌入式系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性</p><p>　　響應(yīng)時(shí)間：是實(shí)時(shí)系統(tǒng)從識(shí)別出一個(gè)外部事件到做出響應(yīng)的時(shí)間；</p><p>　　生存時(shí)間：是數(shù)據(jù)的有效等待時(shí)間，數(shù)據(jù)只有在這段時(shí)間內(nèi)才是有效的；</p><p&g

13、t;　　吞吐量：是在給定的時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)能夠處理的事件總數(shù)，吞吐量通常比平均響應(yīng)時(shí)間的倒數(shù)要小一點(diǎn)。</p><p>　　實(shí)時(shí)系統(tǒng)根據(jù)響應(yīng)時(shí)間可以分為弱實(shí)時(shí)系統(tǒng)、一般實(shí)時(shí)系統(tǒng)和強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)三種。弱實(shí)時(shí)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)的宗旨是使各個(gè)任務(wù)運(yùn)行得越快越好，但沒(méi)有嚴(yán)格限定某一任務(wù)必須在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)完成，弱實(shí)時(shí)系統(tǒng)更多關(guān)注的是程序運(yùn)行結(jié)果的正確與否，以及系統(tǒng)安全性能等其他方面，對(duì)任務(wù)執(zhí)行時(shí)間的要求相對(duì)來(lái)講較為寬松，一般響應(yīng)時(shí)間可以是數(shù)

14、十秒或者更長(zhǎng)。一般實(shí)時(shí)系統(tǒng)是弱實(shí)時(shí)系統(tǒng)和強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的一種折衷，它的響應(yīng)時(shí)間可以在秒的數(shù)量級(jí)上，廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子設(shè)備中。強(qiáng)實(shí)時(shí)系統(tǒng)則要求各個(gè)任務(wù)不僅要保證執(zhí)行過(guò)程和結(jié)果的正確性，同時(shí)還要保證在限定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)，響應(yīng)時(shí)間通常要求在毫秒甚至微秒的數(shù)量級(jí)上，這對(duì)涉及到醫(yī)療、安全、軍事的軟硬件系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。</p><p>　　第二章：嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展道路</p><p>　　2.

15、1單片機(jī)開(kāi)創(chuàng)了嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路</p><p>　　嵌入式系統(tǒng)雖然起源于微型計(jì)算機(jī)時(shí)代，然而，微型計(jì)算機(jī)的體積、價(jià)位、可靠性都無(wú)法滿足廣大對(duì)象系統(tǒng)的嵌入式應(yīng)用要求，因此，嵌入式系統(tǒng)必須走獨(dú)立發(fā)展道路。這條道路就是芯片化道路。將計(jì)算機(jī)做在一個(gè)芯片上，從而開(kāi)創(chuàng)了嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展的單片機(jī)時(shí)代。</p><p>　　在探索單片機(jī)的發(fā)展道路時(shí)，有過(guò)兩種模式，即“Σ模式”與“創(chuàng)新模式”?！唉材?/p>

16、式”本質(zhì)上是通用計(jì)算機(jī)直接芯片化的模式，它將通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的基本單元進(jìn)行裁剪后，集成在一個(gè)芯片上，構(gòu)成單片微型計(jì)算機(jī)；“創(chuàng)新模式”則完全按嵌入式應(yīng)用要求設(shè)計(jì)全新的，滿足嵌入式應(yīng)用要求的體系結(jié)構(gòu)、微處理器、指令系統(tǒng)、總線方式、管理模式等。Intel公司的MCS-48、MCS-51就是按照創(chuàng)新模式發(fā)展起來(lái)的單片形態(tài)的嵌入式系統(tǒng)（單片微型計(jì)算機(jī)）。MCS-51是在MCS-48探索基礎(chǔ)上，進(jìn)行全面完善的嵌入式系統(tǒng)。歷史證明，“創(chuàng)新模式”是嵌入

17、式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展的正確道路，MCS-51的體系結(jié)構(gòu)也因此成為單片嵌入式系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)體系。</p><p>　　2.2 單片機(jī)的技術(shù)發(fā)展史</p><p>　　單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段。</p><p>　　SCM即單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microcomputer）階段，主要是尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的

18、最佳體系結(jié)構(gòu)?！皠?chuàng)新模式”獲得成功，奠定了SCM與通用計(jì)算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。在開(kāi)創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路上，Intel公司功不可沒(méi)。</p><p>　　MCU即微控制器（Micro Controller Unit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)，對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對(duì)象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對(duì)象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展MCU的重任不可避免地落在電氣、電

19、子技術(shù)廠家。從這一角度來(lái)看，Intel逐漸淡出MCU的發(fā)展也有其客觀因素。在發(fā)展MCU方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù)Philips公司。</p><p>　　Philips公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨大優(yōu)勢(shì)，將MCS-51從單片微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。因此，當(dāng)我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時(shí)，不要忘記Intel和Philips的歷史功績(jī)。</p><p>　　單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展之路，向

20、MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢(shì)。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計(jì)、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)有較大的發(fā)展。因此，對(duì)單片機(jī)的理解可以從單片微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)</p><p>　　第三章： 嵌入式系統(tǒng)的兩種應(yīng)用模式</p><p>　　嵌入式系統(tǒng)的嵌入式應(yīng)用特點(diǎn)，決定了它的多學(xué)

