嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用課程號(hào)：0123305810課序號(hào)：1012013年秋山東大學(xué)信息學(xué)院歡迎進(jìn)入嵌入式的世界基本信息U：信息學(xué)院11級(jí)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(shí)驗(yàn)室)答疑時(shí)間:星期四4:00-5:30pm課程概述時(shí)間：2013~2014學(xué)年第一學(xué)期（秋）理論8周（24學(xué)時(shí)）、實(shí)驗(yàn)8周（32學(xué)時(shí)）課本：蔣建春，嵌入式系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)，機(jī)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(xué)出版社，2003年2.楊宗德，嵌入式ARM系統(tǒng)原理與實(shí)例開(kāi)發(fā)(第2版)，北京大學(xué)出版社，2010年3.符意德編著.嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，20044.孫玉芳等譯.嵌入式計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理（computersascomponents,principlesofembeddedcomputingsystemdesign,MarilynWolf）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20025.AndrewN.Sloss著,沈建華譯，ARM嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)—軟件設(shè)計(jì)與優(yōu)化，北京航空航天大學(xué)出版社，20056.任哲，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μCOS-II原理及應(yīng)用（第2版），北京航空航天大學(xué)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(jī)器和設(shè)備的裝置”（原文為devicesusedtocontrol,monitororassisttheoperationofequipment,machineryorplants）根據(jù)IEEE定義:eRemoteIntelligentHomeController嵌入式設(shè)備或產(chǎn)品—1信息家電NixvueDigitalAlbumDigitalPhotoAlbumTektronixTDS7000DigitalOscilloscopes嵌入式設(shè)備或產(chǎn)品—28手機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)---IPhone5（1）9手機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)---IPhone5（2）A6，該處理器是由蘋(píng)果自定義設(shè)計(jì)(ARMv7指令集基礎(chǔ)上)意法半導(dǎo)體LIS331DLH(2233/DSH/GFGHA)超低功耗高性能的三軸線性加速度計(jì)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(jī)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(kāi)關(guān)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(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)-8---IPhone5（4）QualcommPM8018射頻功率管理ICHynixH2JTDG2MBR128GB(16GB)NAND閃存蘋(píng)果338S1131電源管理ICMurata339S0171Wi-Fi模塊蘋(píng)果338S1131音頻編解碼器意法半導(dǎo)體L3G4200D(AGD5/2235/G8SBI)的低功耗三軸陀螺儀

12Finepix數(shù)碼相機(jī)的解剖照片PC？鼠標(biāo)結(jié)構(gòu)圖嵌入式設(shè)備或產(chǎn)品—智能玩具與機(jī)器人基于WinCE的移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)基于RTLinux的仿人機(jī)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(yīng)周期:1ms

能源：DC24Vx6.2A(150W)制造：富士通18機(jī)器魚(yú)19機(jī)器魚(yú)嵌入式控制器方案設(shè)計(jì)

20用于水下勘測(cè)的螃蟹機(jī)器人英國(guó)巴斯大學(xué)一位研究生設(shè)計(jì)的，它目前可以在陸地上任意移動(dòng)，未來(lái)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)將計(jì)劃將它用于完全的水下勘測(cè)任務(wù)操作。嵌入式技術(shù)應(yīng)用——工業(yè)控制工業(yè)方面：機(jī)床、冶金、電子、交通、航空航天等行業(yè)技術(shù)升級(jí)的重要基礎(chǔ)汽車(chē)電子產(chǎn)品（18個(gè)嵌入式控制模塊）——CAN總線網(wǎng)絡(luò)VOLVOS80汽車(chē)的CAN總線網(wǎng)絡(luò)

