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嵌入式系统硬件体系设计(嵌入式硬件设计36讲)

什么是嵌入式系统的软硬件协同设计

嵌入式系统的软硬件协同设计既是通过综合分析系统软硬件功能及现有资源,最大限度地挖掘系统软硬件之间的并发性,协同软硬件体系结构,找到软硬件的最佳结合点,从而使系统高效工作的一种现代嵌入式系统设计。

搞嵌入式开发的人有两类:一类是学电子工程、通信工程等偏硬件专业出身的人,他们主要是搞硬件设计,有时要开发一些与硬件关系最密切的最底层软件,如BootLoader、 Board Support Package(像PC的BIOS一样,往下驱动硬件,往上支持操作系统),最初级的硬件驱动程序等。

BSP是指板级支持软件(Board Support Package),其主要作用是为特定硬件平台提供一套软件库和驱动程序接口(API)以便应用层软件能够与硬件进行交互,实现硬件资源的管理和控制。通俗的说BSP就是嵌入式系统软硬件协同设计的产物。

嵌入式系统是由若干个功能模块组成的,这些功能模块按照其性质可以分为软件模块和硬件模块两类。在过去几十年内,系统的设计方法经历了很大的变化,有自上向下的设计方法,也有模块化设计方法,他们总体上都是硬件模块优先的设计方法,将其统称为传统的设计方法。这种设计方法将硬件和软件分为两个独立的部分。

嵌入式系统体系结构

1、它将系统上层软件和底层硬件分离开来,使系统上层软件开发人员无需关系底层硬件的具体情况,根据BSP层提供的接口开发即可。BSP有两个特点:硬件相关性和操作系统相关性。 设计一个完整的BSP需要完成两部分工作: A、 嵌入式系统的硬件初始化和BSP功能。

2、MCGS嵌入式体系结构分为开发环境、模拟运行环境和运行环境三部分。

3、嵌入式系统的核心部件是嵌入式处理器,截至2000年嵌入式处理器的品种总量超过1000种,流行的体系结构30多个系列。从应用的角度来划分,嵌入式处理器分为这几个类型:嵌入式微控制器(MCU:又叫单片机)、嵌入式微处理器(MPU)、嵌入式DSP、嵌入式片上系统(SoC)。

4、嵌入式系统硬件层的核心是嵌入式微处理器,嵌入式微处理器与通用CPU最大的不同在于嵌入式微处理器大多工作在为特定用户群所专用设计的系统中,它将通用CPU许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于嵌入式系统在设计时趋于小型化,同时还具有很高的效率和可靠性。

5、嵌入式微处理器体系结构 嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的,它必须与具体应用相结合才会具有生命力、才更具有优势。

6、图所示的是一个嵌入式实时数据库系统的体系结构,同传统的数据库一样,它仍然是一种三级模式的结构体系,即用户模式、逻辑模式和存储模式。

嵌入式系统在硬件设计,操作系统的选择,以及软件的设计要遵循哪些原则...

软件的设计开发应遵循以下六大原则: OCP全称:“Open-Closed Principle” 开放-封闭原则说明:对扩展开放,对修改关闭。优点:按照OCP原则设计出来的系统,降低了程序各部分之间的耦合性,其适应性、灵活性、稳定性都比较好。

嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计,量体裁衣、去除冗余,力争在同样的硅片面积上实现更高的性 能,这样才能在具体应用中对处理器的选择更具有竞争力。嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,它的升级换代也是和具体产品同步进行,因此嵌入式系统产品一旦进 入市场,具有较长的生命周期。

嵌入式系统的核心选择非常重要。要选一款刚好性能够用、能力稍稍超过要求的芯片,这个需要从硬件的速度、外围设备丰富程度、可扩展性、可加密性等方面综合考虑,在同类芯片中横向选择最市场化的(最常见、容易购买、价格低、国内厂家使用普遍)、技术难度低(封装、焊接大众化的)、口碑好的产品。

嵌入式系统的传统设计方法有哪些?

《单片机及嵌入式系统》以国内应用最广的MCS-51单片机为基础,介绍嵌入式计算机系统的结构及传统设计方法。着重讲述在进行嵌入式系统设计时的基本概念和基本方法,同时还专门介绍基于SOC的嵌入式系统及如何设计SOC,并以此为基础构成嵌入式系统。侧重于对学生的工程思维能力的培养。

.IC技术1)全定制/VLSI2)半定制ASIC3)可编程ASIC 3.设计/验证技术 嵌入式系统的设计技术主要包括硬件设计技术和软件设计技术两大类。硬件设计领域的技术主要包括芯片级设计技术和电路板级设计技术芯片级设计技术的核心是编译/综合、库/IP、测试/验证。

在当今信息化社会中,嵌入式系统在人们的日常工作和生活中所占的份额,可能已超过传统意义的控制系统,这就是为什么我们的学生感到学的没有用,而有用的又没有学的原因。

简单地说,嵌入式系统集系统的应用软件与硬件于一体,类似于 PC 中 BIOS 的工作方式,具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点,特别适合于要求实时和多任务的体系。嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成,它是可独立工作的“器件”。

我们知道,在嵌入式系统设计与开发中越来越多地应用嵌入式操作系统。由于操作系统的引入,数据的读写往往是通过文件的方式完成,而不是直接对存储单元地址操作。用文件读写方式操作数据,在程序的运行过程中往往将数据暂存在易失性的存储空间,如SDRAM,一旦系统意外失电,这些数据往往被丢失。

嵌入式硬件设计内容提要

1、《嵌入式硬件设计(第二版)》是一本极具价值的指南,对于评估和应用嵌入式系统的读者来说,它提供了宝贵的基础知识。

2、对于初学者,本书提供了一站式的嵌入式设计入门指南,涵盖了基础知识;而对于高级设计者,它则是一本实用的参考资料库,为他们深入理解和应用提供了有价值的支持。不同于市面上大部分书籍,本书在探讨特定微处理器编程的同时,也强调了设计原理与实际操作的结合,兼顾了理论与实践。

3、在嵌入式技术日益普及的今天,S3C2410作为ARM9处理器的代表之一,以其在市场上的竞争力,与Linux这一开放源码操作系统相结合,为嵌入式系统设计提供了强大的基础。嵌入式系统的设计涵盖了概念理解、软硬件开发调试、Linux驱动与应用程序开发,以及图形用户界面MiniGUI的移植与应用实践。

4、第一部分,涵盖了6章内容,专为初学者设计,旨在奠定嵌入式应用的硬件与软件基础知识。这里重点讲解了Freescale HC08/S08/RS08系列单片机的基础知识,包括单片机的结构、汇编语言和C语言基础。书中提供了一个汇编工程和一个C语言工程实例,以帮助读者熟悉开发环境和调试方法。