21、科交叉特點(diǎn)。作為計(jì)算機(jī)的內(nèi)含，要求計(jì)算機(jī)領(lǐng)域人員介入其體系結(jié)構(gòu)、軟件技術(shù)、工程應(yīng)用方面的研究。然而，了解對(duì)象系統(tǒng)的控制要求，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制模式必須具備對(duì)象領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)。因此，從嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的歷史過(guò)程，以及嵌入式應(yīng)用的多樣性中，可以了解到客觀上形成的兩種應(yīng)用模式。</p><p>　　3.1 客觀存在的兩種應(yīng)用模式</p><p>　　嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)起源于微型機(jī)時(shí)代，但很快就進(jìn)入到獨(dú)立發(fā)

22、展的單片機(jī)時(shí)代。在單片機(jī)時(shí)代，嵌入式系統(tǒng)以器件形態(tài)迅速進(jìn)入到傳統(tǒng)電子技術(shù)領(lǐng)域中，以電子技術(shù)應(yīng)用工程師為主體，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電子系統(tǒng)的智能化，而計(jì)算機(jī)專業(yè)隊(duì)伍并沒(méi)有真正進(jìn)入單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域。因此，電子技術(shù)應(yīng)用工程師以自己習(xí)慣性的電子技術(shù)應(yīng)用模式，從事單片機(jī)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。這種應(yīng)用模式最重要的特點(diǎn)是：軟、硬件的底層性和隨意性；對(duì)象系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)的密切相關(guān)性；缺少計(jì)算機(jī)工程設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　雖然在單片機(jī)時(shí)代，計(jì)算機(jī)專業(yè)

23、淡出了嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域，但隨著后PC時(shí)代的到來(lái)，網(wǎng)絡(luò)、通信技術(shù)得以發(fā)展；同時(shí)，嵌入式系統(tǒng)軟、硬件技術(shù)有了很大的提升，為計(jì)算機(jī)專業(yè)人士介入嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)辟了廣闊天地。計(jì)算機(jī)專業(yè)人士的介入，形成的計(jì)算機(jī)應(yīng)用模式帶有明顯的計(jì)算機(jī)的工程應(yīng)用特點(diǎn)，即基于嵌入式系統(tǒng)軟、硬件平臺(tái)，以網(wǎng)絡(luò)、通信為主的非嵌入式底層應(yīng)用。</p><p>　　3.2 兩種應(yīng)用模式的并存與互補(bǔ)</p><p>　　由于嵌入式系

24、統(tǒng)最大、最廣、最底層的應(yīng)用是傳統(tǒng)電子技術(shù)領(lǐng)域的智能化改造，因此，以通曉對(duì)象專業(yè)的電子技術(shù)隊(duì)伍為主，用最少的嵌入式系統(tǒng)軟、硬件開(kāi)銷(xiāo)，以8位機(jī)為主，帶有濃重的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)色彩的電子系統(tǒng)應(yīng)用模式會(huì)長(zhǎng)期存在下去。另外，計(jì)算機(jī)專業(yè)人士會(huì)愈來(lái)愈多地介入嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，但囿于對(duì)象專業(yè)知識(shí)的隔閡，其應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)集中在網(wǎng)絡(luò)、通信、多媒體、商務(wù)電子等方面，不可能替代原來(lái)電子工程師在控制、儀器儀表、機(jī)械電子等方面的嵌入式應(yīng)用。因此，客觀存在的兩種應(yīng)用模式會(huì)長(zhǎng)期

25、并存下去，在不同的領(lǐng)域中相互補(bǔ)充。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式應(yīng)從計(jì)算機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)模式中，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)工程方法和嵌入式系統(tǒng)軟件技術(shù)；計(jì)算機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)模式應(yīng)從電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式中，了解嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的電路系統(tǒng)特性、基本的外圍電路設(shè)計(jì)方法和對(duì)象系統(tǒng)的基本要求等。</p><p>　　3.3 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的高低端</p><p>　　由于嵌入式系統(tǒng)有過(guò)很長(zhǎng)的一段單片機(jī)的獨(dú)立發(fā)展道路，大多是基于8位單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)最底

26、層的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，帶有明顯的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式特點(diǎn)。大多數(shù)從事單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員，都是對(duì)象系統(tǒng)領(lǐng)域中的電子系統(tǒng)工程師，加之單片機(jī)的出現(xiàn)，立即脫離了計(jì)算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域，以“智能化”器件身份進(jìn)入電子系統(tǒng)領(lǐng)域，沒(méi)有帶入“嵌入式系統(tǒng)”概念。因此，不少?gòu)氖聠纹瑱C(jī)應(yīng)用的人，不了解單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)的關(guān)系，在談到“嵌入式系統(tǒng)”領(lǐng)域時(shí)，往往理解成計(jì)算機(jī)專業(yè)領(lǐng)域的，基于32位嵌入式處理器，從事網(wǎng)絡(luò)、通信、多媒體等的應(yīng)用。這樣，“單片機(jī)”與“嵌入式系統(tǒng)”形成了

