嵌入式系统

一、什么是嵌入式技术？ 嵌入式开发概述 1.嵌入式软件和非嵌入式软件的区别 2.嵌入式开发与单片机开发的区别 3.嵌入式开发的优缺点非嵌入式开发也就是所说的裸机开发，常见的非嵌入式芯片如3G手机。传统开发是软件和硬件之间的直接耦合，单片机的开发就属于传统开发，单片机的开发顺序通常是查看原理图----代码编写----下载烧录，对于相同类型的不同芯片，通常原理图都有区别，所以编写的代码不可能适用所有芯片，这就需要更改代码实现功能。 传统开发的缺点也就很明显了： 1.软件的移植性差（适配平台能力差），由一个平台转移到另一个平台的能力由于每一次转移都需要重写代码，适配能力就比较差。 2.传统开发的缺点还有一直存在的效率低，功耗高。 3.开发人员的能力要求（软硬通吃），开发人员软件和硬件都需要掌握。而嵌入式系统在软件和硬件之间移植了操作系统，在操作系统之上做上层应用开发，在操作系统之下做底层开发，而操作系统相当于一个管家，通过管理软件和硬件资源有效提高了软件的移植性，而且上层应用开发和底层开发以及操作系统开发的工程师功能划分清晰。嵌入式开发多任务机制，提供了丰富的网络协议，提供了开源软件和库。嵌入式开发的缺点就在于硬件配置提升的困难。 二、做一名嵌入式技术开发者的基础标准 1.上层应用软件开发：精通一门语言熟悉一款操作系统数据结构/算法 2.嵌入式底层软件开发：精通C

在我们的日常生活中，我们经常使用许多使用嵌入式系统技术设计的电气和电子电路和套件。计算机，手机，平板，笔记本电脑，数字电子系统以及其他电子和电子设备都是使用嵌入式系统设计的。 1.什么是嵌入式系统？ 将硬件电路与用于提供项目解决方案的软件编程技术集成的电子系统称为嵌入式系统。通过使用这种嵌入式系统技术，可以在很大程度上降低电路的复杂性，这进一步降低了成本和尺寸。 2.嵌入式系统设计 嵌入式系统基本上是电子系统，其可以被编程或非编程以基于应用来操作，组织和执行单个或多个任务。在实时嵌入式系统中，所有组装的单元基于嵌入微控制器的程序或规则集或代码一起工作。但是，通过使用这种微控制器编程技术，只能解决有限范围的问题。 3.嵌入式系统硬件 每个电子系统都由硬件电路组成，类似地，嵌入式系统包括硬件，如电源套件，中央处理单元，存储器件，定时器，输出电路，串行通信端口，以及系统应用专用电路元件和电路。 4.嵌入式系统软件编程 嵌入式系统是硬件和软件的集成，嵌入式系统中使用的软件是一组指令，称为程序。嵌入式系统的硬件电路中使用的微处理器或微控制器被编程为通过遵循该组指令来执行特定任务。这些程序主要使用编程软件、编程语言编写。然后，程序被转储到嵌入式系统电路中使用的微处理器或微控制器中。 5.嵌入式系统的分类 基于硬件和软件以及微控制器（8或16或32位）的复杂性，嵌入式系统主要分为不同类型。因此

一、常见的ARM嵌入式系统开发环境配置： 1、编译器/汇编器 2、指令系统模拟器 3、在线仿真器或调试探测器 4、目标开发板 5、跟踪捕捉仪 6、嵌入式操作系统 ARM嵌入式系统C编译器：ARM公司，keil公司，IAR System公司，lauterbach公司。 二、ARM嵌入式系统的硬件构成 ARM嵌入式芯片主要由32位ALU、31个32位通用寄存器和6个状态寄存器、32x8位乘法器、32x32位桶形移位寄存器、指令译码及控制逻辑、指令流水线和数据/地址寄存器组成。 在ARM处理器结构中，使用流水线技术以提高处理器指令的运行速度。在流水线操作中，允许多个操作同时进行，以及处理和存储系统连续操作。 三、ARM硬件配置 Cortex-M3是一个32位ARM处理器内核。内部的数据宽度是32位的，寄存器的接口同样也是32位的。与常用的ARM嵌入式处理器一样，Cortex-M3采用了哈弗结构，拥有独立的指令和数据总线，可以同时进行取地址操作和数据访问操作。 采用哈佛结构的数据/指令储存方式，处理器在访问数据的时候不再占用数据总线，从而提升了系统处理的性能。为进一步提高ARM处理器的处理能力，CM3的内部结构中包含了多条总线接口方式，每条总线都专门为特定的应用场合进行综合优化，并可以多条总线并行工作。 1、CM3中的寄存器组 在CM3处理器中包含了R0~R15寄存器组，其中

