1、嵌入式计算系统设计：原理与实践

嵌入式计算系统设计：原理与实践

1. 引言

在当今科技领域，微处理器无处不在，它被广泛应用于各种系统中，承担着控制、用户界面、信号处理等多种任务。然而，我们常常会忽视没有微处理器时完成某些任务的难度。为了深入理解嵌入式计算系统的设计过程，我们首先需要了解微处理器的用途以及为何在系统设计中使用它们。

2. 复杂系统与微处理器

2.1 嵌入式计算机系统的定义

我们通常认为笔记本电脑是计算机，但它只是众多计算机系统中的一种。计算机是一种存储程序机器，从内存中获取并执行指令。通过连接不同类型的设备和加载不同的软件，我们可以构建出各种各样的系统。

嵌入式计算机系统是指包含可编程计算机但本身并非通用计算机的设备。例如，个人电脑不属于嵌入式计算系统，而由微处理器构建的传真机或时钟则属于此类。这意味着嵌入式计算系统设计在许多产品设计中是一项非常有用的技能，汽车、手机和家用电器等都广泛使用微处理器。

2.2 嵌入式计算机的发展历程

计算机从早期就开始被嵌入到各种应用中。例如，20世纪40年代末和50年代初麻省理工学院设计的Whirlwind计算机，它是第一个支持实时操作的计算机，最初被设想用于控制飞机模拟器。尽管它体积庞大，但从组件到系统的完整设计都适应了实时嵌入式计算的需求。

微处理器作为单芯片CPU，自20世纪70年代以来，超大规模集成电路（VLSI）技术使我们能够将完整的CPU集成到单个芯片上。第一款微处理器Intel 4004是为计算器这一嵌入式应用而设计的。后来，HP - 35成为第一款能够执行超越函数的手持计算器，可编程性对于其成功设计至关重要。

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