嵌入式实习报告

嵌入式实习报告

　　辛苦的实习生活在不经意间已告一段落了，这段时间里，一定有很多值得分享的经验吧，不能光会埋头苦干哦，写一份实习报告吧。千万不能认为实习报告随便应付就可以，以下是小编为大家收集的嵌入式实习报告，欢迎大家分享。

　　嵌入式实习报告 篇1

　　一、嵌入式系统开发与应用概述

　　在今日，嵌入式ARM 技术已经成为了一门比较热门的学科，无论是在电子类的什么领域，你都可以看到嵌入式ARM 的影子。如果你还停留在单片机级别的学习，那么实际上你已经落下时代脚步了，ARM 嵌入式技术正以几何的倍数高速发展，它几乎渗透到了几乎你所想到的领域。本章节就是将你领入ARM 的学习大门，开始嵌入式开发之旅。以嵌入式计算机为技术核心的嵌入式系统是继网络技术之后，又一个IT领域新的技术发展方向。由于嵌入式系统具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高以及面向行业具体应用等突出特征，目前已经广泛地应用于军事国防、消费电子、信息家电、网络通信、工业控制等各个领域。嵌入式的广泛应用可以说是无所不在。

　　嵌入式微处理器技术的基础是通用计算机技术。现在许多嵌入式处理器也是从早期的PC机的应用发展演化过来的，如早期PC 诸如TRS-80、Apple II 和所用的Z80和6502处理器，至今仍为低端的嵌入式应用。在应用中，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。嵌入式处理器目前主要有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM等系列。

　　在早期实际的嵌入式应用中，芯片选择时往往以某一种微处理器内核为核心，在芯片内部集成必要的ROM/EPROM/Flash/EEPROM、SRAM、接口总线及总线控制逻辑、定时/计数器、WatchDog、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A 等各种必要的功能和外设。

　　二、实习设备

　　硬件：Embest EduKit-IV实验平台、ULINK2仿真器套件、PC机

　　软件：mu;Vision IDE for ARM集成开发环境、Windows 98/2000/NT/XP

　　三、实习目的

　　1.初步掌握液晶屏的使用及其电路设计方法；掌握S3C2410X处理器的LCD控制器的使用；掌握通过任务调用的方法把液晶显示函数添加到uC/OS-II中；通过实验掌握液晶显示文本及图形的方法与程序设计。

　　2.了解S3C2410X处理器UART相关控制寄存器的使用；熟悉ARM处理器系统硬件电路中UART接口的设计方法：掌握ARM处理器串行通信的软件编程方法。

　　3.掌握有关音频处理的基础知识；通过实验了解IIS音频接口的工作原理；通过实验掌握对处理器S3C2410X中IIS模块电路的控制方法；通过实验掌握对常用IIS接口音频芯片的控制方法。

　　4.了解mu;C/OS-II移植条件和内核基本结构；掌握将mu;C/OS-II内核移植到ARM9处理器上的方法和步骤。

　　四、实习要求

　　通过对mu;C/OS-II移植实验、mu;C/OS-II LCD显示实验、串口通信实验、IIS音频实验、液晶显示实验的学习，并将各部分内容合并，最终得出实习结果，实习要求在键盘上输入学号，在液晶显示屏上显示相应的学生信息。学生信息包括显示每个人的照片和姓名系别等，并用键控设置学生输出的顺序，输入学号就显示那个学生的信息，然后过一段时间就顺序循环播放。

　　移植mu;C/OS-II内核到ARM处理器S3C2410,在IDE中观察其运行状况编写S3C2410X处理器的串口通信程序；监视串行口UART1动作；将从UART1接收到的字符串回送显示。将从UART1接收到的字符串回送显示。

　　通过使用Embest EduKit-IV实验板的彩色液晶屏（800x480）进行电路设计，掌握液晶屏作为人机接口界面的设计方法，并编写任务函数在uC/OS-II系统中实现位图显示。在uC/OS-II中建立五个任务Tast1和Tast2，其中Tast1顺序熄灭四个LED，延迟一会在顺序点亮四个LED。Tast2在LCD屏幕上循环显示三幅图片，并打印一些文字信息和背景音乐。过使用Embest EduKit-III实验板的256 色彩色液晶屏（320x240）进行电路设计，掌握液晶屏作为人机接口界面的设计方法，并编写程序实现：画出多个矩形框；显示ASCII字符；显示汉字字符；显示彩色位图。