ARM嵌入式系统的基本结构和常见的ARM微处理器 ARM被称为嵌入式微处理器核。 ARM嵌入式系统由3部分组成，即嵌入式系统硬件平台，嵌入式操作系统（代码）和嵌入式系统应用。 1、嵌入式系统硬件平台主要是指各种嵌入式处理器和外围设备等，如基于ARM核的STM32XX处理器、51系列单片机等。 2、嵌入式操作系统（代码）是指嵌入式硬件平台上运行的代码和操作系统。目前主流的嵌入式操作系统是基于C语言（或汇编语言）的嵌入式Linux、UCLinux和uc/os-II等。 一般而言，Linux操作系统具有比较完善的网络接口支持；UCLinux操作系统被用在一些不需要“内存管理单元”（MMU,Memory Management Unit）的嵌入式平台中；而uc/os-II系统是典型的实时操作系统，可满足对实时性要求比较高的场合，如汽车电子油门、车载高速CAN网络等，具有非常快的响应时间。 除了上述介绍的几种嵌入式操作系统外，当前主流的电子产品中，还广泛使用Android、MeeGo等系统。这些系统主要用在智能手机和平板电脑上。 3、嵌入式系统应用是以嵌入式系统硬件平台的搭建、嵌入式操作系统的成功移植和运行为前提的。这一部分内容运行在嵌入式操作系统的上层，完成特定的功能目标。 通常情况下，不同的系统需要根据具体的项目需要设计不同的嵌入式应用程序。在嵌入式系统中，系统应用并不是必需的

一、嵌入式开发概述 1**. 嵌入式技术是什么？ ** 嵌入式技术是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统技术。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。 简单来说，嵌入式可以在已有的硬件上移植操作系统，可以在操作系统之上做上层应用开发，可以在操作系统之下做底层开发。 2. 嵌入式软件与非嵌入式软件的区别？ 主要区别嵌入式软件是结合操作系统之上做的开发，而非嵌入式软件是裸机开发。 除此之外，嵌入式系统安装于主板的ROM只读存储器中，系统是定制在ROM中的，能够瞬间启动，启动效果类似于PC的待机恢复（软件留在内存）， 非嵌入式系统安装于硬盘或固态硬盘（如内存卡），系统可以DIY，启动时从硬盘读取系统数据，在RAM建立一个临时的操作系统环境，关机后消失，每次启动都要重新建立一个临时系统环境。 3. 嵌入式开发与单片机开发的区别？ 嵌入式开发需要操作系统，而单片机开发不需要。 二·嵌入式的开发方向 1.嵌入式上层应用软件开发 2.嵌入式底层系统软件开发 3.嵌入式系统工程师 三·嵌入式系统的组成 软件子系统：应用程序

凡是从事计算机或电子信息相关领域工作的童鞋，一定都听说过 嵌入式 和 单片机 吧？ 很多人应该知道，这两个名词和硬件系统有着非常密切的关系。一听到它们，就容易让人联想到插满芯片和针脚的电路板： 但是，如果要问具体什么是嵌入式，什么是单片机，它们之间究竟有什么区别，我相信大部分人并不能解释清楚。 今天，小枣君就给大家做一个入门科普，揭秘上述问题的答案。与此同时，我还会给大家介绍一下，我们经常听说的51、STM32，究竟是什么。 什么是嵌入式 首先，我们来看看什么是嵌入式。 嵌入式，一般是指嵌入式系统，英文叫作：embedded system。嵌入式开发，其实就是对嵌入式系统的开发。 IEEE（美国电气和电子工程师协会）对嵌入式系统的定义是：“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”。 国内学术界的定义更为具体一些，也更容易理解： 嵌入式系统，是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可裁剪，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。 以应用为中心，说明嵌入式系统是有明确实际用途的。以计算机技术为基础，说明它其实就是一种特殊的计算机。软硬件可裁剪，说明它有很强的灵活性和可定制能力。 专用计算机系统，“专用”所对应的，就是“通用”。我们常用的个人PC、笔记本电脑、数据中心服务器，可以用于多种用途，就是“通用计算机系统”。 嵌入式系统究竟具体应用于哪些“专用

嵌入式软件与非嵌入式软件的区别 嵌入式：在已有的硬件上移植（需要修改操作系统源码，安装不需要）操作系统解决软硬件耦合导致的问题。 嵌入式软件和非嵌入式软件的区别即传统开发和嵌入式开发的优缺点： 传统开发的缺点：1.软硬件耦合度高导致软件移植性差 2.软件开发人员必须懂硬件 3.软件功能性差； 优点：简单，开发成本低。 嵌入式开发的优点：1.解决传统开发软硬件耦合度导致的问题 2.多任务机制 3.提供了丰富的网络协议栈4.提供了丰富的开源软件和工具 缺点：硬件成本高。 例如嵌入式与单片机区别 单片机： 软件 —— 硬件 嵌入式： 软件 ——操作系统——硬件 嵌入式操作系统的优势 可以移植的操作系统称为嵌入式操作系统。 操作系统（Operating System，简称OS）是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。 嵌入式是通过操作系统，间接控制硬件。因此当硬件平台发生改变，但是依旧与操作系统兼容，那么软件程序就不会改变。并且软件开发人员不需要了解硬件，只要学会操作系统中功能的调用，极大地提高了效率，因此嵌入式引入了操作系统，具有以下几个优势： 提供了很多开源的软件，工具，库。 可以实现多任务（所谓的多任务就是快速切换）。 操作系统中有一些网络协议，因此嵌入式是可以上网的，提供了大量的网络资源

