嵌入式系统 - 概述

本文是学习笔记

定义

以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可按需求进行定制，从而满足特定功能，性能，成本，体积和功耗等设计指标

最初的定义

一种“嵌入机械或电气系统内部的，具有专属功能的计算机系统”，被嵌入的系统通常是一个完整设备

嵌入式系统的层次

嵌入式系统是将先进的计算机技术，网络通信技术，半导体工艺，电子技术和各领域的具体应用相结合的产物，分为软件和硬件两部分。

嵌入式体系架构

嵌入式系统区别于通用计算机系统的主要特点

嵌入式系统是为了某些特定任务而设计的，通用计算机系统（如个人计算机或服务器等）可以满足各式各样的计算需求

嵌入式硬件系统的核心

嵌入式硬件系统的核心是嵌入式处理器，它的选择取决于具体应用的领域，处理能力和接口要求，以及成本，功耗等限制

嵌入式处理器的分类

（1）嵌入式微控制器（MCU）
（2）高度集成的嵌入式片上系统(SOC)

嵌入式微控制器与通用处理器最大的不同点

嵌入式微控制器与通用处理器最大的不同点在于嵌入式微控制器是为特定应用专门设计，它将通用计算机中许多由外围芯片和板卡完成的任务集成到芯片内部，从而有利于嵌入式系统设计的小型化和微型化。这种设计具有很高的效率，可靠性和较低的功耗。

远程调试

指嵌入式系统和调试器之间通过指定的通信端口和远程调试协议来实现的。嵌入式系统的所有异常处理都转向通信模块，从而通知调试器，调试器再向用户显示被调试程序发生的异常现象。

IP授权的商业模式

电路设计作为“知识产权”
IP核：Intellectual Property
IP授权的商业模式使得微控制器设计公司从单个功能电路设计中解脱出来，专注于嵌入式微控制器核心应用的设计，从而节省了设计时间和成本，加快了嵌入式微控制器投入市场的过程。

常见的外设接口和总线包括

（1）串行通信接口：RS-232，I2C，SPI等
（2）USB接口
（3）多媒体卡接口：SD卡，CF卡
（4）网络接口：包括有线和无线网络等
（5）GPIO，模数/数模转换（ADC/DAC）接口

开发人员要求

（1）嵌入式软件的开发和嵌入式微控制器及其外围电路关系紧密，所以要求开发人员需要能够读懂电路原理图和器件的数据手册，以及具备一定的接口和通信协议基础 （2）开发嵌入式底层驱动的人员，还需掌握微处理器的内部架构，包括中断和直接内存存取（DMA）机制等 （3）掌握微控制器之间以及微控制器和其他器件之间的通信方式和协议，基于TCP/IP互联网协议及其一些例如uIP,lwIP等的开源通信协议软件