
专业课读书报告(2)5000字.docx
15页专业课读书报告(2)5000字 对于嵌入式系统的读书报告摘要:按照历史性、本质性、普遍性要求,嵌入式系统应定义为:“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的三个基本要素对象系统则是指嵌入式系统所嵌入的宿主系统关键字:嵌入式系统、嵌入式系统应用、嵌入式技术发展正文:一、嵌入式系统技术的产生和起源世界上第一个应用的嵌入式系统可以追溯到20世纪60年代中期的阿波罗导航计算机AGC系统,它是用来完成阿波罗飞船的导航控制随着微电子技术的发展,嵌入式计算机才逐步兴起从单片机的出现到今天各种嵌入式微处理器,微处理器的广泛应用,嵌入式系统少说也有30多年的历史纵观嵌入式系统的发展历程,大致经历以下4个阶段1) 无操作系统阶段嵌入式系统最初的应用是基于单片机的,大多以可编程控制器的形式出现,具有监控、伺服和设备指示功能,通常应用于各类的工业控制和飞机、导弹等武器装备中这时的应用都没有操作系统的支持,只能通过汇编和C语言进行直接控制 这一阶段的主要特点是:系统结构和功能相对单一,任务简单,处理效率较低,存储容量小,几乎没有用户接口2) 简单操作系统阶段20世纪80年代,随着微电子工艺水平的提高,集成电路制造商开始把嵌入式应用中的所需要的微处理器,I/O接口,串行接口,A/D转换接口及ROM,RAM等部件集成到一片VLSI中,制造出面向I/O设计的微控制器,这种控制器依据成为嵌入式系统领域中异军突起的新秀。
与此同时,嵌入式系统的程序员也开始基于一些简单的“操作系统”开发嵌入式应用软件,大大缩短了开发周期,提高了开发效率这一阶段的主要特点:出现了大量高可靠性,低功耗的嵌入式CPU,各种简单的嵌入式系统开始出现并得到了迅速的发展,此时的嵌入式操作系统虽然简单,但已经初步具备了一点的兼容性和拓展性,内核精巧且效率高,主要用来控制系统负载及监控应用程序的执行3) 实时操作系统阶段:20世纪90年代后,在分布控制、柔性操作数字化通信和信息家电等巨大的需求的牵引下,嵌入式系统进一步飞快发展嵌入式微处理器和嵌入式DSP处理器朝高集成度、高精度,低功耗的方向发展伴随着硬件性能的提高,嵌入式软件规模也不断扩大,逐渐形成了实时多任务操作系统,并成为嵌入式系统的主流这一阶段的特点是:32微处理器芯片具有高速度、低功耗、低价格的特点嵌入式操作系统的实时性也有了很大的提高,已经能够运行在各种不同的类型的微处理器上,具有高度的模块化和扩展性4) 嵌入式片上系统阶段随着EDA推广和VLSI设计的普及化及半导体工艺的迅速发展,在一个硅片上实现一个更为复杂的系统的时代已经来临,这就是嵌入式片上系统嵌入式片上系统最大得 特点是成功实现了软 /硬件无缝结合,直接在微处理器片内嵌入操作系统的代码模块。
整个嵌入式系统大部分到一块或几块芯片中去,应用系统电路板将变得很简洁,对于减小体积和功耗,提高可靠性非常有利这一阶段的特点是:硬件和软件界限不那么明显了,处理器内核,I/O功能部件和嵌入式系统都可以写成标准库,可供用户根据需要进行调用,硬件和嵌入式软件朝着统一化的方向发展,系统集成度更高二、 嵌入式系统的两种应用模式:嵌入式系统的嵌入式应用特点,决定了它的多学科交叉特点作为计算机的内含,要求计算机领域人员介入其体系结构、软件技术、工程应用方面的研究然而,了解对象系统的控制要求,实现系统控制模式必须具备对象领域的专业知识因此,从嵌入式系统发展的历史过程,以及嵌入式应用的多样性中,可以了解到客观上形成的两种应用模式1) 客观存在的两种应用模式嵌入式计算机系统起源于微型机时代,但很快就进入到独立发展的单片机时代在单片机时代,嵌入式系统以器件形态迅速进入到传统电子技术领域中,以电子技术应用工程师为主体,实现传统电子系统的智能化,而计算机专业队伍并没有真正进入单片机应用领域因此,电子技术应用工程师以自己习惯性的电子技术应用模式,从事单片机的应用开发这种应用模式最重要的特点是:软、硬件的底层性和随意性;对象系统专业技术的密切相关性;缺少计算机工程设计方法。