27、嵌入式系統(tǒng)中常見(jiàn)的兩個(gè)獨(dú)立的名詞。但由于“單片機(jī)”是典型的、獨(dú)立發(fā)展起來(lái)的嵌入式系統(tǒng)，從學(xué)科建設(shè)的角度出發(fā)，應(yīng)該把它統(tǒng)一成“嵌入式系統(tǒng)”?？紤]到原來(lái)單片機(jī)的電子系統(tǒng)底層應(yīng)用特點(diǎn)，可以把嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用分成高端與低端，把原來(lái)的單片機(jī)應(yīng)用理解成嵌入式系統(tǒng)的低端應(yīng)用，含義為它的底層性以及與對(duì)象系統(tǒng)的緊耦合。</p><p>　　第四章：嵌入式系統(tǒng)的組成</p><p>　　一個(gè)嵌入式系統(tǒng)裝置一般都

28、由嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和執(zhí)行裝置組成嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的核心，由硬件層、中間層、系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用軟件層組成。執(zhí)行裝置也稱為被控對(duì)象，它可以接受嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的控制命令，執(zhí)行所規(guī)定的操作或任務(wù)。執(zhí)行裝置可以很簡(jiǎn)單，如手機(jī)上的一個(gè)微小型的電機(jī)，當(dāng)手機(jī)處于震動(dòng)接收狀態(tài)時(shí)打開(kāi)；也可以很復(fù)雜，如ＳＯＮＹ智能機(jī)器狗，上面集成了多個(gè)微上控制電機(jī)和多種傳感器，從而可以執(zhí)行各種復(fù)雜的動(dòng)作和感受種狀態(tài)信息。</p><p

29、>　　下面對(duì)嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成進(jìn)行介紹。</p><p><b>　　4.1 硬件層</b></p><p>　　硬件層中包含嵌入式微處理器、存儲(chǔ)器（SDRAM、ROM、Flash等）、通用設(shè)備接口和I/O接口（A/D、D/A、I/O等）。在一嵌入式處理器基礎(chǔ)上添加電源電路、時(shí)鐘電路和存儲(chǔ)器電路，就構(gòu)成了一個(gè)嵌入式核心控制模塊。其中操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序都可以固

30、化在ＲＯＭ中。</p><p><b>　　4.2 中間層</b></p><p>　　硬件層與軟件層之間為中間層，也稱為硬件抽象層（Hardware Abstract Layer,HAL）或者板級(jí)支持包（Board Support Package,BSP），它半系統(tǒng)上層軟件與底層硬件分離開(kāi)來(lái)，使系統(tǒng)的底層驅(qū)動(dòng)程序與硬件無(wú)關(guān)，上層軟件開(kāi)發(fā)人員無(wú)需關(guān)心底層硬件的具體情況

31、，根據(jù)BSP層提供的接口即可進(jìn)行開(kāi)發(fā)。該層一般包含相關(guān)底層硬件的初始化、數(shù)據(jù)的輸入/輸出操作和硬件設(shè)備的配置功能。</p><p>　　實(shí)際上,BSP是一個(gè)介于操作系統(tǒng)和底層硬件之間的軟件層次，包括了系統(tǒng)中大部分與硬件聯(lián)系緊密的軟件模塊。設(shè)計(jì)一個(gè)完整的BSP需要完成兩部分工作：嵌入工系統(tǒng)的硬件初始化的BSP功能，設(shè)計(jì)硬件相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)。</p><p><b>　　4.3 系統(tǒng)軟

32、件層</b></p><p>　　系統(tǒng)軟件層由實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)（Real-time Operation System,RTOS）、文件系統(tǒng)、圖形用戶接口(Graphic User Interface,GUI)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及通用組件模塊組成。RTOS是嵌入式應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)和開(kāi)發(fā)平臺(tái)。</p><p>　　第五章：無(wú)線智能家居設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1

33、 無(wú)線智能家居控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及功能</p><p>　　無(wú)線智能家居控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及功能文中提出的基于ARM7 的無(wú)線智能家居控制系統(tǒng)主要包括ARM7 核心控制模塊，無(wú)線通信模塊、LCD 觸摸屏模塊和家居電器，另外還有傳感檢測(cè)，語(yǔ)音報(bào)警和電源等模塊。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)模型 圖如圖1 所示。</p><p>　　其中ARM 是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，通過(guò)GPRS 和ZigBee 無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)收發(fā)控

34、制指令實(shí)現(xiàn)對(duì)家居電器進(jìn)行綜合監(jiān)控，同時(shí)提供防火墻的功能，阻止外界對(duì)家庭內(nèi)部設(shè)備的非法訪問(wèn)和攻擊。</p><p>　　無(wú)線通信模塊分為本地和遠(yuǎn)程兩部分，本地通信主要通過(guò)新型的ZigBee 無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與家居電器的通信，達(dá)到對(duì)其控制；遠(yuǎn)程通信是利用手機(jī)通過(guò)GPRS 通信網(wǎng)絡(luò)或利用計(jì)算機(jī)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)人與控制系統(tǒng)的通信，進(jìn)而達(dá)到對(duì)家居電器的遠(yuǎn)程監(jiān)控。采用無(wú)線通信技術(shù)省去了布線使家居布局更加靈活，遠(yuǎn)程控制使家居

35、電器工作更加貼近人們的工作和生活要求。</p><p>　　智能家居控制系統(tǒng)的具體功能包括：</p><p>　?、偌揖与娖鞯木C合監(jiān)控：對(duì)所控制的家居電器進(jìn)行開(kāi)關(guān)、工作參數(shù)的設(shè)置和工作狀態(tài)的檢測(cè)。</p><p>　?、谑覂?nèi)環(huán)境信息采集：采集家居環(huán)境的溫度、濕度信息和煤氣、煙氣等有毒氣體的檢測(cè)。</p><p>　?、圩詣?dòng)報(bào)警：當(dāng)檢測(cè)到家居環(huán)

