嵌入式系統(tǒng)原理與應用課程號：0123305810課序號：1012013年秋山東大學信息學院歡迎進入嵌入式的世界基本信息U：信息學院11級通信工程專業(yè)I：孫健E-mail:wwwebmaster@辦公室:信院北樓532房間（通信系統(tǒng)仿真實驗室)答疑時間:星期四4:00-5:30pm課程概述時間：2013~2014學年第一學期（秋）理論8周（24學時）、實驗8周（32學時）課本：蔣建春，嵌入式系統(tǒng)原理與設計，機械工業(yè)出版社，2010年參考資料1.杜春雷，ARM體系結(jié)構(gòu)與編程，清華大學出版社，2003年2.楊宗德，嵌入式ARM系統(tǒng)原理與實例開發(fā)(第2版)，北京大學出版社，2010年3.符意德編著.嵌入式系統(tǒng)設計原理與應用.北京：清華大學出版社，20044.孫玉芳等譯.嵌入式計算系統(tǒng)設計原理（computersascomponents,principlesofembeddedcomputingsystemdesign,MarilynWolf）.北京：機械工業(yè)出版社，20025.AndrewN.Sloss著,沈建華譯，ARM嵌入式系統(tǒng)開發(fā)—軟件設計與優(yōu)化，北京航空航天大學出版社，20056.任哲，嵌入式實時操作系統(tǒng)μCOS-II原理及應用（第2版），北京航空航天大學出版社45嵌入式系統(tǒng)的基本概念

嵌入式系統(tǒng)是“用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機器和設備的裝置”（原文為devicesusedtocontrol,monitororassisttheoperationofequipment,machineryorplants）根據(jù)IEEE定義:eRemoteIntelligentHomeController嵌入式設備或產(chǎn)品—1信息家電NixvueDigitalAlbumDigitalPhotoAlbumTektronixTDS7000DigitalOscilloscopes嵌入式設備或產(chǎn)品—28手機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)---IPhone5（1）9手機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)---IPhone5（2）A6，該處理器是由蘋果自定義設計(ARMv7指令集基礎上)意法半導體LIS331DLH(2233/DSH/GFGHA)超低功耗高性能的三軸線性加速度計TI27C245I觸摸屏控制器(跟MacBookAir一樣)Broadcom的BCM5976觸控屏控制芯片高通MDM9615MLTE調(diào)制解調(diào)器RTR8600RFMulti-band/mode收發(fā)器10手機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)-7---IPhone5（3）Skyworks77352-15功率放大器模塊(GSM/GPRS/EDGE)SWUA147228(RF天線開關模塊)TriQuint公司的686083-1229(WCDMA/HSUPA功率放大器/雙工器模塊)Avago的AFEM-7813(LTEB1/B3PA+FBAR)功率放大器Skyworks77491-158(CDMA功率放大器模塊)AvagoA5613ACPM-5613(LTE頻段放大器)11手機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)-8---IPhone5（4）QualcommPM8018射頻功率管理ICHynixH2JTDG2MBR128GB(16GB)NAND閃存蘋果338S1131電源管理ICMurata339S0171Wi-Fi模塊蘋果338S1131音頻編解碼器意法半導體L3G4200D(AGD5/2235/G8SBI)的低功耗三軸陀螺儀

12Finepix數(shù)碼相機的解剖照片PC？鼠標結(jié)構(gòu)圖嵌入式設備或產(chǎn)品—智能玩具與機器人基于WinCE的移動機器人平臺基于RTLinux的仿人機器人高48cm

重:6kg

靈活性：20DOF操作系統(tǒng):RT-Linux

接口形式:USB1.0(12Mbps)響應周期:1ms

能源：DC24Vx6.2A(150W)制造：富士通18機器魚19機器魚嵌入式控制器方案設計

20用于水下勘測的螃蟹機器人英國巴斯大學一位研究生設計的，它目前可以在陸地上任意移動，未來的開發(fā)設計將計劃將它用于完全的水下勘測任務操作。嵌入式技術應用——工業(yè)控制工業(yè)方面：機床、冶金、電子、交通、航空航天等行業(yè)技術升級的重要基礎汽車電子產(chǎn)品（18個嵌入式控制模塊）——CAN總線網(wǎng)絡VOLVOS80汽車的CAN總線網(wǎng)絡