2)两种应用模式的并存与互补由于嵌入式系统最大、最广、最底层的应用是传统电子技术领域的智能化改造,因此,以通晓对象专业的电子技术队伍为主,用最少的嵌入式系统软、硬件开销,以8位机为主,带有浓重的电子系统设计色彩的电子系统应用模式会长期存在下去另外,计算机专业人士会愈来愈多地介入嵌入式系统应用,但囿于对象专业知识的隔阂,其应用领域会集中在网络、通信、多媒体、商务电子等方面,不可能替代原来电子工程师在控制、仪器仪表、机械电子等方面的嵌入式应用因此,客观存在的两种应用模式会长期并存下去,在不同的领域中相互补充3) 嵌入式系统应用的高低端由于嵌入式系统有过很长的一段单片机的独立发展道路,大多是基于8位单片机,实现最底层的嵌入式系统应用,带有明显的电子系统设计模式特点大多数从事单片机应用开发人员,都是对象系统领域中的电子系统工程师,加之单片机的出现,立即脱离了计算机专业领域,以“智能化”器件身份进入电子系统领域,没有带入“嵌入式系统”概念因此,不少从事单片机应用的人,不了解单片机与嵌入式系统的关系,在谈到“嵌入式系统”领域时,往往理解成计算机专业领域的,基于32位嵌入式处理器,从事网络、通信、多媒体等的应用。
三、系统组成一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成,嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心,由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成执行装置也称为被控对象,它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令,执行所规定的操作或任务执行装置可以很简单,如上的一个微小型的电机,当处于震动接收状态时打开;也可以很复杂,如SONY 智能机器狗,上面集成了多个微小型控制电机和多种传感器,从而可以执行各种复杂的动作和感受各种状态信息硬件层:硬件层中包含嵌入式微处理器、存储器(SDRAM、ROM、Flash等)、通用设备接口和I/O接口(A/D、D/A、I/O等)在一片嵌入式处理器基础上添加电源电路、时钟电路和存储器电路,就构成了一个嵌入式核心控制模块其中操作系统和应用程序都可以固化在ROM中1、嵌入式微处理器嵌入式系统硬件层的核心是嵌入式微处理器,嵌入式微处理器与通用CPU最大的不同在于嵌入式微处理器大多工作在为特定用户群所专用设计的系统中,它将通用CPU许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于嵌入式系统在设计时趋于小型化,同时还具有很高的效率和可靠性2、存储器嵌入式系统需要存储器来存放和执行代码。
嵌入式系统的存储器包含Cache、主存和辅助存储器3、通用设备接口和I/O接口嵌入式系统和外界交互需要一定形式的通用设备接口,如A/D、D/A、I/O等,外设通过和片外其他设备的或传感器的连接来实现微处理器的输入/输出功能每个外设通常都只有单一的功能,它可以在芯片外也可以内置芯片中外设的种类很多,可从一个简单的串行通信设备到非常复杂的802.11无线设备 中间层硬件层与软件层之间为中间层,也称为硬件抽象层(Hardware AbstractLayer,HAL)或板级支持包(Board Support Package,BSP),它将系统上层软件与底层硬件分离开来,使系统的底层驱动程序与硬件无关,上层软件开发人员无需关心底层硬件的具体情况,根据BSP 层提供的接口即可进行开发该层一般包含相关底层硬件的初始化、数据的输入/输出操作和硬件设备的配置功能BSP具有以下两个特点硬件相关性:因为嵌入式实时系统的硬件环境具有应用相关性,而作为上层软 件与硬件平台之间的接口,BSP需要为操作系统提供操作和控制具体硬件的方法 操作系统相关性:不同的操作系统具有各自的软件层次结构,因此,不同的操作系统具有特定的硬件接口形式。
