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1、自动化专业英语教程教学课件July 28,2007P3U5A A first Look at Embedded Systems 第三部分第五单元课文A 初识嵌入式系统A 初识嵌入式系统 1.课文内容简介：主要介绍嵌入式系统的概念、特性、应用、好处和未来前景等内容。2.温习嵌入式系统中绪论的内容。3.生词与短语embedded system 嵌入式系统antilock braking system 防抱死系统equivalent adj.相等的，相当的attribute n.品质，特征high-end n.高端preferences n.参数选择solid output 可靠输出P3U5A A
2、first Look at Embedded Systems 第三部分第五单元课文A 初识嵌入式系统 automatic teller machine 自动柜员机 answering machine 电话答录机 thermostat n.自动调温器 Inertial guidance systems 惯性导航系统 aircraft n.飞行器 missile n.导弹 sprinkler n.洒水车，洒水装置 infrared adj.红外线的 reinvent v.彻底改造 Video Cassette Recorder(VCR)录像机 P3U5A A first Look at Embed
3、ded Systems 第三部分第五单元课文A 初识嵌入式系统4.难句翻译 1 Embedded systems are on the cutting edge of consumer electronics,poised to revolutionize various technologies by making them“smarter.”嵌入式系统是电子消费中最先进的技术，它们的“智能化”将彻底改变各种技术。P3U5A A first Look at Embedded Systems 第三部分第五单元课文A 初识嵌入式系统2 Embedded microprocessors enabl
4、e firms to compete on product and service innovation,by adding product and service features that customers value,but which would be largely impossible without this technology.嵌入式处理器使得公司在产品和服务上实现创新，增加产品和服务特色，为用户创造价值，如果没有这种技术，用户价值是不可能实现的。P3U5A A first Look at Embedded Systems 第三部分第五单元课文A 初识嵌入式系统5.参考译文
5、A 初识嵌入式系统概述 现在像嵌入式这样的术语越来越流行。我们被无处不在的嵌入式系统淹没。现在，问题是，从根本上说，嵌入式系统是什么？我们可以把嵌入式系统定义为“看起来不像计算机的基于微处理器的系统”或者可以说“设计用来执行特定功能的计算机硬件、软件和附加的机械的或者其他部件的结合。在一些情况下，嵌入式系统实大型系统或者产品的一部分，如汽车中的防抱死系统。”嵌入式系统包含很多硬件和软件，它们执行宿主系统的特定功能，例如，卫星，洗衣机，机器人，手持电话和汽车。P3U5A A first Look at Embedded Systems 第三部分第五单元课文A 初识嵌入式系统 调制解调器，硬盘驱动
6、器，软盘驱动器和声卡都是嵌入式系统。每个设备都包含处理器和软件，并执行特定功能。例如，调制解调器用来通过模拟电话线发送和接收数字数据。其他设备也都可以用一句话来概括。如果嵌入式系统设计精良，用户可以完全忽略处理器和软件的存在。这样的例子包括微波炉，录像机或者闹钟。在一些情况下，甚至可以制造功能相同的设备而不包含处理器和软件。嵌入式系统的特性 当嵌入式系统进入发展阶段，它们变得越来越复杂。此外，这些系统不断增加的新特性具有智能化的特点。嵌入式设备不但能完成工作，而且能够智能地工作。这些特性是：计算能力：这些设备具有一定的计算能力。非常简单的8位控制器或者高端64位微处理器都能提供这样的计算能力。
7、P3U5A A first Look at Embedded Systems 第三部分第五单元课文A 初识嵌入式系统 内存：下一个是内存。这些设备拥有处理器使用的一定数量的内存，其他一些内存用来存储用户数据和参数选择。实时性：所有设备必须在规定时间周期内，对用户/环境的收入做出反应。通信：设备必须能够接受外部其他设备的输入，进行处理并为其他设备或用户提供可靠的输出。动态决策：根据外部环境或传感器的输入变化，系统应该能够改变下一步行动。嵌入式系统应用 在我们日常生活中，嵌入式系统是那些隐蔽却很重要的应用。它们是小巧、迅捷、智能的微处理器，存在于打印机，电话答录机，电梯，汽车，点钞机，电冰箱，自动