　　五、实习步骤

　　1.准备实验环境

　　使用ULINK2仿真器连接Embest EduKit-IV实验平台的主板JTAG接口；使用Embest EduKit-IV实验平台附带的交叉串口线，连接实验平台主板上的COM2和PC机的串口（一般PC只有一个串口，如果有多个请自行选择，笔记本没有串口设备的可购买USB转串口适配器扩充）；使用Embest EduKit-IV实验平台附带的电源适配器，连接实验平台主板上的电源接口。

　　2.串口接收设置

　　在PC机上运行windows自带的超级终端串口通信程序，或者使用实验平台附带光盘内设置好了的超级终端，设置超级终端：波特率115200、1位停止位、无校验位、无硬件流控制，或者使用其它串口通信程序。（注：超级终端串口的选择根据用户的PC串口硬件不同，请自行选择，如果PC机只有一个串口，一般是COM1）

　　3.打开实验例程

　　1）打开实验程序

　　2）运行mu;Vision IDE for ARM软件

　　3）默认打开的工程在源码编辑窗口会显示实验例程的说明文件readme.txt，详细阅读并理解实验内容。

　　4）工程提供了两种运行方式：一是下载到SDRAM中调试运行，二是固化到Nor Flash中运行。用户可以在工具栏Select Target下拉框中选择在RAM中调试运行还是固化Flash中运行。下面实验将介绍下载到SDRAM中调试运行，所以我们在Select Target下拉框中选择UART_Test IN RAM。

　　5）接下来开始编译链接工程，在菜单栏“Projiet”选择“Build target”或者“Rebuild all target files”编译整个工程。

　　6编译完成后，在输出窗口可以看到编译提示信息，比如“".SDRAMUART_Test.axf" - 0 Error(s), 1 Warning(s).”，如果显示“0 Error(s)”即表示编译成功。

　　7）拨动实验平台电源开关，给实验平台上电，单击菜单栏Debug->Start/Stop Debug Session项将编译出来的映像文件下载到SDRAM中，或者单击工具栏“”按钮来下载。

　　8）下载完成后，单击菜单栏Debug->Run项运行程序，或者单击工具栏“”按钮来全速运行程序。用户也可以使用进行单步调试程序。

　　9）全速运行后，用户可以在超级终端看到程序运行的信息。

　　10）用户可以Stop程序运行，使用mu;Vision IDE for ARM的一些调试窗口跟踪查看程序运行的信息。注：如果在第4）步用户选择在Flash中运行，则编译链接成功后，单击菜单栏Flash->Download项将程序固化到NorFlash中，从实验平台的主板拔出JTAG线，给实验平台重新上电，程序将自动运行。

　　部分程序图：

　　串口通信实验：

　　IIS音频实验：

　　六、实习体会

　　在嵌入式系统中，除了课本上的基础知识外，还学会了软件编程的基本思路，掌握了液晶屏的使用及其电路设计方法；掌握有关音频处理的基础知识；掌握液晶显示文本及图形的方法与程序设计。

　　通过这次设计，掌握了液晶显示实验、mu;C/OS-II移植、mu;C/OS-IILCD显示的工作原理及串口通信实验的工作过程，学会了使用仿真软件Embest EduKit-IV实验平台及ULINK2仿真器套件，并学会通过应用软件仿真来实现各种通信系统的设计，对以后的学习和工作都起到了一定的作用，加强了动手能力和学业技能。虽然花了很长时间编写软件程序设计，但这一切还是理论上的。希望学校能提供机会和条件，让我们能够去真正地将理论和实践相结合。通过这次程序，感觉自己所掌握的知识是那么的有限，还有许多需要改进和不足的地方，同时也帮助了我怎样学好这门课程，增加了我对这门学科的兴趣。总体来说，这次实习我受益匪浅。在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中特别有趣，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力。在让我体会到了设计电路的艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。通过这次实习通信系统的设计，使我更加清楚以后的发展及学习的方向。