嵌入式應用——汽車電子嵌入式系統(tǒng)在汽車產(chǎn)業(yè)的應用單芯片微電腦控制系統(tǒng)雨刷、車燈系統(tǒng)、儀表盤、電動門窗等MCU系統(tǒng)ABS系統(tǒng)、智慧安全氣囊、主動式懸吊系統(tǒng)、發(fā)動機管理系統(tǒng)等SoC系統(tǒng)混合動力總成、底盤綜合控制、汽車定位導航、車輛狀態(tài)記錄與監(jiān)控等兩種汽車使用的嵌入式系統(tǒng)一類是汽車電子控制裝置它和車上機械系統(tǒng)進行配合使用，即所謂“機電結(jié)合”的汽車電子裝置；它們包括發(fā)動機、底盤、車身電子控制。例如電子燃油噴射系統(tǒng)、制動防抱死控制（ABS）、防滑控制（ASR）、牽引力控制（TCS）、電子控制懸架、電子控制自動變速器、電子動力轉(zhuǎn)向等。25兩種汽車使用的嵌入式系統(tǒng)（續(xù)）另一類是車載汽車電子裝置車載汽車電子裝置是在汽車環(huán)境下能夠獨立使用的電子裝置，它和汽車本身的性能并無直接關系。它們包括汽車信息系統(tǒng)（行車電腦）、導航系統(tǒng)、汽車音響及電視娛樂系統(tǒng)、車載通信系統(tǒng)、上網(wǎng)設備等。26嵌入式系統(tǒng)——高性能武器平臺的基礎參加反恐作戰(zhàn)的“赫耳墨斯”價值4萬美元，可攜帶2架攝像機，發(fā)揮了很好作用。軍事偵察微型飛行器---“黑寡婦”空中飛行器反恐防暴基于VXworks的火星探路者2004年“勇氣號”登陸火星2012好奇號嵌入式系統(tǒng)的應用領域移動電話信息家電視聽設備飛機人造衛(wèi)星導彈魚雷車輛機器人掌上電腦醫(yī)療設備工業(yè)控制計算機外圍設備水面艦船潛艇坦克戰(zhàn)車自行火炮環(huán)境監(jiān)測其它交通管理嵌入式系統(tǒng)34嵌入式系統(tǒng)無處不在從長遠來看，PC機和計算機工作站將衰落，因為計算機變得無處不在：例如在墻里、在手腕上、在手寫電腦中（象手寫紙一樣）等等，隨用隨取、伸手可及。---無處不在的計算機系統(tǒng)全世界的計算機科學家正在形成一種共識:

計算機不會成為科幻電影中的那種貪婪的怪物,而是將變得小巧玲瓏,無處不在.他們藏身在任何地方,又消失在所有地方,功能強大,確有無影無蹤。而這一切的關鍵在于嵌入式技術——“嵌入式系統(tǒng)無處不在”。

35嵌入式系統(tǒng)的特點形式多樣、面向特定應用有多種類型的處理器和處理器體系結(jié)構(gòu)的支持極其關注成本有實時性和可靠性的要求使用的操作系統(tǒng)適應多種處理器，可剪裁、輕量型、實時可靠、可固化的嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)需要專門工具和特殊方法36前言課程設置的必要性應用需求日趨復雜微處理器技術長足發(fā)展嵌入式軟件技術成為核心課程涉及的主要內(nèi)容闡述嵌入式系統(tǒng)的要素嵌入式系統(tǒng)軟硬件設計基礎嵌入式系統(tǒng)最新設計理念開發(fā)流程與實驗前期課程微機原理、匯編語言、C語言學習目標學完本課程，你應該能夠了解嵌入式開發(fā)基本流程了解ARM體系結(jié)構(gòu)及其編程掌握簡單的嵌入式操作系統(tǒng)（C/OS）應用程序開發(fā)課程大綱（24學時）課次學時形式內(nèi)容第1周3講課概論、基礎知識第2周3講課基礎知識、ARM微處理器體系結(jié)構(gòu)第3周3講課ARM微處理器體系結(jié)構(gòu)與指令集第4周3講課嵌入式系統(tǒng)常用硬件模塊設計與編程第5周3講課平臺的構(gòu)建、嵌入式C和混合編程、嵌入式開發(fā)流程第6周3講課嵌入式操作系統(tǒng)第7周2講課嵌入式實時操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ第8周12講課μC／OS-Ⅱ、系統(tǒng)開發(fā)實例時間：周三14:00-17:00地點：理綜樓515實驗系統(tǒng)的內(nèi)容目標平臺開發(fā)工具嵌入式操作系統(tǒng)實驗項目PC虛擬機CygwinARM7/9boardEmbestEdkitIII開發(fā)實驗箱EbestIDE集成開發(fā)環(huán)境無操作系統(tǒng)或uC/OS（源代碼）本課程的實驗環(huán)節(jié)包含四部分實驗基于EmbestIDE集成開發(fā)環(huán)境的ARM匯編語言實驗基于EmbestIDE集成開發(fā)環(huán)境的C語言實驗EduKit-III實驗平臺的常規(guī)實驗EduKit-III實驗平臺完成一個綜合實驗自行創(chuàng)意的綜合實驗課程成績課程成績＝平時成績＋實驗成績平時成績？分實驗成績？分嵌入式系統(tǒng)設計是一門綜合性的課程，涉及電子、計算機、自動控制等諸多專業(yè)知識，綜合性強，可包括微機原理、單片機設計、操作系統(tǒng)等課程內(nèi)容。嵌入式系統(tǒng)是軟件、硬件設計的完美結(jié)合。理論與實踐相結(jié)合：實踐是