嵌入式linux 与嵌入式系统设计.pdf

华清远见——嵌入式培训专家



“黑色经典”系列之《嵌入式 Linux 应用程序开发详解》





第 4 章嵌入式系统基础

本章目标

从本章开始,读者开始真正进入嵌入式领域学****本章讲解嵌入式系统的基础知识及基
本服务的配置,学****完本章读者将掌握如下内容。

了解嵌入式系统的含义及其发展情况
了解嵌入式系统的体系结构
了解 ARM 处理器及 ARM9 的相关知识
熟悉三星处理器 S3C2410
了解嵌入式系统的基本调试手段








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嵌入式系统概述
嵌入式系统简介
尼葛洛庞帝 2001 年访华时的预言“4~5 年后,嵌入式智能电脑将是继 PC 和 后
的最伟大发明!”如今,嵌入式系统已成功当今最为热门的领域之一,它迅猛的发展势头引
起了社会各方面人士的关注。如家用电器、手持通信设备、信息终端、仪器仪表、汽车、航
天航空、军事装备、制造工业、过程控制等。今天,嵌入式系统带来的工业年产值已超过 1
万亿美元。用市场观点来看,PC 已经从高速增长进入到平稳发展时期,其年增长率由 20 世
纪 90 年代中期的 35%逐年下降,使单纯由 PC 机带领电子产业蒸蒸日上的时代成为历史。根
据 PC 时代的概念,美国 Business Week 杂志提出了“后 PC 时代”概念,即计算机、通信和
消费产品的技术将结合起来,以 3C 产品的形式通过 进入家庭。这必将培育出一个庞
大的嵌入式应用市场。那么究竟什么是嵌入式系统呢?
按照电器工程协会的定义,嵌入式系统是用来控制或者监视机器、装置、工厂等大规模
系统的设备。这个定义主要是从嵌入式系统的用途方面来进行定义的。
那么,下面再来看一个在多数书籍资料中的关于嵌入式系统的定义:嵌入式系统是指以
应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可剪裁,适应应用系统对功能、可靠性、成本、
体积、功耗严格要求的专用计算机系统。它主要由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式
操作系统以及用户应用软件等部分组成。它具有“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”的
三个基本要素。
从这个定义可以看出,人们平常所广泛使用的手机、PDA、MP3、机顶盒都属于嵌入式
系统设备;而车载 GPS 系统、机器人也是属于嵌入式系统。图 展出了人们日常生活中形
形色色的嵌入式产品。的确,嵌入式系统已经进入了人们生活的方方面面。

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《嵌入式 Linux 应用程序开发详解》——第 4 章、嵌入式系统基础
PDA
车载 GPS 接收机
手机
网际频宽管理器

智能通讯服务器
指纹系统
MP3
无线网络摄像机

图 生活中的嵌入式设备
嵌入式系统发展历史
嵌入式系统经过 30 年的发展历程,主要经历了 4 个阶段。
第 1 阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统。这类系统大部分应用于一些专
业性强的工业控制系统中,一般没有操作系统的支持,通过汇编语言编程对系统进行直接控
制。这一阶段系统的主要特点是:系统结构和功能相对单一,处理效率较低,存储容量较小,
几乎没有用户接口。由于这种嵌入式系统使用简单、价格低,因此以前在国内工业领域应用
较为普遍,但是现在已经远不能适应高效的、需要大容量存储的现代工业控制和新兴信息家
电等领域的需求。
第 2 阶段是以嵌入式 CPU 为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。其主要特点是:
CPU 种类繁多,通用性比较弱;系统开销小,效率高;操作系统达到一定的兼容性和扩展性;
应用软件较专业化,用户界面不够友好。
第 3 阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。其主要特点是:嵌入式操作系统能
运行于各种不同类型的微处理器上,兼容性好;操作系统内核小、效率高,并且具有高度的
模块化和扩展性;具备文件和目录管理、支持多任务、支持网络应用、具备图形窗口和用户
界面;具有大量的应用程序接口 API,开发应用程序较简单;嵌入式应用软件丰富。
第 4 阶段是以 为标志的嵌入式系统。这是一个正在迅速发展的阶段。目前大多
数嵌入式系统还孤立于 之外,但随着 的发展以及 技术与信息家电、

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工业控制技术结合日益密切,嵌入式设备与 的结合将代表嵌入