8、调温器，腕表甚至烤箱中。嵌入式系统是消费电子中最先进的技术，它们的“智能化”将彻底改变各种技术。P3U5A A first Look at Embedded Systems 第三部分第五单元课文A 初识嵌入式系统 嵌入式系统应用描述了不同应用中嵌入式系统设计的最新技术。这包括了嵌入式系统设计总最新一些软件工具。嵌入式系统的一些实例如下：1.自动柜员机2.计算机用打印机3.磁盘驱动器4.移动电话和电话交换机5.飞行器和导弹用惯性导航系统6.医疗设备7.游戏机8.使用PLC处理自动控制和监控的工业机械9.汽车用发动机控制计算机和防抱死控制器10.腕表P3U5A A first Look at Em
9、bedded Systems 第三部分第五单元课文A 初识嵌入式系统11.家用电器，包括微波炉，空凋，电烙铁，洗衣机和电视机12.家用自动化产品，如自动调温器，喷洒器和安全监视系统13.网络设备，包括路由器和防火墙14.交通控制，智能交通灯15.音乐系统16.读卡器17.嵌入式系统的好处18.以上面的例子为参考，我们看到这么多的系统在为人类服务。不管这些好处是涉及到安全，还是人们的舒适性，实际上，这些智能系统在生活的每个方面都在帮助人们。它们帮助人们开发新技术。嵌入式处理器使得公司在产品和服务上创新，增加产品和服务特色，为用户创造价值，如果没有这种技术，用户价值是不可能实现的。根据市场研究人员
10、的分析，消费者喜欢做事“机灵”的电子设备，如通过红外线向其他设备发送指令；通过编程自动控制和与卫星等相关的超级技术，把远处能量带到身边。这样的系统使得生活安逸舒适。P3U5A A first Look at Embedded Systems 第三部分第五单元课文A 初识嵌入式系统未来前景 计算机将价格更低，外形更小巧，功能更强大，最终，它们将更加廉价，在几乎每件产品中都能看到它的身影。此外，几乎所有配备电脑的产品都能访问局域网或者互联。经过下一个十年，众多家用设备将赋予嵌入式系统功能，彻底改造并永远改变它们。像桌面印刷系统和后来的互联网，嵌入式系统是一种将从根本上永远改变广告和营销工作的技术。
11、它也将永远改变产品制造的种类和方式。嵌入式系统使得智能产品的开发和营销称为可能。这些产品能够满足用户的便利性。嵌入式系统的增长标志着工业化的新阶段。毋庸置疑，嵌入式系统的领域越来越具有挑战性，嵌入式软件的开发问题吸引了产业界和学术界大量研究人员。实际上，嵌入式系统开发投入了大量精力，许多研究人员仍然为之努力，使系统变得更智能。随着技术进步的快速发展，光明的前景就在眼前。P3U5B Embedded Systems Design 第三部分第五单元课文B 嵌入式系统设计B 嵌入式系统设计1.课文内容简介：主要介绍嵌入式系统的统基本组成、嵌入式系统设计、解析嵌入式系统设计中的难点等内容。2.温习嵌入
12、式系统中硬件组成、编程语言和通讯方式等内容。3.生词与短语 hydraulic adj.水压的 exponential adj.指数的 defrost v.除霜 deodorize v.除臭 lapse n.（时间等）流逝 drastic adj.激烈的P3U5B Embedded Systems Design 第三部分第五单元课文B 嵌入式系统设计 determinism n.决定论 deterministic adj.确定性的 redundancy n.冗余 tactic n.策略，战略 domain n.范围，领域P3U5B Embedded Systems Design 第三部分第五单
13、元课文B 嵌入式系统设计4.难句翻译 1We cannot afford expansion slots as in PC for embedded system due to embedded-hardware design constraints.由于嵌入式硬件设计的限制，我们不能像PC那样为嵌入式系统提供扩展槽。2 These systems are characterized as,“A late answer is a wrong answer”.这些特性可以描述为“迟到的响应就是错误的响应”。P3U5B Embedded Systems Design 第三部分第五单元课文B 嵌入式
