嵌入式系统概述-第一课

2021年02月24日 23时55分

标签：嵌入式系统

## 什么是嵌入式系统？

### 以应用为中心

### 以计算机技术为基础

### **专用**计算机系统

- 硬件可裁剪

- 硬件的是可裁剪的：需要实现什么功能，就将实现该功能的芯片装入；如果不需要实现某功能，就将实现该功能的芯片去除

- 软件可裁剪

- 操作系统是可裁剪的：需要哪些功能就保留哪些功能；否则，将这些功能删除

### **普遍被认同的定义**：以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的**计算机系统**

### 广而言之，可以认为凡是带有微处理器的专用**软硬件**都可以成为嵌入式系统

## 嵌入式系统的特点

### 面向特定应用

- 嵌入式系统的CPU和通用系统的CPU是不同的
- 架构

- 80x86
	- ARM
	- MIPS

- 通用CPU（台式机、笔记本）

- 仅具有数据处理功能

- 微处理器

- 嵌入式CPU

- 数据处理功能+对外设的控制功能

- 微控制器

### 为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储芯片或单片机本身中，而不是存储于磁盘等载体中

- 单片机：微控制器
- 磁盘：按照扇区存储，不能按照地址访问（随机访问）

- 需要将数据从磁盘转移到内存中，从而CPU能够获取指令执行

- 嵌入式系统：对数据的存放放在可按地址访问的存储芯片中

- CPU没有必要将程序从存储芯片转移到RAM中，可以直接读芯片中的程序
	- 优点：实现方便
	- 缺点

- 容量不能太大
		- 软件不能太大
		- 读写速度较慢

### 嵌入式系统本身不具备自举开发能力。即使设计完成以后用户通常也不能对其中的程序功能进行修改，必须有一套开发工具和环境才能进行开发。

- 开发和运行不在一起

- 开发：台式机
	- 运行：嵌入式设备

## 嵌入式系统的结构

### 应用软件

### 嵌入式操作系统

- 嵌入式系统中并非一定有操作系统

- 向下实现应用的管理
	- 向上为应用软件提供API函数

- 嵌入式操作系统大多是实时操作系统

- WinCE
	- 实时Linux
	- uC/OS-II
	- 现在也有向分时操作系统发展的趋势

- 台式机中的操作系统大多是分时操作系统

### 硬件设备

- 核心部分：嵌入式控制器（CPU）

- 单片机

- 片内外设：在单片机芯片内部控制外部设备的控制器

- 外围设备（控制芯片）

- 完成存储、通信、调试、显示等辅助功能的其他部件
	- 存储设备
	- 通信（控制）设备
	- 显示设备

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