吉林大学：《计算机控制技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第九章 新型计算机控制系统 9.1 嵌入式系统

第九章新型计算机控制系统 口9.1嵌入式系统 ☐9.2集散控制系统 口9.3现场总线控制系统 ☐9.4网络控制系统

第九章 新型计算机控制系统 ❑ 9.1 嵌入式系统 ❑ 9.2 集散控制系统 ❑ 9.3 现场总线控制系统 ❑ 9.4 网络控制系统

9,1嵌入式系统 嵌入式系统的定义 嵌入式系统的特点 口 嵌入式系统的分类 0 嵌入式系统的应用领域 嵌入式系统应用实例 嵌入式系统的发展状况

9.1 嵌入式系统 ❑ 嵌入式系统的定义 ❑ 嵌入式系统的特点 ❑ 嵌入式系统的分类 ❑ 嵌入式系统的应用领域 ❑ 嵌入式系统应用实例 ❑ 嵌入式系统的发展状况

1,嵌入式系统的定义 定义：以应用为中心、以计算机技术为基础， 软、硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、 成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。 √从以下几个方面来理解 。必须与具体应用相结合 ·技术密集、资金密集、高度分散、不断剑新 ·存在着一个较为通用的软、硬件内核，满足 可靠性高、成本低、体积小、开发周期短的 要求

1. 嵌入式系统的定义 ✓定义：以应用为中心、以计算机技术为基础， 软、硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、 成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。 ✓从以下几个方面来理解 • 必须与具体应用相结合 • 技术密集、资金密集、高度分散、不断创新 • 存在着一个较为通用的软、硬件内核，满足 可靠性高、成本低、体积小、开发周期短的 要求

2,嵌入式系统的特点 √系统内核小 √系统精简 高实时性和高回靠性 √智能化和网络化 √专用性强 √需要有专用的开发工具和环境

2. 嵌入式系统的特点 ✓ 系统内核小 ✓ 系统精简 ✓ 高实时性和高可靠性 ✓ 智能化和网络化 ✓ 专用性强 ✓ 需要有专用的开发工具和环境

3.嵌入式系统的分类 从硬件的表现形式方面来看，嵌入式系统可以分为 芯片级嵌入 √模板级嵌入 √系统级嵌入 嵌入式系统硬件最核心的部分是嵌入式处理器，嵌入式处理 器可以分为四类，如图9.3所示。 嵌入式微控制器(MCU) 嵌入式微处理器(MPU) 嵌入式处理器 嵌入式数字信号处理器(DSP) 嵌入式片上系统(SoC) 图9.3嵌入式处理器分类

3. 嵌入式系统的分类 从硬件的表现形式方面来看，嵌入式系统可以分为 ✓ 芯片级嵌入 ✓ 模板级嵌入 ✓ 系统级嵌入 嵌入式系统硬件最核心的部分是嵌入式处理器，嵌入式处理 器可以分为四类，如图9.3所示。 图9.3 嵌入式处理器分类

嵌入式系统的分类 从结构上来看，嵌入式系统的软件是由嵌入式操作系统和应 用程序两部分构成的。应用程序运行于操作系统之上。 根据实时性要求，通常可将嵌入式操作系统分为两大类：实 时嵌入式操作系统和非实时嵌入式操作系统。 实时嵌入式操作系统 口非实时嵌入式操作系统 硬实时系统 实时嵌入式 嵌入式系统软件 操作系统 操作系统 应用程序 软实时系统 非实时嵌入 式操作系统 图9.4嵌入式系统软件的分类

嵌入式系统的分类 从结构上来看，嵌入式系统的软件是由嵌入式操作系统和应 用程序两部分构成的。应用程序运行于操作系统之上。 根据实时性要求，通常可将嵌入式操作系统分为两大类：实 时嵌入式操作系统和非实时嵌入式操作系统。 ❑ 实时嵌入式操作系统 ❑ 非实时嵌入式操作系统 图9.4 嵌入式系统软件的分类

实时嵌入式操作系统 实时嵌入式操作系统是指能在确定的时间内 执行其功能，并对外邰的异步事件做出向应的嵌 入式操作系统。 √硬实时系统 ·在硬实时系统中，如果系统在指定的时间 内未能实现某个确定的任务，则会引起系统 崩溃或导致致命错误。 √软实时系统 ·在软实时系统中超时不会导致致命错误

实时嵌入式操作系统 实时嵌入式操作系统是指能在确定的时间内 执行其功能，并对外部的异步事件做出响应的嵌 入式操作系统。 ✓ 硬实时系统 • 在硬实时系统中，如果系统在指定的时间 内未能实现某个确定的任务，则会引起系统 崩溃或导致致命错误。 ✓ 软实时系统 • 在软实时系统中超时不会导致致命错误

非实时嵌入式操作系统 非实时嵌入式操作系统在软件执行时间上 要求并不严格，时间上的延迟不会对系统造成 灾难性的后果。这意味着非实时嵌入式操作系 统更侧重于功能实现的完整性和正确性。例如， 掌上电脑和各类电子记事工具，更多的是对应 用功能的追求

非实时嵌入式操作系统 非实时嵌入式操作系统在软件执行时间上 要求并不严格，时间上的延迟不会对系统造成 灾难性的后果。这意味着非实时嵌入式操作系 统更侧重于功能实现的完整性和正确性。例如， 掌上电脑和各类电子记事工具，更多的是对应 用功能的追求

4,嵌入式系统的应用领域 √军事国防领域 √控制系统和工业自动化 √办公自动化及消费类电子产品 医疗电子设备 数据通信领域 机器人领域 √家用电器 √农业及环境监测领域

4. 嵌入式系统的应用领域 ✓ 军事国防领域 ✓ 控制系统和工业自动化 ✓ 办公自动化及消费类电子产品 ✓ 医疗电子设备 ✓ 数据通信领域 ✓ 机器人领域 ✓ 家用电器 ✓ 农业及环境监测领域