　　最后感谢老师这个学期的指导和帮助！

　　七、参考文献

　　《ARM9嵌入式系统设计与开发应用》熊茂华、杨震伦编著 清华大学出版社

　　《ARM9嵌入式系统设计与开发教程》于明编著 电子工业出版社

　　《Linux嵌入式系统教程》马忠梅 北京航空航天大学出版社

　　嵌入式实习报告 篇2

　　蓝牙技术概述

　　蓝牙(Bluetooth)是目前比较流行的一种短距离无线通讯技术，其主要目的就是要在全世界范围内建立一个短距离的无线通信标准。设计者的初衷是用隐形的连接线代替线缆。它取代目前多种电缆连接方案，通过统一的短程无线链路，在各信息设备之间可以穿过墙壁或公文包，实现方便快捷、灵活安全、低成本小功耗的话音和数据通信。“蓝牙”技术的目的是使特定的移动电话、便携式电脑以及各种便携式通信设备的主机之间在近距离内实现无缝的资源共享。

　　一、实践目的

　　了解处理器的发展

　　掌握WinCE嵌入式系统开发方法和开发流程。

　　掌握WinCE嵌入式C#编程方法。

　　掌握WinCE嵌入式网络通信技术。

　　掌握Bluetooth编码技术

　　二、实践要求

　　1.了解WinCE操作系统的裁剪及定制；

　　2.设计蓝牙广播系统(包括服务器端和客户端)；

　　3.设计蓝牙文件传输系统(包括服务器端和客户端)；

　　4.应用程序安装和部署。

　　三、实践内容

　　（1）了解Wince平台

　　了解处理器的发展，什么是嵌入系统，嵌入式系统的应用，以及窗体与控件的概念，掌握WinCE嵌入式C#编程方法，对实验平台有一定的认识，更进一步的认识蓝牙。了解编写应用程序的流程，理解了Windows 窗体，学会了使用基本控件如标签、文本、按钮、列表框和组合框，掌握窗体的常用属性和方法。

　　(2)蓝牙搜索、浏览与发送,蓝牙设备列表，配对设备清空，删除。

　　四、原理介绍

　　1.嵌入式系统：

　　嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

　　一般由硬件设备、嵌入式操作系统、嵌入式应用软件组成。具有专用性、高效简洁性、高可靠和低能耗性、自身特殊性的特点。

　　嵌入式实习报告 篇3

　　ARM嵌入式系统综合设计

　　一、实习时间和地点安排

　　1、实习时间：20XX年12月03日——20XX年12月14日，共两周的时间。

　　2、每天的实习时间安排：

　　上午：8：30——11：30

　　下午：13：30——15：30

　　3、实习地点：校内。

　　二、实习目的

　　1、掌握电子元器件的焊接原理和方法。

　　2、掌握ARM7 LPC2132控制程序的编写方法。

　　3、掌握调试软件和硬件的方法。

　　三、实习内容与要求

　　1、根据设计要求焊接好电路板并测试焊接无误。

　　2、绘制流程图并编写程序。

　　3、编译通过后，将程序下载到LPC2132进行调试。

　　4、调试成功后编写实习报告。

　　四、LPC2132芯片介绍

　　LPC2132最小系统图及其介绍

　　概述

　　LPC2132是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的32/16 位 ARM7TDMI-STM CPU 的微控制器，并带有 32kB、64kB、512 kB 的嵌入的高速Flash 存储器。128 位宽度的存储器接口和独特的加速结构使 32 位代码能够在最大时钟速率下运行。对代码规模有严格控制的应用可使用 16 位 Thumb?

　　模式将代码规模降低超过 30%，而性能的损失却很小。

　　较小的封装和极低的功耗使 LPC2131/2132/2138 可理想地用于小型系统中，如访问控制和 POS 机。宽范围的串行通信接口和片内 8/16/32kB 的 SRAM 使 LPC2131/2132/2138 非常适用于通信网关、协议转换器、软 modem 、声音辨别和低端成像，为它们提供巨大的缓冲区空间和强大的处理功能。多个 32 位定时器、1 个或 2 个 10 位 8 路 ADC 、10 位 DAC 、PWM 通道和 47 个 GPIO 以及多达9 个边沿或电平触发的外部中断使它们特别适用于工业控制和医疗系统。

　　特性

　　1、小型 LQFP64 封装的 16/32 位 ARM7TDMI-S 微控制器。

　　2、8/16/32kB 片内静态 RAM 。

　　3、片内 Boot 装载软件实现在系统/在应用中编程(ISP/IAP )。扇区擦除或整片擦除的时间为400ms ，1ms 可编程 256 字节。

　　4、EmbeddedICE?RT 和嵌入式跟踪接口可实时调试(利用片内 RealMonitor软件)和高速跟踪执行代码。

　　5、1 个(LPC2132/2132 )或2 个(LPC2138 )8 路 10 位 A/D 转换器共包含 16 个模拟输入，每个通道的转换时间低至 2.44us 。

