Đang tải... (xem toàn văn)
Sau khi kết thúc môn học này, sinh viên có thể• Trình bày kiến trúc tổng thể và hoạt động của một hệ thống nhúng bất kỳ• Trình bày được kiến trúc vi điều khiển• Biết sử dụng các môi trường phát triển và lập trình firmware cho hệ nhúng• Biết lập trình ứng dụng ghép nối trên máy tính• Nắm bắt một số công nghệ mới Chương 1: Tổng quan hệ thống nhúngChương 2: Quy trình phát triển hệ thống nhúngChương 3: Vi điều khiển và lập trình firmwareChương 4: Hệ điều hành nhúngChương 5: Phần mềm điều khiển trên PCChương 6: Giới thiệu công nghệ mới
Môn học HỆ NHÚNG GV: Phạm Văn Thuận Bộ môn Kỹ thuật Máy tính Viện CNTT&TT- ĐH BKHN email: thuanpv@soict.hut.edu.vn Mục tiêu môn học Sau kết thúc mơn học này, sinh viên • Trình bày kiến trúc tổng thể hoạt động hệ thống nhúng • Trình bày kiến trúc vi điều khiển • Biết sử dụng mơi trường phát triển lập trình firmware cho hệ nhúng • Biết lập trình ứng dụng ghép nối máy tính • Nắm bắt số công nghệ Hệ nhúng Tài liệu tham khảo Tài liệu tham khảo chính: • Embedded C Micheal J.Pont (8051) • Building Embedded Linux System, Karim Yaghmour • Linux Device Driver, Jonathan Corbet • ARM System Developer Guide-Designing and Optimizing System Software, Andrew N.Sloss • Embedded Systems Architecture: A Comprehensive Guide for Engineers and Programmers, Tammy Noergaard Hệ nhúng Nội dung môn học Chương 1: Tổng quan hệ thống nhúng Chương 2: Quy trình phát triển hệ thống nhúng Chương 3: Vi điều khiển lập trình firmware Chương 4: Hệ điều hành nhúng Chương 5: Phần mềm điều khiển PC Chương 6: Giới thiệu công nghệ Hệ nhúng Nội dung chương Chương 1: Tổng quan hệ thống nhúng 1.1 Khái niệm hệ nhúng 1.2 Kiến trúc tổng thể hệ thống nhúng Hệ nhúng 1.1 Khái niệm hệ nhúng Máy tính nhúng (Embedded Computer) Được đặt thiết bị khác (bao gồm phần cứng kết cấu khí) để điều khiển thiết bị làm việc Được thiết kế chun dụng Ví dụ: • Điện thoại di động • Bộ điều khiển máy giặt, điều hịa nhiệt độ • Một số thiết bị mạng: Switch, Router, … Giá thành: từ vài USD đến hàng trăm ngàn USD Hệ nhúng Khái niệm hệ nhúng Hệ nhúng (Embedded System) Một máy tính nhúng Nhiều máy tính nhúng liên kết với Hệ nhúng Ví dụ Bàn chải đánh có sử dụng vi điều khiển 8bit lập trình cho phép - Thay đổi tốc độ, thời gian, dùng pin sạc Hệ nhúng Ví dụ Chuột, bàn phím máy tính trang bị vi điều khiển 8bit -Bắt chuyển động, bắt phím -Mã hóa, kết nối với máy tính Cấu tạo bên chuột máy tính Hệ nhúng Ví dụ Ổ cứng máy tính -Vi điều khiển 32 bit (ARM) -Tích hợp xử lý tín hiệu số 10 Hệ nhúng Quy trình thiết kế Viết mã HDL Tổng hợp Mô chức Gán chân Phân tích mơ thời gian Chuyển thiết kế lên chip thật Hệ nhúng Thiết kế sử dụng ngôn ngữ VHDL 354 Hệ nhúng 6.2 Công nghệ FPAA FPAA: công nghệ thiết kế IC tương tự chuyên dụng (ASIC – Application Specific IC): lọc, khuếch đại, thu thập số liệu … FPAA (Field Programmable Analog Arrays): • FPAA bao gồm số khối CAB (Configurable Analog Block), CAB bao gồm khuyêch đại thuật toán, mảng tụ lập trình mảng điện trở lập trình hệ thống chuyển mạch • Các phần tử liên kết với để tạo thành IC tương tự chuyên dụng • Cho phép lập trình (sử dụng ngơn ngữ mơ tả phần cứng AMSVHDL - Analog Mixed Signal VHDL) để tạo cấu hình dây, liên kết, kết nối phần tử chip FPAA 355 Hệ nhúng Cấu tạo chip FPAA Bên chip FPAA 356 Hệ nhúng Cấu tạo CAB Bên khối CAB Hệ nhúng 357 Thiết kế IC tương tự sử dụng schematic Thiết kế phần mềm Anadigm Designer 358 Hệ nhúng Thiết kế sử dụng ngôn ngữ AMS-VHDL 359 Hệ nhúng 6.3 Công nghệ PSOC PSoC (Programmable System On Chip): hệ thống khả trình chip Cho phép thay đổi cấu hình chip cách thay đổi chức cho khối tài nguyên có sẵn chip Cho phép kết nối mềm dẻo khối chức với khối chức cổng vào Cho phép tạo vi điều khiển có cấu hình sơ đồ chân theo yêu cầu 360 Hệ nhúng Cấu tạo chip PSoC Các khối ngoại vi số tương tự lập trình Một vi xử lý + nhớ chương trình (EEPROM) + nhớ RAM Chip PSoC phổ biến hãng Cypress 361 Hệ nhúng 362 Hệ nhúng Cấu tạo chip PSoC CY8C27xx Bộ vi xử lý kiến trúc Harvard • Tần số tối đa 24Mhz Ngoại vi (có thể sử dụng độc lập kết hợp) • Ngoại vi tương tự ADC (có thể lên tới 14bit) DAC (có thể lên tới bit) Bộ khuếch đại lập trình Bộ lọc so sánh lập trình • Ngoại vi số 363 Hệ nhúng Cấu tạo chip PSoC CY8C27xx Ngoại vi số: • • • • • • Bộ đếm, định thời Khối điều chế độ rộng xung UART SPI I2C … 364 Hệ nhúng Môi trường phát triển Công cụ PSoC Designer: giao diện kéo thả trực quan Chip PSoC hãng Cypress Mạch nạp chuyên dụng 365 Hệ nhúng PSoC Designer 366 Hệ nhúng Thảo luận 367 Hệ nhúng ... thiệu công nghệ Hệ nhúng Nội dung chương Chương 1: Tổng quan hệ thống nhúng 1.1 Khái niệm hệ nhúng 1.2 Kiến trúc tổng thể hệ thống nhúng Hệ nhúng 1.1 Khái niệm hệ nhúng Máy tính nhúng (Embedded... thử hệ thống nhúng 2.5 Triển khai bảo trì hệ thống nhúng 35 Hệ nhúng Điều xảy khơng có qui trình phát triển hệ thống qui trình khơng tốt? Hệ nhúng Qui trình phát triển hệ thống nhúng Hệ nhúng. .. -Cơ khí xác 21 Hệ nhúng Việt Nam??? Robot hàn tự động -Vi xử lý hiệu cao -Hệ điều hành nhúng -Cơ khí xác 22 Hệ nhúng 1.2 Kiến trúc tổng thể hệ thống nhúng Kiến trúc hệ thống nhúng • Kiến trúc