嵌入式系统及其应用开发

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随着信息化技术的发展，嵌入式系统已经成为当前IT产业界一个非常热门的话题。因其高效、低成本、高可靠性、丰富的代码以及应用程序可扩展性、可移植性等一系列优点，目前已越来越成为工业系统和民用系统的主力军，尤其在信息化产品中，越来越多地应用到嵌入式系统的概念。

嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件和嵌入式软件系统组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。嵌入式处理器主要由一个单片机或微控制器(MCU)组成。相关支撑硬件包括显示卡、存储介质（ROM和RAM等）、通讯设备、IC卡或信用卡的读取设备等。嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统，它不具备像硬盘那样大容量的存储介质，而大多使用闪存（Flash Memory）作为存储介质。嵌入式软件包括与硬件相关的底层软件、操作系统、图形界面、通讯协议、数据库系统、标准化浏览器和应用软件等。

总体看来，嵌入式系统具有便利灵活、性能价格比高、嵌入性强等特点，可以嵌入到现有任何信息家电和工业控制系统中。从软件角度来看，嵌入式系统具有不可修改性、系统所需配置要求较低、系统专业性和实时性较强等特点。

后PC时代是一个真实的阶段，而且是一个可以预测的时代。嵌入式系统就是与这一时代紧密相关的产物，它将拉近人与计算机的距离，形成一个人机和谐的工作与生活环境。从某一个角度来看，嵌入式系统可应用于人类工作与生活的各个领域，具有极其广阔的应用前景。嵌入式系统在传统的工业控制和商业管理领域已经具有广泛的应用空间，如智能工控设备、POS/ATM机、IC卡等；在家庭领域更具有广泛的应用潜力，如机顶盒、数字电视、WebTV、网络冰箱、网络空调等众多消费类和医疗保健类电子设备等；此外还有在多媒体手机、袖珍电脑、掌上电脑、车载导航器等方面应用，将极大地推动嵌入式技术深入到生活和工作的方方面面。它在娱乐、军事方面的应用潜力也是巨大的，而且是有目共睹的。面对全球嵌入式系统工业化的潮流，适应我国加速知识创新和建立面向21 世纪知识经济的需要，必须加强高等院校嵌入式系统的教学，培养高层次、实用型、复合型、国际化的嵌入式系统应用人才，使我国嵌入式系统应用水平获得跨越式发展。

要学好嵌入式系统，除了系统的学习理论知识外，重要的一个环节就是实践，在实践中加深对嵌入式软件开发的体会。只有通过实验，接触目标开发板、集成开发环境的构建方式和作业方式、嵌入式系统的硬件和软件、JTAG调试方法，才能学会如何从头开始着手开发一个嵌入式系统；才能增加交叉编译、目标板程序调试和加载的真知；才能积累嵌入式系统开发流程、开发方法和开发技巧的经验。

目前市场上已有几千种嵌入式芯片可供选择。产品设计人员通常是首先获得嵌入式微处理器核的授权，然后根据应用的需要增加相应的接口模块，如针对网络应用产品增加以太网接口，针对多媒体应用增加音频接口等。

当前在业界得到广泛应用的是英国先进RISC机器公司(Advanced RISC Machines，亦称为ARM公司)的ARM系列处理器核，由于其低功耗、低成本等卓越性能和显著优点，在32位嵌入式应用领域获得了巨大成功，如Intel、Motorola、IBM、NS、Atmel、Philips、NEC、OKI、Sony等几乎所有知名半导体公司都获得了ARM公司的授权，开发具有自己特色的基于ARM核的嵌入式系统芯片。此外，ARM芯片还获得了许多实时操作系统（RTOS,Real Time Operating System）供应商的支持，如Windows CE、μCLinux、pSOS、VxWorks、Nucleus、EPOC、μC/OS、BeOS、Palm OS和QNX等。

博芯结合多年的教学经验和科研积累，采用当前流行的ARM内核微处理器（ARM7TDMI）设计了面向无线信息终端应用的SoC芯片SEP3203微控制器，该微控制器提供了完整的通用外设接口，可以满足系统用户的各种需求。在此基础上我们设计了GE01嵌入式系统实验开发平台。该实验平台设计配置灵活、接口丰富， 支持μCLinux、Asix等实时操作系统，支持经济适用的JTAG 实时调试或低成本的串行端口监控调试，是一款理想的、高性能价格比的现代嵌入式系统实验平台和嵌入式系统开发评估综合平台。

本实验平台提供了各类实验，涵盖了键盘、显示、网络通信、音频、操作系统等多个方面，并且在实验课题安排上注意了课题难度的层次性和连贯性，基本可以满足各个应用层面的要求。