嵌入式應(yīng)用——汽車(chē)電子嵌入式系統(tǒng)在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用單芯片微電腦控制系統(tǒng)雨刷、車(chē)燈系統(tǒng)、儀表盤(pán)、電動(dòng)門(mén)窗等MCU系統(tǒng)ABS系統(tǒng)、智慧安全氣囊、主動(dòng)式懸吊系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)等SoC系統(tǒng)混合動(dòng)力總成、底盤(pán)綜合控制、汽車(chē)定位導(dǎo)航、車(chē)輛狀態(tài)記錄與監(jiān)控等兩種汽車(chē)使用的嵌入式系統(tǒng)一類是汽車(chē)電子控制裝置它和車(chē)上機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行配合使用，即所謂“機(jī)電結(jié)合”的汽車(chē)電子裝置；它們包括發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)、車(chē)身電子控制。例如電子燃油噴射系統(tǒng)、制動(dòng)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(dòng)變速器、電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向等。25兩種汽車(chē)使用的嵌入式系統(tǒng)（續(xù)）另一類是車(chē)載汽車(chē)電子裝置車(chē)載汽車(chē)電子裝置是在汽車(chē)環(huán)境下能夠獨(dú)立使用的電子裝置，它和汽車(chē)本身的性能并無(wú)直接關(guān)系。它們包括汽車(chē)信息系統(tǒng)（行車(chē)電腦）、導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車(chē)音響及電視娛樂(lè)系統(tǒng)、車(chē)載通信系統(tǒng)、上網(wǎng)設(shè)備等。26嵌入式系統(tǒng)——高性能武器平臺(tái)的基礎(chǔ)參加反恐作戰(zhàn)的“赫耳墨斯”價(jià)值4萬(wàn)美元，可攜帶2架攝像機(jī)，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(hào)”登陸火星2012好奇號(hào)嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域移動(dòng)電話信息家電視聽(tīng)設(shè)備飛機(jī)人造衛(wèi)星導(dǎo)彈魚(yú)雷車(chē)輛機(jī)器人掌上電腦醫(yī)療設(shè)備工業(yè)控制計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備水面艦船潛艇坦克戰(zhàn)車(chē)自行火炮環(huán)境監(jiān)測(cè)其它交通管理嵌入式系統(tǒng)34嵌入式系統(tǒng)無(wú)處不在從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，PC機(jī)和計(jì)算機(jī)工作站將衰落，因?yàn)橛?jì)算機(jī)變得無(wú)處不在：例如在墻里、在手腕上、在手寫(xiě)電腦中（象手寫(xiě)紙一樣）等等，隨用隨取、伸手可及。---無(wú)處不在的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)全世界的計(jì)算機(jī)科學(xué)家正在形成一種共識(shí):

計(jì)算機(jī)不會(huì)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(wú)處不在.他們藏身在任何地方,又消失在所有地方,功能強(qiáng)大,確有無(wú)影無(wú)蹤。而這一切的關(guān)鍵在于嵌入式技術(shù)——“嵌入式系統(tǒng)無(wú)處不在”。

35嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)形式多樣、面向特定應(yīng)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(guān)注成本有實(shí)時(shí)性和可靠性的要求使用的操作系統(tǒng)適應(yīng)多種處理器，可剪裁、輕量型、實(shí)時(shí)可靠、可固化的嵌入式操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)需要專門(mén)工具和特殊方法36前言課程設(shè)置的必要性應(yīng)用需求日趨復(fù)雜微處理器技術(shù)長(zhǎng)足發(fā)展嵌入式軟件技術(shù)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(shè)計(jì)基礎(chǔ)嵌入式系統(tǒng)最新設(shè)計(jì)理念開(kāi)發(fā)流程與實(shí)驗(yàn)前期課程微機(jī)原理、匯編語(yǔ)言、C語(yǔ)言學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)完本課程，你應(yīng)該能夠了解嵌入式開(kāi)發(fā)基本流程了解ARM體系結(jié)構(gòu)及其編程掌握簡(jiǎn)單的嵌入式操作系統(tǒng)（C/OS）應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)課程大綱（24學(xué)時(shí)）課次學(xué)時(shí)形式內(nèi)容第1周3講課概論、基礎(chǔ)知識(shí)第2周3講課基礎(chǔ)知識(shí)、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(shè)計(jì)與編程第5周3講課平臺(tái)的構(gòu)建、嵌入式C和混合編程、嵌入式開(kāi)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(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC／OS-Ⅱ第8周12講課μC／OS-Ⅱ、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例時(shí)間：周三14:00-17:00地點(diǎn)：理綜樓515實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的內(nèi)容目標(biāo)平臺(tái)開(kāi)發(fā)工具嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目PC虛擬機(jī)CygwinARM7/9boardEmbestEdkitIII開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)箱EbestIDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境無(wú)操作系統(tǒng)或uC/OS（源代碼）本課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)包含四部分實(shí)驗(yàn)基于EmbestIDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的ARM匯編語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)基于EmbestIDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的C語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)EduKit-III實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的常規(guī)實(shí)驗(yàn)EduKit-III實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完成一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)自行創(chuàng)意的綜合實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)課程成績(jī)＝平時(shí)成績(jī)＋實(shí)驗(yàn)成績(jī)平時(shí)成績(jī)？分實(shí)驗(yàn)成績(jī)？分嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一門(mén)綜合性的課程，涉及電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等諸多專業(yè)知識(shí)，綜合性強(qiáng)，可包括微機(jī)原理、單片機(jī)設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)等課程內(nèi)容。嵌入式系統(tǒng)是軟件、硬件設(shè)計(jì)的完美結(jié)合。理論與實(shí)踐相結(jié)合：實(shí)踐是