36、境的溫度、濕度、煤氣、煙氣等超標(biāo)，或檢測(cè)到有陌生人強(qiáng)行開(kāi)啟室門(mén)或進(jìn)入室內(nèi)時(shí)就自動(dòng)報(bào)警，告知居室主人。</p><p>　?、鼙镜乜刂疲河脩粼诒镜乜赏ㄟ^(guò)計(jì)算機(jī)或家居電器本身的操作鍵對(duì)家居電器進(jìn)行監(jiān)控。</p><p>　?、葸h(yuǎn)程控制：用戶遠(yuǎn)程可以通過(guò)手機(jī)短息或互聯(lián)網(wǎng)對(duì)家居電器進(jìn)行控制或工作狀況查詢。</p><p>　?、薨踩辣I：家居中的所有與控制系統(tǒng)連接的電器設(shè)備

37、均可實(shí)現(xiàn)與主人通信，一旦盜賊對(duì)某設(shè)備進(jìn)行操作，或某設(shè)備工作狀態(tài)異常時(shí)，系統(tǒng)將立即通知主人，以達(dá)到安全和防盜的目的。</p><p>　　5.2 系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)</p><p>　　系統(tǒng)硬件主要由ARM7 微處理器、GPRS 通信網(wǎng)絡(luò)、ZigBee通信技術(shù)、LCD 觸摸屏、語(yǔ)音報(bào)警和電源等模塊組成。</p><p>　　5.3 ARM7 微處理器</p>

38、<p>　　微處理器采用三星公司的ARM7(S3C2440)。S3C2440 是一款高性能32 位RISC 微處理器, 采用了ARM920T 的內(nèi)核，0.13um的CMOS 標(biāo)準(zhǔn)宏單元和存儲(chǔ)器單元，最高主頻可以達(dá)到400MHz，提供多款液晶屏配置。ARM920T 實(shí)現(xiàn)了MMU，AMBA BUS 和Harvard 高速緩沖體系結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)具有獨(dú)立的16Kb 指令Cache和16Kb 數(shù)據(jù)Cache，每個(gè)都是由具有8 字長(zhǎng)的行組

39、成。通過(guò)提供一套完整的通用系統(tǒng)外設(shè)，無(wú)需配置額外的組件從而減少整體系統(tǒng)成本，為手持設(shè)備和一般類型應(yīng)用提供了低價(jià)格、低功耗、高性能小型微控制器的解決方案。</p><p>　　5.4 無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　GPRS 網(wǎng)絡(luò)是覆蓋范圍最廣，性能較為完善的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，GPRS 網(wǎng)絡(luò)本身具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)糾錯(cuò)能力，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)128Kb/s，能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性。ZigBe

40、e 技術(shù)組成的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低；采用GPRS 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪K體積小、功耗低，適合作為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，ZigBee 技術(shù)與GPRS 通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合組成新的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。GPRS DTU 無(wú)線通信模塊采用成都眾山電子有限公司的ZSD2110 GPRS DTU。 </p><p>　　ZSD2110 是一款使用GPRS 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)無(wú)線透明傳輸?shù)那度胧紻TU 模塊。內(nèi)置工業(yè)級(jí)

41、GPRS 引擎和嵌入式處理器。支持PPP、TCP、UDP、ICMP 等眾多復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和SOCKET 標(biāo)準(zhǔn)，提供全透明數(shù)據(jù)傳輸和用戶自由控制傳輸兩種模式。同時(shí)支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、設(shè)備間、設(shè)備與中心間等各種不同的通訊模式。用戶不用關(guān)心復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使用TTL 串行通信接口，就可以進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)，使系統(tǒng)能夠隨時(shí)隨地接入</p><p>　　Internet。ZigBee 技術(shù)是一種新型的無(wú)線、短距離、低功耗組網(wǎng)

42、通訊技術(shù),具有低復(fù)雜度、低功耗、低成本、高效率，可靠度高和網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積廣等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，工作在免費(fèi)的2.4GHz-2.5GHzISM 微波段，具有較強(qiáng)的抗干擾性和設(shè)備聯(lián)絡(luò)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)1500m 的全向識(shí)別，傳輸速率最高可達(dá)10M bit/s，它支持3 種主要的自組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò)類型，即星狀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和族狀結(jié)構(gòu)，這些網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)健壯性和系統(tǒng)可靠性?；谝陨咸攸c(diǎn)ZigBee 廣泛應(yīng)用于智能家居控制、工業(yè)控制系統(tǒng)。本文采用的CC2430

43、是一種真正的系統(tǒng)芯片（SoC）CMOS 解決方案，這種解決方案能夠提高性能并滿足以ZigBee 為基礎(chǔ)的2.4GHz ISM 波段應(yīng)用及對(duì)低成本，低功耗的要求，它結(jié)合一個(gè)高性能2.4GHz DSSS（直接序列擴(kuò)頻）射頻收發(fā)器核心。</p><p>　　5.5 傳感器與顯示模塊</p><p>　　傳感器包括煤氣、煙霧等有毒氣體檢測(cè)器，人體紅外探測(cè)器，門(mén)窗磁開(kāi)關(guān)，溫度、濕度、光照度傳感器等，