　　6、1 个 10 位 D/A 转换器，可提供不同的模拟输出(LPC2132/2138 )。

　　7、 2 个 32 位定时器/计数器(带 4 路捕获和 4 路比较通道)、PWM 单元(6 路输出)和看门狗。

　　8、实时时钟具有独立的电源和时钟源，在节电模式下极大地降低了功耗。

　　9、多个串行接口，包括 2 个 16C550 工业标准 UART 、2 个高速 I2C 接口(400 kbit/s )、SPITM 和 SSP(具有缓冲功能，数据长度可变)。

　　10、向量中断控制器。可配置优先级和向量地址。

　　11、多达 47 个 5V 的通用I/O 口(LQFP64 封装)。

　　12、 9 个边沿或电平触发的外部中断引脚。

　　13、 通过片内 PLL 可实现最大为 60MHz 的 CPU 操作频率，PLL 的稳定时间为 100us。

　　14、片内晶振频率范围：1~30 MHz。

　　15、2 个低功耗模式：空闲和掉电。

　　16、可通过个别使能/禁止外部功能和降低外部时钟来优化功耗。

　　17、通过外部中断将处理器从掉电模式中唤醒。

　　18、单个电源供电，含有上电复位(POR )和掉电检测(BOD )电路：-CPU

　　操作电压范围：3.0~3.6 V (3.3 V+/ - 10%) ，I/O 口可承受5V 的最大电压。

　　结构概述

　　LPC2132包含一个支持仿真的 ARM7TDMI-S CPU 、与片内存储器控制器接口的 ARM7 局部总线、与中断控制器接口的 AMBA 高性能总线 (AHB )和连接片内外设功能的 VLSI 外设总线 (VPB ，ARM AMBA 总线的兼容超集)。

　　LPC2131/2132/2138 将 ARM7TDMI-S 配置为小端(little-endian )字节顺序。 AHB 外设分配了 2M 字节的地址范围，它位于 4G 字节 ARM 存储器空间的最顶端。每个 AHB 外设都 分配了 16k 字节的地址空间。LPC2131/2132/2138 的外设功能 (中断控制器除外)都连接到 VPB 总线。AHB 到 VPB 的桥将 VPB 总线与 AHB 总线相连。VPB 外设也分配了 2M 字节的地址范围，从 3.5GB 地址点开始。每个 VPB 外设在 VPB 地址空间内都分配了 16k 字节地址空间。

　　片内外设与器件管脚的连接由管脚连接模块控制。该模块必须由软件进行控制以符合外设功能与管脚在特定应用中的需求。

　　ARM7TDMI-S 处理器

　　ARM7TDMI-S 是通用的 32 位微处理器，它具有高性能和低功耗的特性。ARM 结构是基于精简指令集 计算机(RISC)原理而设计的。指令集和相关的译码机制比复杂指令集计算机要简单得多。这样使用一个小的、廉价的处理器核就可实现很高的指令吞吐量和实时的中断响应。

　　由于使用了流水线技术，处理和存储系统的.所有部分都可连续工作。通常在执行一条指令的同时对下 ，一条指令进行译码，并将第三条指令从存储器中取出。

　　ARM7TDMI-S 处理器使用了一个被称为 THUMB 的独特结构化策略，它非常适用于那些对存储器有限制或者需要较高代码密度的大批量产品的应用。

　　在 THUMB 后面一个关键的概念是“超精简指令集”。基本上，ARM7TDMI-S 处理器具有两个指令集：标准 32 位 ARM 指令集 、16 位 THUMB 指令集THUMB 指令集的 16 位指令长度使其可以达到标准 ARM 代码两倍的密度，却仍然保持 ARM 的大多 数性能上的优势，这些优势是使用 16 位寄存器的 16 位处理器所不具备的。因为 THUMB 代码和 ARM 代码一样，在相同的 32 位寄存器上进行操作。THUMB 代码仅为 ARM 代码规模的 65%，但其性能却相当于连接到 16 位存储器系统的相同 ARM 处理器性能的 160%。

