1-1 嵌入式系統概述
1-1-1 基本概念
1-1-2 由來
計算機系統的產生是由於科學家需要一個高速的計算工具，而嵌入式系統是計算機技術發展到一定階段，測控系統對計算機的需要而產生的。
1-1-3 發展歷史
1946年，世界上第一臺電子數字計算機。
1971年，Intel公司推出了裏芯片4004微處理器，也許是嵌入式計算機的雛形。
1976年，Intel公司推出了世界上第一個單片微型計算機MCS-48，開創了將諸如ROM、RAM、定時器等CPU外部資源，與CPU一起集成到一個硅片上生產的時代。至今8位MCS-51單片機還有一定市場。
1984年，Intel推出了16位8096系列並將其稱之爲嵌入式微控制器，這可能是“嵌入式”一詞第一次在微處理器領域出現。
ARM微處理器的出現，較快地促進了嵌入式系統的發展。
何爲ARM（Advanced RISC Machines）？
①.公司的名稱。1985年，第一個ARM原型在英國劍橋誕生，1990年成立了ARM公司。
②.對一類微處理器的簡稱。Cortex-A應用處理器系列；Cortex-M 微控制器系列；Cortex-R實時處理器系列
③.一種技術的名稱。
1-1-4 分類及特點
1、應用範圍
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A.電子系統智能化的微控制器類 |
開發注重軟硬件協同 |
面向測控領域 |
|---|---|---|
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B.計算機應用延伸的應用處理器 |
開發以軟件爲主 |
面向PC、手機、電視機頂盒等電子消費領域 |
2、特點
1-1-5 學習困惑
1、選擇芯片時，微控制器？應用處理器？操作系統方面，無操作系統？實時操作系統？一般嵌入式操作系統？
答：使用微控制器作爲入門芯片，開始階段，不學習操作系統，着重打好底層驅動的軟硬件基礎。
2、硬件與軟件上如何平衡？
答：嵌入式系統與硬件緊密相關，是軟件與硬件的綜合體，沒有對硬件的理解就不可能寫好嵌入式軟件；同樣，沒有對軟件的理解也不可能設計好嵌入式硬件。
1-1-6 知識體系
- 芯片最小硬件系統
- 軟件最小系統
- 各個底層模塊驅動構件的使用方法及構件的製作方法；
- 在掌握驅動構件基礎上遵循軟件工程原則的應用軟件的開發方法；
- 掌握嵌入式基本調試方法等等。
1-1-7 學習建議
- 要遵循“先易後難，由淺入深”的原則，打好軟硬件基礎；
- 要充分理解知識要素、掌握底層驅動構件的使用方法；
- 應該基本掌握底層驅動構件的製作方法；
- 掌握單步跟蹤調試、打樁調試、printf輸出調試等調試手段；
- 日積月累，勤學好問，充分利用本書及相關資源。關鍵點是學習嵌入式切忌急功近利，需要日積月累、循序漸進、水滴石穿、十年磨一劍。
1-1-8 微控制器MCU簡介
MCU：在一塊芯片內集成了CPU、存儲器、定時器/計數器及多種輸入輸出（I/O）接口的比較完整的數字處理系統。
以MCU爲核心的系統是應用最廣的嵌入式系統，是現代測控系統的核心。
1-1-9 應用處理器MAP簡介
MAP（多媒體應用處理器）是在低功耗CPU的基礎上擴展音視頻功能和專用接口的超大規模集成電路，其伴隨着便攜式移動設備特別是智能手機而產生。
舉例：NXP的i.MX就是基於ARM的單核/多核應用處理器解決方案，適用於中高端消費電子、多媒體、網絡通信等應用。
1-1 課後習題：
一、簡要闡述嵌入式系統的基本含義
1.嵌入式系統是一種計算機硬件和軟件的組合，也許還有機械裝置，用於實現一個特定功能。在某些特定情況下，嵌入式系統是一個大系統或產品的一部分。
2.從計算機本身角度可將嵌入式系統概括表述爲：嵌入式系統，即嵌入式計算機系統，它是不以計算機面目出現的“計算機”，這個計算機系統隱含在各類具體的產品之中，這些產品中，計算機程序起到了重要作用。
二、簡要闡述嵌入式系統的由來、特點及分類
| 由來 |
嵌入式計算機系統是測控系統對計算機需要而逐步產生的。 |
| 特點 |
嵌入式系統是不單獨以通用計算機的面目出現的計算機系統，它的開發需要專用工具和特殊方法，使用MCU設計嵌入式系統，數據與程序空間採用不同存儲介質，開發嵌入式系統涉及軟件、硬件及應用領域的知識等。 |
| 分類 |
按應用範圍簡單地把嵌入式系統分爲電子系統智能化（微控制器類）、計算機應用延伸（應用處理器）兩大類 |
三、簡要闡述MCU的基本含義，以及MCU出現前後測控系統設計方法發生的重要變化
| 含義 |
在一塊芯片內集成了CPU、存儲器、定時器/計數器及多種輸入輸出（I/O）接口的比較完整的數字處理系統 |
| 變化 |
MCU出現之前，人們必須用模擬電路、數字電路實現測控系統中的大部分計算與控制功能，這樣使得控制系統體積龐大，易出故障。 MCU出現以後，測控系統設計方法逐步產生變化，系統中的大部分計算與控制功能由MCU的軟件實現。 |
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