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《嵌入式系统讲义》ppt课件$number{01}目录•嵌入式系统概述•嵌入式系统硬件•嵌入式系统软件•嵌入式系统开发实例•嵌入式系统未来展望01嵌入式系统概述定义与特点低功耗专用性嵌入式系统通常由电池供电,因嵌入式系统是针对特定任务设计此需要低功耗设计以延长电池寿的,具有高度的专业性命0504030201小型化实时性定义嵌入式系统需要小巧轻便,以便嵌入式系统需要能够在确定的时嵌入式系统是一种专用的计算机集成到其他设备中间内响应外部事件或完成特定任系统,它被嵌入到其他设备中,务以控制、监视或帮助操作该设备嵌入式系统的应用领域嵌入式系统用于控制和监视各种工业设备,如工业自动化机器人、自动化生产线等嵌入式系统用于智能家居设备的控制,如智能智能家居灯泡、智能插座等嵌入式系统用于医疗设备的控制和监测,如监医疗设备护仪、医疗诊断仪器等嵌入式系统的发展趋势智能化随着人工智能技术的发展,嵌入式系统将更加智能化,能够自主完成更复杂的任务低功耗化随着物联网设备的普及,嵌入式系统的低功耗设计将更加重要,网络化以满足长时间运行的需求嵌入式系统将更加网络化,能够与其他设备进行无线通信和远程定制化控制随着应用领域的多样化,嵌入式系统的定制化需求将更加突出,以满足不同设备的特殊要求02嵌入式系统硬件微处理器微处理器是嵌入式系统的核心,负责控制和协调系统各个部分的工作根据不同的应用需求,可以选择不同的微处理器,如ARM、MIPS、PowerPC等微处理器的性能直接影响整个嵌入式系统的性能和功能存储器存储器是嵌入式系统中用于存储数据和程序的01硬件设备02常见的存储器类型包括RAM、ROM、Flash等03存储器的容量和速度对嵌入式系统的性能和功能也有重要影响输入输出接口010203输入输出接口是嵌入式常见的输入输出接口包输入输出接口的种类和系统与外部设备进行通括GPIO、UART、SPI、数量决定了嵌入式系统信的桥梁I2C等与外部设备交互的能力电源与复位电路电源电路为嵌入式系统提供稳定的电源供应,复位电路用于在系统出现异常时重新启动系统电源与复位电路的设计对嵌入式系统的稳定性和可靠性至关重要嵌入式系统硬件设计流程01硬件设计流程包括需求分析、设计、仿真、调试等阶段02在设计阶段,需要根据需求选择合适的微处理器、存储器、输入输出接口等硬件设备03在仿真和调试阶段,需要对设计的硬件进行测试和验证,确保其符合设计要求并能够正常工作03嵌入式系统软件嵌入式操作系统实时性资源管理任务调度嵌入式操作系统能够提嵌入式操作系统负责管嵌入式操作系统能够根供实时性支持,确保系理硬件资源,如处理器、据任务优先级进行调度,统在规定时间内完成响内存、存储等,并提供确保关键任务优先执行应相应的调度机制嵌入式软件开发工具集成开发环境(IDE)编译器提供代码编辑、编译、调试等功能的将源代码编译为目标代码的编译器集成开发环境调试器仿真器模拟嵌入式系统的运行环境,便于开用于在嵌入式系统中进行调试的工具发和测试嵌入式软件设计方法0104可扩展性设计模块化设计将系统划分为若干便于系统升级和功个模块,便于开发0203能扩展和维护实时性设计低功耗设计确保系统在规定时降低系统功耗,延间内完成响应,满长电池寿命足实时性要求嵌入式软件测试与优化单元测试系统测试性能优化对每个模块进行测试,对整个系统进行测试,通过优化算法和代码,确保模块功能正确确保系统运行稳定提高系统性能04嵌入式系统开发实例基于ARM的嵌入式系统开发0102ARM处理器架构ARM开发板ARM处理器以其高效能、低功耗和低成本特性市面上有多种基于ARM架构的开发板,如广泛应用于嵌入式系统开发Raspberry Pi、BeagleBone等,为开发者提供了丰富的硬件资源0304应用领域开发工具链ARM开发需要相应的编译工具链,如GCC、ARM嵌入式系统广泛应用于智能家居、物联网、Keil等,以及调试工具如JTAG、SWD等智能硬件等领域基于FPGA的嵌入式系统开发FPGA原理开发工具链FPGA(现场可编程门阵列)FPGA开发需要相应的EDA是一种可编程逻辑器件,通软件,如Vivado、Quartus过编程实现各种数字电路功等,以及HDL语言如VHDL、能Verilog等01020304FPGA开发板应用领域Xilinx、Altera等公司提供FPGA嵌入式系统广泛应用了多种FPGA开发板,如于通信、雷达、图像处理等Zynq-
7000、Cyclone IV领域等基于DSP的嵌入式系统开发标题DSP原理DSP开发板开发工具链应用领域DS•P(文数字字内信容号处理TI、ADI等公司提供DSP开发需要相应的DSP嵌入式系统广泛•文字内容器•)是文一字种内专容门用于了多种DSP开发板,编译工具链,如TI的应用于音频处理、图•文字内容数字信号处理的微处如TMS320F
28335、Code Composer像处理、雷达信号处理器ADSP-21369M等Studio、ADI的理等领域VisualDSP等基于单片机的嵌入式系统开发单片机原理单片机是一种集成CPU、存储器、定时器/计数器、I/O接口等功能的微控制器单片机型号市面上有多种单片机型号,如8051系列、PIC系列、AVR系列等开发工具单片机开发通常使用Keil、IAR等集成开发环境(IDE)应用领域单片机嵌入式系统广泛应用于家电、智能仪表、工业控制等领域05嵌入式系统未来展望人工智能与嵌入式系统的融合人工智能技术为嵌入式系统带来更高效的处理能力和智能化水平,提升系统的自主性和适应性嵌入式系统将成为人工智能技术的关键应用领域,推动人工智能技术的普及和商业化人工智能与嵌入式系统的融合将促进智能硬件的发展,为智能家居、智能制造等领域提供更多智能化解决方案物联网与嵌入式系统的融合物联网技术将嵌入式系统连接起嵌入式系统将成为物联网技术的物联网与嵌入式系统的融合将促来,实现设备间的互联互通和数关键组成部分,推动物联网技术进智能硬件的普及,为智慧城市、据共享,提升系统的整体效能的普及和商业化智能交通等领域提供更多智能化解决方案嵌入式系统在智能家居中的应用前景嵌入式系统将广泛应用于智能家居领域,实现家居设备的互联互通和智能化控制嵌入式系统将提升智能家居嵌入式系统在智能家居领域的的安全性和便利性,为用户应用将促进智能硬件的创新和提供更加舒适和便捷的生活发展,推动智能家居产业的升体验级和变革THANKS。