　　片内 FLASH 程序存储器

　　LPC2131/2132/2138 分别含有 32kB、64kB 和 512kB 的FLASH 存储器系统。该存储器可用作代码和数据的存储。对 FLASH 存储器的编程可通过几种方法来实现：通过内置的串行 JTAG 接口，通过在系统编程(ISP )和 UART0 ，或通过在应用编程(IAP )。使用在应用编程的应用程序也可以在应用程序运行时对FLAH 进行擦除和/ 或编程，这样就为数据存储和现场固件的升级都带来了极大的灵活性。如果LPC2131/2132/2138 使用了片内引导装载程序(bootloader )，32/64/512kB 的 Flash 存储器就可用来存放用户代码。 LPC2131/2132/2138 的Flash 存储器至少可擦除/编程 10,000 次，保存数据的时间长达 10 年。 片内静态 RAM,片内静态 RAM (SRAM )可用作代码和/ 或数据的存储，支持 8位、16 位和32 位的访问。LPC2131/2132/2138 含有 8/16/32kB 的静态RAM 。 LPC2131/2132/2138 SRAM 是一个字节寻址的存储器。对存储器进行字和半字访问时将忽略地址对准，访问被寻址的自然对准值(因此，对存储器进行字访问时将忽略地址位 0 和 1，半字访问时将忽略地址位 0 )。因此，有效的读写操作要求半字数据访问的地址线0 为 0(地址以0、2 、4 、6、8、A 、C 和 E 结尾)，字 数据访问的地址线 0 和 1 都为 0 (地址以0、4 、8 和 C 结尾)。该原则同样用于片外和片内存储器。SRAM 控制器包含一个回写缓冲区，它用于防止 CPU 在连续的写操作时停止运行。回写缓冲区总是保存着软件发送到 SRAM的最后一个字节。该数据只有在软件请求下一次写操作时才写入 SRAM (数据只有 在软件执行另外一次写操作时被写入 SRAM)。如果发生芯片复位，实际的SRAM 内容将不会反映最近一 次的写请求(即：在一次“热”芯片复位后，SRAM 不会反映最后一次写入的内容)。任何在复位后检查 SRAM 内容的程序都必须注意这一点。通过对一个单元执行两次相同的写操作可保证复位后数据的写入。或者，也可通过在进入空闲或掉电模式前执行虚写(dummy write )操作来保证最后的数据在复位后被真正写入SRAM。

　　嵌入式实习报告 篇4

　　一、嵌入式的概述：

　　随着信息化技术的发展和数字化产品的普及，以计算机技术、芯片技术和软件技术为核心的嵌入式系统再度成为当前研究和应用的热点，通信、计算机、消费电子技术(3C)合一的趋势正在逐步形成，无所不在的网络和无所不在的计算(everything connecting, everywhere computing)正在将人类带入一个崭新的信息社会。

　　二、实习目的

　　学习和了解了嵌入式在生活中的重要作用和发展过程，熟练掌握ARM硬件体系结构,熟悉linux下的嵌入式编程流程，积累自己的软件编写经验，能够参与并实现一个真实和完整的嵌入式项目，为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础。

　　三、实习任务

　　第一阶段Linux操作和编程基础

　　主要介绍Linux的基本命令和基础编程知识，包括Linux的文件操作和目录操作命令，VI编辑器，GCC编译器，GDB调试器和Make项目管理工具等知识。

　　第二阶段 嵌入式C语言编程基础

　　主要介绍在嵌入式开发编程中C语言的重要概念和编程技巧中的重点难点，以复习串讲和实例分析的形式，重点介绍包括函数与程序结构，指针、数组和链表，库函数的使用等知识。

　　第三阶段Linux上C强化编程训练

　　主要包括整数算法训练，递归和栈编程训练，位操作训练，指针训练，字符串训练和常用C库函数编程接口实践，强化学员对Linux下基本编程开发的理解和编码调试的能力。

　　第四阶段 Linux环境高级编程及项目开发编程实践

　　主要包括系统编程(信号/系统调用/管道/FIFO/消息队列/共享内存等)，文件I/O编程(文件描述符/文件读写接口/原子操作/阻塞与非阻塞IO等，多任务和多线程编程(进程标识/ 用户标识/fork与vfork/多线程概念/线程同步等)，网络编程(网络基本概念/套接口编程/网络字节次序/Client/Server结构/UDP编程);掌握Linux下Socket编程的开发流程，熟悉网络编程的调用接口函数和相关数据结构，使学员初步具备在Linux上进行系统编程开发的能力。同时综合之前所学内容和编程技术，以小组为单位进行一个团队合作项目的开发，考核内容包括文件I/O编程，多线程编程，网络编程和项目文档编写。