44、所有的傳感器都與無(wú)線傳輸模塊P1R2000 連接，構(gòu)成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)并與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信。</p><p>　　顯示模塊選用低電壓低功耗的LCDl2832 液晶顯示屏，LCDl2832 是一款分辨率為128×32 的中英文圖形液晶（黃色背光）顯示模塊，具有4 位/8 位并行2 線或3 線串行多種接口方式，內(nèi)部置有8192 個(gè)16×16 點(diǎn)陣的一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體漢字和128 個(gè)16×8

45、點(diǎn)ASCII 字符集，用來(lái)顯示8×2 行16×16 點(diǎn)陣的漢字對(duì)話信息，構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面并顯示當(dāng)前時(shí)間、日期、星期、濕度、溫度、定時(shí)提醒等信息和煤氣等有毒的含量超標(biāo)時(shí)報(bào)警提示的輸出信息。</p><p><b>　　5.6 系統(tǒng)軟設(shè)計(jì)</b></p><p>　　整個(gè)智能家居控制系統(tǒng)以ARM7 微處理器為核心，支持C 語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言，本系

46、統(tǒng)采用C 語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言混合編程。低層驅(qū)動(dòng)由匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，對(duì)外留C 語(yǔ)言接口，人機(jī)交換采用Linux嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件由系統(tǒng)主程序、初始化子程序、ZigBee 通信子程序、GPRS 通信子程序、傳感檢測(cè)子程序、顯示子程序、報(bào)警子程序、數(shù)據(jù)處理子程序和遠(yuǎn)程控制子程序等模塊組成，程序軟件流程圖如圖3 所示。</p><p>　　第六章：嵌入式系統(tǒng)的主要應(yīng)用，分類，特點(diǎn)</p><p>

47、;<b>　　6.1 主要應(yīng)用</b></p><p>　　嵌入式系統(tǒng)技術(shù)具有非常廣闊的應(yīng)用前景，其應(yīng)用領(lǐng)域可以包括：工業(yè)控制、交通管理、信息家電、家庭智能系統(tǒng)、POS網(wǎng)絡(luò)及電子商務(wù)、環(huán)境工程與自然、機(jī)器人。這些應(yīng)用中，可以著重于在控制方面的應(yīng)用。就遠(yuǎn)程家電控制而言，除了開(kāi)發(fā)出支持TCP/IP的嵌入系統(tǒng)之外，家電產(chǎn)品控制協(xié)議也需要制訂和統(tǒng)一，這需要家電生產(chǎn)廠家來(lái)做。同樣的道理，所有基于網(wǎng)絡(luò)

48、的遠(yuǎn)程控制協(xié)議也需要與嵌入式系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)接口，然后再由嵌入式系統(tǒng)來(lái)控制并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)控制。所以，開(kāi)發(fā)和探試嵌入式系統(tǒng)有著十分重要的意義。</p><p>　　相對(duì)于其他的領(lǐng)域，機(jī)電產(chǎn)品可以說(shuō)是嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用最典型最廣泛的領(lǐng)域之一。從最初的單片機(jī)以現(xiàn)在的工控機(jī)、SOC在種機(jī)電產(chǎn)品中均有著巨大的市場(chǎng)。</p><p>　　工業(yè)設(shè)備是機(jī)電產(chǎn)品中最大的一類，在目前的工業(yè)控制設(shè)備中，工控機(jī)的使用非常

49、廣泛，這些工控機(jī)一般采用的是工業(yè)級(jí)的處理器和各種設(shè)備，其中以X86的MPU最多。</p><p>　　家電行業(yè)是嵌入式應(yīng)用的另一大行業(yè)，我們傳統(tǒng)的電視，電冰箱當(dāng)然其中也嵌有處理器，但是這些處理器只是在控制方面應(yīng)用。而現(xiàn)在只有按鈕、開(kāi)關(guān)的電器顯然已經(jīng)不能滿足人們的日常需求，具有用戶界面，能遠(yuǎn)程控制，智能管理的電器是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。到我們身邊。</p><p><b>　　6.2 分

50、類</b></p><p>　　由于嵌入系統(tǒng)由硬件和軟件兩大部分組，所以其分類也可以從硬件和軟件進(jìn)行劃分。</p><p>　　從硬件方面來(lái)講，各式各樣的嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)硬件中的最核心的部分，而目前世界上具有嵌入式功能特點(diǎn)的處理器已經(jīng)超過(guò)1000種，流行體系結(jié)構(gòu)包括MCU，MPU等30多個(gè)系列。鑒于嵌入式系統(tǒng)廣闊的發(fā)展前景，很多半導(dǎo)體制造商都大規(guī)模生產(chǎn)嵌入式處理器，并且

51、公司自主設(shè)計(jì)處理器也已經(jīng)成為了未來(lái)嵌入式領(lǐng)域的一大趨勢(shì)，其中從單片機(jī)、DSP到FPGA有若各式各樣的品種上，速度越來(lái)越快，性能越來(lái)越強(qiáng)，價(jià)格也越來(lái)越低。目前嵌入式處理的尋址空間可以從64KB到16MB，處理速度最快可以達(dá)到2000MIPS,封裝從8個(gè)引腳到144個(gè)引腳個(gè)不等。</p><p>　　從軟件方面劃分，主要可以依據(jù)操作系統(tǒng)的類型。目前嵌入式系統(tǒng)的軟件主要有兩大類：實(shí)時(shí)系統(tǒng)和分時(shí)系統(tǒng)。其中實(shí)時(shí)系統(tǒng)又分為兩