精彩内容 嵌入式系统是指完成一种或几种特定功能的计算机系统，具有自动化程度高，响应速度快等优点，目前已广泛应用于消费电子，工业控制等领域。嵌入式系统受其使用的硬件以及运行环境的限制，非常注重代码的时间和空间效率，因此选择一种合适的开发语言十分重要。 目前，在嵌入式系统开发中可使用的语言很多，其中 C语言应用得最广泛。虽然用 C 语言编程具有许多优点，但基于嵌入式系统的C语言和标准 C语言又有很大区别。接下来《单片机与嵌入式系统应》小编结合嵌入式系统的特点和高手们的一些积累，给大家整理出在程序设计中代码优化的一些小技巧。 1 嵌入式C语言的特点 作为一种结构化程序设计语言，C 语言兼顾多种高级语言的特点，具有很强的功能性和可移植性。但在嵌入式系统开发中，出于对低价产品的需求，系统的计算能力和存储容量都非常有限，因此如何利用好这些资源就显得十分重要。开发人员应注意嵌入式 C语言和标准 C 语言的区别，减少生成代码长度，提高程序执行效率，在程序设计中对代码进行优化。 2 C代码在程序中的优化 现在的 C 编译器会自动对代码进行优化，但这些优化是对执行速度和代码长度的平衡。如果要获得更小且执行效率更高的代码，需要程序员手工对代码进行优化。 3 变量类型的定义 不同的数据类型所生成的机器代码长度相差很多，变量类型选取的范围越小运行速度越快，占用的内存越少。能够使用字符型(char)定义的变量

1、MCU的选择 选择MCU时要考虑MCU所能够完成的功能、MCU的价格、功耗、供电电压、I/O口电平、管脚数目以及MCU的封装等因素。MCU的功耗可以从其电气性能参数中查到。供电电压有5V、3.3V以及1.8V超低电压供电模式。为了能合理分配MCU的I/O资源，在MCU选型时可绘制一张引脚分配表，供以后的设计使用。 2、电源 (1)考虑系统对电源的需求，例如系统需要几种电源，如24V、12V、5V或者3.3V等，估计各需要多少功率或最大电流(mA)。在计算电源总功率时要考虑一定的余量，可按公式“电源总功率=2×器件总功率”来计算。 (2)考虑芯片与器件对电源波动性的需求。一般允许电源波动幅度在±5%以内。对于A/D转换芯片的参考电压一般要求±1%以内。 (3)考虑工作电源是使用电源模块还是使用外接电源。 2、电源 (1)考虑系统对电源的需求，例如系统需要几种电源，如24V、12V、5V或者3.3V等，估计各需要多少功率或最大电流(mA)。在计算电源总功率时要考虑一定的余量，可按公式“电源总功率=2×器件总功率”来计算。 (2)考虑芯片与器件对电源波动性的需求。一般允许电源波动幅度在±5%以内。对于A/D转换芯片的参考电压一般要求±1%以内。 (3)考虑工作电源是使用电源模块还是使用外接电源。 3、普通I/O口 (1)上拉、下拉电阻：考虑用内部或者外部上/下拉电阻，内部上

单片机和嵌入式，其实没有什么标准的定义来区分他们，对于进行过单片机和嵌入式开发的开发者来说，都有他们自己的定义，接下来，就谈谈本人对这两个概念的理解和感悟。 首先明确概念，什么是单片机，单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。 比如最经典的51系列单片机，如下图所示，外观只是一块一个拇指大小的长方体芯片，共40个引脚，里面包含了逻辑运算单元。实际上也就是一个cpu。 在最开始接触单片机的时候，还曾经有过一个疑问，为什么单片机是黑色的而不可以是别的颜色，后来才知道是单片机材料的限制。 对单片机而言，其实一个芯片就是全部，其他的比如单片机最小系统都是为了单片机的正常运作而加入其他元件，比如晶振，5v电源，电感电阻等。当然最小系统只能保证单片机正常运行，几乎实现不了基于单片机的任何应用。 为了使单片机实现应用，必须要加入其他外设。比如按键，led灯，led屏，蜂鸣器，各种sensor。这也就是市面上很多公司都在做的单片机开发板。 总结