　　第五阶段 嵌入式处理器体系结构及编程实践

　　主要介绍ARM体系结构及其基本编程知识，包括指令分类，寻址方式、指令集、存储系统、异常中断处理、汇编语言以及CC++和汇编语言的混合编程等知识。同时结合ARM嵌入式开发板硬件设计原理和基本硬件设计流程，分析各种外设的工作原理和驱动机制，并自己动手实践完成一个ARM开发板上的编程大作业。

　　第六阶段 嵌入式Linux开发基础及高级应用

　　主要介绍嵌入式Linux开发应用程序的基本流程和知识，包括嵌入式Linux基本概念和开发流程、Bootloader工作原理、内核裁减配置和交叉编译、根文件系统制作、网络编程以及图形界面和数据库开发等知识。同时独立完成一个基于嵌入式Linux GUI的应用编程大作业。

　　第七阶段 嵌入式 Linux驱动理论及驱动程序开发实践

　　主要介绍嵌入式Linux上驱动程序开发规范，包括设备驱动程序概念、字符设备驱动程序、块设备与网络设备、网卡驱动以及常用嵌入式设备驱动开发等知识。同时独立实现两种嵌入式设备驱动程序的编写，包括驱动模块的调试和加载以及完整的项目开发文档的编写。

　　第八阶段 嵌入式Linux项目团队开发实践锻炼

　　主要包括设计并实现一个真实和完整的嵌入式项目的开发流程，涉及到数据采集、网络通讯、图形用户界面显示以及嵌入式数据库存储系统等多种嵌入式Linux编程技术。要求学员建立起团队开发和协同工作的企业项目开发模式的概念和流程，强化学员对编写项目概要设计文档和详细设计文档的理解，为就业前的职业技能和素质训练做好充分准备。

　　四、实习内容

　　1.嵌入式的历史与现状

　　虽然嵌入式系统是近几年才开始真正风靡起来的，但事实上嵌入式这个概念却很早就已经存在了，从上个世纪70年代单片机的出现到今天各种嵌入式微处理器、微控制器的广泛应用，嵌入式系统少说也有了近30年的历史。纵观嵌入式系统的发展历程，大致经历了以下四个阶段：

　　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，具有监测、伺服、设备指示等功能，通常应用于各类工业控制和飞机、导弹等武器装备中，一般没有操作系统的支持，只能通过汇编语言对系统进行直接控制，运行结束后再清除内存。这些装置虽然已经初步具备了嵌入式的应用特点，但仅仅只是使用8位的CPU芯片来执行一些单线程的程序，因此严格地说还谈不上"系统"的概念。

　　这一阶段嵌入式系统的主要特点是：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便、价格低廉，因而曾经在工业控制领域中得到了非常广泛的应用，但却无法满足现今对执行效率、存储容量都有较高要求的信息家电等场合的需要。

　　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，IC制造商开始把嵌入式应用中所需要的微处理器、I/O接口、串行接口以及RAM、ROM等部件统统集成到一片VLSI中，制造出面向I/O设计的微控制器，并一举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。这一阶段嵌入式系统的主要特点是：出现了大量高可靠、低功耗的嵌入式CPU(如Power PC等)，各种简单的嵌入式操作系统开始出现并得到迅速发展。此时的嵌入式操作系统虽然还比较简单，但已经初步具有了一定的兼容性和扩展性，内核精巧且效率高，主要用来控制系统负载以及监控应用程序的运行。

　　实时操作系统阶段

　　20世纪90年代，在分布控制、柔性制造、数字化通信和信息家电等巨大需求的牵引下，嵌入式系统进一步飞速发展，而面向实时信号处理算法的DSP产品则向着高速度、高精度、低功耗的方向发展。随着硬件实时性要求的提高，嵌入式系统的软件规模也不断扩大，逐渐形成了实时多任务操作系统(RTOS)，并开始成为嵌入式系统的主流。

　　这一阶段嵌入式系统的主要特点是：操作系统的实时性得到了很大改善，已经能够运行在各种不同类型的微处理器上，具有高度的模块化和扩展性。此时的嵌入式操作系统已经具备了文件和目录管理、设备管理、多任务、网络、图形用户界面(GUI)等功能，并提供了大量的应用程序接口(API)，从而使得应用软件的开发变得更加简单。