52、類：硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)和軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)。</p><p>　　實(shí)時(shí)嵌入系統(tǒng)是為執(zhí)行特定功能而設(shè)計(jì)的，可以來(lái)嚴(yán)格的按時(shí)序執(zhí)行功能。其最大的特征就是程序的執(zhí)行具有確定性。在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，如果系統(tǒng)在指定的時(shí)間內(nèi)未能實(shí)現(xiàn)某個(gè)確定的任務(wù)，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的全面失敗，則系統(tǒng)被稱為硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)。而在軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，雖然響應(yīng)時(shí)間同樣重要，但是超時(shí)卻不會(huì)導(dǎo)致致命錯(cuò)誤。一個(gè)硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)往往在硬件上需要添加專門(mén)用于時(shí)間和優(yōu)先級(jí)管理的控制芯片，而軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)則主要

53、在軟件方面通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)時(shí)限的管理。比如Windows CE就是一個(gè)多任備置分時(shí)系統(tǒng)，而Ucos-II則是典型的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。</p><p>　　當(dāng)然，除了上述分類之外，還有許多其他分類方法，比如從應(yīng)用方面分為工業(yè)應(yīng)用和消費(fèi)電子等，在這里就不一一敘述了。</p><p><b>　　6.3 特點(diǎn)作用</b></p><p>　　嵌入式系統(tǒng)的核心

54、是嵌入式微處理器。嵌入式微處理器一般就具備以下4個(gè)特點(diǎn)；</p><p>　?、?、對(duì)實(shí)時(shí)任務(wù)有很強(qiáng)的支持能力，能完成多任務(wù)并且有較短的中斷響應(yīng)時(shí)間，從而使內(nèi)部的代碼和實(shí)時(shí)內(nèi)核心的執(zhí)行時(shí)間減少到最低限度。</p><p>　　②、具有功能很強(qiáng)的存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能。這是由于嵌入式系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)已模塊化，而為了避免在軟件模塊之間出現(xiàn)錯(cuò)誤的交叉作用，需要設(shè)計(jì)強(qiáng)大存儲(chǔ)區(qū)保護(hù)功能，同時(shí)也有利于軟件診斷。&

55、lt;/p><p>　?、邸⒖蓴U(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)，以能最迅速地開(kāi)發(fā)出滿足應(yīng)用的最高性能的嵌入式微處理器。</p><p>　?、堋⑶度胧轿⑻幚砥鞅仨毠暮艿?，尤其是用于便攜式的無(wú)線及移動(dòng)的計(jì)算和通信設(shè)備中靠電池的嵌入式系統(tǒng)更是如此，如需要功耗只有nW甚至uW級(jí)。</p><p>　　而嵌入式系統(tǒng)的重要特征則是如下：</p><p>　　①系統(tǒng)內(nèi)核小

56、。由于嵌入式系統(tǒng)一般是應(yīng)用于小型電子裝置的，系統(tǒng)資源相對(duì)有限，所以內(nèi)核較之傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)要小得多。比如Enea公司的OSE分布式系統(tǒng)，內(nèi)核只有5K，而Windows的內(nèi)核？簡(jiǎn)直沒(méi)有可比性。</p><p>　?、趯Ｓ眯詮?qiáng)。嵌入式系統(tǒng)的個(gè)性化很強(qiáng)，其中的軟件系統(tǒng)和硬件的結(jié)合非常緊密，一般要針對(duì)硬件進(jìn)行系統(tǒng)的移植，即使在同一品牌、同一系列的產(chǎn)品中也需要根據(jù)系統(tǒng)硬件的變化和增減不斷進(jìn)行修改。同時(shí)針對(duì)不同的任務(wù)，往往需要

57、對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行較大更改，程序的編譯下載要和系統(tǒng)相結(jié)合，這種修改和通用軟件的“升級(jí)”是完全兩個(gè)概念。</p><p>　　③系統(tǒng)精簡(jiǎn)。嵌入式系統(tǒng)一般沒(méi)有系統(tǒng)軟件和應(yīng)軟件的明顯區(qū)分，不要求其功能設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)上過(guò)于復(fù)雜，這樣一方面利于控制系統(tǒng)成本，同時(shí)也利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全。</p><p>　　④高實(shí)時(shí)性的系統(tǒng)軟件（OS）是嵌入式軟件的基本要求。而且軟件要求固態(tài)存領(lǐng)教，以提高速度；軟件代碼要求高質(zhì)量和高

58、可靠性。</p><p>　　⑤嵌入軟件開(kāi)發(fā)要想走向標(biāo)準(zhǔn)化，就必須使用多任務(wù)的操作系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用程序可以沒(méi)有操作系統(tǒng)直接在芯片上運(yùn)行；但是為了合理地調(diào)度多任務(wù)、利用系統(tǒng)資源、系統(tǒng)函數(shù)以及和專家?guī)旌瘮?shù)接口，用戶必須自行選配RTOS(Real-Time Operation System)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，這樣才能保證程序執(zhí)行的實(shí)時(shí)性、可靠性，并減少開(kāi)發(fā)時(shí)間，保障軟件質(zhì)量。</p><p>　　