BSP的另一个主要功能是硬件相关的设备驱动硬件相关的设备驱动程序的初始化通常是一个从高到低的过程尽管BSP中包含硬件相关的设备驱动程序,但是这些设备驱动程序通常不直接由BSP使用,而是在系统初始化过程中由BSP将他们与操作系统中通用的设备驱动程序关联起来,并在随后的应用中由通用的设备驱动程序调用,实现对硬件设备的操作与硬件相关的驱动程序是BSP设计与开发中另一个非常关键的环节四、发展现状及前景进入20世纪90年代,嵌入式技术全面展开,目前已成为通信和消费类产品的共同发展方向在通信领域,数字技术正在全面取代模拟技术在广播电视领域,美国已开始由模拟电视向数字电视转变,欧洲的DVB(数字电视广播)技术已在全球大多数国家推广数字音频广播(DAB)也已进入商品化试播阶段而软件、集成电路和新型元器件在产业发展中的作用日益重要所有上述产品中,都离不开嵌入式系统技术象前途无可计量的维纳斯计划生产机顶盒,核心技术就是采用32位以上芯片级的嵌入式技术在个人领域中,嵌入式产品将主要是个人商用,作为个人移动的数据处理和通讯软件由于嵌入式设备具有自然的人机交互界面,GUI屏幕为中心的多媒体界面给人很大的亲和力手写文字输入、语音拨号上网、收发电子邮件以及彩色图形、图像已取得初步成效。
信息化时代是的嵌入式产品获得了巨大的发展契机,为嵌入式市场发展展现了美好的前景,同时也对嵌入式生产商提出了新的挑战,从中我们可以看出未来嵌入式系统几大发展趋势:1) 系统化 将嵌入式软硬件本身和硬件开发工具盒软件包结合起来,供用户可以短期高效的进行系统开发2)复杂化 要求更强大的嵌入式处理芯片或信号处理器DSP增强处理能力,同时增加功能接口3)网络化为适应网络发展要求,需在硬件上提供各种网络通信接口4)精简化 软硬件紧密结合的设备,选用最佳的编程模型和不断改进算法5)人性化 提供友好的多媒体人机界面控制方式灵活,图形界面亲切6)智能化能与各种传感器,摄像头等信号接收设备很好的对接,对通过设计模型与算对其信号的处理,从而实现对对象体系的动态控制,实现了嵌入式设备的自动化、智能化随着21世纪网络时代的崛起,嵌入式激昂应用于各类的网络中是嵌入式产业的必然发展方向参考文献:《嵌入式系统开发教程》 科学出版社《ARM嵌入式系统原理及应用开发》 西安电子科技大学出版社《ARM嵌入式应用技术基础》 清华大学出版社对电子信息工程专业的认识无论是当初的喜爱填报而来还是最后的阴差阳错有缘来此,来到大学,电子信息工程这一专业就将伴随我大学四年,如今我们已将毕业,对于自己学了四年的专业也有了更近一步的了解,下面是我对于所学专业的一些认识与了解。
一、我们专业是一个需要时刻紧接时代进步的节奏专业里既有信息二字,顾名思义肯定与信息有关,而今世界上的信息化技术日新月异,只有时刻了解学习新的知识技术才能跟的上时代的脚步因而我们的专业需要我们不断地去了解新的事物,新的知识二.扎实的专业基础知识很重要,信息的发展需要一步步的进步,我们的专业也要求我们要一步步的夯实我们的专业基础知识,了解掌握各种所需要的专业知识及技能工科的专业最终的目标在于运用,只有学扎实了各种专业知识才能更好的去运用三、专业的知识给了我们一道门,让我们出去寻找自己的路大学毕竟学的有限,更多的是教会我们如何去学习,使得我们在今后的生活中不至于盲目因而无论是在什么时候都应该坚持自己的理念,不断地学习进步也希望自己以后无论在什么工作岗位上,都将自己的所学知识创造出一片新的天空四、对于本专业课的建议:自我觉得该课程能让我们很好的认识自己的专业的性质,但我觉得如果能将该专业导论课提前教授,就能提前让我们提前理解学习我们的专业,也对于自己。