　　面向Internet阶段

　　21世纪无疑将是一个网络的时代，将嵌入式系统应用到各种网络环境中去的呼声自然也越来越高。目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外，随着Internet的进一步发展，以及Internet技术与信息家电、工业控制技术等的结合日益紧密，嵌入式设备与Internet的结合才是嵌入式技术的真正未来。

　　信息时代和数字时代的到来，为嵌入式系统的发展带来了巨大的机遇，同时也对嵌入式系统厂商提出了新的挑战。目前，嵌入式技术与Internet技术的结合正在推动着嵌入式技术的飞速发展，嵌入式系统的研究和应用产生了如下新的显著变化：

　　1.新的微处理器层出不穷，嵌入式操作系统自身结构的设计更加便于移植，能够在短时间内支持更多的微处理器。

　　2.嵌入式系统的开发成了一项系统工程，开发厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身，同时还要提供强大的硬件开发工具和软件支持包。

　　3.通用计算机上使用的新技术、新观念开始逐步移植到嵌入式系统中，如嵌入式数据库、移动代理、实时CORBA等，嵌入式软件平台得到进一步完善。

　　4.各类嵌入式Linux操作系统迅速发展，由于具有源代码开放、系统内核小、执行效率高、网络结构完整等特点，很适合信息家电等嵌入式系统的需要，目前已经形成了能与Windows CE、Palm OS等嵌入式操作系统进行有力竞争的局面。

　　5.网络化、信息化的要求随着Internet技术的成熟和带宽的提高而日益突出，以往功能单一的设备如电话、手机、冰箱、微波炉等功能不再单一，结构变得更加复杂，网络互联成为必然趋势。

　　6.精简系统内核，优化关键算法，降低功耗和软硬件成本。

　　7.提供更加友好的多媒体人机交互界面。

　　2.体系结构

　　根据国际电气和电子工程师协会(IEEE)的定义，嵌入式系统是"控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置"(devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。一般而言，整个嵌入式系统的体系结构可以分成四个部分：嵌入式处理器、嵌入式外围设备、嵌入式操作系统和嵌入式应用软件。

　　嵌入式处理器

　　嵌入式系统的核心是各种类型的嵌入式处理器，嵌入式处理器与通用处理器最大的不同点在于，嵌入式CPU大多工作在为特定用户群所专门设计的系统中，它将通用CPU中许多由板卡完成的任务集成到芯片内部，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。

　　嵌入式处理器的体系结构经历了从CISC(复杂指令集)至RISC(精简指令集)和Compact RISC的转变，位数则由4位、8位、16位、32位逐步发展到64位。目前常用的嵌入式处理器可分为低端的嵌入式微控制器(Micro Controller Unit，MCU)、中高端的嵌入式微处理器(Embedded Micro Processor Unit，EMPU)、用于计算机通信领域的嵌入式DSP处理器(Embedded Digital Signal Processor，EDSP)和高度集成的嵌入式片上系统(System On Chip，SOC)。

　　目前几乎每个半导体制造商都生产嵌入式处理器，并且越来越多的公司开始拥有自主的处理器设计部门，据不完全统计，全世界嵌入式处理器已经超过1000多种，流行的体系结构有30多个系列，其中以ARM、PowerPC、MC 68000、MIPS等使用得最为广泛。

　　嵌入式外围设备

　　在嵌入系统硬件系统中，除了中心控制部件(MCU、DSP、EMPU、SOC)以外，用于完成存储、通信、调试、显示等辅助功能的其他部件，事实上都可以算作嵌入式外围设备。目前常用的嵌入式外围设备按功能可以分为存储设备、通信设备和显示设备三类。

　　存储设备主要用于各类数据的存储，常用的有静态易失型存储器(RAM、SRAM)、动态存储器(DRAM)和非易失型存储器(ROM、EPROM、EEPROM、FLASH)三种，其中FLASH凭借其可擦写次数多、存储速度快、存储容量大、价格便宜等优点，在嵌入式领域内得到了广泛应用。

　　目前存在的绝大多数通信设备都可以直接在嵌入式系统中应用，包括RS-232接口(串行通信接口)、SPI(串行外围设备接口)、IrDA(红外线接口)、I2C(现场总线)、USB(通用串行总线接口)、Ethernet(以太网接口)等。

　　由于嵌入式应用场合的特殊性，通常使用的是阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)和触摸板(Touch Panel)等外围显示设备。

