嵌入式系统简介

只看该作者 · 2012-11-20 10:24

嵌入式系统是指以应用为中心、以计算机技术为基础、软/硬件可裁剪、适应应用环境（Real world）对功能、实时、可靠性、成本、体积、功耗等严格约束的专用计算机系统。
   目前有许多不同类型的嵌入式系统，其中主要包括通用计算、控制系统、信号处理、通信和网络这四种类型。
   由于嵌入式系统一定是实时系统（Real-Time System），随应用环境不同，实时性有强、弱之分，因此，也被称为嵌入式实时系统（Embedded Real-Time System）。
   嵌入式系统一般由嵌入式微处理器（主要由4~64位的MPU、MCU和DSP组成）、存储器、I/O接口等硬件及其软件组成，通常以SoC、单板机、多板式箱体结构、嵌入式PC等形式嵌入到各式各样的设备或大系统（如数字移动电话、路由器、导弹、信息家电等）中，作为设备或大系统的处理和控制核心。嵌入式系统的狭义定义是指主要由16位及16位以上的MPU、MCU和DSP组成，其应用程序的运行一般需要一个RTOS的支持，这是它不同于过去许多单片机或单板机应用的关键之处。
   简而言之，嵌入式系统是将通用计算机系统的软、硬件技术应用于其它非计算机类的专用设备中。嵌入式系统是一门实践性和综合性都非常强的前沿技术，是将先进的计算机技术、微电子技术和现代电子系统技术与各个行业的具体应用相结合后的产物。
嵌入式技术是21世纪最热门的技术之一。其应用范围非常广泛，大到载人航天器、程控交换机，小到数字化时钟、无线传感器节点，遍布于我们生活的方方面面，可以说是“Embedded Everywhere（无处不在的嵌入）”和“Ubiquitous Computing（无处不在的计算）” ，如消费电子产品、家用电器产品、办公自动化设备、商用设备、通信设备、军事武器装备、医疗设备、车用设备。
嵌入式系统一般由硬件和软件两部分组成，
嵌入式系统的硬件组成主要包括：
1、嵌入式微处理器：可分成MCU、MPU和DSP三类，目前市场上有上千种嵌入式微处理器，用得比较广泛的有ARM公司的ARM系列微处理器、Motorola公司的Power PC和MC68000微处理器、MIPS公司的MIPS系列微处理器、TI公司的系列DSP等。
2、存储器：常用的有静态存储器（SRAM）、动态存储器（DRAM）、只读存储器（ROM）、闪存（Flash ROM），每种存储器各有其用途和优缺点。
3、I/O接口：种类繁多，如UART、并口、I2C、SPI、USB（通用串行接口）、Ethernet（以太网接口）、IEEE 1492、IEEE 802.11、IRDA（红外线接口）、BlueTooth、GSM、CDMA、JTAG等。
4、I/O设备：如LCD、LED、键盘、面板开关、各种传感器/执行器等。
5、其它电路：如A/D、D/A、时钟电路、复位电路和电源模块等。
   嵌入式系统的软件组成可分为以下四个层次：
1、BSP（Board Support Package）：即设备驱动程序，负责RTOS与硬件设备的信息交换，包括硬件的初始化、读、写、查询等操作，并给操作系统提供相应的设备驱动接口。
2、RTOS（Real-Time Operating System实时操作系统）：负责整个系统的任务调度、存储分配、时钟管理和中断管理，并提供文件、GUI、网络、数据库等功能。
3、API（Application Programming Interface应用编程接口）：为编制应用程序提供的各种编程接口库（Lib）。
4、嵌入式应用程序：为满足嵌入式系统各种应用需要实现的应用程序，如手机上的Editor、 Notebook和游戏，路由器上的网络管理软件，数字电视上的浏览器等。

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1万 · 2012-11-20 12:49

谢谢楼主的知识普及，非常好的介绍

只看该作者 · 2012-11-20 17:42

之前一直做单片机开发现在想往嵌入式转了

只看该作者 · 2012-11-20 18:01

转行需谨慎啊

只看该作者 · 2012-11-20 18:10

随着智能手机的发展，嵌入式系统越来越有前途了

只看该作者 · 2012-11-20 18:29

嵌入式开发跟单片机很相近的

只看该作者 · 2012-11-20 18:58

嵌入式的应用范围太广了不火都不行

只看该作者 · 2012-11-20 19:06

难过的是向嵌入式方向发展要学的东西太多了

只看该作者 · 2012-11-20 19:10

谢谢分享

只看该作者 · 2012-11-20 19:15

原来大家都想往嵌入式方向转啊

只看该作者 · 2012-11-20 22:21

留言看签名

只看该作者 · 2012-11-20 23:23

不错、、、了解了解

只看该作者 · 2012-11-20 23:23

不错、、、了解了解

只看该作者 · 2012-11-21 09:15

不错

只看该作者 · 2012-11-21 15:01

算是普及知识的，我收下啦，谢谢

只看该作者 · 2012-11-21 23:27

这资料比较基础，挺适合初学者的，也挺激励人去学习处理器的

1万 · 2012-11-22 07:04

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。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是是由单个程序实现整个控制逻辑。

1万 · 2012-11-22 07:04

　嵌入式系统（Embedded system），是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”，根据英国电器工程师协会（ U.K. Institution of Electrical Engineer）的定义，嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。由于嵌入式系统通常进行大量生产。所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。[1] 　　嵌入式系统的核心是由一个或几个预先编程好以用来执行少数几项任务的微处理器或者单片机组成。与通用计算机能够运行用户选择的软件不同，嵌入式系统上的软件通常是暂时不变的；所以经常称为“固件”。[2] 　　国内普遍认同的嵌入式系统定义为：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、功耗等严格要求的专用计算机系统。[3] 　　嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，它必须与具体应用相结合才会具有生命力、才更具有优势。因此可以这样理解上述三个面向的含义，即嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。

1万 · 2012-11-22 07:04

◆嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。所以，介入嵌入式系统行业，必须有一个正确的定位。例如Palm之所以在PDA领域占有70%以上的市场，就是因为其立足于个人电子消费品，着重发展图形界面和多任务管理；而风河的Vxworks之所以在火星车上得以应用，则是因为其高实时性和高可靠性。

1万 · 2012-11-22 07:04

◆嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。所以，如果能建立相对通用的软硬件基础，然后在其上开发出适应各种需要的系统，是一个比较好的发展模式。目前的嵌入式系统的核心往往是一个只有几K到几十K微内核，需要根据实际的使用进行功能扩展或者裁减，但是由于微内核的存在，使得这种扩展能够非常顺利的进行。　　实际上，嵌入式系统本身是一个外延极广的名词，凡是与产品结合在一起的具有嵌入式特点的控制系统都可以叫嵌入式系统，而且有时很难以给它下一个准确的定义。现在人们讲嵌入式系统时，某种程度上指近些年比较热的具有操作系统的嵌入式系统，本文在进行分析和展望时，也沿用这一观点。　　一般而言，嵌入式系统的构架可以分成四个部分：处理器、存储器、输入输出（I/O）和软件（由于多数嵌入式设备的应用软件和操作系统都是紧密结合的，在这里我们对其不加区分，这也是嵌入式系统和一般的PC操作系统的最大区别）。[4]