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学习条记1:嵌入式系统的观点、特点、应用和组成

时间:2021-10-25 18:51作者:yb体育官方网站

本文摘要:根据传统的看法,我们的盘算机主要分为超算、大型、中型、小型和微型机。但这种划分往往不太准确,因为盘算机技术信息生长,小型盘算机和微型盘算机的能力相较之前也变得很是强大。所以我们以应用为中心来分类盘算机,将盘算机分成嵌入式应用和非嵌入式应用盘算机,于是就发生了嵌入式盘算机和通用盘算机的区别。 那么嵌入式盘算机的系统界说,是用于控制、监视或者辅助设备机械和车间运行的装置。嵌入式盘算机则以嵌入式系统的形式,隐藏在种种装置产物和系统中。

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根据传统的看法,我们的盘算机主要分为超算、大型、中型、小型和微型机。但这种划分往往不太准确,因为盘算机技术信息生长,小型盘算机和微型盘算机的能力相较之前也变得很是强大。所以我们以应用为中心来分类盘算机,将盘算机分成嵌入式应用和非嵌入式应用盘算机,于是就发生了嵌入式盘算机和通用盘算机的区别。

那么嵌入式盘算机的系统界说,是用于控制、监视或者辅助设备机械和车间运行的装置。嵌入式盘算机则以嵌入式系统的形式,隐藏在种种装置产物和系统中。我们普遍认同的嵌入式系统,其英文为Embedded Systems。

它是以应用为中心,以盘算机技术为基础,软件硬件可裁剪,适合应用系统对功效、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用盘算机系统。它是一个技术麋集、资金麋集、高度疏散而又不停创新的知识集成系统,它将先进的盘算机技术、半导体技术、电子技术和各行各业的详细应用联合起来。一、嵌入式系统的特点1.嵌入式系统与应用密切相关它面向用户,面向产物,面向应用。其处置惩罚器的功耗、体积、成本、可靠性、速度、处置惩罚能力、电磁兼容性等方面,均受到应用要求的制约。

2.嵌入式系统存储资源有限本着够用就行的原则,嵌入式系统的存储资源是十分名贵的。因为它另有实时性的要求,所以法式的编写质量和编译工具的质量要更高,以淘汰法式二进制代码长度,提高执行速度。3.嵌入式系统具有实时约束特点由于嵌入式系统许多都是实时系统。在多任务嵌入式系统中,对重要性各不相同的任务举行统筹兼顾的合理调理,是保证每个任务实时执行的关键,单纯通过提高处置惩罚器速度,是无法完成和没有效率的,这种任务调理只能由优化编写的系统软件来完成,因此,系统软件的高实时性就成了基本的要求。

4.它需要交织开发情况和调试工具嵌入式系统自己不具备自己开发能力,纵然设计完成以后,用户通常也不能对其中的法式功效举行修改,必须用一套开发工具和情况才气举行开发,这些工具和情况一般是基于通用盘算机上的软硬件设备,以及种种逻辑分析仪、混淆信号示波器等。二、嵌入式系统的应用嵌入式系统的应用可以分为三大类:民用、工业用和特殊用途。它的应用很是广泛,涉及通信、网络、消费电子产物、信息家电,医疗仪器、汽车电子、工业控制、仪器仪表、航天、国防等各个行业和领域。

其中,通信领域大量应用嵌入式系统,主要包罗程控交流机、路由器、IP交流机、传输设备等。在消费电子领域,正在向着数字化和网络化的偏向生长,高清晰度数字电视将逐渐取代传统的模拟电视,地面波Dtmb技术也需要嵌入式系统的支持。

在物联网时代,种种家用电器和手机将实现互联。同时,物联网还将医疗仪器、汽车电子、工业控制、仪器仪表等领域联合在一起,他们对智能控制需求的不停增长,设备智能化、数字化为嵌入式系统提供了庞大的市场。时至今日,嵌入式系统已经无处不在、无孔不入,与我们的生活息息相关。

三、嵌入式系统的组成首先,嵌入式系统包罗硬件和软件两个部门。它的软件和硬件都很是精简,是量身定制的专用盘算机及应用系统。(一)嵌入式系统的硬件嵌入式系统的硬件架构,是以嵌入式处置惩罚器为中心,设置存储器、IO设备、通信模块、电源等须要的辅助接口,更重要的是,它还是嵌入式系统软件运行的物理平台。

作为嵌入式系统硬件的焦点,嵌入式微处置惩罚器主要分为以下四类:1.嵌入式微处置惩罚器,Embedded Microprocessors Unit,即EMPU;由嵌入式微处置惩罚器及其存储器、总线、外设等安装在同一块电路板上,可称为单板盘算机。比力有代表性的是ARM和X86。

2.嵌入式微控制器,英文Micro Controller Unit ,即MCU;嵌入式微控制器又称为单片机,它能将整个盘算机系统集成到一块芯片之中。3.嵌入式DSP处置惩罚器,英文Embedded Digital Signal Processor即EDSP,即嵌入式数字信号处置惩罚器;例如语音合成和编码解码器、数字滤波、FFT、频谱分析等种种仪器上,DSP都获得了大规模的应用。4.嵌入式片上系统,英文System on Chip,即SoC。

它是一种基于知识产权(IP)核嵌入式系统设计技术。它联合了许多功效区块,将功效做在一个芯片上,使用多种微处置惩罚器焦点,加上通信的接口单元,形成独立的处置惩罚芯片:好比通用串行端口USB、 TCP/IP通信单元、蓝牙模块接口、GPRS通信接口、3G通信接口等。

在5G时代,半导体工厂可以通过设计图制作脱手机专用5G芯片。(二)嵌入式系统软件嵌入式系统软件可以分为两大类:含操作系统的、不含操作系统的。它是整个嵌入式系统的控制焦点,控制整个系统运行,提供人机交互信息等。

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其中,功效简朴的嵌入式系统,可以仅有应用法式和设备驱动法式。而设计算为庞大的法式时,可能需要一个操作系统OS,来治理、控制内存、多任务、周边资源等。

值得一提的是,为了淘汰应用法式员的事情量,可以依据嵌入式系统所提供的法式界面来编写应用法式。对于使用操作系统的嵌入式系统来说,其系统软件结构一般,包罗四个层面:设备驱动层、实时操作系统RTOS、应用法式接口API层、实际应用法式层。和硬件电路的可裁剪性一样,软件部门也是可裁剪的。

为了满足嵌入式系统的需要,其操作系统必须包罗一些最基本的功效,好比,中断处置惩罚和历程调理,用户可以通过API来使用操作系统。基于操作系统的实时性,嵌入式系统的正确性,不仅依赖于盘算的逻辑,效果也依赖于效果发生的时间。

四、嵌入式系统的其它特点节能,可以通过电池供电,连续长达一年之久。体积小,功效单一。嵌入式系统与通用系统相比,技术门路完全差别。

下图为血压监测的应用:小结嵌入式系统开发的基础知识:包罗嵌入式系统的观点、特点、应用和组成,涉及了嵌入式系统开发基本知识和观点,能够系统的建设起嵌入式系统开发的整体框架和知识体系。


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