59、⑥嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)需要開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境。由于其本身不具備自舉開(kāi)發(fā)能力，即使調(diào)設(shè)計(jì)完成以后用戶通常也是不能對(duì)其中的程序功能進(jìn)行修改的，必須有一套開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境才能進(jìn)行開(kāi)發(fā)，這些工具和環(huán)境一般是基于通用計(jì)算機(jī)上的軟硬件設(shè)備以及各種邏輯分析儀、混合信號(hào)示波器等。開(kāi)發(fā)時(shí)往往有主機(jī)和目標(biāo)機(jī)的概念，主機(jī)用于程序的開(kāi)發(fā)，目標(biāo)機(jī)作為最后的執(zhí)行機(jī)，開(kāi)發(fā)時(shí)需要交替結(jié)合進(jìn)行。</p><p>　　第七章：嵌入式微處理器的的種類</p

60、><p>　　嵌入式微處理器的核心是嵌入微處理器，嵌入式微處理器與通用CPU最大的不同在于嵌入式微處理器大多工作在為特定用戶群所專用設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，它將通用CPU許多由板卡完成的任務(wù)集成在芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)趨于小型化，同時(shí)還具有很高的效率和可靠性。</p><p>　　嵌入式微處理器的體系結(jié)構(gòu)可以采用馮.諾依曼體系或哈佛體系結(jié)構(gòu)；指令系統(tǒng)可以選用精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)（Redyced

61、Instryction Set Computer,RISC）和復(fù)雜指令系統(tǒng)CISC (Complex instruction Set Computer,CISC)。RSIC計(jì)算機(jī)在通道中只包含最有用的指令。確保數(shù)據(jù)通道快速執(zhí)行每一條指令，從而提高了執(zhí)行效率并使用CPU硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得更為簡(jiǎn)單。</p><p>　　嵌入式微處理器有各種不同的體系統(tǒng)，即使在同一體系中也可能具有不同的時(shí)鐘頻率和數(shù)據(jù)總寬度，或集成了不同

62、的外設(shè)和接口。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全世界嵌入式微處理器已經(jīng)超過(guò)1000多種，體系結(jié)構(gòu)有30多個(gè)系列，其中主流的體系有ARM、MIPS、PowerPC、X86和SH等。但與全球PC市場(chǎng)不同的是，沒(méi)有一種嵌入式微處理器可以主導(dǎo)市場(chǎng)，僅以32位的產(chǎn)品而言，就有100種以的嵌入式微處理器。嵌入式微處理器的選擇是根據(jù)具體的應(yīng)用而決定的。</p><p>　　第八章：嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)</p><

63、;p>　　隨著信息化，智能化，網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)也將獲得廣闊發(fā)展空間。美國(guó)著名未來(lái)學(xué)家尼葛洛龐帝99年1月訪華時(shí)預(yù)言，4~5年后嵌入式智能（電腦）工具將是PC和因特網(wǎng)之后最偉大的發(fā)明。我國(guó)著名嵌入式系統(tǒng)專家沈緒榜院士98年11月在武漢全國(guó)第11次微機(jī)學(xué)術(shù)交流會(huì)發(fā)表的《計(jì)算機(jī)的發(fā)展與技術(shù)》一文中，對(duì)未來(lái)10年以嵌入式芯片為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)工業(yè)進(jìn)行了科學(xué)的闡述和展望。1999年世界電子產(chǎn)品產(chǎn)值已超過(guò)12000億美元，2000年達(dá)到

64、13000億美元。</p><p>　　信息時(shí)代，數(shù)字時(shí)代使得嵌入式產(chǎn)品獲得了巨大的發(fā)展契機(jī)，為嵌入式市場(chǎng)展現(xiàn)了美好的前景，同時(shí)也地嵌入式生產(chǎn)廠商提出了新的挑戰(zhàn)，從中我們可以看出未來(lái)嵌入式系統(tǒng)的幾大發(fā)展趨勢(shì)；</p><p>　?、?、嵌入式開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，因此要求嵌入式系統(tǒng)廠商不僅要提供嵌入式軟硬件系統(tǒng)本身，同時(shí)還需要提供強(qiáng)大的硬件開(kāi)發(fā)工具和軟件包支持。</p><

65、p>　?、?、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的要求隨著因特網(wǎng)技術(shù)的成熟、帶寬的提高日益提高，使得以往單一功能的設(shè)備如電話、手機(jī)、冰箱、微波爐等功能不再單一，結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜</p><p>　?、?、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)成為必然趨勢(shì)。未來(lái)的嵌入式設(shè)備為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的要求，必然要求硬件上提供各種網(wǎng)絡(luò)通信接口。</p><p>　　④、精簡(jiǎn)系統(tǒng)內(nèi)核，算法，降低功耗和軟硬件成本。</p><p>　

66、?、荨⑻峁┯押玫亩嗝襟w人機(jī)界面。嵌入式設(shè)備能與用戶親密接觸，最重要的因素就是它能提供非常友好的用戶界面。</p><p><b>　　外文資料原文之一</b></p><p>　　Based on ARM7 embedded home appliance the design of control system</p><p>　　The fi

67、rst chapter: embedded system development history</p><p>　　At present, the application of embedded system in the area, many people of what is not very understanding of embedded system. Some people engage in m

68、ore than 10 years of SCM application, do not know the SCM is one of the most typical embedded system; also some people in the interpretation of what is the embedded system, not from the definition, it lists some characte