　　嵌入式操作系统

　　为了使嵌入式系统的开发更加方便和快捷，需要有专门负责管理存储器分配、中断处理、任务调度等功能的软件模块，这就是嵌入式操作系统。嵌入式操作系统是用来支持嵌入式应用的系统软件，是嵌入式系统极为重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动程序、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形用户界面(GUI)等。嵌入式操作系统具有通用操作系统的基本特点，如能够有效管理复杂的系统资源，能够对硬件进行抽象，能够提供库函数、驱动程序、开发工具集等。但与通用操作系统相比较，嵌入式操作系统在系统实时性、硬件依赖性、软件固化性以及应用专用性等方面，具有更加鲜明的特点。

　　嵌入式操作系统根据应用场合可以分为两大类：一类是面向消费电子产品的非实时系统，这类设备包括个人数字助理(PDA)、移动电话、机顶盒(STB)等;另一类则是面向控制、通信、医疗等领域的实时操作系统，如WindRiver公司的VxWorks、QNX系统软件公司的QNX等。实时系统(Real Time System)是一种能够在指定或者确定时间内完成系统功能，并且对外部和内部事件在同步或者异步时间内能做出及时响应的系统。在实时系统中，操作的正确性不仅依赖于逻辑设计的正确程度，而且与这些操作进行的时间有关，也就是说，实时系统对逻辑和时序的要求非常严格，如果逻辑和时序控制出现偏差将会产生严重后果。

　　实时系统主要通过三个性能指标来衡量系统的实时性，即响应时间(Response Time)、生存时间(Survival Time)和吞吐量(Throughput)：

　　o 响应时间 是实时系统从识别出一个外部事件到做出响应的时间;

　　o 生存时间 是数据的有效等待时间，数据只有在这段时间内才是有效的;

　　o 吞吐量 是在给定的时间内系统能够处理的事件

　　总数，吞吐量通常比平均响应时间的倒数要小一点。

　　实时系统根据响应时间可以分为弱实时系统、一般实时系统和强实时系统三种。弱实时系统在设计时的宗旨是使各个任务运行得越快越好，但没有严格限定某一任务必须在多长时间内完成，弱实时系统更多关注的是程序运行结果的正确与否，以及系统安全性能等其他方面，对任务执行时间的要求相对来讲较为宽松，一般响应时间可以是数十秒或者更长。一般实时系统是弱实时系统和强实时系统的一种折衷，它的响应时间可以在秒的数量级上，广泛应用于消费电子设备中。强实时系统则要求各个任务不仅要保证执行过程和结果的正确性，同时还要保证在限定的时间内完成任务，响应时间通常要求在毫秒甚至微秒的数量级上，这对涉及到医疗、安全、军事的软硬件系统来说是至关重要的。 时限(deadline)是实时系统中的一个重要概念，指的是对任务截止时间的要求，根据时限对系统性能的影响程度，实时系统又可以分为软实时系统(soft real-time-system)和硬实时系统(hard real-time-system)。软实时指的是虽然对系统响应时间有所限定，但如果系统响应时间不能满足要求，并不会导致系统产生致命的错误或者崩溃;硬实时则指的是对系统响应时间有严格的限定，如果系统响应时间不能满足要求，就会引起系统产生致命的错误或者崩溃。如果一个任务在时限到达之时尚未完成，对软实时系统来说还是可以容忍的，最多只会降低系统性能，但对硬实时系统来说则是无法接受的，因为这样带来的后果根本无法预测，甚至可能是灾难性的。在目前实际运用的实时系统中，通常允许软硬两种实时性同时存在，其中一些事件没有时限要求，另外一些事件的时限要求是软实时的，而对系统产生关键影响的那些事件的时限要求则是硬实时的。

　　五、实习总结

　　计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落，对于我们没有个人来说，需要的已经不再仅仅是放在桌面上处理文档，进行工业管理和生产控制的计算机“机器”任何一个普通的人都可能拥有从小到大的各种嵌入式技术的电子产品，小到MP3PDA等微型数字化产品，大到网络家电，智能家电等，各种各样的新型嵌入式系统设备在应用数量上已经远远超过了通用计算机，在工业和服务领域，使用嵌入式技术的数字机床、智能工具、工业机器人、服务机器人、正在逐渐的改变着传统的工业生产和服务方式。而ARM芯片凭借强大的处理能力和极低的功耗，非常适合这些场合。所以现在越来越多的公司在产品选型的时候考虑到使用ARM处理器，从这个角度来说，对于在校大学生来说，如果你掌握了ARM开发技术，对于寻找一份好的工作也十分有利。