嵌入式实训报告
姓名：张龙班级：电气803学号：08010270
嵌入式系统学习体会
一、嵌入式发展前景
嵌入式系统无疑是当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。嵌入式系统用在一些特定专用设备上，通常这些设备的硬件资源（如处理器、存储器等）非常有限，并且对成本很敏感，有时对实时响应要求很高等。特别是随着消费家电的智能化，嵌入式更显重要。像我们平常常见到的手机、PDA、电子字典、可视电话、VCD/DVD/MP3 Player、数字相机（DC）、数字摄像机(DV)、U-Disk、机顶盒(Set Top Box)、高清电视(HDTV)、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等等都是典型的嵌入式系统。
嵌入式系统是软硬结合的东西，搞嵌入式开发的人有两类。
一类是学电子工程、通信工程等偏硬件专业出身的人，他们主要是搞硬件设计，有时要开发一些与硬件关系最密切的最底层软件，如BootLoader、Board SupportPackage(像PC的BIOS一样，往下驱动硬件，往上支持操作系统），最初级的硬件驱动程序等。他们的优势是对硬件原理非常清楚，不足是他们更擅长定义各种硬件接口，但对复杂软件系统往往力不从心（例如嵌入式操作系统原理和复杂应用软件等）。
另一类是学软件、计算机专业出身的人，主要从事嵌入式操作系统和应用软件的开发。如果我们学软件的人对硬件原理和接口有较好的掌握，我们完全也可写BSP和硬件驱动程序。嵌入式硬件设计完后，各种功能就全靠软件来实现了，嵌入式设备的增值很大程度上取决于嵌入式软件，这占了嵌入式系统的最主要工作（目前有很多公司将硬件设计包给了专门的硬件公司，稍复杂的硬件都交给***或国外公司设计，国内的硬件设计力量很弱，很多嵌入式公司自己只负责开发软件，因为公司都知道，嵌入式产品的差异很大程度在软件上，在软件方面是最有“花头“可做的），所以我们搞软件的人完全不用担心我们在嵌入式市场上的用武之地，越是智能设备越是复杂系统，软件越起关键作用，而且这是目前的趋势。
二、嵌入式系统应用前景
随着计算机软件和集成电路技术的发展,嵌入式系统产品日益完善,在航天、航空、交通、网络、电子、通讯、金融、智能电器、智能建筑、仪器仪表、工业自动控制、数控机床、掌上型电脑、各种智能IC卡、第二代身份证验证、公共交通收费系统、医药系统以及军事等领域得到广泛应用,已成为我国信息化带动工业化,工业化促进信息化 发展的国民经济新的增长点在我国2006 年嵌入式软件产品占全年全部软件产值的23%还多.据调查显示,目前嵌入式系统涉及的领域中,PDA占30%,手机占18%,数字信息家电占21%,工业控制5%,服务行业占2%,交通系统占2%,其他占22%.目前最值得关注的嵌入式产品市场主要有如下几类:
1．信息家电
后PC时代,家用电器将向数字化和网络化发展,电视机、微波炉、数字电话等都将嵌入微处理器并通过家庭网关与Internet连接,构成家庭信息网络.届时, 人们可以远程控制家里的电器设备,可以实现远程医疗、远程教育, 可以视频点播,实现交互式电视,还可以提供各种网上服务等.一般可认为,那些低单价、操作简单、可通过因特网发送或获取信息, 将逐步分割或替代PC 的某些功能,并能
与其它信息产品交换资料或信息的产品可统称为信息家电.信息家电可以提供安全防范、消费电子产品的智能控制、交互式智能控制、家庭信息服务、自动维护、家庭医疗保健等服务.而这些服务中的各类数字融合产品,都离不开嵌入式系统的支持,可以说,嵌入式系统是家庭信息网络、IT 融合的重要技术基础.具有丰富功能、高度集成的智能数字终端将是未来的发展方向.智能数字终端和各类数字融合产品具有十分广阔的市场前景.
2.移动计算设备
移动计算设备包括手机、PDA、掌上电脑等各种移动设备.中国拥有最大的手机用户,市场巨大,而掌上电脑或PDA 由于易于使用、携带方便、价格便宜,近几年在我国得到了快速地发展.PDA 与手机也已呈现融合趋势, 智能手机正在成为今后的发展趋势方向, 智能手机就是一台嵌入式系统.智能手机要存放更多的软件和各种大容量的多媒体文件,必定要有操作系统, 目前智能手机操作系统主要有开源的Linux、微软公司的Windows CE系统和 Symbain 公司的 SymbainOs 系统.智能手机的功能越来越异常强大,为智能手机开发的各种功能程序已经在互联网上盛行.通过安装这些软件,可大大扩展手机的功能.
3.网络设备
各种网络设备包括路由器交换机、Web Server、网络接入网关等, 都是一类嵌入式系统.随着下一代Internet 的研发成功和投入使用,必然会有更多更强的嵌入式网络设备和产品面世,这意味着巨大的嵌入式网络设备和产品市场需求.嵌入式系统也在向无线网络发展,无线网络已开发集成了802.11 芯片组.无线嵌入式网络有望部署到住宅及商用建筑自动化、工业设备监测以及其他无线传感和控制应用中.ZigBee 联盟已经为低成本、低功率的无线嵌入式网络制定了标准.这项标准定义了在IEEE 802.15.4 标准媒体接入控制层和物理层上的网络及支持的应用服务.这项标准很适合照明、供暖、冷却控制、工业建筑、自动化以及医疗设备监测等方方面面的应用.ZigBee联盟的长期目标是能够建立基于互操作平台和配置文件的可伸缩、低成本的嵌入式基础架构.
