《北航《嵌入式系统》课件-第八章.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《北航《嵌入式系统》课件-第八章.pptx（24页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、北航嵌入式系统课件-第八章目录contents嵌入式系统的概述嵌入式系统的硬件平台嵌入式系统的软件平台嵌入式系统的开发流程嵌入式系统的应用案例CHAPTER嵌入式系统的概述01定义与特点定义嵌入式系统是一种专用的计算机系统，主要用于控制、监视或帮助操作机器设备。特点嵌入式系统具有高度的专业性、实时性、可靠性和低功耗等特点，通常与具体应用紧密结合，软硬件高度集成。嵌入式系统广泛应用于自动化生产线、机器人、智能仪表等领域。工业控制嵌入式系统在智能家电、智能照明、智能安防等方面发挥重要作用。智能家居嵌入式系统在医疗设备、监护仪器、诊断仪器等领域得到广泛应用。医疗电子嵌入式系统用于车辆导航、智能交通控
2、制系统、车载娱乐系统等。交通电子嵌入式系统的应用领域随着人工智能技术的发展，嵌入式系统将更加智能化，能够实现更高级别的自主决策和控制。智能化网络化低功耗定制化嵌入式系统将更加网络化，能够实现远程控制和数据传输，提高系统的可维护性和可扩展性。随着环保意识的提高，嵌入式系统的功耗将越来越低，延长设备的续航能力。随着应用需求的多样化，嵌入式系统的定制化程度将越来越高，满足不同行业的特殊需求。嵌入式系统的发展趋势CHAPTER嵌入式系统的硬件平台0201ARM处理器是一种流行的嵌入式系统处理器，具有低功耗、高性能的特点。02ARM处理器广泛应用于移动设备、物联网、智能家居等领域。03ARM处理器的不同
3、型号和系列可以满足不同的性能和功耗需求。04ARM处理器的体系结构和指令集是公开的，因此许多厂商都基于ARM架构开发了自己的处理器。ARM处理器FPGA（现场可编程门阵列）是一种可以由用户配置和编程的硬件平台。FPGA可以通过编程实现不同的数字电路和算法，从而实现定制化的硬件加速。FPGA硬件平台FPGA具有高度的灵活性和并行处理能力，适用于需要快速原型设计和硬件加速的嵌入式系统。FPGA在通信、图像处理、雷达等领域有广泛应用。嵌入式系统的硬件接口嵌入式系统的硬件接口是实现硬件与软件之间通信的关键。硬件接口的选择需要根据具体的应用需求和系统架构来确定。常见的硬件接口包括串口、并口、SPI、I2
4、C、CAN等。硬件接口的设计需要考虑数据传输速率、稳定性、功耗等因素。嵌入式系统的存储器常见的嵌入式系统存储器包括Flash存储器、EEPROM、SRAM等。存储器的稳定性、可靠性和寿命也是需要考虑的重要因素。嵌入式系统的存储器是用于存储程序代码和数据的硬件设备。存储器的选择需要根据程序的大小和运行速度要求来确定。CHAPTER嵌入式系统的软件平台03提供实时任务调度、内存管理、中断处理等功能，保障系统实时性。实时操作系统（RTOS）开源、稳定、强大的操作系统，广泛应用于嵌入式领域。Linux操作系统基于Linux，专为移动设备设计的操作系统，具有丰富的应用生态。Android操作系统嵌入式操
5、作系统集成开发环境（IDE）嵌入式软件开发工具提供代码编辑、编译、调试等功能的软件，如Keil、IAR等。仿真器与调试工具用于模拟嵌入式系统运行和调试的工具，如JTAG、SWD等。用于管理代码版本，如Git，保证开发协同与代码质量。版本控制系统嵌入式GUI框架提供图形界面开发工具包，如Qt、GTK+等。网络通信框架支持TCP/IP协议栈、Socket编程等，如mbed OS网络库。数据存储框架提供文件系统、数据库等存储解决方案，如FATFS、SQLite等。嵌入式软件的应用框架CHAPTER嵌入式系统的开发流程04需求调研深入了解用户需求，明确系统功能、性能、成本等要求。功能分解将系统需求分解
6、为具体的功能模块，明确各模块间的接口和通信。需求规格说明编写系统需求规格说明书，明确系统需求和约束条件。系统需求分析架构设计根据需求分析结果，设计系统的整体架构，包括硬件和软件架构。硬件选型与设计根据系统需求选择合适的芯片、传感器、执行器等硬件设备，并进行必要的硬件电路设计。软件设计设计系统的软件架构，包括操作系统、中间件和应用软件的设计。系统设计030201根据硬件设计结果，制作硬件电路板、连接硬件设备等。硬件实现编写软件代码，实现系统功能，并进行必要的调试和优化。软件实现对整个系统进行集成测试、功能测试和性能测试，确保系统满足需求规格说明中的要求。系统测试系统实现与测试CHAPTER嵌入式
7、系统的应用案例05智能家居系统是嵌入式系统的一个重要应用领域，通过将各种传感器、控制器和执行器集成到一个系统中，实现对家庭环境的智能化控制和管理。智能家居系统可以实现的功能包括：自动控制家电设备、调节室内温度和湿度、监控家庭安全等，从而提高居住的舒适度和安全性。嵌入式系统在智能家居系统中发挥着核心作用，通过嵌入式处理器和相关软件，实现对各种设备的统一管理和控制，同时保证系统的稳定性和可靠性。智能家居系统无人机控制系统是嵌入式系统的另一个应用领域，通过将嵌入式系统应用于无人机中，可以实现无人机的自主飞行、导航定位、任务执行等功能。无人机控制系统主要由传感器模块、控制模块、通信模块和执行模块组成，其中嵌入式系统负责控制模块和执行模块的设计和实现。无人机控制系统具有广泛的应用前景，如航拍、地形测绘、环境监测、军事侦察等，为人类的生产和生活带来了极大的便利。无人机控制系统工业自动化系统是嵌入式系统的又一重要应用领域，通过将嵌入式系统应用于工业自动化设备中，可以提高设备的自动化程度和生产效率。嵌入式系统在工业自动化系统中主要应用于控制和监测方面，如PLC、DCS、SCADA等系统中都有嵌入式系统的身影。嵌入式系统在工业自动化系统中发挥着重要作用，不仅可以提高设备的可靠性和稳定性，还可以降低维护成本和提高生产效率。工业自动化系统THANKS感谢观看