14、系统设计5.参考译文B 嵌入式系统设计嵌入式系统基本组成 通常所有的嵌入式系统在其组成部件和要求方面都有很多共同点。下面是这些要求和组成部件：计算处理能力。这是嵌入式系统主要要求之一。处理过程可以通过 微处理器、液压回路或者简单的电气/电子线路完成。处理能力需要能够把用户的要求，外界的变化转化为终端用户需要的输出。用来对芯片或者其他电路进行硬接线的处理逻辑呈指数增长，并日益复杂，如果没有软件，实现这么多的功能很难想象。通常做法是成熟的技术用硬件实现，正在发展的技术用软件实现。嵌入式系统从外界获得输入，如冰箱，空调有很多功能，像除霜、空气循环，温度控制等。一些高级冰箱带有除臭，检测非工作状态的传
15、感器。P3U5B Embedded Systems Design 第三部分第五单元课文B 嵌入式系统设计 为了计算、调整各种参数，系统需要不同级别的计算能力。要根据所需计算能力水平来选择微处理器。内存：内存是非常珍贵的资源，很多嵌入式系统都需要它。由于激烈的价格战，每种资源必须加倍小心进行处理。在很多系统中，要为将来扩展留有部分空间。由于嵌入式系统设计的限制，我们不能为它提供PC中的扩展槽。所以，内存必须谨慎处理。除非特别需要，否则不要使用占用大量内存或者复制大量数据结构的算法。很多嵌入式系统本身没有硬盘或软盘驱动器。在大多数嵌入式系统中无法使用二级存储设备。所以这些系统通常使用ROM和非易失
16、性RAM存储用户代码和参数。一些程序不需要中止，将永远运行下去。在一些特殊类型的系统中，当出现突发事件或者不可恢复的错误，嵌入式系统将使用看门狗定时器复位系统。P3U5B Embedded Systems Design 第三部分第五单元课文B 嵌入式系统设计 实时性：我们可以把系统定义为对用户、外界或者自身（如定时器）输入做出反应的子系统或者组件集合。通常情况下，输入给定时间和系统反应时间之间存在时间差。在任何系统中，人们很自然地期望系统在特定时间间隔内做出反应。有一些系统，必须满足严格时间（不一定是短时间）要求。这些系统被称为实时系统。这些特性是：“迟到的答案是错误的”。实时系统可以分为：硬
17、实时系统：实时系统一旦没有满足最后时限，将引起严重的后果，导致人员财产损失。如飞行器，核反应堆等。软实时系统：实时系统即使没有满足时限要求，也不会给用户带来很大不便。例如，电视机，DVD播放机或者音乐系统，互联网传输的多媒体流（能够承受数据包的损失）。基于操作时间限制，实时系统还可以分为快速和慢速系统。和实时性密切相关的概念是决定性。这也是实时编程区别于日常应用编程的重要概念。实时系统在一定时间内做出响应，P3U5B Embedded Systems Design 第三部分第五单元课文B 嵌入式系统设计 它的行为是可以预测的。从出现输入到出现输出的时间间隔是确定的或者可预测的。它要求系统应该在
18、已知的时间周期内做出反应。通信元件：嵌入式设备和应用不能作为信息存储的孤岛。它们不能孤立，而需要和其他设备进行通信，执行用户要求的任何操作。这些通信可以通过无线网络协议，如蓝牙，无线局域网等实现。通信元件给简单的迁入实时系统带来了“智能”。嵌入式系统其他重要参数包括：成本：成本是很多嵌入式系统背后的主要驱动因素。这要求设计人员非常注意内存、外围设备等的设计。在大量生产的产品中，这个因素至关重要。可靠性：一些产品需要正常操作率达到99.999%。但像在烤箱里烤面包就没有这个必要了。可靠性需要设计人员采用一定水平的冗余。寿命：具有长寿命的产品必须用鲁棒性强并被证明性能优异的元件制造P3U5B Em
19、bedded Systems Design 第三部分第五单元课文B 嵌入式系统设计 能量消耗：这个因素已经成为研究本身的一个重要范围。随着移动式设备的大量增加，能量消耗成为关注的热点。移动式设备的设计也是如此，能量消耗必须减至最低。常用的策略包括关闭不需要的外围设备。这些策略非常依赖软件。在编程中移动设备的编程人员越来越注意节能特性。嵌入式系统设计 嵌入式软件设计，必须建立详细的软件规范，包括1.设想系统的外界环境和其它元件2.执行过程中的要求，如硬件、内存使用，安全性，错误处理和能量使用3.分析实时特性，满足时间限制要求。这需要合理分配处理的程序，安排任务和优先级。4.部件之间进行通信所需协
20、议的选择，所选协议正确性和性能的分析P3U5B Embedded Systems Design 第三部分第五单元课文B 嵌入式系统设计5.设计中采用先进的方法应该保证达到要求的正确性和可靠性水平6.解析嵌入式系统设计中的难点 7.与其他软件开发比较，嵌入式系统的开发要困难的多，原因如下：8.复杂性：嵌入式系统的设计比其他软件困难。测试：存在很多错误情况，因此修改错误很重要。可预测性：系统的性能必须可以预测，才能使人们对其充满信心。如果性能发生变化，规范：嵌入式系统的规范必须逐条细化 领域知识：编程人员必须具有更多领域的知识 错误容限（容错能力）：嵌入式系统需要高效的容错能力，所以当出错时，系统至少能部分恢复。嵌入式系统失效通常导致严重的后果（生命财产损失），系统地正确性和可靠性至关重要。