4．自动化与测控仪器仪表
测控仪器仪表种类繁多,我国每年光进口的医疗设备就上亿, 每个医疗设备就是一套嵌入式系统.测控仪器仪表更是遍及大中小企业,新型的测控仪器仪表无一不是嵌入式系统.在工控和仿真领域,嵌入式设备也早已得到广泛应用.嵌入式系统在自动化行业已有很多成功应用案例,如数控机床控制系统、面向啤酒行业控制系统、水厂控制系统、缝纫机控制系统、可燃性气体报警系统、智能建筑安防系统、自动生产线分布式控制系统、变电站自动化系统、自动生产线检测系统等.我国的工业生产需要完成智能化、数字化改造,智能控制设备、智能仪表、自动控制等为嵌入式系统提供了巨大的市场.工控、仿真、数据采集、军用等领域一般都要求实时操作系统支持.在金融业、电力系统和服务业,嵌入式也在发挥着越来越重要的作用.
5．嵌入式技术在交通管理、环境监测中的应用
在交通系统,嵌入式的作用也日益重要.汽车智能驾驶设备、汽车模拟驾驶器、汽车喷油泵调试台、轮船智能驾驶设备等都面临更新换代.这类新型设备也都离不开嵌入式系统.我国汽车业的发展必然为汽车电子的嵌入式系统应用带来良好商机.嵌入式系统在交通指挥系统、高速公路收费监控、汽车自导航、GPS车载终端、电子警察、加油站和汽车检测中的应用都是非常广泛的,有良好的市场前景.在环境监测( 包括水文资料实时监测, 防洪体系及水土质量监测,堤坝安全,
地震监测网,实时气象信息网,水源和空气污染监测)中,嵌入式产品同样有着广泛的市场前景.
三、嵌入式系统的组成 1.底层（硬件层）
需要你自己对于硬件相当的了解，能够独立绘制PCB并进行焊接，之后调试板子，做好电路板。比如sc2410,你需要绘制至少四层PCB电路板，其中ARM核心板是最难掌握的部分，外围电路要注意各种走线技巧等等。绘制完PCB之后就需要你的焊接功夫。将元器件焊接在PCB上。最后调试电路板，这是这一层设计中的收尾工作，也是最具有挑战性的工作。调试电路需要大量的经验，对于初学者来说，需要很强的电路知识，对于硬件的性能以及应用要非常了解才行。
2.中间层（驱动层）
电路板已经有现成的。你需要编程使一个死的板子，活起来，就是把程序下载进去，能叫板子跑起来。这里需要你对于ARM芯片的结构有很好的掌握，要会读芯片资料（datasheet）通常都是英文的。了解其内部资源我们就可以进行驱动编程了。我们平时所使用单片机，一般都是写好的程序，各个管脚在什么时序下输出什么信号（1或0），来操作实现相应借口的外围设备，比如液晶屏、LED灯等。单片机也可以叫做简单的嵌入式。原理相同。ARM也可以向单片机一样使用，但我们更多的是要对ARM加入操作系统的，这才是我们最常说的嵌入式。加入操作系统了以后，芯片对于个个资源的调度有了更系统的统筹规划，可以更充分的利用ARM芯片的系统资源，提高性能，使资源合理分配。而通常的驱动是在操作系统下工作的。比如基于LINUX或WINCE等等下的驱动程序。驱动程序是链接硬件平台和操作系统的纽带，当然编写驱动要同时兼顾操作系统特点和硬件接口的特点。做驱动的开发，需要对于软硬件都要有所了解，其中更偏重操作系统的理解。这部分工作也是最难做的。
3． 上层（应用层）：
应用层，即我们所说的软件编程了。就相我们手机里QQ和飞信一样，我们需要根据我们手机的操作系统来编写应用程序。对于各个开发板，我们同样需要根据它里边的系统进行应用开发。这部分，应该是几乎脱离硬件了，我们只需简单的了解硬件即可。我们只需深刻理解操作系统的中各个系统函数和接口函数，即可进行开发。需要很强的C++水平。
四、嵌入式系统的设计特点
嵌入式系统的开发通常采用“宿主机/目标机”方式。
宿主机（Host）是一台通用的计算机，一般是PC机。它通过串口或网络连接与目标机进行通信。
目标机（Target）常用在嵌入式系统的开发过程期间。目标机可以是嵌入式系统的实际运行环境，也可以是能替代实际环境的仿真系统。
首先，利用宿主机上丰富的设备资源以及良好的开发环境来开发和仿真调试目标机上的软件。
然后，通过UART接口或Ethernet接口将交叉编译生成的目标代码传输并下载到目标机上，并用交叉调试器在实时内核/操作系统或监控程序的支持下进行实时分析和调试。
最后，目标机在特定的环境下运行
五、体会
通过学习嵌入式的课程使我了解了什么是嵌入式，所谓嵌入式系统是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通过实训课的训练不仅使我知道了嵌入式系统的组成及应用，而且拓展了自己的知识和动手能力也对自己今后的发展有很大的的帮助。