69、ristics of embedded systems, often unintelligible. Therefore, it is necessary from the development history of modern computing, emb</p><p>　　Embedded system was born in microcomputer era, embedded systems em

70、bedded in nature is a computer into an object system, these are the basic starting point of understanding of embedded system. Because the embedded computer system is embedded into the object system, is the realization of

71、 the object of intelligent control, therefore, it has with a general purpose computer system completely different technical requirements and technology development direction.</p><p>　　A general purpose compu

72、ter system technical requirements are high, massive numerical calculation; the direction of technology development is unlimited upgrade the bus speed, the unlimited expansion of storage capacity. Embedded computer system

73、 technical requirements is the object of intelligent control; technology development and the object is closely related to the embedded system performance, control and control of reliability.</p><p>　　Embedde

74、d computer system will embark on a completely different path, the independent development of the road is a single chip of the road. It arouses the original traditional electronic systems manufacturers and professionals,

75、took the origin in computer embedded system, assume the development and popularization of the historical task of embedded system, quickly will be the traditional electronic system to the development of intelligent electr

76、onic system in modern times.</p><p>　　In China the field of embedded systems, embedded system comparison of identity concept is: embedded system is take the application as the center, take the computer techn

77、ology as the foundation, hardware and software and can be cut, apply to the application of function, reliability, cost, volume, power requirements are strictly dedicated computer system. It generally consists of embedded

78、 microprocessor in hardware equipment, office, embedded operating system and user application consists of four </p><p>　　If we understand the embedded ( computer ) system of the origin and development of emb

79、edded system, won't produce too much misunderstanding, and historically, essentially, universal definition of embedded system.</p><p>　　In1, the definition of embedded system</p><p>　　Accord

80、ing to the history, nature, general requirements, embedded system should be defined as:" embedded into the object system for computer system". " Embedded"," special" and" computer syste

81、m" are the three basic elements of embedded system. Object system refers to the embedded system embedded in a host system.</p><p>　　In 2, the characteristics of embedded system</p><p>　　The

82、 characteristics of embedded systems with the different definitions, which is defined by three basic factors of the derivative. Different embedded system its characteristics vary.</p><p>　　And" embedded

83、" related characteristics: because it is embedded into the object system, object system must meet environmental requirements, such as the physical environment ( small ), electrical / atmosphere ( reliable), cost ( p

84、rice ) and other requirements.</p><p>　　And" special" features: soft, hardware cutting; meet the minimum requirement of soft, hardware object configuration.</p><p>　　And" computer

85、 system " of the relevant features: embedded system must be targeted to meet the requirements of system control computer system. And on two characteristics of echoes, this computer must be configured with the object

86、 system is adapted to interface circuit.</p><p>　　In addition, in understanding the definition of embedded system and embedded devices, not be confused. Embedded equipment refers to the internal embedded sys

87、tem products, equipment, for example, embedded SCM appliances, instrumentation, industrial control unit, robot, mobile phone, PDA etc..</p><p>　　In 3, the types and development of embedded system</p>

88、<p>　　According to the above definition of embedded system, only to meet the definition of the three elements of the computer system, can be called embedded system. Embedded systems can be classified according to mo

89、rphology and equipment level ( IPC ), board level ( single board, module ), chip level ( MCU, SoC ).</p><p>　　Some people regard the embedded processor as embedded system, but as a result of the embedded sys

90、tem is an embedded computer system, therefore, only the embedded processor consists of a computer system, and as an embedded application, such that the computer system can be called embedded system.</p><p>　

91、　Embedded system and object system closely related, its main technical development direction is to satisfy the application requirements, expanding the object system requirements of the peripheral circuits ( such as ADC,

92、DAC, PWM, calendar clock, power monitoring, process monitoring circuit ), formed to meet the requirements of the application system object system. Therefore, the embedded system as a special computer system, to continuou

93、sly to the computer application system development. Therefore</p><p>　　In4, real-time embedded systems</p><p>　　Response time: real-time systems from the identified an external event to make the

94、 response time;</p><p>　　Survival time: is effective wait time data, data only at this time is effective;</p><p>　　Throughput: it is in the given time the system is capable of processing the tot

95、al number of events, the throughput is usually better than the average response time countdown to smaller.</p><p>　　Real time system according to the response time can be divided into general real-time syste

96、m, real-time system and real-time system three. Real time system in the design aim is to make each task to run faster, but there is no restriction on a task must be in long time, soft real-time system is more concerned o

97、n the program running results are correct, and the safety performance of system and other aspects, the task execution time required relatively more loose, the general response time can be t</p><p>　　The seco

98、nd chapter: embedded independent development road</p><p>　　The 1single chip microcomputer embedded system, create independent development road</p><p>　　Embedded system although originated in the

99、 computer age, however, the microcomputer volume, price, reliability can satisfy the object system embedded application requirements, therefore, the embedded system must go independent development road. This road is the

100、road of chip. The computer on a chip, thus creating the independent development of embedded system chip era.</p><p>　　In the exploration of MCU development way, have two kinds of pattern, namely" the mo

101、del" and" innovation mode". " The pattern" is essentially universal computer chip mode, it will be a general purpose computer system in the basic unit after cutting, integrated in a chip, constit

102、ute a single chip micro computer;" innovation" is completely according to the embedded application requirements for the design of new, meet the requirements of embedded application system structure, microproces